JPH11179102A

JPH11179102A - 内部熱交換型蒸留塔及びそれに用いる充填物

Info

Publication number: JPH11179102A
Application number: JP36493797A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Aso; 一正阿曽; Toshinari Nakanishi; 俊成中西; Hideo Noda; 秀夫野田; Yasushi Maeda; ▲泰▼ 前田
Original assignee: Kansai Chemical Engineering Co Ltd; Kimura Chemical Plants Co Ltd; Maruzen Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Kansai Chemical Engineering Co Ltd; Kimura Chemical Plants Co Ltd; Maruzen Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】回収部の管内壁を確実に濡らすとともに、管
内壁に沿って流下する下降液量が多くなりすぎることを
防止し、効率よく内部熱交換型蒸留を行うことが可能な
内部熱交換型蒸留塔及びそれに用いる充填物を提供す
る。【解決手段】管内４側を低圧側、管外５側を高圧側と
して、操作圧力に差をつけることにより操作温度を異な
らせ、高圧側の管外（濃縮部）５側から、低圧側の管内
（回収部）４側に熱移動させることにより一つの蒸留塔
を構成した内部熱交換型蒸留塔であって、管内４側の回
収部を、内部に充填物が充填された充填塔とするととも
に、板材を所定の形状に成形した板製シートを積層した
板製充填物２２と、変形性の大きい網材を所定の形状に
成形した網製充填物３２を組み合わせてなる充填物Ｐを
充填物として用い、管内壁２５ａと板製充填物２２との
間に形成される空隙２６の少なくとも一部に網製充填物
３２が充填されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、低圧塔と高圧塔
を備え、高圧塔（濃縮部）側から、低圧塔（回収部）側
に熱移動させることにより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。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】省エネ
ルギー性に優れた蒸留塔として、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が知られて
いる。この内部熱交換型蒸留塔は、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。

【０００３】また、内部熱交換型蒸留塔として、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、本
体胴の内部において、複数管の管内と管外が隔離された
構造とし、管内及び管外のそれぞれに気液の出入口を設
け、管内側と管外側の操作圧力に差をつけることにより
操作温度を異ならせ、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するよ
うにした構造が提案されている（特許第２６９４４２５
号）。

【０００４】ところで、蒸留塔の型式を充填塔型式とす
るとき、充填物として、規則充填物を採用するのが最近
の充填塔式蒸留塔の趨勢である。この充填塔式蒸留塔に
おいて、塔（管）の充填物を充填した部分（蒸留部）
は、上から下に下降する下降液と、下から上に上昇する
上昇蒸気が接触して蒸留操作が行われる部分であり、蒸
留部においては水平断面の単位面積当たりの下降液量が
均一であることが望ましく、その場合に最も高い蒸留分
離効率が得られる。したがって、従来の蒸留塔では、充
填物周囲の管内壁を流下する下降液は最少量であること
が理想である。

【０００５】しかし、塔（管）に規則充填物を充填した
場合、蒸留部において、充填物の表面を下降する下降液
が管内壁（通常は垂直な金属面）に当たると、そのまま
管内壁に沿って流下してしまい、再び充填物側に分散さ
せることが困難で、効率よく蒸留分離操作を行うことが
できないという問題点がある。

【０００６】そこで、従来は、充填物として、例えば、
図７に示すように、板材に特殊加工により折り目２１ａ
をつけて所定の形状に成形した板製シート２１を複数枚
積層してなる板製充填物（例えば円柱状の充填物ブロッ
ク）２２の周囲に、図８に示すように、上部２３ａを外
側に折り曲げ可能としたカラー（バンド）２３を配設し
た規則充填物（以下、単に「充填物」ともいう）Ｐ（Ｐ
３）が用いられている。なお、カラー２３の上部２３ａ
を外側に折り曲げ可能とする方法としては、例えば、カ
ラー２３の上部２３ａに、周方向に所定の間隔をおいて
複数の垂直の切り込み（図示せず）を入れる方法などが
ある。

【０００７】このように、カラー２３の上部２３ａを外
側に折り曲げて、充填物Ｐ３を管２５に挿入し、管内壁
２５ａにカラー２３の上部２３ａを接触させることによ
り、管内壁２５ａを流下する下降液を、カラー２３の上
部２３ａに沿って再び充填物側に取り込むことが可能に
なる。

【０００８】しかし、内部熱交換型蒸留塔を充填塔型式
とし、充填塔内に規則充填物を充填する場合（特に、前
記管内側を低圧側として回収部とし、この回収部を充填
塔型式とする場合）、従来の規則充填物をそのまま使用
したのでは、以下に説明するような理由から、十分な蒸
留分離効果を得ることができないのが実情である。

【０００９】すなわち、内部熱交換型蒸留塔の回収部で
は、濃縮部から管壁（通常は金属壁）を介して熱の供給
を受け、その熱量により下降液を蒸発させて上昇蒸気を
発生させるようにしているが、このときの熱移動の効率
を表す総括伝熱係数Ｕは、回収部伝熱面の全面が液で濡
れているか（液により覆われているか）、濡れていない
か（すなわち、液で濡れていない乾いた部分が存在する
か）によって変化し、総括伝熱係数Ｕを大きくするため
には、回収部伝熱面の全面が確実に濡れていることが必
須の要件となる。

【００１０】一方、内部熱交換型蒸留塔の回収部も、蒸
留効率上は、水平断面の単位面積あたりの下降液量と上
昇蒸気量が均一であることが望ましい。ところで、濃縮
部からの受熱により回収部で発生した蒸気は、規則充填
物の構造上の特性から、容易に均等に分散されるので特
に問題はない。

【００１１】しかし、下降液に関しては、管内壁が、最
小液厚みで全面的に濡れているような状態で管内壁を流
下するとともに、管内壁を流下する部分以外の下降液が
充填物表面上を均等に分散して下降している状態とする
ことが必要になるが、これを実現することは容易ではな
かった。

【００１２】すなわち、図８の、カラー２３の上部２３
ａを外側に折り曲げるようにした従来の規則充填物Ｐ３
では、管内壁を流下する下降液がカラー２３の上部２３
ａに沿って再び規則充填物Ｐ３側に取り込まれるため、
管内壁が全面的に濡れた状態とすることが困難になる。
カラーの構造を工夫することにより管内壁上の液量を調
節することは理論上は可能である（例えば、カラーの下
部を、全周ではなく、部分的に外側に折り曲げる方法が
考えられる）が、実際は困難である。また、カラーを折
り曲げなかった場合や、カラーを用いない規則充填物を
用いた場合には、多量の下降液が、管内壁に沿って流下
してしまい、充填物上を下降する液量が少なくなってし
まうという問題点がある。

【００１３】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、管内壁に沿って流下する下降液量が多くなり過ぎ
ることを防止しつつ、回収部の管内壁を確実に濡らすこ
とが可能で、効率よく内部熱交換型蒸留を行うことが可
能な内部熱交換型蒸留塔及びそれに用いる充填物を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願（請求項１）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って本体胴と連結させることに
より、本体胴の内部において、単管又は複数管の管内と
管外が隔離された構造とし、管内及び管外のそれぞれに
気液の出入口を設け、管内側を低圧（回収部）側、管外
側を高圧（濃縮部）側として、操作圧力に差をつけるこ
とにより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、高圧側の管外（濃縮部）側から、低圧側
の管内（回収部）側に熱移動させることにより一つの蒸
留塔を構成した内部熱交換型蒸留塔であって、管内側の
回収部を、内部に充填物が充填された充填塔とするとと
もに、板材を所定の形状に成形した板製シートを積層し
た板製充填物と、変形性の大きい網材を所定の形状に成
形した網製充填物を組み合わせてなる充填物を前記充填
物として用い、管内壁と板製充填物との間に形成される
空隙の少なくとも一部に網製充填物が充填されるように
したことを特徴としている。

【００１５】板製充填物と、変形性に優れた網製充填物
を組み合わせてなる充填物を回収部に充填し、管内壁と
板製充填物との間の空隙の少なくとも一部に網製充填物
が充填されるようにすることにより、管内壁と充填物と
の間に大きな空隙が生じることを防止して、最少液量に
近い液量で管内壁を全面的に濡らしながら下降液を流下
させるとともに、それ以外の部分を、充填物表面上に均
等に分散、下降させることが可能になり、効率よく内部
熱交換蒸留を行うことが可能になる。

【００１６】すなわち、本願発明の内部熱交換型蒸留塔
においては、カラーを用いない規則充填物が、略全周に
わたって管内壁と確実に接触しているため、充填物上を
流下して管内壁に達した下降液はしばらく管内壁に沿っ
て下降した後、管内壁に接触している充填物に導かれて
再び充填物上に戻り、充填物上をしばらく流下して再び
管内壁に達して管内壁上を流下する。そして、これを繰
り返すことにより、最少液量に近い液量で管内壁を全面
的に濡らしながら下降液が流下するとともに、管内壁上
の液は濃縮部からの受熱量だけ沸騰蒸発し、下降液と上
昇蒸気が確実に接触して、効率よく内部熱交換蒸留を行
うことが可能になる。

【００１７】なお、網製充填物は成形された状態におい
て変形性（クッション性）に優れているため、わずかに
管内断面形状より大きく成形しておくことにより、これ
を管内に挿入したときに管内壁との間で十分な密着性を
確保することが可能になる。

【００１８】また、網製充填物には単位断面積当たりの
処理量に限界があり、工業規模の内部熱交換型蒸留塔で
は板製充填物を用いることが必要になるが、本願発明で
は、網製充填物と板製充填物を組み合わせて用いている
ので、板製充填物により、単位断面積当たりの処理量を
確保しつつ、網製充填物により、管内壁との密着性を確
保することが可能になり、工業規模の内部熱交換型蒸留
塔にも用いることができる。

【００１９】また、請求項２の内部熱交換型蒸留塔は、
前記充填物が、板製シートを積層してなる板製充填物の
上下両面側に、網製充填物を積層することにより形成さ
れており、かつ、前記充填物を構成する板製充填物及び
網製充填物が、充填物が充填されるべき管の軸方向と直
交する方向に積層されていることを特徴としている。

【００２０】例えば、図６に示すように、水平断面形状
が円形の管（塔）２５に、板材に特殊加工により折り目
２１ａをつけて所定の形状に成形した板製シート２１
を、同じ長さのもの２枚を１組とし、それぞれの長さの
異なるものを９組積み重ねて形成した板製充填物２２を
充填した場合、板製充填物２２と管２５の内壁２５ａと
の接触は、板製シート２１の端部での点接触となる。し
たがって、下降液の板製充填物２２と管内壁２５ａとの
受け渡しは相互に十分ではなく、受熱面である管内壁２
５ａに液が適量存在することは期待できない。

【００２１】また、図６に示すように、板製シート２１
の端部においては、受熱面である管内壁２５ａと板製充
填物２２との間に充填物の存在しない空隙２６が形成さ
れる。この空隙２６では、下降液と上昇蒸気が接触する
ことなく素通りし、蒸留分離作用が奏されることがない
ため、その分だけ、蒸留効率が低下する。特に、板製充
填物２２を構成する板製シート２１のうち、上面側及び
下面側に近いの板製シート２１の端部においては、管内
壁２５ａとの間の空隙２６が大きくなっている。

【００２２】これに対して、上記本願請求項２の内部熱
交換型蒸留塔においては、図１に示すように、板製シー
ト２１を積層してなる板製充填物２２の上下両面側に、
網製シート３１を積層してなる網製充填物３２を積層す
ることにより形成された充填物（Ｐ１）が用いられてい
る。なお、充填物Ｐ１は、板製充填物２２を構成する板
製シート２１及び網製充填物３２を構成する網製シート
３１が垂直になるように（すなわち、管２５の軸方向と
平行になるように）管２５内に挿入されており、板製充
填物２２の上下両面側に積層された網製充填物３２が、
変形性（クッション性）に優れているため、図２に示す
ように、わずかに管内断面形状より大きく成形しておく
ことにより、充填物Ｐ１を管２５内に挿入したときに、
網製充填物３２が変形して管内壁２５ａに密着するた
め、中央部の板製充填物２２の端部と管内壁２５ａの間
にのみわずかに空隙２６が形成されるだけである。した
がって、下降液と上昇蒸気を均一かつ確実に接触させる
とともに、管内壁を適量の液で濡らすことが可能にな
り、効率よく蒸留分離操作を行うことが可能になる。

【００２３】また、請求項３の内部熱交換型蒸留塔は、
前記充填物が、板製シートを充填物が充填されるべき管
の軸方向と直交する方向に積層してなる板製充填物の周
囲を覆うように、変形性の大きい網材を所定の形状に成
形した網製充填物を配設することにより形成されている
ことを特徴としている。

【００２４】板製充填物の周囲を覆うように網製充填物
を配設することにより充填物を形成した場合、板製充填
物の周囲に配設された網製充填物が、変形性（クッショ
ン性）に優れており、管内に挿入されたときに変形して
管内壁に密着するため、板製充填物の端部と管内壁の間
に大きな空隙が形成されることを防止して、管内壁を適
量の液で濡らすとともに、下降液と上昇蒸気を均一かつ
確実に接触させることが可能になり、効率よく蒸留分離
操作を行うことができるようになる。

【００２５】また、請求項４の内部熱交換型蒸留塔は、
板製充填物の周囲を覆うように、変形性の大きい網材を
所定の形状に成形した網製充填物を配設するとともに、
前記板製充填物と前記網製充填物の間に形成される空隙
を、変形性を有する充填物により埋めたことを特徴とし
ている。

【００２６】板製充填物とその周囲を覆うように配設さ
れた網製充填物の間の空隙を、変形性を有する充填物に
より埋めるようにした場合、板製充填物の端部と管内壁
の間に大きな空隙が形成されることを防止することが可
能になるとともに、板製充填物と網製充填物の間に小さ
な空隙が形成されることを防止することが可能になり、
管内壁を適量の液で濡らすとともに、下降液と上昇蒸気
をさらに効率よく接触させることが可能になる。

【００２７】また、請求項５の内部熱交換型蒸留塔は、
前記充填物が、前記管の軸方向に複数個積み重ねて充填
されており、かつ、互いに隣接する充填物が、前記管の
軸方向から見て互いに９０゜回転した状態で積み重ねら
れていることを特徴としている。

【００２８】隣接する充填物を、管の軸方向から見て互
いに９０゜回転した状態で積み重ねることにより、各充
填物と管内壁との空隙が一定の方向性を有している場合
に、その方向性を解消して、管の軸方向に連続した空隙
が生じることを防止することが可能になり、管内壁を適
量の液で濡らすことが可能になるとともに、下降液と上
昇蒸気を均一かつ確実に接触させることが可能になり、
効率よく蒸留分離操作を行うことができる。

【００２９】また、本願請求項６の充填物は、上述の本
願発明の内部熱交換型蒸留塔に用いられる充填物であっ
て、板材を所定の形状に成形した板製シートを積層して
なる板製充填物の上下両面側に、変形性の大きい網材を
所定の形状に成形した網製充填物を積層することにより
形成されており、かつ、前記板製充填物及び網製充填物
が、充填されるべき管の軸方向と直交する方向に積層さ
れていることを特徴としている。

【００３０】また、本願請求項７の充填物は、充填され
るべき管の軸方向と直交する方向に、板材を所定の形状
に成形した板製シートを積層してなる板製充填物の周囲
を覆うように、変形性の大きい網材を所定の形状に成形
した網製充填物を配設することにより形成されているこ
とを特徴としている。

【００３１】請求項６及び請求項７の充填物を用いるこ
とにより、管内壁と充填物の間に大きな空隙のない内部
熱交換型蒸留塔を確実に構成することが可能になる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を示
して、その特徴とするところを更に詳しく説明する。

【００３３】［実施形態１］図３(ａ)はこの発明の一実
施例にかかる内部熱交換型蒸留塔を示す正面断面図、図
３(ｂ)はそのIIIｂ−IIIｂ線断面図である。

【００３４】この内部熱交換型蒸留塔（を構成する構造
体）は、本体胴１と、本体胴１内に挿入された複数管２
５を両端管板（上側管板３ａ及び下側管板３ｂ）によっ
て本体胴１と連結させることにより形成されており、複
数管２５の管内（回収部）４と管外（濃縮部）５が隔離
された構造を有している。そして、管内（回収部）４に
は規則充填物が充填されており、管外（濃縮部）にも規
則充填物が充填されている。

【００３５】また、本体胴１の上部には、管外（濃縮
部）５に液を供給するための濃縮部液入口６、管外（濃
縮部）５からの蒸気を抜き出す濃縮部蒸気出口７が配設
されており、上側管板３ａより上側の、管内（回収部）
４と連通する端室１４ａには、管内（回収部）４に液を
供給するための回収部液入口８が配設され、また、管内
（回収部）４からの蒸気を抜き出す回収部蒸気出口９が
配設されている。

【００３６】一方、本体胴１の下部には、管外（濃縮
部）５に蒸気を供給するための濃縮部蒸気入口１０、管
外（濃縮部）５からの液を抜き出す濃縮部液出口１１が
配設されており、下側管板３ｂより下側の、管内（回収
部）４と連通する端室１４ｂには、管内（回収部）４に
蒸気を供給するための回収部蒸気入口１２が配設され、
また、管内（回収部）４からの液を抜き出す回収部液出
口１３が配設されている。

【００３７】そして、この実施形態の内部熱交換型蒸留
塔においては、管内４が回収部となる複数管２５内に、
図１に示すように、板材に特殊加工により折り目２１ａ
をつけて所定の形状に成形した板製シート２１を、同じ
長さのもの２枚を１組とし、それぞれの長さの異なるも
のを５組積み重ねてなる板製充填物２２の上下両面側
に、特殊加工され、折り目３１ａの付けられた網製シー
ト３１を、同じ長さのもの２枚を１組とし、それぞれの
長さの異なるものを５組積み重ねてなる網製充填物３２
を積層することにより形成された充填物Ｐ（Ｐ１）が充
填されている。なお、充填物Ｐ１は、板製充填物２２及
び網製充填物３２を構成する各板製シート２１及び網製
シート３１が垂直になるような態様で管２５内に挿入さ
れている。

【００３８】そして、この充填物Ｐ１は、板製充填物２
２の上下両面側に積層された網製充填物３２が、変形性
（クッション性）に優れており、かつ、図２に示すよう
に、わずかに管内断面形状より大きく成形されているた
め、管２５内に挿入したときに、網製充填物３２が変形
して管内壁２５ａに密着し、充填物Ｐ１と管内壁２５ａ
と間には、ほとんど空隙がなく、中央部の板製充填物２
２の端部と管内壁２５ａの間にのみわずかに空隙２６が
存在する状態となる。

【００３９】したがって、管内壁２５ａを適量の液で濡
らすことが可能になるとともに、回収部内において、下
降液と上昇蒸気を均一かつ確実に接触させることが可能
になり、効率よく蒸留分離操作を行うことが可能にな
る。

【００４０】なお、充填物Ｐ１を管２５内に充填する場
合において、図４(ａ)に示すように、複数の充填物Ｐ１
を管２５の軸方向に積み重ねて充填するとともに、隣接
する充填物Ｐ１を、管２５の軸方向から見て互いに９０
゜回転させた状態で積み重ねるようにした場合、図４
(ｂ)に模式的に示すように、管２５の軸方向に連続した
空隙が生じることを防止することが可能になり、管内壁
２５ａを適量の液で濡らすとともに、下降液と上昇蒸気
を均一かつ確実に接触させて効率よく蒸留分離操作を行
うことが可能になる。なお、図４(ｂ)は互いに隣接する
一方の充填物Ｐ１の空隙２６ａと、他方の充填物Ｐ１の
空隙２６ｂが管２５の軸方向に連続していない（重なっ
ていない）状態を示している。

【００４１】このように、隣接する充填物を、管の軸方
向から見て互いに９０゜回転させた状態で積み重ねるこ
とにより、各充填物と管内壁の間の空隙が一定の方向性
を有している場合に、その方向性を解消して、管の軸方
向に連続した空隙が生じることを防止することができ
る。

【００４２】［実施形態２］図５は、本願発明の他の実
施形態にかかる内部熱交換型蒸留塔の要部（回収部）の
構成を示す平面断面図である。この実施形態において
は、回収部の充填物として、特殊加工され、折り目２１
ａの付けられた板製シート２１を、同じ長さのもの２枚
を１組とし、それぞれの長さの異なるものを８組積み重
ねてなる板製充填物２２の周囲を、特殊加工され、折り
目３１ａの付けられた網製シート３１（網製充填物３
２）で覆うことにより形成された充填物Ｐ（Ｐ２）が用
いられている。なお、網製シート３１は、縦半割りで、
２つの網製シート３１，３１の互いに当接する端部にお
いて、適宜スポット溶接されている。

【００４３】この充填物Ｐ２においては、中央の１０枚
の板製シート２１の両端部と網製シート３１の間の空隙
２６は、それほど大きくないため特に処理せずにそのま
まにされている。

【００４４】そして、上下の最外層となる板製シート２
１（２１ｂ）と網製シート３１（網製充填物３２）の間
の略扇状の空隙２６（２６ｃ）は、変形性を有する網製
シート３３を複数枚充填することにより埋められてい
る。

【００４５】また、残りの板製シート２１の両端部と網
製シート３１の間の空隙２６（２６ｄ）は、別に用意し
た網製で変形性を有する円筒状充填物３４を充填するこ
とにより埋められている。なお、図５は、円筒状充填物
３４が、板製充填物２２の周囲を網製シート３１（網製
充填物３２）で覆う際に変形して空隙２６ｄを塞いでい
る状態を示している。

【００４６】なお、この実施形態で用いた充填物Ｐ２に
おいては、縦半割りの網製充填物３２の継目の位置が例
えば９０゜回転したような位置関係となるように、板製
充填物２２と網製充填物３２の位置関係を変更すること
も可能である。

【００４７】この実施形態２のように、板製充填物２２
の周囲を覆うように、網製シート（網製充填物３２）を
配設するとともに、板製充填物２２と網製シート３１の
間に変形性を有する網製シート３３や円筒状充填物３４
を挿入、配設することにより、充填物と管内壁と間や、
充填物の内部などに空隙が形成されることを確実に防止
することが可能になる。

【００４８】また、この充填物Ｐ２は、水平断面の面積
の大部分を占める部分が処理能力の大きい板製充填物で
あることから、処理能力上の問題がないとともに、管内
壁２５ａと充填物Ｐ２との間の下降液の授受が円滑に行
われ、管内壁２５ａが枯渇して乾き部分が生じたり、液
膜厚みが大きくなりすぎたりすることを防止して、効率
よく蒸留分離操作を行うことができる。

【００４９】本願発明は、その他の点においても上記実
施形態に限定されるものではなく、板製充填物を構成す
る板製シートの積層枚数、板製充填物及び網製充填物の
具体的な構成その他に関し、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ある。

【００５０】

【発明の効果】上述のように、本願発明の内部熱交換型
蒸留塔は、板製充填物と、変形性に優れた網製充填物を
組み合わせてなる充填物を回収部に充填し、管内壁と板
製充填物との間の空隙の少なくとも一部に網製充填物が
充填されるようにすることにより、管内壁と充填物との
間に大きな空隙が生じることを防止して、最少液量に近
い液量で管内壁を全面的に濡らしながら下降液を流下さ
せるとともに、それ以外の部分を、充填物表面上に均等
に分散、下降させることが可能になり、効率よく内部熱
交換蒸留を行うことが可能になる。

【００５１】また、網製充填物は成形された状態におい
て変形性（クッション性）に優れており、わずかに管内
断面形状より大きく成形しておくことにより、これを管
内に挿入したときに管内壁との密着性を向上させること
ができる。

【００５２】また、網製充填物には単位断面積当たりの
処理量に限界があり、工業規模の内部熱交換型蒸留塔で
は板製充填物を用いることが必要になるが、本願発明で
は、網製充填物と板製充填物を組み合わせて用いている
ので、板製充填物により、単位断面積当たりの処理量を
確保しつつ、網製充填物により、管内壁との密着性を確
保することが可能になり、工業規模の内部熱交換型蒸留
塔にも用いることができる。

【００５３】また、請求項２の内部熱交換型蒸留塔のよ
うに、板製シートを積層してなる板製充填物の上下両面
側に、網製充填物を積層することにより形成された充填
物を用いた場合、網製充填物の変形性を効率よく生かす
ことが可能になり、中央部の板製充填物の端部と管内壁
の間に大きな空隙が形成されることを防止して、下降液
と上昇蒸気を均一かつ確実に接触させることが可能にな
り、効率よく蒸留分離操作を行うことができる。

【００５４】また、請求項３の内部熱交換型蒸留塔のよ
うに、板製充填物の周囲を覆うように網製充填物を配設
することにより充填物を形成するようにした場合にも、
板製充填物の周囲に配設された網製充填物が、変形性
（クッション性）に優れており、変形して管内壁に密着
するため、板製充填物と管内壁の間に大きな空隙が形成
されることを防止して、管内壁を適量の液で濡らすとと
もに、下降液と上昇蒸気を均一かつ確実に接触させるこ
とが可能になり、効率よく蒸留分離操作を行うことが可
能になる。

【００５５】また、請求項４の内部熱交換型蒸留塔のよ
うに、板製充填物とその周囲を覆うように配設された網
製充填物の間の空隙を、変形性を有する充填物により埋
めるようにした場合、板製充填物の端部と管内壁の間に
大きな空隙が形成されることを防止するとともに、板製
充填物と網製充填物の間に小さな空隙が形成されること
を防止することが可能になり、管内壁を適量の液で濡ら
すとともに、下降液と上昇蒸気をさらに効率よく接触さ
せることが可能になる。

【００５６】また、請求項５の内部熱交換型蒸留塔のよ
うに、隣接する充填物を、管の軸方向から見て互いに９
０゜回転した状態で積み重ねるようにした場合、各充填
物と管内壁との空隙が一定の方向性を有している場合
に、その方向性を解消して、管の軸方向に連続した空隙
が生じることを防止することが可能になり、管内壁を適
量の液で濡らすことが可能になるとともに、下降液と上
昇蒸気を均一かつ確実に接触させることが可能になり、
効率よく蒸留分離操作を行うことができる。

【００５７】また、本願請求項６の充填物は、板製充填
物の上下両面側に、変形性の大きい網材を所定の形状に
成形した網製充填物を積層することにより形成されてお
り、また、請求項７の充填物は、板製充填物を積層して
なる積層体の周囲に、変形性の大きい網材を所定の形状
に成形した網製充填物を配設するようにしているので、
このような充填物を用いることにより、管内壁と充填物
の間に大きな空隙がなく、所望の蒸留分離特性を有する
本願発明の内部熱交換型蒸留塔を確実に構成することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態にかかる内部熱交換型蒸
留塔の要部（回収部）の構成を示す平面断面図である。

【図２】本願発明の一実施形態にかかる内部熱交換型蒸
留塔に用いられている充填物の要部を示す図である。

【図３】本願発明の一実施例にかかる内部熱交換型蒸留
塔を示す図であり、(ａ)は正面断面図、(ｂ)は(ａ)のII
Iｂ−IIIｂ線断面図である。

【図４】本願発明の一実施例にかかる内部熱交換型蒸留
塔の回収部の構成を示す図であり、(ａ)は正面断面図、
(ｂ)は要部を示す平面断面図である。

【図５】本願発明の他の実施形態にかかる内部熱交換型
蒸留塔の要部（回収部）の構成を示す平面断面図であ
る。

【図６】従来の規則充填物を充填した蒸留塔を示す平面
断面図である。

【図７】従来の規則充填物を模式的に示す図である。

【図８】従来の規則充填物（充填物ブロック）を管に充
填した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１本体胴３ａ上側管板３ｂ下側管板４管内（回収部）５管外（濃縮部）６濃縮部液入口７濃縮部蒸気出口８回収部液入口９回収部蒸気出口１０濃縮部蒸気入口１１濃縮部液出口１２回収部蒸気入口１３回収部液出口１４ａ，１４ｂ端室２１板製シート２１ａ板製シートの折り目２１ｂ上下両面側の板製シート２２板製充填物２５管（複数管）２５ａ管内壁２６，２６ａ，２６ｂ空隙２６ｃ略扇状の空隙２６ｄ板製シートの両端部と網製シ
ートの間の空隙３１網製シート３１ａ網製シートの折り目３２網製充填物３３網製シート３４円筒状充填物Ｐ，Ｐ１，Ｐ２充填物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西俊成兵庫県尼崎市杭瀬寺島２丁目１番２号木村化工機株式会社内 (72)発明者野田秀夫兵庫県尼崎市南七松町２丁目９番７号関西化学機械製作株式會社内 (72)発明者前田 ▲泰▼ 東京都中央区八丁堀二丁目25番10号丸善石油化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、本体胴の内部において、単管
又は複数管の管内と管外が隔離された構造とし、管内及
び管外のそれぞれに気液の出入口を設け、管内側を低圧
（回収部）側、管外側を高圧（濃縮部）側として、操作
圧力に差をつけることにより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、高圧側の管外（濃縮
部）側から、低圧側の管内（回収部）側に熱移動させる
ことにより一つの蒸留塔を構成した内部熱交換型蒸留塔
であって、管内側の回収部を、内部に充填物が充填された充填塔と
するとともに、板材を所定の形状に成形した板製シートを積層した板製
充填物と、変形性の大きい網材を所定の形状に成形した
網製充填物を組み合わせてなる充填物を前記充填物とし
て用い、管内壁と板製充填物との間に形成される空隙の少なくと
も一部に網製充填物が充填されるようにしたことを特徴
とする内部熱交換型蒸留塔。
【請求項２】前記充填物が、板製シートを積層してなる
板製充填物の上下両面側に、網製充填物を積層すること
により形成されており、かつ、前記充填物を構成する板製充填物及び網製充填物が、充
填物が充填されるべき管の軸方向と直交する方向に積層
されていることを特徴とする請求項１の内部熱交換型蒸
留塔。
【請求項３】前記充填物が、板製シートを充填物が充填
されるべき管の軸方向と直交する方向に積層してなる板
製充填物の周囲を覆うように、変形性の大きい網材を所
定の形状に成形した網製充填物を配設することにより形
成されていることを特徴とする請求項１記載の内部熱交
換型蒸留塔。
【請求項４】前記板製充填物と前記網製充填物の間に形
成される空隙を、変形性を有する充填物により埋めたこ
とを特徴とする請求項３記載の内部熱交換型蒸留塔。
【請求項５】前記充填物が、前記管の軸方向に複数個積
み重ねて充填されており、かつ、互いに隣接する充填物が、前記管の軸方向から見て互い
に９０゜回転した状態で積み重ねられていることを特徴
とする請求項２〜４のいずれかに記載の内部熱交換型蒸
留塔。
【請求項６】請求項１，２又は５記載の内部熱交換型蒸
留塔に用いられる充填物であって、板材を所定の形状に成形した板製シートを積層してなる
板製充填物の上下両面側に、変形性の大きい網材を所定
の形状に成形した網製充填物を積層することにより形成
されており、かつ、前記板製充填物及び網製充填物が、充填されるべき管の
軸方向と直交する方向に積層されていることを特徴とす
る充填物。
【請求項７】請求項１，３，４又は５記載の内部熱交換
型蒸留塔に用いられる充填物であって、充填されるべき管の軸方向と直交する方向に、板材を所
定の形状に成形した板製シートを積層してなる板製充填
物の周囲を覆うように、変形性の大きい網材を所定の形
状に成形した網製充填物を配設することにより形成され
ていることを特徴とする充填物。