WO1996006665A1 - Colonne de distillation du type a echange thermique interne - Google Patents

Colonne de distillation du type a echange thermique interne Download PDF

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WO1996006665A1
WO1996006665A1 PCT/JP1995/001706 JP9501706W WO9606665A1 WO 1996006665 A1 WO1996006665 A1 WO 1996006665A1 JP 9501706 W JP9501706 W JP 9501706W WO 9606665 A1 WO9606665 A1 WO 9606665A1
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pipe
outside
heat exchange
distillation column
tube
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PCT/JP1995/001706
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Inventor
Kazumasa Aso
Hiroshi Matsuo
Hideo Noda
Tomoaki Takada
Nobuyuki Kobayashi
Original Assignee
Kimura Chemical Plants Co., Ltd.
Kansai Chemical Engineering Co., Ltd.
Maruzen Petrochemical Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • B01D3/322—Reboiler specifications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/28—Evaporating with vapour compression
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D3/04—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping pipe stills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium

Definitions

  • the present invention relates to a distillation column, and more particularly, to an internal heat exchange type distillation column including a low-pressure column and a high-pressure column, and performing heat exchange between the two columns.
  • benzene'toluene 3 O ton is distilled to recover toluene 16.5 ton and benzene 13.5 ton If we try, the heat input will be 400 kW and the heat release will be 3940 kW. This heat is discharged outside the system as hot wastewater at 43, but since the temperature of the hot wastewater is as low as 43 * C, the heat of the hot wastewater cannot be used. It is currently drained, which is not desirable from the viewpoint of resource saving and energy saving.
  • An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an internal heat exchange type distillation column excellent in energy saving. Disclosure of the invention
  • a low-pressure column and a high-pressure column are configured to exchange heat between the two, and the internal heat exchange type distillation column that does not need to exchange heat with the other promotes energy saving in the distillation operation From the point of view, it is a matter of principle that it is the ultimate device, and it is also recognized from academic disciplines.
  • the inventors conducted various experiments and examinations, and found that the tubes, such as a multi-tube heat exchanger, Is connected to the main body by pipe plates at both ends, so that the inside and outside of the tube are separated from each other.By making a difference in the operating pressure between the inside and outside of the tube, low pressure is applied to either the inside or outside of the tube.
  • a practical internal heat exchange type distillation column could be obtained by using a high pressure column on the other side and a tube wall as a heat transfer surface to perform heat exchange between the two. After examination, the invention was completed.
  • the internal heat exchange type distillation column of the present invention has a structure in which the inside and outside of the tube are separated by connecting a single tube or a plurality of tubes to the main body by means of a tube plate at both ends, and the inside and outside of the tube are separated.
  • the operating temperature of the inside and outside of the pipe is made different by making the operating pressure of the pipe different, and the heat transfer from the high pressure side to the low pressure side is performed by using the pipe wall of a single pipe or multiple pipes as a heat transfer surface.
  • One distillation column is configured with the enrichment section on the side and the recovery section on the low pressure side.
  • the ratio of the cross-sectional area of the enrichment section to the cross-sectional area of the recovery section is reduced toward the top of the tower and increased toward the bottom.
  • the ratio of the total cross-sectional area inside the pipe to the total cross-sectional area outside the pipe is reduced toward the top of the tower. It is characterized by being enlarged toward the bottom.
  • the ratio of the total cross-sectional area inside the pipe to the total cross-sectional area outside the pipe is set stepwise toward the top of the pipe. It is characterized by being small and gradually increasing toward the bottom of the tower.
  • the inside of the tube is a concentrating unit and the outside of the tube is a collecting unit.
  • the inside and outside of the tube are filled with soil, and gas and liquid ports are provided inside and outside the tube.
  • the inside of the pipe is used as the concentration section, the outside of the pipe is used as the recovery section, the pipe is filled with regular packing, the outside of the pipe is filled with irregular packing, and gas and liquid inlets are provided inside and outside the pipe. It is characterized by.
  • the inside of the tube is a concentrating unit
  • the outside of the tube is a collecting unit
  • a shelf is provided inside and outside the tube
  • gas and liquid ports are provided inside and outside the tube, respectively.
  • the inside of the pipe is used as a rheology section
  • the outside of the pipe is used as a recovery section
  • a shelf is provided inside the pipe
  • packing material is filled outside the pipe
  • gas and liquid inlets are provided inside and outside the pipe. I have.
  • the inside of the tube is a concentrating unit
  • the outside of the tube is a collection unit
  • the tube is filled with packing material
  • a shelf is provided outside the tube
  • gas and liquid inlets are provided inside and outside the tube. I have.
  • the internal heat exchange type distillation column of the present invention has a structure in which the inside and outside of the tube are separated by connecting a single tube or a plurality of tubes to the main body by upper and lower ends of the tube plate.
  • the operating temperature of the inside and outside of the pipe is made different by making a difference in the operating pressure of the pipe, and the heat is transferred from the high pressure side to the low pressure side by using the pipe wall of a single pipe or multiple pipes as a heat transfer surface, thereby increasing the high pressure.
  • An internal heat exchange type distillation column comprising a single distillation column with the concentration side on the side and the recovery section on the low pressure side.By connecting single or multiple tubes with different diameters via a cash register user, Single or multiple pipes with different diameters are installed stepwise between the upper and lower pipe sheets to increase the tower cross-sectional area from the top to the bottom in the enrichment section, and from the top to the bottom in the recovery section. By reducing-the rising steam speed exceeds the permissible speed In odd, it is characterized in that made uniform amount of steam load.
  • the inside of a single tube or a plurality of tubes connected via the cash register user is used as a concentrating unit and the outside is used as a collecting unit, and the ratio of the total cross-sectional area of the inside of the tube to the total cross-sectional area of the outside of the tube (Total cross-sectional area) gradually decreases toward the top of the tower, and gradually increases toward the bottom of the tower.
  • the inside of a single tube or a plurality of tubes connected via the cashier user is used as a concentrating unit, and the outside of the tube is used as a collecting unit, and the inside and outside of the tube are filled with filling material. And a gas-liquid inlet / outlet.
  • the internal heat exchange type distillation column of the present invention has a structure in which the inside and outside of the tube are separated by connecting the tube to the main body by means of a tube plate at both ends, thereby providing a difference in operating pressure between the inside and outside of the tube.
  • the heat transfer from the high-pressure side (high-temperature side) to the low-pressure side (low-temperature side) is performed by using one of the inside and outside of the pipe as a low-pressure tower, the other as a high-pressure tower, and the pipe wall as a heat transfer surface.
  • the vapor that enters from the lower part and exits from the upper part and the liquid that enters from the upper part and flows toward the lower part are on the surface of the packing or on the platen. And heat transfer and mass transfer occur at this time, the distillation operation Is performed.
  • one column has two distillation columns on the high pressure side and the low pressure side.
  • the internal heat exchange type distillation column of the present invention has a structure in which a constriction section (above the stock solution supply stage) and a recovery section (below the stock solution supply stage) of a conventional distillation column are separated and arranged in parallel.
  • the operating pressure of the enrichment section is set higher than that of the recovery section so that the operating temperature of the enrichment section is higher than the operating temperature of the recovery section. In this way, if there is a heat exchange surface between the two, heat transfer will occur from the enrichment section to the recovery section.
  • the pipe wall of a single tube or a plurality of tubes serves as the heat exchange surface, and heat transfer occurs from the concentration section to the recovery section.
  • the enrichment section in the internal heat exchange type distillation column of the present invention The cooling at each stage in, and the heating at each stage in the recovery section are as close to this state as possible.
  • the ideal state without a reboiler and condenser is the ideal form.
  • the pipe can be filled with a structured packing to form a port constriction section, and the irregular packing outside the pipe can be filled as a collection section.
  • the sectional area of the tower should be reduced from the bottom to the top in the enrichment section, and from the bottom to the top in the recovery section. And increase it. From the standpoint of equalizing the steam load, as shown in Fig. 5, the ratio of the cross-sectional area of the recovery section 5 to the cross-sectional area of the enrichment section 4 is continuously changed from the top to the bottom.
  • the structure be made to have a curved shape.
  • the ratio of the column cross-sectional area of the recovery section 5 to the column cross-sectional area of the enrichment section 4 is gradually increased at an appropriate tower pitch. Even if the structure is changed, it is possible to achieve a practically sufficient uniformity of the steam load.
  • the internal heat exchange distillation column (the structure constituting it) as shown in Fig. 1 is stacked in multiple stages so as to achieve a predetermined distillation performance, thereby achieving internal heat exchange.
  • Type distillation column (Fig. 3).
  • the structure of the internal heat exchange type distillation column in FIG. 1 and FIG. 3 will be described in detail in “Best Mode for Carrying Out the Invention” below. For example, assuming that the filling height of a single tube or multiple tubes is 3 to 8 m, one internal heat exchange type distillation column is usually constructed by stacking these in multiple stages. However, in some cases, one step is sufficient.
  • the diameter of the single tube or multiple tubes inside is reduced toward the top of the tower, so that the ratio of the total cross-sectional area of the enrichment section to the total cross-sectional area of the recovery section (total cross-section inside the pipe) Area (Z tube outside total cross-sectional area) can be changed.
  • single or multiple pipes with different diameters are connected via a cash register user, and single or multiple pipes with different diameters are arranged stepwise between the upper and lower pipe sheets to reduce the tower cross-sectional area.
  • the pressure is increased from the top to the bottom, and in the recovery section, the amount is reduced from the top to the bottom.
  • a heat exchange distillation column can be easily and reliably manufactured.
  • simply connecting a single pipe or a plurality of pipes via a cash register user enables a single pipe or multiple pipes having different diameters to be disposed stepwise between the upper and lower pipe sheets, resulting in a simple structure, It is possible to reliably obtain an internal heat exchange type distillation column that is easy to maintain.
  • the connection is made via a cash register user.
  • the ratio of the total cross-sectional area inside the pipe to the total cross-sectional area outside the pipe (total cross-sectional area inside the pipe Z total cross-sectional area outside the pipe) toward the tower top It is preferable that the size is gradually reduced and gradually increased toward the bottom.
  • the high pressure side it is desirable for the high pressure side to have a small diameter in terms of strength, and it is desirable for the higher operating temperature to be located inside for heat insulation, so the concentrating unit (high pressure (high temperature) side) is in the tube.
  • the recovery part (low pressure (low temperature) side) be constructed so that it surrounds it ⁇ e ⁇ O o
  • the internal heat exchange type distillation column which is excellent in the accuracy of distillation separation and energy saving, is constructed by filling the inside and outside of a single tube or multiple tubes connected via a cash register user with a filler. It becomes possible to manufacture well.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of (a structure constituting) the internal heat exchange type distillation column of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the internal heat exchange type distillation column shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the internal heat exchange type distillation column of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an operation state of the internal heat exchange type distillation column according to the preferred embodiment of the present invention. It is.
  • FIG. 5 shows the relationship between the cross-sectional area of the recovery section and the enrichment section of the internal heat exchange distillation column.
  • Fig. 6 shows the relationship between the recovery section and the enrichment section of the internal heat exchange distillation column.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of (a structure constituting) the internal heat exchange type distillation column of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the internal heat exchange type distillation column of FIG. 7 taken along the line VIII-VIII,
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the internal heat exchange type distillation column of FIG. 7 taken along the line IX-IX.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of an internal heat exchange type distillation column of the present invention
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of an operation state of a conventional distillation column.
  • the internal heat exchange type distillation column (structure constituting) A is composed of a main body 1 and a plurality of tubes 2 inserted into the main body 1. It is connected to the main body 1 by the upper tube sheet 3a and the lower tube sheet 3b), and has a structure in which the inside (concentrating section) 4 and the outside (collecting section) 5 of the multiple tubes 2 are isolated. I have.
  • the inside of the pipe (concentration section) 4 is filled with the ordered packing material
  • the outside of the pipe (recovery section) is filled with the irregular packing material.
  • a liquid inlet 6 for the recovery section for supplying liquid to the outside of the pipe (recovery section) 5
  • a steam outlet 7 for the recovery section for extracting steam from the outside of the pipe (collection section) 5.
  • a liquid inlet 8 for supplying liquid to the inside of the tube (condensing unit) 4 is provided in the end chamber 14a above the upper tube sheet 3a and communicating with the inside of the tube (concentrating unit) 4.
  • a steam outlet 9 for the concentrating section for extracting steam from the pipe (concentrating section) 4 is provided.
  • FIG. 3 shows an internal heat exchange type distillation column configured by combining the internal heat exchange type distillation column (structure constituting) A shown in FIG.
  • This internal heat exchange type distillation column is constituted by stacking (stacking structure) A (A x, A 2 ) shown in FIG. 1 in two stages. Further, the internal heat exchange type distillation column is configured such that the stock solution is supplied to the liquid inlet 6 in the recovery section of the upper structure A ( ⁇ ,).
  • the recovery section liquid outlet 11 on the upper side is connected by a pipe 22 to the recovery section liquid inlet 6 of the lower structure A (A z ).
  • the recovery section steam outlet 7 of the lower structure A (A 2 ) is connected to the recovery section steam inlet 10 of the upper structure A ( ⁇ ,) by a pipe 21.
  • the recovery section steam outlet 7 of the upper structure ⁇ ( ⁇ ) is connected to the lower
  • the port 23 is connected to a steam inlet 12 and a pipe 23 is provided with a compressor 24 for compressing steam.
  • the liquid extracted from the concentrated section liquid outlet 13 of the lower structure A (A 2 ) is supplied to the recovery section liquid inlet 6 through a pipe 26 provided with a pressure reducing valve 25. It is configured.
  • the steam extracted from the vapor outlet 9 of the enrichment section of the upper structure A (A x) is guided to the condenser 28 by the pipe 27 and is condensed, and is collected as a distillate.
  • a part is configured to be returned to the concentrate inlet 8.
  • liquid extracted from the liquid outlet 11 of the lower part of the structure A (A 2 ) is discharged out of the system through the pipe 29 as a bottom liquid, but part of it is discharged from the reboiler 3 It is configured to return to the recovery section tower bottom from the steam input ⁇ 10 of the recovery section by returning to steam by 0.
  • the inside of the tube is used as the concentrating unit and the outside of the tube is used as the collecting unit.
  • the inside of the tube is used as the collecting unit with the low pressure side, and the outside of the tube is used as the high pressure side. It is also possible to use
  • the inside of the pipe is filled with the structured packing and the outside of the pipe with the random packing is described, but the kind of the packing is made the same or reversed.
  • FIG. 7 Another embodiment of the internal heat exchange type distillation tower of the present invention will be described with reference to FIGS. 7, 8, 9 and 10.
  • FIG. 7 Another embodiment of the internal heat exchange type distillation tower of the present invention will be described with reference to FIGS. 7, 8, 9 and 10.
  • This internal heat exchange type distillation column (structure constituting) A ' is composed of a main body 1 and a plurality of tubes (multiple tubes) 2 inserted into the main body 1, and a tube plate at both ends (upper tube plate 3 a and Lower tube sheet 3 By connecting to the main body 1 by b), the inside of the multiple pipes 2 (concentrating part) 4 and the outside of the pipes (collecting part) 5 are isolated.
  • Each of the plurality of pipes 2 is integrally formed by welding and connecting the upper small-diameter portion 2a and the lower large-diameter portion 2b via a register user 20.
  • the cross section of the pipe (concentrating section) 4 is small above the connecting section, and the cross sectional area of the pipe (concentrating section) 4 is below the connecting section below the connecting section. It is configured to be large.
  • the structure of the cash register user 20 is not particularly limited, but it is general that the pipe and a commercially available cash register user are butt-welded.
  • the structured packing 4b prepared for the large-diameter section 2b is filled.
  • the ordered packing material 4a prepared for the small-diameter portion 2a is filled.
  • the packing does not come into contact with the pipe of the cashier 20 and the pipe wall outside the pipe, and a void is formed.
  • a liquid inlet 6 for supplying liquid to the outside of the pipe (recovery section) 5 and a vapor outlet 7 for collecting the vapor from the outside of the pipe (recovery section) 5 are provided above the main body 1.
  • a liquid inlet 8 for supplying liquid to the inside of the tube (concentration unit) 4 is provided in the end chamber 14a above the upper tube sheet 3a and communicating with the inside of the tube (concentration unit) 4.
  • a vapor outlet 9 for the enrichment section for extracting steam from the pipe (enrichment section) 4 is provided in the end chamber 14a above the upper tube sheet 3a and communicating with the inside of the tube (concentration unit) 4.
  • the lower part of the main body 1 has a recovery part steam inlet 10 for supplying steam to the outside (collection part) 5 and a recovery part liquid outlet 11 for extracting liquid from the outside (recovery part) 5.
  • the end chamber 14b which is below the lower tube sheet 3b and communicates with the inside of the pipe (concentration section) 4, has a steam inlet for the condensing section for supplying steam to the inside of the pipe (concentration section) 4. 12 is provided, and a liquid outlet 13 for the concentration section for extracting the liquid from the pipe (concentration section) 4 is provided.
  • FIG. 10 is a diagram showing an internal heat exchange type distillation column configured by combining a compressor, piping, and the like with the internal heat exchange type distillation column (structure) A ′ shown in FIG.
  • the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same or corresponding portions as those in FIG.
  • the internal heat exchange type distillation column is configured so that the stock solution is supplied to the recovery section liquid inlet 6 of the structure A ′.
  • the recovery section steam outlet 7 of the structure A ' is connected to the enrichment section steam inlet 12 by a pipe 23, and a pipe 24 is provided with a compressor 24 for compressing steam. I have.
  • the liquid drawn out from the concentrated section liquid outlet 13 of the structure A ′ is configured to be supplied to the recovery section liquid inlet 6 through a pipe 26 provided with a decompression valve 25. .
  • the steam extracted from the steam outlet 9 in the enrichment section of the structure A ' is guided to the contractor 28 by a pipe 27 and condensed, collected as a distillate, and partially concentrated. It is configured to return to the fluid inlet 8. Further, the liquid extracted from the liquid outlet 11 of the collecting part of the structure A 'is discharged through the pipe 29 as a bottom liquid outside the yarn, and part of the liquid is again converted into steam by the reboiler 30. It is configured to be returned from the recovery section steam inlet 10 to the bottom of the recovery section tower.
  • the internal heat exchange type distillation column of the present invention by simply connecting a single tube or a plurality of tubes via a cash register user, a single tube or a plurality of tubes having different diameters is gradually provided between upper and lower tube plates. Since it can be installed, a complicated structure is not required, a simple structure, and an internal heat exchange type distillation column that is easy to maintain can be reliably obtained.
  • the inside of the pipe and the outside of the pipe are filled with the structured packing.However, it is also possible to use the irregular packing * in one or both of the inside and outside of the pipe. It is. Further, either or both of the inside and outside of the pipe may be formed in a shelf structure, or a combination of the shelf and filling with pitting material may be used.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment in other respects as well, and relates to the number of single tubes, the interval between adjacent single tubes, the ratio of the cross-sectional area between the inside and outside of the tube, and the like. It is possible to add various applications and modifications within the scope of the invention.

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Description

明 細 書
内部熱交換型蒸留塔
技術分野
本発明は、 蒸留塔に関し、 詳しくは、 低圧塔と高圧塔とを備え、 両者の間で熱 交換を行う内部熱交換型の蒸留塔に関する。 背景技術
従来、 石油化学その他の分野で種々の蒸留操作が行われている。 ところで、 第
1 1図に示すような、 従来の蒸留操作に用いられている蒸留塔によれば、 例えば ベンゼン ' トルエン 3 O tonを蒸留して、 トルエン 1 6. 5 ton、 ベンゼン 1 3. 5 tonを回収しょうとすると、 入熱が 4 0 0 0 kW、 放熱が 3 9 4 0 kWとなる。 そして、 この放熱が 4 3での温排水として系外に排出されることになるが、 温排 水の温度が 4 3 *Cと低いため温排水のもつ熱を利用することができず、 そのまま 排水されているのが現状であり、 省資源、 省エネルギーの見地からみて好ましい ものではない。
本発明は、 上記問題点を解決するものであり、 省エネルギー性に優れた内部熱 交換型の蒸留塔を提供することを目的とする。 発明の開示
低圧塔と高圧塔とを備え、 両者の間で熱交換を行うように構成され、 他との熱 の授受を必要としない内部熱交換型の蒸留塔は、 蒸留操作の省エネルギー化を進 める見地からすれば、 究極の装置であることは、 原理的にも当然であり、 また、 学問上からも認められているところである。
しかし、 従来の蒸留塔に熱交換部分を内蔵させることが、 コスト上の問題を含 めて製作上きわめて困難であったり、 あるいは使用者の要求を満足させる性能を 正確に実現できるように熱交換部分を内蔵させることができないなどの種々の理 由により、 内部熱交換型蒸留塔はいまだ実用されるに至っていないのが実情であ る。
そこで、 発明者等は、 種々の実験、 検討を行い、 多管型熱交換器のように、 管 を両端管板によって本体胴と連結させて、 管内と管外が隔離された構造とし、 管 内側と管外側の操作圧力に差をつけることにより、 管内側と管外側のいずれか一 方を低圧塔、 他方を高圧塔とし、 管壁を伝熱面として、 両者の間で熱交換を行わ せるように構成することにより、 実用可能な内部熱交換型蒸留塔が得られること を知り、 さらに実験、 検討を行って発明を完成した。
すなわち、 本発明の内部熱交換型蒸留塔は、 単管又は複数管を両端管板によつ て本体胴と連結させることにより、 管内と管外が隔離された構造とし、 管内側と 管外側の操作圧力に差をつけることにより、 管内側と管外側の操作温度を異なら せ、 単管又は複数管の管壁を伝熱面として、 高圧側から低圧側に熱移動させるこ とにより、 高圧側を濃縮部、 低圧側を回収部として一つの蒸留塔を構成したこと を特徴としている。
また、 濃縮部塔断面積と回収部塔断面積の比 （濃縮部塔断面積 回収部塔断面 積） を、 塔頂に向って小さく、 塔底に向って大きくしたことを特徴としている。 また、 管内を濃縮部、.管外を回収部とし、 管内側総断面積と管外側総断面積の 比 （管内側総断面積 管外側総断面積） を、 塔頂に向って小さく、 塔底に向って 大きくしたことを特徴としている。
また、 管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内側総断面積と管外側総断面稷の 比 （管内側総断面積 Z管外側総断面積） を、 塔頂に向って段階的に小さく、 塔底 に向って段階的に大きくしたことを特徴としている。
また、 管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内及び管外に充壤物を充填すると ともに、 管内及び管外のそれぞれに気液の出入口を設けたことを特徴としている。 また、 管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内に規則充填物を充填し、 管外に 不規則充填物を充填するとともに、 管内及び管外のそれぞれに気液の出入口を設 けたことを特徴としている。
また、 管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内及び管外に棚段を設けるととも に、 管内及び管外のそれぞれに気液の出入口を設けたことを特徴としている。 また、 管内を濂縮部、 管外を回収部とし、 管内に棚段を設け、 管外に充填物を 充填するとともに、 管内及び管外のそれぞれに気液の出入口を設けたことを特徴 としている。 また、 管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内に充塡物を充填し、 管外に棚段 を設けるとともに、 管内及び管外のそれぞれに気液の出入口を設けたことを特徴 としている。
さらに、 本発明の内部熱交換型蒸留塔は、 単管又は複数管を上下両端側の管板 によって本体胴と連結させることにより、 管内と管外が隔離された構造とし、 管 内側と管外側の操作圧力に差をつけることにより、 管内側と管外側の操作温度を 異ならせ、 単管又は複数管の管壁を伝熱面として、 高圧側から低圧側に熱移動さ せることにより、 高圧側を濃縮部、 低圧側を回収部として一つの蒸留塔を構成し た内部熱交換型蒸留塔であって、 径が異なる単管又は複数管を、 レジユーザを介 して接続することにより、 上下両端の管板間に段階的に径の異なる単管又は複数 管を配設して、 塔断面積を、 濃縮部では塔頂から塔底にかけて増加させ、 回収部 では塔頂から塔底にかけて減少させることにより、 -上昇蒸気速度が許容速度を越 えないように、 蒸気量負荷の均一化を図ったことを特徴としている。
また、 前記レジユーザを介して接続した単管又は複数管の管内を濃縮部、 管外 を回収部とし、 管内側総断面積と管外側総断面積の比 （管内側総断面積 Z管外側 総断面積） を、 塔頂に向って段階的に小さく、 塔底に向って段階的に大きくした ことを特徴としている。
また、 前記レジユーザを介して接続した単管又は複数管の管内を濃縮部、 管外 を回収部とし、 管内及び管外に充墳物を充塡するとともに、 管内及び管外のそれ ぞれに気液の出入口を設けたことを特徴としている。
本発明の内部熱交換型蒸留塔は、 管を両端管板によって本体胴と連結させるこ とにより、 管内と管外が隔離された構造とし、 管内側と管外側の操作圧力に差を つけることにより、 管内側と管外側のいずれか一方を低圧塔、 他方を高圧塔とし、 管壁を伝熱面として、 高圧側 （高温側） から低圧側 （低温側） に熱移動させるよ うに構成されており、 これによつて、 実用可能な内部熱交換型蒸留塔を得ること が可能になる。
すなわち、 本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 管内、 管外とも、 下部か ら入って上部から出る蒸気と、 上部より入って下部に向って流れる液とが充填物 表面上あるいは棚段上で接触し、 このときに熱移動と物質移動が生じ、 蒸留操作 が行われる。 このように、 本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 一つの塔に 高圧側と低圧側の 2つの蒸留塔があることになる。
次に、 理解を容易にするために、 第 4図を参照しつつ、 本発明の内部熱交換型 蒸留塔の説明を行う。 本発明の、 内部熱交換型蒸留塔は、 従来の蒸留塔における «縮部 （原液供給段より上部） と、 回収部 （原液供給段より下部） を分離して並 立させた構造を有しており、 濃縮部の操作温度が回収部の操作温度よりも高くな るように、 濃縮部の操作圧を回収部の操作圧よりも高くする。 こうすることによ つて、 両者間に熱交換面があれば濃縮部から回収部に熱移動が生じる。 そして、 本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 単管又は複数管の管壁がこの熱交換面 となり、 濃縮部から回収部に熱移動が生じる。
これによつて、 従来の蒸留塔ではリボイラーによって一度に入熱していたもの が本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 回収部全体でも入熱するようになり、 リボイラーの負荷が滅じる。 そして、 従来の蒸留塔では塔頂にあった凝縮器で放 熱していたものが、 本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 濃縮部全体で放熱 するようになり、 凝縮器の負荷が滅じる。 これにより、 従来の蒸留塔に較べて格 段の省エネルギーを実現することが可能になる。
蒸留に限らず、 一般に、 分離操作において可逆的な分離が可能であれば、 その ときの仕事量が分離に必要な最小の仕事量になるが、 本発明の内部熱交換型蒸留 塔における濃縮部での各段ごとの冷却、 及び回収部における各段ごとの加熱は、 できるだけこの状態に近づけたものである。 因みに、 リボイラー、 凝縮器のない 状態が理想的な究極の姿であり、 学問上、 理論的には存在するが、 工業的には、 従来より小型のリボイラー、 凝縮器を附設する。
本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 管内に規則充填物を充填して港縮部 とし、 管外に不規則充塡物を充填して回収部とすることができる。
ところで、 管内及び管外に充填物を充塡する場合、 管外、 管内のいずれを濃縮 部とし、 他方を回収部とするか、 また、 それぞれに充填物を充填する場合の充填 物として、 規則充填物、 不規則充填物のいずれを採用するかについては、 複数の 組合せが存在する。
ところで、 内部熱交換型蒸留塔は、 濃縮部では蒸気が凝縮するので蒸気の流量 は上部ほど減少し、 回収部では液が蒸発するので蒸気の流量は上部ほど増加する。 したがって、 上昇蒸気と塔断面積の関係を塔高に関係なく一定にするには、 塔断 面積は、 濃縮部では塔底から塔頂にかけて滅少させ、 回収部では塔底から塔頂に かけて増加させるようにしなければならない。 また、 蒸気量負荷を均一化する見 地からは、 第 5図に示すように、 回収部 5の塔断面積と濃縮部 4の塔断面積の比 を塔頂から塔底まで連続的に変化させた構造とすることが最も望ましい。 但し、 第 6図に示すように、 上昇蒸気の速度が許容蒸気速度を越えない範囲において、 適当な塔髙ピッチで段階的に回収部 5の塔断面積と濃縮部 4の塔断面積の比を変 えた構造によっても、 実用上十分な蒸気量負荷の均一化を実現することが可能で ある。
また、 工業装置では、 例えば、 第 1図に示すような内部熱交換型蒸留塔 （を構 成する構造体） を、 所定の蒸留性能が実現されるように複数段積み重ねることに より内部熱交換型蒸留塔 （第 3図） が構成される。 なお、 第 1図及び第 3図の内 部熱交換型蒸留塔の構造に関しては、 以下の 「発明を実施するための最良の形態」 において詳しく説明する。 例えば、 単管または複数管の管内充填高さを 3〜8m とすると、 通常、 これを複数段積み重ねることにより 1本の内部熱交換型蒸留塔 が構成される。 但し、 場合によっては一段で足りる場合もある。 そして、 その各 段毎に、 内部の単管又は、 複数管の管径を塔頂になるにしたがって小さくするこ とにより、 濃縮部総断面積と回収部総断面積の比 （管内側総断面積 Z管外側総断 面積） を変えることができる。
また、 径が異なる単管又は複数管を、 レジユーザを介して接統し、 上下両端の 管板間に段階的に径の異なる単管又は複数管を配設して、 塔断面積を、 濃縮部で は塔頂から塔底にかけて增加させ、 回収部では塔頂から塔底にかけて減少させる ことにより、 塔頂から塔底にかけての蒸気量負荷が実用上問題とならない程度に 均一化された内部熱交換型蒸留塔を容易かつ確実に製造することが可能になる。 また、 レジユーザを介して単管又は複数管を接続するだけで上下両端の管板間に 段階的に径の異なる単管又は複数管を配設することができるため、 構造が簡潔で 製造や保守の容易な内部熱交換型蒸留塔を確実に得ることが可能になる。
また、 本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 レジユーザを介して接続した 単管又は複数管の管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内側総断面積と管外側総 断面積の比 （管内側総断面積 Z管外側総断面積） を、 塔頂に向って段階的に小さ く、 塔底に向って段階的に大きくすることが好ましい。 これは、 一般に、 強度上 は、 高圧側は径の小さいことが望ましく、 保温上は、 操作温度の高い方が内部に あることが望ましいことから、 濃縮部 （高圧 （高温） 側） が管内となり、 それを 取り囲むように回収部 （低圧 （低温） 側） が管外となる構造となることが望まし ^ e^ O o
さらに、 レジユーザを介して接続した単管又は複数管の管内及び管外に充塡物 を充填した構造とすることにより、 蒸留分離の精度や省エネルギー効果に優れた 内部熱交換型蒸留塔を効率よく製造することが可能になる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の内部熱交換型蒸留塔 （を構成する構造体） の好ましい実施の 形態を示す概略図、
第 2図は第 1図の内部熱交換型蒸留塔の 11一 11線断面図、
第 3図は本発明の内部熱交換型蒸留塔の好ましい実施の形態を示す概略図、 第 4図は本発明の好ましい実施の形態にかかる内部熱交換型蒸留塔の運転状態 の一例を示す図である。
第 5図は内部熱交換型蒸留塔の回収部と濃縮部の塔断面積の関係を示す図、 第 6図は内部熱交換型蒸留塔の回収部と濃縮部の塔断面積の関係を示す図、 第 7図は本発明の内部熱交換型蒸留塔 （を構成する構造体） の好ましい実施の 形態を示す概略図、
第 8図は第 7図の内部熱交換型蒸留塔の VI I I -VI I I線断面図、
第 9図は第 7図の内部熱交換型蒸留塔の I X— I X線断面図、
第 1 0図は本発明の内部熱交換型蒸留塔の好ましい実施の形態を示す概略図、 第 1 1図は従来の蒸留塔の運転状態の一例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好ましい実施の形態を、 添付図を参照しつつ詳細に説明する。 (1)本発明の好ましい実施の形態
第 1図及び第 2図に示すように、 内部熱交換型蒸留塔 （を構成する構造体） A は、 本体胴 1と、 本体胴 1内に挿入された複数管 2が、 両端管板 （上側管板 3 a 及び下側管板 3 b ) によって本体胴 1と連結されており、 複数管 2の管内 （濃縮 部） 4と管外 （回収部） 5が隔離された構造を有している。 そして、 管内 （濃縮 部） 4には規則充塡物が充填されており、 管外 （回収部） には不規則充填物が充 填されている。
本体胴 1の上部には、 管外 （回収部） 5に液を供給するための回収部液入口 6、 管外 （回収部） 5からの蒸気を抜き出す回収部蒸気出口 7が配設されており、 上 側管板 3 aより上側の、 管内 （濃縮部） 4と連通する端室 1 4 aには、 管内 （浪 縮部） 4に液を供給するための濃縮部液入口 8が配設され、 また、 管内 （濃縮部） 4からの蒸気を抜き出す濃縮部蒸気出口 9が配設されている。
—方、 本体胴 1の下部には、 管外 （回収部） 5に蒸気を供給するための回収部 蒸気入口 1 0、 管外 （回収部） 5からの液を抜き出す回収部液出口 1 1が配設さ れており、 下側管板 3 bより下側の、 管内 （濃縮部） 4と連通する端室 1 4 に は、 管内 （濃縮部） 4に蒸気を供給するための濃縮部蒸気入口 1 2が配設され、 また、 管内 （濃縮部） 4からの液を抜き出す濃縮部液出口 1 3が配設されている。 また、 第 3図に、 第 1図に示す内部熱交換型蒸留塔 （を構成する構造体） Aを 組み合わせて構成した内部熱交換型蒸留塔を示す。 なお、 第 3図において、 第 1 図と同一符号を付した部分は、 第 1図の各部と同一又は相当部分を示している。 この内部熱交換型蒸留塔においては、 第 1図に示す内部熱交換型蒸留塔 （を構 成する構造体） A (A x, A 2) を 2段積み重ねることにより構成されている。 また、 この内部熱交換型蒸留塔においては、 原液が上段側の構造体 A (Α ,) の回収部液入口 6に供給されるように構成されている。
また、 上段側の回収部液出口 1 1は、 管 2 2により下段側の構造体 A (Az) の回収部液入□ 6に接続されている。 さらに、 下段側の構造体 A (A2) の回収 部蒸気出口 7は、 管 2 1により上段側の構造体 A (Α ,) の回収部蒸気入口 1 0 に接続されている。
また、 上段側の構造体 Α (Α ,) の回収部蒸気出口 7は、 管 2 3により下段側 の港縮部蒸気入口 1 2に接続されており、 管 2 3には蒸気を圧縮するための圧縮 機 2 4が配設されている。
さらに、 下段側の構造体 A (A2) の濃縮部液出口 1 3から抜き出された液は、 減圧弁 2 5を備えた管 2 6を経て回収部液入口 6に供給されるように構成されて いる。
また、 上段側の構造体 A (A x) の濃縮部蒸気出口 9から抜き出された蒸気は、 管 2 7により凝縮器 2 8に導かれて凝縮し、 留出液として回収されるとともに、 一部が濃縮部液入口 8に戻されるように構成されている。
さらに、 下段側の構造体 A (A2) の回収部液出ロ 1 1から抜き出された液は 管 2 9を経て、 缶出液として系外に排出されるが、 一部はリボイラー 3 0により 再び蒸気になって回収部蒸気入□ 1 0から回収部塔底に戻されるように構成され ている。
この内部熱交換型蒸留塔においては、 例えば、 第 4図に示すように、 ベンゼン • トルエン 3 0 tonを蒸留して、 トルエン 1 6. 5 ton、 ベンゼン 1 3. 5 tonを 回収する場合に、 入熱が 2 0 0 0 kW、 圧縮機の動力が 4 5 0 kW、 回収される 熱エネルギーが 1 5 0で (2 2 0 0 kW) となり、 前述の従来の蒸留塔を用いる 場合に較べて格段の省エネルギーを実現することができる。
なお、 上記の発明の実施の形態では、 管内側を濃縮部、 管外側を回収部とした 場合について説明したが、 管内側を低圧側として回収部とし、 管外側を高圧側と して濃縮部とすることも可能である。
また、 上記の発明の実施の形態では、 管内側に規則充填物、 管外側に不規則充 填物を充填した場合について説明したが、 充塡物の種類を同一にしたり、 あるい は逆にしたり、 さらには、 棚段構造、 棚段と充填物充填との組合せにすることも 可能である。
(2)本発明の他の実施の形態
第 7図、 第 8図、 第 9図及び第 1 0図を参照しつつ、 本発明の内部熱交換型蒸 留塔の他の実施の形態について説明する。
この内部熱交換型蒸留塔 （を構成する構造体） A' は、 本体胴 1と本体胴 1内 に挿入された複数の管 （複数管） 2を、 両端管板 （上側管板 3 a及び下側管板 3 b ) によって本体胴 1と連結させることにより、 複数管 2の管内 （濃縮部） 4と 管外 （回収部） 5を隔離した構造を有している。
そして、 各複数管 2は、 上部の小口径部 2 aと下部の大口径部 2 bとを、 レジ ユーザ 2 0を介して溶接接続することにより一体に形成されており、 上下両端の 管板 3 a, 3 bの間において、 接統部の上側においては管内 （濃縮部） 4の断面 稷が小さく、 接続部の下側においては管内 （濃縮部） 4の断面積が接続部の上側 より大きくなるように構成されている。
なお、 本発明において、 レジユーザ 2 0の構造には特別の制約はないが、 管と 市販のレジユーザを突合せ溶接接合するのが一般的である。
また、 管内 （濃縮部） 4には、 その下端側から第 7図の yで示す高さまでは、 大口径部 2 b用に作製された規則充填物 4 bが充填されており、 また、 第 7図の yで示す位置から上端側までは、 小口径部 2 a用に作製された規則充塡物 4 aが 充填されている。
また、 管外 （回収部） .5には、 その下部から第 7図の Xで示す高さまでは、 胴 断面稷のうち、 複数管 2の 口径部 2 bが挿入される部分をくりぬいた規則充填 物 5 bが充塡されており、 また、 第 7図の Xで示す位置より上部には、 胴断面積 のうち、 複数管 2の小口径部 2 aが挿入される部分をくりぬいた規則充填物 5 a が充填されている。
したがって、 この実施の形態の内部熱交換型蒸留塔では、 レジユーザ 2 0の管 內及び管外の管壁には充填物は接触せず、 空隙が形成されている。
なお、 この実施の形態では、 管内 4及び管外 5への充填物として、 規則充填物 を用いているが、 不規則充填物を用いることも可能である。
さらに、 本体胴 1の上部には、 管外 （回収部） 5に液を供給するための回収部 液入口 6、 管外 （回収部） 5からの蒸気を抜き出す回収部蒸気出口 7が配設され ており、 上側管板 3 aより上側の、 管内 （濃縮部） 4と連通する端室 1 4 aには、 管内 （濃縮部） 4に液を供給するための濃縮部液入ロ8が配設され、 また、 管内 (濃縮部） 4からの蒸気を抜き出す濃縮部蒸気出口 9が配設されている。
一方、 本体胴 1の下部には、 管外 （回収部） 5に蒸気を供給するための回収部 蒸気入口 1 0、 管外 （回収部） 5からの液を抜き出す回収部液出口 1 1が配設さ れており、 下側管板 3 bより下側の、 管内 （濃縮部） 4と連通する端室 1 4 bに は、 管内 （濃縮部） 4に蒸気を供給するための濃縮部蒸気入ロ1 2が配設され、 また、 管内 （濃縮部） 4からの液を抜き出す濃縮部液出口 1 3が配設されている。 また、 第 1 0図は、 第 7図に示す内部熱交換型蒸留塔 （構造体） A' に、 圧縮 機や配管などを組み合わせて構成した内部熱交換型蒸留塔を示す図である。 なお、 第 1 0図において、 第 7図と同一符号を付した部分は、 第 7図の各部と同一又は 相当部分を示している。
この内部熱交換型蒸留塔においては、 原液が構造体 A' の回収部液入口 6に供 給されるように構成されている。 また、 構造体 A' の回収部蒸気出口 7は、 管 2 3により濃縮部蒸気入口 1 2に接続されており、 管 2 3には蒸気を圧縮するため の圧縮機 2 4が配設されている。 さらに、 構造体 A' の濃縮部液出口 1 3から抜 き出された液は、 滅圧弁 2 5を備えた管 2 6を柽て回収部液入口 6に供給される ように構成されている。
また、 構造体 A' の濃縮部蒸気出ロ9から抜き出された蒸気は、 管 2 7により 接縮器 2 8に導かれて凝縮し、 留出液として回収されるとともに、 一部が濃縮部 液入口 8に戻されるように構成されている。 さらに、 構造体 A' の回収部液出口 1 1から抜き出された液は管 2 9を経て、 缶出液として糸外に排出されるととも に、 一部はリボイラー 3 0により再び蒸気になって回収部蒸気入口 1 0から回収 部塔底に戻されるように構成されている。
また、 本発明の内部熱交換型蒸留塔においては、 レジユーザを介して単管又は 複数管を接铳するだけで、 上下両端の管板間に段階的に径の異なる単管又は複数 管を配設することができるため、 複雑な構造を必要とせず、 構造が簡潔で、 保守 の容易な内部熱交換型蒸留塔を確実に得ることができる。
また、 上記発明の実施の形態では、 管内側を港縮部、 管外側を回収部とした場 合について説明したが、 管内側を低圧側として回収部とし、 管外側を高圧側とし て濃縮部とすることも可能である。
さらに、 上記発明の実施の形態では、 径の異なる複数管を一箇所でレジユーザ により接続した、 すなわち、 回収部と濃縮部の塔断面積比の切替箇所が一箇所で ある場合について説明したが、 必要に応じて、 2箇所以上の複数の箇所で回収部 と濃縮部の塔断面積比を切り換えるようにしてもよい。 また、 その切替のピッチ についても特別の制約はなく、 切替ピッチを一定にしてもよく、 任意に変化させ るようにしてもよい。
また、 上記発明の実施の形態では、 管内側及び管外側に規則充填物を充填した 場合について説明したが、 管内側及び管外側のいずれか一方又は両方に不規則充 *物を用いることも可能である。 さらに、 管内側及び管外側のいずれか一方又は 両方をを棚段構造としたり、 棚段と充壙物充填との組合せにすることも可能であ る。
本発明はさらにその他の点においても上記実施の形態に限定されるものではな く、 単管の配設数、 互に隣接する単管の間隔、 管内と管外の塔断面積の比率など に関し、 発明の要旨の範囲内において、 種々の応用、 変形を加えることが可能で める

Claims

請 求 の 範 囲
1. 単管又は複数管を両端管板によって本体胴と連結させることにより、 管内と 管外が隔離された構造とし、
管内側と管外側の操作圧力に差をつけることにより、 管内側と管外側の操作温 度を異ならせ、
単督又は複数管の管壁を伝熱面として、 高圧側から低圧側に熱移動させること により、 高圧側を濃縮部、 低圧側を回収部として一つの蒸留塔を構成したこと を特徴とする内部熱交換型蒸留塔。
2. 濃縮部塔断面積と回収部塔断面積の比 （濃縮部塔断面積 Z回収部塔断面積） を、 塔頂に向って小さく、 塔底に向って大きくしたことを特徴とする請求項 1記 載の内部熱交換型蒸留塔。
3. 管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内側総断面積と管外側総断面積の比 (管内側総断面積 管外側総断面積） を、 塔頂に向って小さく、 塔底に向って大 きくしたことを特徴とする請求項 1記載の内部熱交換型蒸留塔。
4. 管内側総断面積と管外側総断面積の比 （管内側総断面積 Z管外側総断面積） を、 塔頂に向って段階的に小さく、 塔底に向って段階的に大きくしたことを特徴 とする請求項 3記載の内部熱交換型蒸留塔。
5. 管内及び管外に充填物を充填するとともに、 管内及び管外のそれぞれに気液 の出入口を設けたことを特徴とする請求項 3記載の内部熱交換型蒸留塔。
6. 管内に規則充填物を充填し、 管外に不規則充塡物を充填するとともに、 管内 及び管外のそれぞれに気液の出入口を設けたことを特徴とする請求項 3記載の内 部熱交換型蒸留塔。
7. 管内及び管外に棚段を設けるとともに、 管内及び管外のそれぞれに気液の出 入口を設けたことを特徴とする請求項 3記載の内部熱交換型蒸留塔。
8. 管内に棚段を設け、 管外に充填物を充填するとともに、 管内及び管外のそれ ぞれに気液の出入口を設けたことを特徴とする請求項 3記載の内部熱交換型蒸留 塔。
9. 管内に充填物を充填し、 管外に棚段を設けるとともに、 管内及び管外のそれ ぞれに気液の出入口を設けたことを特徴とする請求項 3記載の内部熱交換型蒸留 塔。
1 0. 単管又は複数管を上下両端側の管板によって本体胴と連結させることによ り、 管内と管外が隔離された構造とし、 管内側と管外側の操作圧力に差をつける ことにより、 管内側と管外側の操作温度を異ならせ、 単管又は複数管の管壁を伝 熱面として、 高圧側から低圧側に熱移動させることにより、 高圧側を濃縮部、 低 圧側を回収部として一つの蒸留塔を構成した内部熱交換型蒸留塔であつて、 径が異なる単管又は複数管を、 レジユーザを介して接統することにより、 上下 両端の管板間に段階的に径の異なる単管又は複数管を配設して、 塔断面積を、 濃 縮部では塔頂から塔底にかけて増加させ、 回収部では塔頂から塔底にかけて減少 させることにより、 上昇蒸気速度が許容速度を越えないように、 蒸気量負荷の均 —化を図ったことを特徴とする内部熱交換型蒸留塔。
1 1 . 管内を濃縮部、 管外を回収部とし、 管内側総断面積と管外側総断面積の比 (管内側総断面積 Z管外側総断面積） を、 塔頂に向って段階的に小さく、 塔底に 向って段階的に大きくしたことを特徴とする請求項 1 0記載の内部熱交換型蒸留
1 2. 管内及び管外に充填物を充填するとともに、 管内及び管外のそれぞれに気 液の出入口を設けたことを特徴とする請求項 1 1記載の内部熱交換型蒸留塔。
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