JP2944698B2 - 分留塔 - Google Patents

分留塔

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JP2944698B2
JP2944698B2 JP2032626A JP3262690A JP2944698B2 JP 2944698 B2 JP2944698 B2 JP 2944698B2 JP 2032626 A JP2032626 A JP 2032626A JP 3262690 A JP3262690 A JP 3262690A JP 2944698 B2 JP2944698 B2 JP 2944698B2
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ルツイアン・スカトウラ
ハンス―ユルゲン・フオルマー
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KURUTSUPU KOTSUPAASU GmbH
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KURUTSUPU KOTSUPAASU GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/06Evaporators with vertical tubes
    • B01D1/10Evaporators with vertical tubes with long tubes, e.g. Kestner evaporators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • B01D3/322Reboiler specifications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塔蒸留罐部に配置された循環煮沸器を有
し、該循環煮沸器が分留塔の罐出液が貫流する管束を備
えている形式の、特に高い沸点差を有する装入物のため
に適当な分留塔に関する。
〔従来の技術〕
罐出液又はその一部を分留塔から取出し、循環煮沸器
内で熱媒との間接的な熱交換において加熱ないしは気化
し、その後再び分留塔に導入することにより、蒸留によ
り各成分に分離すべき装入物を加熱する形式の分留塔
は、一般に公知である。この際循環煮沸器は通常垂直あ
るいは水平の管束を備え、更にその中を罐出液が通過し
しかも外部から熱媒によつて加熱されている管束を備え
つけている。このような塔の実施例は例えば「ウルマン
の工業化学百科辞典第4版第2巻506頁図34に示されて
いる。しかしながら高い沸点差を有する装入物、すなわ
ち最高沸点を有する成分と最低沸点を有する成分の沸点
が大幅に異なつている装入物をこのような分留塔で処理
する必要がある限り、問題が生じる。すなわち、このよ
うな場合には循環煮沸器の管束の幅で、管長の大部分に
わたつて対流による熱伝達がおこる。しかしながらここ
では装入物の易沸騰成分の蒸気圧が液柱の全圧以下にあ
るので、この領域での気化は不可能である。この他多く
の場合において操業上の理由から分留塔からひき出され
た罐出物を一回だけ循環加熱器の中を通過させているの
で、対流による熱伝達の領域では中程度の熱伝達係数、
更に多くの場合究めて小さい熱伝達係数が得られるにす
ぎない。この問題は熱交換面を拡大することによつて解
決することができる。しかしながらこの手段は全体の循
環煮沸器の拡大をひきおこし、該循環煮沸器は当然のこ
ととしてそれ相当により高価になる。更に多くの場合操
業上の理由で、そのような拡大は受け入れられない。
〔発明が解決しようとする課題〕
したがつて、本発明の課題は、塔蒸留罐部に配置され
た循環煮沸器を有する分留塔であつて、特に高い沸点差
を有する装入物を分離するために適当でありかつ循環加
熱器が極めてコンパクトな構造及び高い性能によつて優
れている分留塔を提供することであつた。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題は、冒頭に記載した形式の分留塔において、
本発明に基づき、循環煮沸器中で上部の管基部の上方の
空間が隔壁によつて2つの小部屋に分割されており、そ
の際は回収塔の加熱される罐出液のために一つの小部屋
は導入管のための接続部を、他の小部屋は導出管の7つ
めの接続部を有し、更に循環煮沸器は塔蒸留罐部に配置
されていて、その結果分留塔の取出し底の上の液面と、
循環加熱器の上の管基部との間に高低差が存在し、その
大きさは循環加熱器中の管路の第1の部分のどこにおい
ても液柱の全圧が加熱される罐出流の蒸気圧以上にある
ように選択することにより解決される。
本発明による分留塔の別の詳細な構成及び実施態様
は、請求項2以降の記載から明らかである。
〔実施例〕
次に図示の実施例につき本発明を詳細に説明する。
第1図は、所属の循環煮沸器を備えた分留塔の部分的
断面を示す。この図面では分留塔1に接続されている循
環煮沸器2の配置ならびにその形態のみが重要なので、
分留塔1のうちの循環煮沸器2が接続されている塔の下
部の半分のみが示されている。原則としてこの塔は現在
の公知技術にそつた、実施形態を有していてもよい。す
なわちこの塔にとつて通常の内部構造体及び付属の装
置、例えば測定装置及び制御設備を備えることも可能で
ある。同じように、当然のこととして、1つの循環煮沸
器2の代りに回収塔1に複数の循環煮沸が同様の方法と
様式で接続されていてもよい。
分留塔1の操作にあたつては罐出液は取出し底3を介
して取出され、導入管4を通じて循環煮沸器2に導入さ
れる。この循環煮沸器の中には本発明に基づき上部の管
基部5の上方の空間が隔壁6によつて小部屋10と11に分
割されている。この隔壁6は液体不透過性であるので、
導入管4を介して流入して来る罐出液は小部屋10だけを
通つて管束7の右半分の管に流れ込むことができる。す
なわち隔壁6が配置されてことにより管束7の内部で管
路が2つの部分に分割されている。第1(右)の部分で
は、罐出液は上から下に管束7を通つて流れ、下部の管
基部8を介して流出する。
管束7のまわりを外部で流れている熱媒と、罐出流と
の間の熱伝達は専ら対流によつて行われる。ひきつづき
罐出液は下部から管束7の左半分に進み、該管束を下か
ら上に向つて貫流し、その後に加熱された罐出液は上部
の管基部5を介して流出する。この管路のこの部分では
気化が起る、したがつて罐出流は少なくとも一部分は気
化した状態で小部屋11及び導出管90を介して分留塔1の
蒸留罐の中へもどされる。図面上での矢印は管路の両部
分における流れ方向を示している。
管路の第1(右)の部分において蒸発が阻止されるよ
うに、本発明によれば、循環煮沸器は分留器に対して、
取出し底上の液面12と、上部の管基部5の間に高低差a
が存在するように配置されており、該高低差aの大きさ
は液柱の全圧が管路の第1の部分のどの場所においても
加熱される罐出液の蒸気圧以上にあるように選択されて
いる。当然のこととして高低差aはその際加熱される各
々の罐出液の蒸気圧に依存し、あらかじめ与えられた温
度条件下で、循環加熱器2の中での蒸気圧が高ければ高
い程この高低差aはますます大きくなければならない。
しかしながら実際には、この高低差aは少なくとも1mの
値を有するべきであるという極めて多くの応用例を基礎
にすることができる。
管路の第1の部分で気化が確実に阻止されるようにす
るには、第2の部分ではそこに存在す液柱の高さbがあ
る一定の最小値を下回らず、その際気化部分がこの液柱
の上方においてはじめて始まるのが特に有効である。実
際には、bの値は1m以下になつてはならない。所望の状
況に達するためには必要な場合には、下部の管基部8の
下方の空間内にウエヤー13あるいは液体をせき止める他
の装置を設けることもできる。
管14は上部の管基部5の上方の空間の排気のために使
われ、短い接続管15及び16は熱媒の導入および導出用の
管のために配置されており、熱媒の流れ方向はその都度
の事情に則して任意に選択することができる。すなわ
ち、熱媒は接続管15を介して循環加熱器2の中に流入さ
せかつ接続管16を介して流出させるかないしは接続管16
を介して導入させかつ接続管15を介して導出させること
もできる。
第2図は、循環煮沸器2の中で上部の管基部5の上方
の空間が隔壁6によつて分割されているのみならず上部
の管基部5の下方においても長手方向壁17が設けられて
いる実施例を示す。この場合、分留塔1に対する循環煮
沸器2の配置は第2図における同じである、そのために
分留塔1はここではもはや図示されていない。当然のこ
ととしてここでも参照記号は第1図と同じ意味を有して
いる。長手方向壁17は上部の管基部5の直下にはじま
り、下部の管基部8の上方で終つていて、その結果この
管基部8と長手方向壁17の下端との間にはなお十分な空
隙が存在している。その上この実施例にあつては長手方
向壁17には管束7の領域内に多くの上下に配置された、
水平の邪魔板が取付けられているが、この邪魔板は管束
の全直径にわたつては延びていない。第1の実施例とは
対照的にこの場合には熱媒のための接続管15および16は
上下になつてなく、向いあつた位置に設けられている。
これによつて熱媒体の流通経路は循環煮沸器の内部で延
長され、当然のこととしてこのことは熱交換の改良につ
ながる。したがつて例えば熱媒は接続管15を介して循環
煮沸器2内に流入させ、その後この循環煮沸器の左半分
の中で上かつ下に向つて流動させることができ、この際
水平の邪魔板のまわりを流れる。長手方向壁17の下端と
下部の管基部8の間の空隙の中で流れの方向が換えられ
る、このことは図面に矢印で示されている。その後熱媒
は循環煮沸器2の右半分の中を下から上に流れ、接続管
16を介して導出される。当然のこととして熱媒の流路は
逆方向に選択することもでき、この際には熱媒は接続管
16を介して流入し、その後接続管15を介して流出するこ
とになる。この加熱される罐出液の流路はいずれの場合
においても第1図と関連して上記に記載したと同じであ
る。図面を簡単にし、ひいては長手方向壁17ならびにそ
れに付属している水平の邪魔板の配置をもつとよく認識
できるように第2図には管束7の外側の管のみが図示さ
れている。しかしながら当然のこととして、現実には第
2図の中の管束7は第1図に示されている様に管で充満
している。
本発明による分留塔の使用は実際には次のような条件
が存在する時に特に適している。
1)循環煮沸器の中に存在する熱交換面の少なくとも3
分の1が加熱ないしは気化すべき罐出液の飽和点に達す
る迄対流加熱のために必要である。このことは特に高い
沸点差を有する装入物の場合にあてはまることである。
このための実際上の例は相当する装入物から純粋の炭化
水素を得るために前接続された抽出工程からの抽出液の
処理である。この場合には、分留塔中は回収すべき炭化
水素、例えば芳香族化合物が高い沸点を有する溶媒から
分離されねばならない。
2)操業上の実情から、循環煮沸器の長さの制限が必要
である。今迄にこのような場合には、必要とする熱交換
面は加熱器の直径の拡大によつて及び熱交換管の数を増
大することによつて調達することを試みられた。しかし
ながらこの手段はより悪い熱伝達係数を惹起する。
3)操業上の理由から、加熱される罐出液が循環煮沸器
を一回だけ通過することが所望される。
〔発明の効果〕
本発明による分留塔を利用した場合には公知の構造に
比較して30%迄熱交換面を減少させて、同じ効率を達成
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による分留塔の下方部分と所属の循環煮
沸器の断面図及び第2図は循環煮沸器の別の実施例の縦
断面図である。 1…分留塔、2…循環煮沸器、3…取出し底、4…導入
管、5…上部の管基部、6…隔壁、7…管束、9…導出
管、10,11…小部屋、12…液面、13…ウエヤー、17…長
手方向壁、18…邪魔板、a…高低差
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−49875(JP,A) 米国特許3678661(US,A) 米国特許4174273(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 3/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塔蒸留罐部に配置された循環煮沸器を有
    し、該循環煮沸器が分留塔の罐出液が貫流する管束を備
    えている形式の分留塔において、 循環煮沸器(2)の中で上部の管基部(5)の上方の空
    間が隔壁(6)によつて2つの小部屋(10,11)に分割
    されていて、その際に回収塔(1)の加熱される罐出液
    のために一つの小部屋(10)は導入管(4)のための接
    続部を、他の小部屋(11)は導出管(9)のための接続
    部を有し、更に循環煮沸器(2)は塔蒸留罐部に配置さ
    れていて、その結果分留塔の取出し底(3)の上の液面
    と、循環加熱器の上部の管基部(5)の間に高低差
    (a)が存在し、その大きさは循環煮沸器中の管路の第
    1の部分のどこにおいても液柱の全圧が加熱される罐出
    液の蒸気圧より高いように選択されることを特徴とする
    分留塔。
  2. 【請求項2】下部の管基部(8)の下方の空間内にウエ
    ヤー(13)が配置されている請求項1記載の分留塔。
  3. 【請求項3】上部の管基部(5)の下方に下部の管基部
    (8)の上方で終つている長手方向壁(17)が配置され
    ている請求項1又は2記載の分留塔。
  4. 【請求項4】長手方向壁(17)が管束(7)の領域内に
    おいて多くの上下に配置された水平の邪魔板(18)を有
    している請求項1から3までのいずれか1項記載の分留
    塔。
JP2032626A 1989-02-16 1990-02-15 分留塔 Expired - Lifetime JP2944698B2 (ja)

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DE3904711.3 1989-02-16
DE3904711A DE3904711A1 (de) 1989-02-16 1989-02-16 Insbesondere zur trennung von einsatzprodukten mit hoher siedepunktsdifferenz geeignete abtriebskolonne

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