(57)【要約】【課題】蒸留効率を向上させることができ、成分を安定させて液体を取り出すことができるようにする。【解決手段】塔本体１２と、液溝３４及び排出路を備え、下降してきた液体を集め、前記排出路の排出口７７から排出するコレクタ３２と、排出された液体の一部を受け、塔本体１２外に抜き出す抜出路と、液体の残りを受けて下方に分散させるディストリビュータ３３とを有する。この場合、液溝３４内において十分に混合された液体が抜出路によって抜き出されるので、成分を安定させて液体を取り出すことができる。また、液体の残りはすべてディストリビュータ３３に送られるので、蒸留効率を向上させることができる。【選択図】          図１
2004305975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）塔本体と、
（ｂ）該塔本体の内周壁に沿って形成された液溝、及び該液溝から径方向内方に向けて突出させて形成された排出路を備え、下降してきた液体を集め、前記排出路の排出口から排出するコレクタと、
（ｃ）前記排出口から排出された液体の一部を受け、塔本体外に抜き出す抜出路と、
（ｄ）前記液体の残りを受けて下方に分散させるディストリビュータとを有することを特徴とする蒸留装置。
【請求項２】
前記排出口から排出された液体が飛散するのを防止する飛散防止部材を備える請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項３】
前記ディストリビュータは、前記排出口と対向させて配設され、液体の残りを受ける受部材を備える請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項４】
前記コレクタはラミナ型の一体式のコレクタである請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項５】
前記コレクタはチムニーハット型のコレクタである請求項１に記載の蒸留装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸留装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プロセス装置、例えば、蒸留装置においては、多成分を含む原液から各成分を分離させるために蒸留塔が使用される。そして、該蒸留塔の塔本体内にインターナルとしてコレクタ（集液装置）及びディストリビュータ（分散装置）が配設され、前記コレクタによって塔本体内を降下する液体が集められ、集められた液体が前記ディストリビュータによって分散させられるようになっている。
【０００３】
ところで、前記コレクタには、複数のコレクタラミナが並列に形成されたラミナ型のコレクタ、底板に複数の分散孔が形成され、各分散孔から上方に向けてチムニーが立ち上げられたチムニーハット型のコレクタ等がある。また、前記ラミナ型のコレクタには、コレクタラミナ、コレクタボックス等がユニット化され、塔本体のフランジによって挟み込まれた一体式のコレクタがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
次に、前記ラミナ型の一体式のコレクタについて説明する。
【０００５】
図２は従来のラミナ型の一体式のコレクタを備えた蒸留塔の要部を示す断面図である。
【０００６】
図において、１２は塔本体であり、該塔本体１２の高さ方向におけるほぼ中央に、三つの成分、例えば、成分Ａ〜Ｃを含有する原液Ｍを塔本体１２内に供給するための図示されない供給口が形成される。なお、成分Ａは成分Ｂより、成分Ｂは成分Ｃより沸点が低いものとする。そして、前記塔本体１２における前記供給口より上方に第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２が形成され、各第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２は、規則充填（てん）物から成る充填物ｐｋ１、ｐｋ２をそれぞれ支持格子ｇｒ１、ｇｒ２によって支持された状態で充填することにより形成される。
【０００７】
前記第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２間に集液分散装置３１が配設される。該集液分散装置３１は、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体を集めるラミナ型の一体式のコレクタ３２、及び該コレクタ３２によって集められた液体を下方の第２の濃縮領域ＡＲ１２に分散するチューブラ型のディストリビュータ３３を備える。
【０００８】
前記コレクタ３２は、塔本体１２の内周壁に沿って液溝３４を形成するコレクタボックス３５、該コレクタボックス３５の内周壁３６間に架設されたラミナサポート３７、該ラミナサポート３７に沿って複数配設されたコレクタラミナ４１、４２、排出パイプ３８等を備え、ユニット化されて一体に形成される。また、コレクタボックス３５の外周壁３９の上端に、径方向外方に向けてフランジ部４０が形成される。したがって、塔本体１２を組み立てる際に、塔本体１２のフランジｆｒ１、ｆｒ２間に前記フランジ部４０を挟み、フランジｆｒ１、ｆｒ２を図示されないボルト等の固定部材によって連結すると、コレクタ３２が塔本体１２に組み付けられる。この場合、コレクタ３２が一体に形成され、かつ、塔本体１２に対して着脱自在に配設されることになるので、集液分散装置３１の保守・管理が容易になる。
【０００９】
各コレクタラミナ４１は、上端に曲折部４４を、中央に傾斜部４５を、下端に溝部４６を備え、中央のコレクタラミナ４２は、一つの溝部４６に対して曲折部４４及び傾斜部４５を二つ備え、二つの傾斜部４５は塔本体１２の中央から離れる側に向けて傾斜させられる。そして、各コレクタラミナ４１は、前記コレクタラミナ４２を挟んで両側に複数個ずつ配設され、各コレクタラミナ４１の傾斜部４５は塔本体１２の中央から離れる側に向けて傾斜させられる。しかも、前記各曲折部４４の先端は、隣接するコレクタラミナ４１の溝部４６とオーバラップさせられ、降下する液体のほとんどが傾斜部４５に当たるようになっている。また、前記排出パイプ３８は、コレクタボックス３５内に集められ溜（た）められた液体をディストリビュータ３３に送る。
【００１０】
一方、ディストリビュータ３３は、開放静圧型のスタンドパイプ５２、該スタンドパイプ５２の下端において水平方向に延在させられ、スタンドパイプ５２内の液体を径方向に分配するメインヘッダ５３、及び水平方向に延在させられ、メインヘッダ５３内の液体をメインヘッダ５３に対して直角の方向に分配する複数のアームチューブ５４を備える。
【００１１】
したがって、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体は、溝部４６によって受けられるか、傾斜部４５に当たった後、傾斜部４５に沿って流れ、溝部４６によって受けられるかした後、溝部４６内を水平方向に移動させられて、液溝３４に送られ、該液溝３４内において十分に混合された後、排出パイプ３８を介してスタンドパイプ５２に溜められた後、メインヘッダ５３及びアームチューブ５４を介して第２の濃縮領域ＡＲ１２に向けて分散させられる。
【００１２】
ところで、一般に、蒸留塔において、各成分が容易に分離するものである場合、分離後の各成分に要求される純度が比較的低い場合等においては、塔本体１２の中間の所定の箇所から液体の一部を取り出すサイドカット法によって各成分を分離させるようにしている。
【００１３】
そこで、前記サイドカット法を図２に示される蒸留塔に適用しようとすると、例えば、前記塔本体１２における第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２間にサイドカット液排出口１８を形成し、該サイドカット液排出口１８を介して、前記コレクタ３２によって集られた液体（成分Ｂに富んだ液体）の一部をサイドカット液として排出することになる。そして、前記液溝３４内の液体をサイドカット液排出口１８に送るために、コレクタボックス３５の底壁５５に排出口５６を形成し、「Ｌ」字型の管（エルボ）５７の一端を前記底壁５５に当接させ、液溝３４と管５７内とを連通させ、管５７の他端を塔本体１２に溶接し、サイドカット液排出口１８と管５７とを連通させるようになっている。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−３１４００８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の蒸留塔においては、管５７の一端が前記底壁５５に当接させられるだけであるので、管５７と底壁５５との間に隙（すき）間が形成され、液溝３４内から管５７内に進入しようとする液体の一部が隙間を介して塔本体１２内を下方に落下してしまう。その結果、第２の濃縮領域ＡＲ１２において液体を均一に分散させることができなくなり、蒸留効率が低下してしまう。
【００１６】
これに対して、管５７の一端と前記底壁５５とを溶接することが考えられるが、管５７の一端と前記底壁５５とを溶接すると、集液分散装置３１の保守・点検を行う際にコレクタ３２を塔本体１２から取り外すことができなくなってしまう。
【００１７】
すなわち、ラミナ型の一体式のコレクタを備えた蒸留塔においては、サイドカット法によって各成分を分離させることが困難になってしまう。
【００１８】
そこで、チムニーハット型のコレクタを備えた蒸留塔において、サイドカット法によって各成分を分離させることが考えられる。次に、チムニーハット型のコレクタを備えた蒸留塔について説明する。なお、ラミナ型の一体式のコレクタを備えた蒸留塔と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００１９】
図３は従来のチムニーハット型のコレクタを備えた蒸留塔の要部を示す断面図である。
【００２０】
図において、６１は集液分散装置であり、該集液分散装置６１は、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体を集めるチムニーハット型のコレクタ６２、及び該コレクタ６２によって集められた液体を下方の第２の濃縮領域ＡＲ１２に分散するチューブラ型のディストリビュータ３３を備える。そして、塔本体１２における第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２間にサイドカット液排出口１８が形成され、該サイドカット液排出口１８を介して、前記コレクタ６２によって集められた液体（成分Ｂに富んだ液体）の一部がサイドカット液として排出される。
【００２１】
前記コレクタ６２は、塔本体１２の全体にわたって配設され、液体を集め、所定の箇所に形成された複数の分散口６４を備えた底板６５、前記各分散口６４から上方に向けて立ち上げられ、上端に蒸気の排出口６６が形成されたチムニー６７、該各チムニー６７より上方において、チムニー６７の上端と所定の隙間を置いて配設されたキャップ６８、前記底板６５の中央を貫通して配設され、上端に液体の流入口６９が、下端に液体の流出口７０が形成された筒状の排出管７１、及び前記底板６５の円周方向における所定の箇所に前記サイドカット液排出口１８と連通させて形成された液溝７２を備える。なお、ｆｒ３、ｆｒ４は塔本体１２におけるコレクタ６２より上方に形成されたフランジ、ｆｒ５、ｆｒ６は塔本体１２におけるコレクタ６２より下方に形成されたフランジである。
【００２２】
したがって、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体は、キャップ６８に当たった後、又は直接に底板６５によって受けられ、底板６５上に溜められた後、一部が液溝７２に送られてサイドカット液排出口１８から排出され、残りは、排出管７１の上端の流入口６９を介して排出管７１内に流入し、流出口７０からディストリビュータ３３に向けて排出され、スタンドパイプ５２に溜められた後、メインヘッダ５３及びアームチューブ５４を介して第２の濃縮領域ＡＲ１２に向けて分散させられる。
【００２３】
なお、前記サイドカット液排出口１８に連通させてサイドカット液を排出するためのラインＬ−９が配設され、該ラインＬ−９に流量計（ＦＩＣ）７４及び流量調整弁７５が配設され、前記流量計７４によって測定された流量に基づいて流量調整弁７５を調整し、所定の流量のサイドカット液を排出することができる。
【００２４】
ところが、チムニーハット型のコレクタ６２を備えた蒸留塔においては、コレクタ６２によって集められた液体が十分に混合されることなく、そのまま液溝７２からラインＬ−９に排出されてしまうので、液体の成分にばらつきが生じ、成分を安定させてサイドカット液を取り出すことができない。
【００２５】
本発明は、前記従来の蒸留装置の問題点を解決して、蒸留効率を向上させることができ、成分を安定させて液体を取り出すことができるようにした蒸留装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の蒸留装置においては、塔本体と、該塔本体の内周壁に沿って形成された液溝、及び該液溝から径方向内方に向けて突出させて形成された排出路を備え、下降してきた液体を集め、前記排出路の排出口から排出するコレクタと、前記排出口から排出された液体の一部を受け、塔本体外に抜き出す抜出路と、前記液体の残りを受けて下方に分散させるディストリビュータとを有する。
【００２７】
本発明の他の蒸留装置においては、さらに、前記排出口から排出された液体が飛散するのを防止する飛散防止部材を備える。
【００２８】
本発明の更に他の蒸留装置においては、さらに、前記ディストリビュータは、前記排出口と対向させて配設され、液体の残りを受ける受部材を備える。
【００２９】
本発明の更に他の蒸留装置においては、さらに、前記コレクタはラミナ型の一体式のコレクタである。
【００３０】
本発明の更に他の蒸留装置においては、さらに、前記コレクタはチムニーハット型のコレクタである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の第１の実施の形態における蒸留塔の要部を示す断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における蒸留装置の概念図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるガイド部材の取付状態を示す図である。
【００３３】
図において、１１はプロセス装置、例えば、蒸留装置に使用される蒸留塔であり、該蒸留塔１１の外筐（きょう）としての塔本体１２の高さ方向におけるほぼ中央に、例えば、三つの成分Ａ〜Ｃを含有する原液Ｍが供給される供給口１３が形成される。なお、成分Ａは成分Ｂより、成分Ｂは成分Ｃより沸点が低いものとする。前記蒸留塔１１は、第１セクションＳＣ１、第２セクションＳＣ２、第３セクションＳＣ３、第４セクションＳＣ４、第５セクションＳＣ５、第６セクションＳＣ６及び第７セクションＳＣ７から成り、前記第２セクションＳＣ２、第３セクションＳＣ３及び第４セクションＳＣ４に濃縮部ＡＲ１が、第６セクションＳＣ６に回収部ＡＲ２が形成され、前記濃縮部ＡＲ１及び回収部ＡＲ２によって複数の理論段が構成される。
【００３４】
前記回収部ＡＲ２においては、ラインＬ−１及び供給口１３を介して供給された原液Ｍが降下し、上方ほど成分Ａに富んだ蒸気を、下方ほど成分Ｃに富んだ液体を発生させるとともに、該成分Ｃに富んだ液体が降下する。そして、成分Ｃに富んだ液体は、塔本体１２の塔底において缶出液出口１５からラインＬ−２に缶出液として排出される。該缶出液の一部は、ラインＬ−３を介して蒸発器２１に送られ、該蒸発器２１によって蒸気にされ、ラインＬ−４を介して前記回収部ＡＲ２より下方の第７セクションＳＣ７に形成された蒸気入口１７から塔本体１２内に供給される。続いて、前記蒸気は、前記回収部ＡＲ２に供給され、該回収部ＡＲ２内を上昇する間に、原液Ｍと接触し、該原液Ｍから成分Ａに富んだ蒸気を発生させる。なお、前記缶出液の残りは、ラインＬ−５を介して図示されない缶出液収容部に溜められる。
【００３５】
そして、前記成分Ａに富んだ蒸気は、濃縮部ＡＲ１に供給され、濃縮部ＡＲ１内を上昇し、塔本体１２の塔頂において、蒸気出口１４からラインＬ−６に排出される。続いて、成分Ａに富んだ蒸気は、凝縮器２２に送られ、該凝縮器２２において凝縮させられ、成分Ａに富んだ液体になり、留出液としてラインＬ−７に排出され、図示されない留出液収容部に溜められる。
【００３６】
また、蒸留塔１１のプロセス性能を表す分離性能を高くするために、留出液の一部は、前記濃縮部ＡＲ１より上方に形成された還流液入口１６及びラインＬ−８を介して前記濃縮部ＡＲ１に還流液として還流される。それに伴って、濃縮部ＡＲ１内を上昇する成分Ａに富んだ蒸気と成分Ａに富んだ液体とが接触させられ、成分Ａの濃度が高くされる。
【００３７】
そして、成分Ｂに富んだ液体は、後述されるように、濃縮部ＡＲ１において、液体排出口としてのサイドカット液排出口１８からラインＬ−９にサイドカット液として排出される。なお、前記蒸留塔１１、蒸発器２１、凝縮器２２等によって蒸留装置が構成される。
【００３８】
ところで、前記構成の蒸留塔１１においては、第２セクションＳＣ２、第４セクションＳＣ４、及び第６セクションＳＣ６に、規則充填物から成る充填物ｐｋ１〜ｐｋ３が、それぞれ支持格子（図１においては、そのうちの支持格子ｇｒ１、ｇｒ２だけが示される。）によって支持された状態で充填され、各充填物ｐｋ１〜ｐｋ３によって、第２セクションＳＣ２及び第４セクションＳＣ４に第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２が、第６セクションＳＣ６に回収部ＡＲ２が形成される。
【００３９】
なお、本実施の形態において、濃縮部ＡＲ１に２個の充填物ｐｋ１、ｐｋ２が、回収部ＡＲ２に１個の充填物ｐｋ３が充填されるようになっているが、濃縮部ＡＲ１及び回収部ＡＲ２にそれぞれ少なくとも１個の充填物があればよく、必要に応じて充填物の数を変更することができる。
【００４０】
ところで、第３セクションＳＣ３において、第１の濃縮領域ＡＲ１１を降下する液体を効率よく集め、かつ、第２の濃縮領域ＡＲ１２に向けて均一に分散させるために、第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２間に集液分散装置３１が配設される。該集液分散装置３１は、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体を集めるラミナ型の一体式のコレクタ３２、及び該コレクタ３２によって集められた液体を下方の第２の濃縮領域ＡＲ１２に分散するチューブラ型のディストリビュータ３３を備える。
【００４１】
前記コレクタ３２は、塔本体１２の内周壁に沿って液溝３４を形成するコレクタボックス３５、該コレクタボックス３５の内周壁３６間に架設されたラミナサポート３７、該ラミナサポート３７に沿って所定のピッチで互いに平行に複数配設されたコレクタラミナ４１、４２、前記液溝３４の円周方向における所定の箇所から径方向内方に向けて突出させて形成された排出路としての排出パイプ３８等を備え、ユニット化されて一体に形成される。また、コレクタボックス３５の外周壁３９の上端に、径方向外方に向けて環状のフランジ部４０が形成される。したがって、塔本体１２を組み立てる際に、塔本体１２のフランジｆｒ１、ｆｒ２間に前記フランジ部４０を挟み、フランジｆｒ１、ｆｒ２を図示されないボルト等の固定部材によって連結すると、コレクタ３２が塔本体１２に組み付けられる。この場合、コレクタ３２が一体に形成され、かつ、塔本体１２に対して着脱自在に配設されるので、集液分散装置３１の保守・管理が容易になるだけでなく、必要な高さを小さくすることができる。したがって、蒸留塔１１を小型化することができる。また、塔本体１２の製作、据付け等の作業を簡素化することができる。
【００４２】
さらに、コレクタ３２が塔本体１２に対して着脱自在に配設されるので、塔本体１２において、集液分散装置３１の周辺の１箇所にフランジｆｒ１、ｆｒ２を形成するだけでよい。したがって、塔本体１２内の液体、蒸気等が塔本体１２外に漏れるのを抑制することができ、塔本体１２内の操作圧力を安定させることができ、蒸留効率を向上させることができる。また、蒸留塔１１のコストを低くすることができる。
【００４３】
前記コレクタラミナ４１、４２は、水平方向に延在させて配設され、上方から降下してきた液体を集めて溜め、前記コレクタボックス３５に送る。そのために、各コレクタラミナ４１は、上端に曲折部４４を、中央に傾斜部４５を、下端に断面が「コ」字状の形状を有する溝部４６を備え、中央のコレクタラミナ４２は、一つの溝部４６に対して曲折部４４及び傾斜部４５を二つ備え、二つの傾斜部４５は塔本体１２の中央から離れる側に向けて傾斜させられる。そして、各コレクタラミナ４１は、前記コレクタラミナ４２を挟んで両側に複数個ずつ配設され、各コレクタラミナ４１の傾斜部４５は塔本体１２の中央から離れる側に向けて傾斜させられる。しかも、前記各曲折部４４の先端は、隣接するコレクタラミナ４１の溝部４６とオーバラップさせられ、降下する液体のほとんどが傾斜部４５に当たるようになっている。
【００４４】
また、前記排出パイプ３８は、コレクタボックス３５内に溜められた液体をディストリビュータ３３に送る。そのために、前記排出パイプ３８は、前記内周壁３６の円周方向における所定の箇所から塔本体１２の中央に向けて延び、中央において下方に向けて曲折させられ、下端に排出口７７が形成される。
【００４５】
一方、ディストリビュータ３３は、前記排出口７７と対向させて配設され、前記排出パイプ３８から排出された液体を溜めて所定の水頭圧を発生させる開放静圧型のスタンドパイプ５２、該スタンドパイプ５２の下端において水平方向に延在させられ、スタンドパイプ５２内の液体を径方向に分配するメインヘッダ５３、及び該メインヘッダ５３と連結させて、かつ、水平方向に延在させられ、メインヘッダ５３内の液体をメインヘッダ５３に対して直角の方向に分配する複数のアームチューブ５４を備える。なお、前記スタンドパイプ５２は排出パイプ３８から排出された液体を確実に受けることができるように、上端部に、上方ほど径が大きくなり、排出口７７と対向させて配設され、液体の残りを受ける受部材としての漏斗（と）状の拡開部６０が形成される。
【００４６】
したがって、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体は、溝部４６によって受けられるか、傾斜部４５に当たった後、傾斜部４５に沿って流れ、溝部４６によって受けられるかした後、溝部４６内を水平方向に移動させられて、液溝３４に送られ、該液溝３４内を円周方向に流れる間に十分に混合された後、排出パイプ３８の排出口７７から排出され、拡開部６０によって受けられ、スタンドパイプ５２に溜められた後、メインヘッダ５３及びアームチューブ５４を介して第２の濃縮領域ＡＲ１２に向けて分散させられる。
【００４７】
そして、アームチューブ５４によって分散させられた液体は、第２の濃縮領域ＡＲ１２内の充填物ｐｋ２によって更に分散させられる。
【００４８】
ところで、本実施の形態においては、各成分Ａ〜Ｃが容易に分離するものであるので、蒸留塔１１の中間の所定の箇所から液体の一部を取り出すサイドカット法によって各成分Ａ〜Ｃを分離させるようにしている。なお、分離後の各成分Ａ〜Ｃに要求される純度が比較的低い場合においても、サイドカット法によって各成分Ａ〜Ｃを分離させることができる。
【００４９】
そのために、前記塔本体１２における第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２間にサイドカット液排出口１８が形成され、該サイドカット液排出口１８を介して、前記コレクタ３２によって集られた液体（成分Ｂに富んだ液体）の一部がラインＬ−９に排出され、図示されないサイドカット液収容部に溜められる。
【００５０】
また、前記排出パイプ３８の下端とスタンドパイプ５２の上端との間に抜出口７８を上方に向けて、かつ、排出パイプ３８の下端の排出口７７と対向させて抜出路としての抜出ノズル７９が配設される。該抜出ノズル７９は「Ｌ」字状の形状を有し、前記排出口７７と対向させて、塔本体１２の中央に形成された抜出口７８から下方に向けて垂直に延び、続いて、曲折して水平に延び、前記サイドカット液排出口１８と連通させられる。したがって、抜出ノズル７９によって、上方から下降してきた液体の一部を受けて塔本体１２外に抜き出すことができる。
【００５１】
そして、前記抜出ノズル７９の垂直に延びる管部分ｐ１には、半月形の形状を有する板材から成る飛散防止部材８１が所定のアーム８２を介して取り付けられ、前記管部分ｐ１と飛散防止部材８１との間に扇形の液体流路８３が形成される。なお、前記飛散防止部材８１は、上端が排出パイプ３８の下端より高く、かつ、排出パイプ３８の径方向外方に位置し、下端が抜出ノズル７９の下端より低く、かつ、前記拡開部６０の上端より径方向内方に位置するような寸法を有し、排出口７７から排出され抜出ノズル７９に当たった液体が周囲に飛散するのを防止するとともに、前記液体をディストリビュータ３３に案内する。したがって、排出口７７から排出された液体が飛散するのが防止されるので、下方に向けて液体を均一に分散させることができ、蒸留効率を向上させることができる。
【００５２】
また、前記管部分ｐ１の上端部における飛散防止部材８１と対向する部分には、溢（いつ）流部としての所定の深さのノッチ８４が少なくとも一つ（本実施の形態においては二つ）形成される。なお、溢流部としてノッチ８４に代えてスリットを形成することもできる。また、塔本体１２内を降下する液体の流量に対応させて前記ノッチ８４の形状、数等を変更することができる。
【００５３】
したがって、排出口７７から排出された液体は、一部が抜出口７８を介して抜出ノズル７９内に進入し、サイドカット液排出口１８に送られ、残りは、管部分ｐ１の外周を抜け、主として液体流路８３を通ってディストリビュータ３３に供給される。
【００５４】
そして、前記サイドカット液排出口１８に連通させてサイドカット液を排出するために前記ラインＬ−９が配設され、該ラインＬ−９に流量計（ＦＩＣ）７４及び流量調整弁７５が配設される。したがって、前記流量計７４によって測定された流量に基づいて流量調整弁７５を調整し、サイドカット液の流量を制御することができる。なお、前記サイドカット液排出口１８、流量計７４、流量調整弁７５、抜出ノズル７９、飛散防止部材８１等によって液体抜出装置８０が構成される。本実施の形態においては、第１の濃縮領域ＡＲ１から降下してきた液体は、コレクタ３２の液溝３４に送られ、該液溝３４内を流れる間に十分に混合された後、排出パイプ３８から排出され、抜出ノズル７９内に進入する。
【００５５】
したがって、十分に混合された液体が抜出ノズル７９によって抜き出されるので、抜き出される液体の成分にばらつきが生じることがなく、成分を安定させてサイドカット液を取り出すことができる。
【００５６】
ところで、サイドカット液の流量を制御するのに伴って、サイドカット液排出口１８から排出されるサイドカット液の流量を少なくすると、十分に混合された液体は、一旦（いったん）前記抜出口７８を介して抜出ノズル７９内に進入した後、ノッチ８４を介してオーバフローして、ディストリビュータ３３に供給される。例えば、蒸留塔１１の運転を立ち上げる際のように、降下する液体を抜き出すことなく、全還流運転を行う場合等においては、降下する液体は抜出ノズル７９内に送られず、前記ディストリビュータ３３に供給される。
【００５７】
したがって、十分に混合された液体は、ディストリビュータ３３によって第２の濃縮領域ＡＲ１２に向けて均一に分散させられるので、蒸留効率を向上させることができる。
【００５８】
次に、蒸留塔１１に複数の液体抜出装置を備えるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５９】
図６は本発明の第２の実施の形態における蒸留塔の概略図である。
【００６０】
この場合、外筐としての塔本体１２の高さ方向におけるほぼ中央に、例えば、三つの成分Ａ〜Ｃを含有する原液Ｍが供給される供給口１３が形成され、該供給口１３に原液Ｍを供給するためのラインＬ−１が接続される。そして、該ラインＬ−１に流量計（ＦＩＣ）９１及び流量調整弁９２が配設される。したがって、前記流量計９１によって測定された流量に基づいて流量調整弁９２を調整し、原液Ｍの流量を制御することができる。
【００６１】
前記蒸留塔１１は、第１セクションＳＣ１１、第２セクションＳＣ１２、第３セクションＳＣ１３、第４セクションＳＣ１４、第５セクションＳＣ１５、第６セクションＳＣ１６、第７セクションＳＣ１７及び第８セクションＳＣ１８から成り、前記第１セクションＳＣ１１に凝縮器１２２が、第３セクションＳＣ１３に濃縮部ＡＲ１が、第５セクションＳＣ１５及び第７セクションＳＣ１７に回収部ＡＲ２が形成され、前記濃縮部ＡＲ１及び回収部ＡＲ２によって複数の理論段が構成される。そして、前記回収部ＡＲ２は、第１、第２の回収領域ＡＲ２１、２２から成る。
【００６２】
前記回収部ＡＲ２においては、ラインＬ−１及び供給口１３を介して供給された原液Ｍが降下し、上方ほど成分Ａに富んだ蒸気を、下方ほど成分Ｃに富んだ液体を発生させるとともに、該成分Ｃに富んだ液体が降下する。そして、成分Ｃに富んだ液体は、塔本体１２の塔底において図示されない缶出液出口から缶出液として排出される。
【００６３】
一方、前記成分Ａに富んだ蒸気は、濃縮部ＡＲ１に供給され、濃縮部ＡＲ１内を上昇し、塔本体１２の塔頂において、凝縮器１２２によって凝縮させられ、成分Ａに富んだ液体になり、塔本体１２内を降下させられる。そして、第２セクションＳＣ１２において、降下する液体を効率よく集め、かつ、濃縮部ＡＲ１に向けて均一に分散させるために、凝縮器１２２と濃縮部ＡＲ１との間に集液分散装置３１が配設される。
【００６４】
該集液分散装置３１は、凝縮器１２２から降下してきた液体を集めるラミナ型の一体式のコレクタ３２、及び該コレクタ３２によって集められた液体を下方の濃縮部ＡＲ１に分散するチューブラ型のディストリビュータ３３を備える。そして、排出路としての排出パイプ３８の下端とスタンドパイプ５２の上端との間に抜出路としての抜出ノズル７９が配設され、該抜出ノズル７９に飛散防止部材８１が取り付けられる。
【００６５】
したがって、排出パイプ３８の排出口７７（図１）から排出された液体は、留出液となって抜出口７８を介して抜出ノズル７９内に進入し、留出液出口８９に送られる。そして、該留出液出口８９に連通させて留出液を排出するためのラインＬ−１１が配設され、該ラインＬ−１１に流量計（ＦＩＣ）７４及び流量調整弁７５が配設される。したがって、前記流量計７４によって測定された流量に基づいて流量調整弁７５を調整し、留出液の流量を制御することができる。
【００６６】
そして、留出液の一部は、蒸留塔１１のプロセス性能を表す分離性能を高くするために、還流液として還流され、ディストリビュータ３３に供給される。それに伴って、濃縮部ＡＲ１内を上昇する成分Ａに富んだ蒸気と還流液とが接触させられ、成分Ａの濃度が高くされる。なお、前記流量計７４、流量調整弁７５、抜出ノズル７９、飛散防止部材８１、留出液出口８９等によって液体抜出装置９５が構成される。
【００６７】
また、第４セクションＳＣ１４において、濃縮部ＡＲ１を降下する液体を、効率よく集め、かつ、原液Ｍと共に第１の回収領域ＡＲ２１に向けて均一に分散させるために、濃縮部ＡＲ１と第１の回収領域ＡＲ２１との間に集液分散装置３１が配設される。該集液分散装置３１は、濃縮部ＡＲ１から降下してきた液体を集めるラミナ型の一体式のコレクタ３２、及び該コレクタ３２によって集められた液体を下方の第１の回収領域ＡＲ２１に分散するチューブラ型のディストリビュータ３３を備える。
【００６８】
そして、排出パイプ３８の下端とスタンドパイプ５２の上端との間に供給ノズル９６が配設され、該供給ノズル９６と前記供給口１３とが接続される。したがって、供給口１３に供給された原液Ｍを、供給ノズル９６を介してディストリビュータ３３に供給し、コレクタ３２によって集められた液体と共に、第１の回収領域ＡＲ２１に分散させることができる。
【００６９】
また、第６セクションＳＣ１６において、第１の回収領域ＡＲ２１を降下する液体を効率よく集め、かつ、第２の回収領域ＡＲ２２に向けて均一に分散させるために、第１、第２の回収領域ＡＲ２１、ＡＲ２２間に集液分散装置３１が配設される。該集液分散装置３１は、第１の回収領域ＡＲ２１から降下してきた液体を集めるラミナ型の一体式のコレクタ３２、及び該コレクタ３２によって集められた液体を下方の第２の回収領域ＡＲ２２に分散するチューブラ型のディストリビュータ３３を備える。
【００７０】
そして、排出パイプ３８の下端とスタンドパイプ５２の上端との間に抜出ノズル７９が配設され、該抜出ノズル７９に飛散防止部材８１が取り付けられる。したがって、排出パイプ３８の排出口７７から排出された液体（成分Ｂに富んだ液体）の一部は、抜出ノズル７９内に進入し、サイドカット液排出口１８に送られ、液体の残りは、ディストリビュータ３３に供給され、第２の回収領域ＡＲ２２に向けて均一に分散させられる。
【００７１】
そして、前記サイドカット液排出口１８に連通させてサイドカット液を排出するためのラインＬ−９が配設され、該ラインＬ−９に流量計（ＦＩＣ）７４及び流量調整弁７５が配設される。したがって、前記流量計７４によって測定された流量に基づいて流量調整弁７５を調整し、サイドカット液の流量を制御することができる。なお、前記サイドカット液排出口１８、流量計７４、流量調整弁７５、抜出ノズル７９、飛散防止部材８１等によって液体抜出装置８０が構成される。
【００７２】
このように、液溝３４内において十分に混合された液体が抜出ノズル７９によって抜き出されるので、抜き出される液体の成分にばらつきが生じることがなく、成分を安定させて留出液又はサイドカット液を取り出すことができる。
【００７３】
また、抜出口７８を介して抜出ノズル７９内に進入しない液体の残りはすべてディストリビュータ３３に送られることになる。したがって、濃縮部ＡＲ１又は第２の回収領域ＡＲ２２に向けて液体を均一に分散させることができ、蒸留効率を向上させることができる。
【００７４】
次に、チムニーハット型のコレクタを備えるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７５】
図７は本発明の第３の実施の形態におけるチムニーハット型のコレクタを備えた蒸留塔の要部を示す断面図である。
【００７６】
図において、６１は集液分散装置であり、該集液分散装置６１は、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体を集めるチムニーハット型のコレクタ６２、及び該コレクタ６２によって集められた液体を下方の第２の濃縮領域ＡＲ１２に分散するチューブラ型のディストリビュータ３３を備える。そして、塔本体１２における第１、第２の濃縮領域ＡＲ１１、ＡＲ１２間にサイドカット液排出口１８が形成され、該サイドカット液排出口１８を介して、前記コレクタ６２によって集められた液体（成分Ｂに富んだ液体）の一部がサイドカット液として排出される。
【００７７】
前記コレクタ６２は、塔本体１２の全体にわたって配設され、液体を集め、所定の箇所に形成された複数の分散口６４を備えた底板６５、前記各分散口６４から上方に向けて立ち上げられ、上端に蒸気の排出口６６が形成されたチムニー６７、該各チムニー６７より上方において、チムニー６７の上端と所定の隙間を置いて配設されたキャップ６８、前記底板６５の円周方向に、前記塔本体１２の内周壁に沿って形成され、液溝１３４を形成するコレクタボックス１３５、該コレクタボックス１３５の内周壁１３６の円周方向における所定の箇所から径方向内方に向けて突出させて形成された排出路としての排出パイプ３８等を備える。なお、ｆｒ３、ｆｒ４は塔本体１２におけるコレクタ６２より上方に形成されたフランジ、ｆｒ５、ｆｒ６は塔本体１２におけるコレクタ６２より下方に形成されたフランジである。
【００７８】
したがって、第１の濃縮領域ＡＲ１１から降下してきた液体は、キャップ６８に当たった後、又は直接に底板６５によって受けられ、該底板６５上に溜められた後、液溝１３４に送られ、該液溝１３４内を円周方向に流れる間に十分に混合された後、排出口７７から排出され、一部が抜出口７８を介して抜出路としての抜出ノズル７９内に進入し、サイドカット液排出口１８に送られ、残りは、ディストリビュータ３３に供給される。そして、前記液体は、受部材としての拡開部６０によって受けられ、スタンドパイプ５２に溜められた後、メインヘッダ５３及びアームチューブ５４を介して第２の濃縮領域ＡＲ１２に向けて分散させられる。
【００７９】
また、前記サイドカット液排出口１８に連通させてサイドカット液を排出するためのラインＬ−９が配設され、該ラインＬ−９に流量計（ＦＩＣ）７４及び流量調整弁７５が配設される。したがって、前記流量計７４によって測定された流量に基づいて流量調整弁７５を調整し、サイドカット液の流量を制御することができる。なお、前記サイドカット液排出口１８、流量計７４、流量調整弁７５、抜出ノズル７９、飛散防止部材８１等によって液体抜出装置８０が構成される。
【００８０】
このように、液溝１３４内において十分に混合された液体が抜出ノズル７９によって抜き出されるので、抜き出される液体の成分にばらつきが生じることがなく、成分を安定させてサイドカット液を取り出すことができる。
【００８１】
また、抜出口７８を介して抜出ノズル７９内に進入しない液体の残りはすべてディストリビュータ３３に送られることになる。したがって、第２の濃縮領域ＡＲ１２に向けて液体を均一に分散させることができ、蒸留効率を向上させることができる。
【００８２】
前記各実施の形態においては、サイドカット液、留出液等を抜き出すための液体抜出装置８０、９５について説明しているが、蒸留塔１１（図６）内の液体をサンプリング液として抜き出すための液体抜出装置８０、９５と同様の構造から成る液体抜出装置を配設することもできる。
【００８３】
また、前記各実施の形態において、蒸留塔１１は、三つの成分Ａ〜Ｃを含有する原液Ｍを成分Ａ〜Ｃに分離させるようになっているが、二つの成分Ａ及びＢを含有する原液Ｍを成分Ａ及びＢに分離させたり、四つ以上の成分、例えば、成分Ａ〜Ｄを含有する原液を成分Ａ〜Ｄに分離させたりすることもできる。
【００８４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、蒸留装置においては、塔本体と、該塔本体の内周壁に沿って形成された液溝、及び該液溝から径方向内方に向けて突出させて形成された排出路を備え、下降してきた液体を集め、前記排出路の排出口から排出するコレクタと、前記排出口から排出された液体の一部を受け、塔本体外に抜き出す抜出路と、前記液体の残りを受けて下方に分散させるディストリビュータとを有する。
【００８６】
この場合、液溝内において十分に混合された液体が抜出路によって抜き出されるので、抜き出される液体の成分にばらつきが生じることがなく、成分を安定させて液体を取り出すことができる。
【００８７】
また、抜出路に進入しない液体の残りはすべてディストリビュータに送られることになる。したがって、下方に向けて液体を均一に分散させることができ、蒸留効率を向上させることができる。
【００８８】
本発明の他の蒸留装置においては、さらに、前記排出口から排出された液体が飛散するのを防止する飛散防止部材を備える。
【００８９】
この場合、排出口から排出された液体が飛散するのが防止されるので、下方に向けて液体を均一に分散させることができ、蒸留効率を向上させることができる。
【００９０】
本発明の更に他の蒸留装置においては、さらに、前記コレクタはラミナ型の一体式のコレクタである。
【００９１】
この場合、コレクタを塔本体に対して着脱自在に配設することができるので、集液分散装置の保守・管理が容易になるだけでなく、必要な高さが小さくなるので、蒸留塔を小型化することができる。また、塔本体の製作、据付け等の作業を簡素化することができる。
【００９２】
さらに、コレクタが塔本体に対して着脱自在に配設されるので、塔本体において、コレクタの周辺の１箇所にフランジを形成するだけでよい。したがって、塔本体内の液体、蒸気等が塔本体外に漏れるのを抑制することができ、塔本体内の操作圧力を安定させることができ、蒸留効率を向上させることができる。また、蒸留塔のコストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における蒸留塔の要部を示す断面図である。
【図２】従来のラミナ型の一体式のコレクタを備えた蒸留塔の要部を示す断面図である。
【図３】従来のチムニーハット型のコレクタを備えた蒸留塔の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における蒸留装置の概念図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるガイド部材の取付状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における蒸留塔の概略図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるチムニーハット型のコレクタを備えた蒸留塔の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１    蒸留塔
１２    塔本体
２１    蒸発器
２２    凝縮器
３２、６２    コレクタ
３３    ディストリビュータ
３４、１３４    液溝
３８    排出パイプ
６０    拡開部
７７    排出口
７９    抜出ノズル
８１    飛散防止部材
【図１】
2004305975.tif 000003
【図２】
2004305975.tif 000004
【図３】
2004305975.tif 000005
【図４】
2004305975.tif 000006
【図５】
2004305975.tif 000007
【図６】
2004305975.tif 000008
【図７】
2004305975.tif 000009