(57)【要約】【課題】            簡便な設備で分縮率を設定することができ、しかも小型から大型の分縮装置、及び該装置に用いられる分縮器を提供する。【解決手段】        冷媒の流路（Ａ）と蒸気の流路（Ｂ）とが接触することによって、蒸気の一部が凝縮する分縮器において、流路（Ａ）は弁を具備しており、該弁の開閉によって（Ａ）の流路長を任意に調節することのできる分縮器、並びに、リボイラー、精留塔、及び該分縮器が順次、配管によって接続される分縮装置。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の流路（Ａ）と蒸気の流路（Ｂ）とが接触することによって、蒸気の一部が凝縮する分縮器であって、流路（Ａ）は少なくとも２つの流路を具備しており、それぞれの流路（Ａ）には該流路を開閉し得る弁をそれぞれ具備しており、該弁の開閉によって流路（Ａ）の流路長を任意に調節することのできる分縮器。
【請求項２】
分縮器の形式が、多管式分縮器、コイル式分縮器、二重管式分縮器、平板式分縮器、スパイラル式分縮器又はカスケード式分縮器である請求項１に記載の分縮器。
【請求項３】
リボイラー、精留塔、及び請求項１又は２に記載の分縮器が順次、配管によって接続される分縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続又は回分式で分縮の際に蒸気を分縮させるための分縮器に関する。
【背景技術】
【０００２】
分縮とは、混合蒸気の一部を凝縮させることであり、例えば、加熱を行うリボイラー、棚あるいは充填物を有する精留塔及び分縮器が順次、配管によって接続される分縮装置にて、混合蒸気の一部を分縮器にて凝縮させて、分縮液を精留塔に還流させる装置によって実施される。そして、分縮は混合蒸気から高沸点成分の精製操作などとして実施される。  分縮における混合蒸気の全流量をＶ[kg/hr]、分縮によって凝縮された液の流量（分縮液量）をＤ[kg/hr]とした場合、Ｄ／Ｖは分縮率と呼ばれ、分縮率が高ければ精製効果が上がり高純度な製品蒸気を得ることができるが反面処理能力が低下し、分縮率が低ければ処理能力は向上するものの精製効果が下がる。すなわち、精製される高沸点成分の純度が低下することを意味する。従って、分縮率を任意に設定し得る装置とは、分縮効果および処理能力を所望の値に設定し得る装置であり、工業的に求められている装置である。
分縮率を任意に設定し得る装置としては、例えば、分縮器における冷却液（冷媒）の温度や流量を任意に制御し得る装置が、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平７−３９７０１号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記公報記載の装置では、正確に分縮率を制御するための装置が小型なものに限定される上、冷媒の温度を精密に制御するための温度調節器や、冷媒の流量を精密に制御するための流量調節器が必要である。
本発明の目的は、一層、簡便な設備で分縮率を設定することができ、しかも小型から大型の分縮装置、及び該装置に用いられる分縮器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、冷媒の流路（Ａ）と蒸気の流路（Ｂ）とが接触することによって、蒸気の一部が凝縮する分縮器であって、流路（Ａ）は少なくとも２つの流路を具備しており、それぞれの流路（Ａ）には該流路を開閉し得る弁をそれぞれ具備しており、該弁の開閉によって流路（Ａ）の流路長を任意に調節することのできる分縮器、並びに、リボイラー、精留塔、及び該分縮器が順次、配管によって接続される分縮装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の分縮器は、冷媒が流通する流路（Ａ）に具備されたそれぞれの弁を任意に開閉することによって、流路（Ａ）と流路（Ｂ）の接触面積を任意に変更することができ、所望の分縮率を与える分縮器を提供することができる。本発明の分縮器は、精密に制御し得る温度調節器や、冷媒の流量を精密に制御し得る冷媒流量調節器がなくてもよく、簡便な設備で正確な分縮率による分縮を実現することができる。
また、このような簡便な設備であることから、小実験スケールの小型装置から、工業的な大型装置にも適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明について以下に詳しく説明する。
本発明は、冷媒の流路（Ａ）と蒸気の流路（Ｂ）とが接触することによって、蒸気の一部が凝縮する分縮器であって、流路（Ａ）は少なくとも２つの流路を具備しており、それぞれの流路（Ａ）には該流路を開閉し得る弁をそれぞれ具備しており、該弁の開閉によって流路（Ａ）の流路長を任意に調節することのできる分縮器である。
冷媒の流路（Ａ）と混合蒸気の流路（Ｂ）とが接触する形式としては、熱交換器として用いられている形式、例えば、多管式、ヘアピン式、コイル式、二重管式、平板式、スパイラル式などの形式であって、冷媒が流通する流路（Ａ）に流路長を調節し得る弁が具備されている形式などが挙げられる。
冷媒の流路が１つの熱交換器を本発明の分縮器に適用すると、流路(Ａ)と流路（Ｂ）の接触面積を調節することができないが、本発明の分縮器は、複数の流路（Ａ）を設け、それぞれの流路（Ａ）に具備された弁を開閉することによって、流路（Ａ）と流路（Ｂ）の接触面積を調節することができる。中でもコイル式は小規模スケールから大規模スケールのいずれにおいても容易に製作できることから好ましく、多管式は、大規模スケールで製作が容易なことから好ましい。
【０００７】
流路（Ｂ）には、冷媒よりも体積が大きい蒸気の流路であることから、通常、大きい流量が流れ得る流路が用いられ、例えば、コイル式であれば、コイルの流路には冷媒の流路（Ａ）が用いられ、コイルを収めた円筒容器部分には蒸気の流路（Ｂ）が用いられる。
また、多管式であれば、管部分が流路（Ａ）に用いられ、円筒容器部分が流路（Ｂ）に用いられる。
【０００８】
弁としては、例えば、玉形弁、仕切弁、バタフライバルブなどが挙げられ、流路を閉じたり開いたりすることが可能である。中でも玉形弁は開閉が容易であることから好適である。
弁の開閉は手動でも自動でもよく、コンピュータにより自動制御してもよい。
【０００９】
本発明の分縮器に用いられる混合蒸気としては、有機溶媒や水などの溶媒等の混合物が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールジアセテートなどのエステル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール溶媒などが挙げられる。
【００１０】
冷媒としては、例えば、水、シリコンオイル、食用油、炭酸カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、メタノールやイソプロパンールなどのアルコールなどが挙げられる。異なる種類の冷媒の混合物、例えば、アルコール水などを用いてもよい。
通常は、水またはアルコール水が用いられる。
【００１１】
本発明の実施の一形態として、コイル式の分縮器である図１について説明する。
図１の流路（Ａ）は３１と３２を結ぶコイル状部であり、流路（Ｂ）は２１の入り口と２２の出口を有する２３の円筒部であり、弁は１１〜２０である。
冷媒は、３１から３２（流路（Ａ））を流通し、蒸気は、３３の円筒部を下（２１）から上へ（２２）流通し、蒸気の一部は流路（Ａ）によって凝縮して精留塔に還流し、残りの蒸気は２２に抜ける。
【００１２】
弁は、任意の弁を開閉することによって、所望の流路長に流路（Ａ）を調整することができる。弁の開閉する場所も任意である。
弁の数も任意であり、異なる実施態様として、弁を２つ具備するコイル式の分縮器を図３に示した。
また、異なる実施態様として多管式の分縮器を図３に示した。図３は、流路（Ａ）の冷媒の入り口を弁（１１〜１３）で開閉することによって、接触面積を調節し得る分縮器である。
【００１３】
本発明の分縮装置は、リボイラー、精留塔及び前記分縮器が順次、配管によって接続される分縮装置である。
リボイラーは混合蒸気を発生させる精留原液を加熱する機器であり、精留塔には、通常、精留機能を向上させるため、棚が設置されたり、充填物が充填される。
本発明の分縮装置には、連続式で実施できるように、精留原液を連続的に供給し得る、精留原液槽が具備されていてもよい。
また、本発明の分縮器で分縮されなかった蒸気は、そのまま蒸気の状態で使用しても、蒸気の出口（２２）に凝縮器（図示せず）を具備させて、液体として回収してもよい。
さらに、本発明の分縮器で凝縮された凝縮液は、蒸気が入ってくる流路（Ｂ）から精留塔に還流させるが、別途、還流管を具備していてもよい。
【００１４】
本発明の分縮器として、図１の分縮器を具備した小実験スケールの分縮装置の一態様を図４に示す。図４は連続式分縮装置である。精留原液が精留原液槽（３６）から連結管（３７）を経由して精留塔（３３）に連続的に供給され、精留塔下部にはリボイラー（３４）が設置されており、精留塔下部に流下した液を蒸発させ、精留に供せられる蒸気を発生させる。
精留塔（３３）の上部から出た混合蒸気は、流路（Ｂ）の混合蒸気入口部（２１）から導入され、流路（Ａ）のコイル部１〜１０と接触して凝縮され、凝縮液は精留塔に還流し、凝縮しない蒸気は蒸気出口部（２３）を経由して分縮器から排出される。
【００１５】
分縮率の制御方法としては、例えば、まず、弁１１〜２０が開閉弁である場合、全てを「開」の状態にして、流路（Ａ）のコイル部１〜１０の全てに冷媒を供給するとともに、リボイラー（３４）で混合蒸気を発生させて、精留塔（３３）を経て、流路（Ｂ）に蒸気を供給する。次いで、流路（Ａ）における該蒸気の接触面積を確認する。具体的には流路（Ａ）のコイル部１〜１０の中で何個が凝縮に用いられているかを確認する。例えば、流路（Ａ）のコイル部１〜８で凝縮していれば、弁１１〜１４を「開」とし、１５〜２０を「閉」した場合、分縮率を０．５にすることができる。
【００１６】
異なる分縮率の制御方法として、例えば、あらかじめ分縮器の総括伝熱係数Ｕ[kcal/ｍ２・hr・℃]、及び分縮器に流入する蒸気流量Ｖ[kg/hr]を測定しておき、蒸気温度Ｔｖと冷却水温度Ｔｃ［℃］、蒸気蒸発潜熱△Ｈｖ［kcal/kg］、分縮液量Ｄ［kg/hr］、所望の分縮率Ｄ／Ｖ及び一つのコイルの伝熱面積Ａｃ［ｍ２］より、次式により所望の分縮率に必要なコイル数ｎを求めることができる。
ｎ＝Ｖ×△Ｈｖ×(Ｄ／Ｖ)／Ｕ／（Ｔｖ−Ｔｃ）／Ａｃ
【００１７】
分縮装置の異なる実施態様として、図３の多管式の分縮器を用いた分縮装置を図５に示した。図５の装置は、分縮器から精留塔への還流管（３８）が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の熱交換器は、プロパン、ブタン、ヘキサンなどの石油化学製品の分離、軽質油、ガソリン、ナフサなどの原油の精製や有機溶媒精製の際に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】１０個の弁を具備する、コイル式分縮器の構成を示す模式図である。
【図２】２個の弁を具備する、コイル式分縮器の構成を示す模式図である。
【図３】３個の弁を具備する、多管式分縮器の構成を示す模式図である。
【図４】図１に記載の分縮器を有する分縮装置の構成を示す模式図である。
【図５】図３に記載の分縮器を有する分縮装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２０】
１〜１０    流路（Ａ）のコイル部
１１〜２０    弁
２１    混合蒸気入口（流路（Ｂ）の入口）
２２    分縮後の蒸気出口（流路（Ｂ）の出口）
２３    流路（Ｂ）
３１    冷媒の入口（流路（Ａ）の入口）
３２    冷媒の出口（流路（Ａ）の出口）
３３    精留塔
３４    リボイラー
３５    リボイラーの加熱器
３６    精留原液槽
３７    （精留原液をリボイラーに供給する）連結管
３８    還流管
【図１】
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【図２】
2005262074.tif 000004
【図３】
2005262074.tif 000005
【図４】
2005262074.tif 000006
【図５】
2005262074.tif 000007