JPH0838802A - 混合物の蒸留分離方法およびこのための装置 - Google Patents

混合物の蒸留分離方法およびこのための装置

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JPH0838802A JP7123629A JP12362995A JPH0838802A JP H0838802 A JPH0838802 A JP H0838802A JP 7123629 A JP7123629 A JP 7123629A JP 12362995 A JP12362995 A JP 12362995A JP H0838802 A JPH0838802 A JP H0838802A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 充填物を装填した蒸留塔を使用する場合に
も、組成物、すなわち混合物から分離されるべき組成分
の充分に高い純度をもたらし得る、混合物蒸留分離方法
およびこれを実施する装置を提供すること。 【構成】 好ましい液体移動をもたらすために、蒸留塔
内の縁辺において流下する液体を上昇する蒸気と均衡さ
せ、蒸留塔の全横断面にわたり、液体細流密度の特殊な
非均斉分布をもたらすこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は完全にもしくは部分的に充填物が
充填されており、積重ねられまたは山積みされた素子中
を上昇する蒸気および下降する液体を、蒸発器および凝
縮器の間において緊密に接触させ、材料移動の結果とし
て低沸点組成分が塔頂の凝縮器で、高沸点組成分が塔底
で得られるようになされている蒸留塔により、混合物を
蒸留分離して純粋組成分にする方法に関する。本発明は
さらに上記方法を実施するための、液体補集手段と、再
分布手段を具備する蒸留塔から成る装置に関する。
【０００２】
【従来技術】充填塔は蒸留分離技術において広く使用さ
れている。不規則細片のほかに、分離用充填物として、
ラーシッヒリング、ポールリング、セラミックサドル、
堆積充填物が使用される。これらは、例えば穿孔金属
板、金属繊維織成体、プラスチック材料、セラミック材
料から製造される。棚段蒸留塔と比べて、充填塔は、こ
とに圧力損、構成材料を損傷するおそれのある熱応力、
またしばしば投資コストに関して利点を有する。これ
は、分離されるべき組成物の純度が低い場合にも、高純
度を要する用途にも使用されるが、ことに極めて高い純
度が要求される場合には、現場においては充填塔を使用
するについて依然として抵抗がある。充填塔では、工業
的規模において、要求される純度が達成され得ないこと
があるからである。そこで棚段塔を使用する必要が再び
生じている。
【０００３】このような場合、充填高さを増加すること
では不充分であり、またコストの面でも好ましくない。
従って、充填物製造業者は、一般的対策として、液体の
反覆補集および介在分配手段による液体の再分配を推奨
する。現在までのところ、充填塔において確実に高純度
を達成するには、これが最も信頼し得る対策である。し
かしながら、液体補集装置および分配装置を使用するこ
とは、そのコストおよび設計高さの点で不利益である。
分配装置の型式と充填塔の直径とに応じて、１から２．
５ｍの追加的塔高さが、各中間的液体分配ごと必要とな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで従来技術に置け
る課題ないし本発明の目的は、充填物を装填した蒸留塔
を使用する場合にも、組成物、すなわち混合物から分離
されるべき組成分の充分に高い純度をもたらし得る、混
合物蒸留分離方法およびこれを実施する装置を提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】しかるに上述した課題な
いし目的は、技術分野の項で述べた方法であって、蒸留
塔内においてその全横断面にわたり液体細流密度の特別
な非均斉分布をもたらすことを特徴とする方法により解
決ないし達成され得ることが本発明者らにより見出され
た。また上述した装置に関する課題ないし目的は、蒸留
塔の中核帯域と塔壁帯域における好ましい液体細流密度
に対応して、排出細孔（１０）の配列もしくはその直径
が決定される再分布手段（９）と液体補集手段（１１）
とを有する蒸留塔から構成されることを特徴とする装置
により解決ないし達成される。
【０００６】
【実施例】本発明による方法および装置の詳細と利点
を、添附図面に例示された実施態様に関連して以下にお
いてさらに説明する。
【０００７】蒸留塔（図１）において混合物ないし組成
物を分離する場合、上昇する蒸気と下降する液体は、一
般的に、塔の底部に在る蒸発器Ｖと塔の頂部に在る凝縮
器Ｋとの中間において、緊密に接触せしめられる。この
材料移動の間に、低沸点組成分Ａは蒸気中に蓄積され、
高沸点組成分は液体中に蓄積される。前者Ａは塔頂から
取出され、後者Ｂ、Ｃは塔底に貯留される。分離効果の
質は、蒸気、液体の流路に沿って、蒸留塔内部の全横断
面にわたり、いかに両者を均質に分配するか、そしてま
たいかに緊密に両者を混合するかに係っている。しかし
ながら、液体および蒸気の流量は塔の壁面部分部分で増
大することが知られており、また充填物の周辺層は抵抗
を少くするので隔壁（７）（図２）、すなわち周辺のバ
イパスにおいて増大する可能性がある。従ってこの帯域
で液体は材料移動に充分に参加しない。
【０００８】本発明は、他の帯域にくらべて、蒸留塔の
ストリッピング区域（３、４、６）、すなわち混合物導
入部より下方のこのような帯域において、液体流動密度
をことに低く、例えば１０から１００％、ことに２０か
ら５０％にすることにより、上述した障害を除去しよう
とするものである。他方において、塔の調整区域（１、
２、５）においては、液体の流動密度は、例えば１０か
ら１０００％、ことに２０から５０％だけ増大せしめら
れる。
【０００９】隔壁蒸留塔を使用する場合には、隔壁
（７）の帯域において、その全長にわたり、あるいは部
分的に相違する液体流動速度がもたらされる。すなわ
ち、給送区域（２）の混合物給送点から上方および取出
し区域（５）の側方取出し点から下方において、液体流
動速度は増加し、また給送区域（４）の給送点下方およ
び取出し区域（３）の側方取出し点から上方において、
液体流動速度は低下する。
【００１０】このような液体の特異な非均斉分布は、相
違する設計の液体分布手段９（図３）によりもたらされ
得る。例えば排出細孔（１０）の数と配列、および／ま
たはその直径は、適当に変えられる。この分配装置は、
少くとも塔の上方端部と給送点に設置される。上流液体
捕集器（１１）を備えた追加的中間分配装置を使用する
場合には、これも追加設定して、対応する液体非均斉分
布をもたらすのが好ましい。
【００１１】液体非均斉分布は、また蒸留塔壁および必
要に応じて隔壁に関する設計対策、例えば液体用邪魔板
（８）を塔ストリッピング区域中において０．１から２
ｍ、ことに０．３から１ｍの高さ間隔を置いて設置する
ことによっても、もたらされ得る。山積み充填物の場
合、上記邪魔板は充填物直径の約０．５から３倍、こと
に１から１．５倍の寸法で壁面から塔内空間に突出させ
る。
【００１２】液体細流密度の特別の非均斉分布をもたら
すためのさらに他の手段は、蒸留塔の調整区域における
ジャケットの絶縁層（１２）の厚さと位置を選定して、
塔と雰囲気間の温度差に従って、雰囲気温度より高い温
度で蒸留塔を稼働させることであって、これにより縁辺
帯域における帯域関連液体流がもたらさせる。
【００１３】塔のストリッピング区域３、４、６におい
て、塔壁面帯域の液体細流密度を、塔外壁の保護加熱器
（１３）による蒸発によって低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蒸留塔の概略図である。
【図２】隔壁を有する蒸留塔の概略図である。
【図３】蒸留塔中における液体捕集および再分配手段の
概略図である。
【符合の説明】
Ａ‥‥‥‥‥‥‥‥低沸点組成分 Ｂ、Ｃ‥‥‥‥‥‥高沸点組成分 Ｋ‥‥‥‥‥‥‥‥凝縮器 Ｖ‥‥‥‥‥‥‥‥蒸発器 １、２、５‥‥‥‥調整区域 ３、４、６‥‥‥‥ストリッピング区域 ２、４‥‥‥‥‥‥給送区域 ３、５‥‥‥‥‥‥取出し区域 ７‥‥‥‥‥‥‥‥劃壁 ８‥‥‥‥‥‥‥‥邪魔板 １２‥‥‥‥‥‥‥絶縁層 １３‥‥‥‥‥‥‥加熱器
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【技術分野】本発明は完全にもしくは部分的に充填物が
充填されており、積重ねられまたは山積みされた素子中
を上昇する蒸気および下降する液体を、蒸発器および凝
縮器の間において緊密に接触させ、物質移動の結果とし
て低沸点組成分が塔頂の凝縮器で、高沸点組成分が塔底
で得られるようになされている蒸留塔により、混合物を
蒸留分離して純粋組成分にする方法に関する。本発明は
さらに上記方法を実施するための、液体補集手段と、再
分布手段を具備する蒸留塔から成る装置に関する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】蒸留塔（図１）において混合物ないし組成
物を分離する場合、上昇する蒸気と下降する液体は、一
般的に、塔の底部に在る蒸発器Ｖと塔の頂部に在る凝縮
器Ｋとの中間において、緊密に接触せしめられる。この
物質移動の間に、低沸点組成分Ａは蒸気中に蓄積され、
高沸点組成分は液体中に蓄積される。前者Ａは塔頂から
取出され、後者Ｂ、Ｃは塔底に貯留される。分離効果の
質は、蒸気、液体の流路に沿って、蒸留塔内部の全横断
面にわたり、いかに両者を均質に分配するか、そしてま
たいかに緊密に両者を混合するかに係っている。しかし
ながら、液体および蒸気の流量は塔の壁面部分で増大す
ることが知られており、また充填物の周辺層は抵抗を少
くするので隔壁（７）（図２）、すなわち周辺のバイパ
スにおいて増大する可能性がある。従ってこの帯域で液
体は物質移動に充分に参加しない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】本発明は、他の帯域にくらべて、蒸留塔の
ストリッピング区域（３、４、６）、すなわち混合物導
入部より下方のこのような帯域において、液体流動密度
をことに低く、例えば１０から１００％、ことに２０か
ら５０％にすることにより、上述した障害を除去しよう
とするものである。他方において、塔の精留区域（１、
２、５）においては、液体の流動密度は、例えば１０か
ら１０００％、ことに２０から５０％だけ増大せしめら
れる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】液体細流密度の特別の非均斉分布をもたら
すためのさらに他の手段は、蒸留塔の精留区域における
ジャケットの絶縁層（１２）の厚さと位置を選定して、
塔と雰囲気間の温度差に従って、雰囲気温度より高い温
度で蒸留塔を稼働させることであって、これにより縁辺
帯域における帯域関連液体流がもたらさせる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符合の説明】 Ａ‥‥‥‥‥‥‥‥低沸点組成分 Ｂ、Ｃ‥‥‥‥‥‥高沸点組成分 Ｋ‥‥‥‥‥‥‥‥凝縮器 Ｖ‥‥‥‥‥‥‥‥蒸発器 １、２、５‥‥‥‥精留区域 ３、４、６‥‥‥‥ストリッピング区域 ２、４‥‥‥‥‥‥給送区域 ３、５‥‥‥‥‥‥取出し区域 ７‥‥‥‥‥‥‥‥劃壁 ８‥‥‥‥‥‥‥‥邪魔板 １２‥‥‥‥‥‥‥絶縁層 １３‥‥‥‥‥‥‥加熱器

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 完全にもしくは部分的に充填物が充填さ
    れており、積重ねられまたは山積みされた素子中を上昇
    する蒸気および下降する液体を、蒸発器および凝縮器の
    間において緊密に接触させ、材料移動の結果として低沸
    点組成分が塔頂の凝縮器で、高沸点組成分が塔底で得ら
    れるようになされている蒸留塔により、混合物を蒸留分
    離して純粋組成分にする方法であって、蒸留塔内におい
    てその全横断面にわたり液体細流密度の特別な非均斉分
    布をもたらすことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 塔壁および場合により設けられている隔
    壁の帯域において液体流動密度を調整することを特徴と
    する、請求項（１）による方法。
  3. 【請求項３】 蒸留塔のストリッピング区域における塔
    壁帯域において、液体流動速度の低下を、調整区域にお
    ける塔壁帯域において、液体流動速度の増加をもたらす
    ことを特徴とする、請求項（２）による方法。
  4. 【請求項４】 隔壁を有する蒸留塔を使用する場合にお
    いて、その全長にわたりもしくは部分的に、塔壁帯域に
    おいて相違する液体流速度をもたらし、混合物給送区域
    の給送点上方および側方取出し区域の取出し点下方にお
    いて、液体流動速度を増加させ、給送区域の給送点下方
    および取出し区域の側方取出し点上方において、液体流
    動速度を低下させることを特徴とする、請求項（２）に
    よる方法。
  5. 【請求項５】 他の帯域に比べて、特定区域において横
    断面液体流動密度を１０から１００％、ことに２０から
    ５０％低くし、また他の帯域に比べて、特定区域におい
    て上記流動密度を１０から１０００％、ことに２０から
    ５０％高くすることを特徴とする、請求項（１）による
    方法。
  6. 【請求項６】 蒸留塔の中核帯域と塔壁帯域における好
    ましい液体細流密度に対応して、排出細孔（１０）の配
    列もしくはその直径が決定される再分布手段（９）と液
    体補集手段（１１）とを有する蒸留塔から構成されるこ
    とを特徴とする、請求項（１）による方法を実施するた
    めの装置。
  7. 【請求項７】 不規則に山積みされた充填物がストリッ
    ピング区域の塔壁帯域において、低い液体流動速度が好
    ましい塔内帯域に使用される場合、充填物直径に対して
    ０．５から３倍、ことに１から１．５倍の寸法で充填物
    山積体中に突出して、液体を塔壁帯域から充填物山積体
    の方に変向させる邪魔板（８）が、０．１から２ｍ、こ
    とに０．３から１ｍの高さ方向間隔で設けられているこ
    とを特徴とする、請求項（６）による装置。
  8. 【請求項８】 調整区域（１、２、５）における温度が
    雰囲気温度より高い蒸留塔の場合において、ジャケット
    上の絶縁層（１２）の厚さおよび位置を選定して、塔の
    縁辺帯域において、望ましい液体細流密度の増大が達成
    されるようになされていることを特徴とする、請求項
    （６）による装置。
  9. 【請求項９】 塔壁帯域における液体細流密度が、蒸留
    塔のストリッピング区域（３、５、６）における塔壁に
    装着された保護電熱器（１３）による液体蒸発で低減さ
    れるようになされていることを特徴とする、請求項
    （６）による装置。
JP12362995A 1994-05-27 1995-05-23 混合物の蒸留分離方法およびこのための装置 Expired - Lifetime JP3727684B2 (ja)

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DE4418488.3 1994-05-27

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JPH0838802A true JPH0838802A (ja) 1996-02-13
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DE (2) DE4418488A1 (ja)
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