(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）操作手段と、
（ｂ）該操作手段を操作することによって入力された情報に基づいて技術計算を行い、蒸留装置の塔本体内に供給された供給媒体の、前記塔本体内の各段における各成分の組成分布を算出する技術計算処理手段と、
（ｃ）前記塔本体内の各段に存在する各成分の組成比を算出し、前記各段に対応する組成比を帯グラフとして組成分布領域を算出する組成分布領域算出処理手段と、
（ｄ）前記塔本体内における各組成分布領域を、前記各段の配置順に隣接させて表示画面に出力する画像出力処理手段とを有することを特徴とする塔内組成分布の表示装置。
【請求項２】
前記画像出力処理手段は、各組成分布領域を境界線によって区画する請求項１に記載の塔内組成分布の表示装置。
【請求項３】
（ａ）前記組成分布領域算出処理手段は、前記塔本体内に供給される供給媒体、及び前記塔本体内から排出される排出媒体の組成比を帯グラフとして組成分布領域を算出し、
（ｂ）前記画像出力処理手段は、前記塔本体内の各段の組成分布領域とともに、前記供給媒体及び排出媒体の組成分布領域を表示画面に出力する請求項１又は２に記載の塔内組成分布の表示装置。
【請求項４】
前記画像出力処理手段は、前記供給媒体及び排出媒体の組成を、前記組成分布領域に対応させた色で表示画面に出力する請求項３に記載の塔内組成分布の表示装置。
【請求項５】
塔内組成分布の表示装置が処理を行うことによって蒸留装置の塔本体内における塔内組成分布を表示する表示方法において、
（ａ）前記塔内組成分布の表示装置に配設された操作手段を操作することによって、前記塔内組成分布の表示装置に対して入力された蒸留装置の塔本体内における運転条件に関する情報に基づいて技術計算を行い、前記塔本体内において供給媒体から各成分を分離させたときの、前記塔本体内における各段の各成分の組成分布をそれぞれ算出し、
（ｂ）前記各組成分布から、前記塔本体内の各段に存在する前記各成分の組成比を算出し、前記各段に対応する組成比を帯グラフとして組成分布領域を算出し、
（ｃ）前記塔本体内における各組成分布領域を、前記各段の配置順に隣接させて表示画面に出力することを特徴とする塔内組成分布の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塔内組成分布の表示装置及びその表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸留、吸収、抽出、混合等のプロセス技術を利用したプロセス装置を製造する際、又は製造した後に、所定の計算プログラムによる技術計算が行われるようになっている。
【０００３】
例えば、前記プロセス装置として、内部を平板状の中仕切りによって区画した一つの結合型蒸留塔を備えた蒸留装置が提供されている。
【０００４】
前記結合型蒸留塔は、塔サイドに原液を供給するための供給部が形成され、該供給部より上方に形成された濃縮部、及び前記供給部より下方に形成された回収部を備えた第１の蒸留部、該第１の蒸留部の上端に接続され、該上端より上方に形成された濃縮部、及び前記上端より下方に形成され、かつ、前記第１の蒸留部の濃縮部と中仕切りを介して隣接する回収部を備えた第２の蒸留部、並びに前記第１の蒸留部の下端に接続され、該下端より上方に形成され、かつ、前記第１の蒸留部の回収部と中仕切りを介して隣接する濃縮部、及び前記下端より下方に形成された回収部を備えた第３の蒸留部を有する。そして、前記蒸留装置においては、前記供給部を介して塔サイドに原液が供給され、前記結合型蒸留塔の塔頂において留出液が、塔底において缶出液が、塔サイドにおいてサイドカット液が得られる。
【０００５】
ところで、前記蒸留装置を設計する場合、技術計算を行う必要があるが、結合型蒸留塔を備えた蒸留装置についての計算プログラムが提供されていない。そこで、一般の蒸留計算方法が組み込まれた市販のシミュレーションプログラム、例えば、主塔及び側塔から成る複合塔を備えた蒸留装置についてシミュレーションを行うようにしたシミュレーションプログラムを使用することが考えられる。該シミュレーションプログラムは、単一の蒸留計算モデルを適切に組み合わせることによって作成され、主塔及び側塔に関する各種のデータを入力し、シミュレーション作業を収束させることによって、主塔の塔頂において得られる留出液、主塔の塔底において得られる缶出液、及び側塔の塔サイドにおいて得られるサイドカット液の各流量バランスを技術計算の結果として得ることができるようになっている。なお、前記シミュレーションプログラムは、蒸留装置を製造する前、又は製造した後の計算プログラムとして使用される。
【０００６】
この場合、前記結合型蒸留塔においては、第１の蒸留部における濃縮部及び回収部によってフィード側部分が、前記第２の蒸留部における回収部及び前記第３の蒸留部における濃縮部によってサイドカット側部分が構成され、前記フィード側部分が、複合塔を備えた蒸留装置の主塔における側塔と対応する部分に、前記サイドカット側部分が側塔の部分に対応させられる。
【０００７】
ところで、このようにして行われた技術計算の結果を表示するに当たり、結合型蒸留塔の塔本体内の組成分布、すなわち、塔内組成分布を、数値、グラフ等によって表すようにした塔内組成分布の表示方法が提供されている。
【０００８】
図２は従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布を数値によって表した図である。
【０００９】
図において、Ａ〜Ｃは原液Ｍに含有される成分であり、成分Ａは成分Ｂより、該成分Ｂは成分Ｃより沸点が低い。また、＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６は結合型蒸留塔を構成する段であり、フィード側部分における段＃７〜＃１２は、サイドカット側部分における段＃２１〜＃２６に対応する位置に配設される。また、前記フィード側部分の最も上方の段＃１は凝縮器を表し、フィード側部分の最も下方の段＃１６は蒸発器を表す。
【００１０】
前記原液Ｍの組成が、成分Ａについて６．０〔ｍｏｌ％〕であり、成分Ｂについて６４．０〔ｍｏｌ％〕であり、成分Ｃについて３０．０〔ｍｏｌ％〕である場合、成分Ａ〜Ｃの組成分布（各成分Ａ〜Ｃの占める割合）が各段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６ごとに数値（この場合、単位はｍｏｌ％である。）で表される。
【００１１】
図３は従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第１の図、図４は従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第２の図、図５は従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第３の図、図６は従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第４の図である。なお、図３〜６において、横軸にモル百分率を、縦軸に段を採ってある。
【００１２】
この場合、塔内組成分布は、各段＃１〜＃１６にわたる各成分Ａ〜Ｃの組成分布から成り、グラフによって表される。実線ＬＡは成分Ａの組成、一点鎖線ＬＢは成分Ｂの組成、破線ＬＣは成分Ｃの組成である。また、実線ＬＡｆ、一点鎖線ＬＢｆ及び破線ＬＣｆはフィード側部分における成分Ａ〜Ｃの組成、実線ＬＡｓ、一点鎖線ＬＢｓ及び破線ＬＣｓはサイドカット側部分における成分Ａ〜Ｃの組成である。
【００１３】
このようにして技術計算の結果が表示されると、表示された結果に基づいて、顧客及び設計者は、次に示されるような各種のプロセス条件としての蒸留条件を検討し、蒸留装置を評価する。
【００１４】
例えば、蒸留装置を製造する前において、顧客は、所定の成分を製品として得ようとする場合、製品の純度（品質）、収率、回収率等の各設定が適正であるかどうかについて検討する。そして、前記各設定が適正でない場合に、それが原因で蒸留装置の理論段数（ＮＴＳ）、加熱熱量、還流比等が過剰に設定されていないかどうかを検討する。例えば、理論段数の設定は、結合型蒸留塔の塔本体の塔高さに影響を与え、加熱熱量及び還流比の設定は、塔本体の塔径、凝縮器の仕様、蒸発器の仕様、用役／ユーティリティの消費量等に影響を与える。
【００１５】
また、設計者は、顧客の要請による前記各設定を、わずかに変更するだけで適正にすることができるかどうかを検討するほかに、蒸留装置に過剰な安全領域が形成されていないかどうか、技術計算の結果に基づいて前記各設定を変更することができるかどうか、蒸留装置の設計がワンポイントデザインになっていないかどうか（すなわち、点から線への設計、線から帯への設計等が確実に行われているかどうか）等を検討する。
【００１６】
さらに、顧客及び設計者は、原液の組成の変動、余裕度、安定性、システムの過小度、システムの過剰度等の設定が適正であるかどうかを検討する。
【００１７】
そして、蒸留装置を製造した後において、顧客及び設計者は、前記各蒸留条件を検討し、顧客は蒸留条件の変更の必要性を検討する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の塔内組成分布の表示方法においては、結果を表示するに当たり、塔内組成分布が数値、グラフ等によって表されるようになっているので、前記各蒸留条件を検討するための作業が煩わしい。
【００１９】
したがって、顧客と設計者との間において、意思を統一したり、設定をすり合わせたりして各蒸留条件を調整することが困難になってしまう。
【００２０】
本発明は、前記従来の塔内組成分布の表示方法の問題点を解決して、プロセス装置の各プロセス条件を検討するための作業を簡素化することができ、各プロセス条件を容易に調整することができる塔内組成分布の表示装置及びその表示方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の塔内組成分布の表示装置においては、操作手段と、該操作手段を操作することによって入力された情報に基づいて技術計算を行い、蒸留装置の塔本体内に供給された供給媒体の、前記塔本体内の各段における各成分の組成分布を算出する技術計算処理手段と、前記塔本体内の各段に存在する各成分の組成比を算出し、前記各段に対応する組成比を帯グラフとして組成分布領域を算出する組成分布領域算出処理手段と、前記塔本体内における各組成分布領域を、前記各段の配置順に隣接させて表示画面に出力する画像出力処理手段とを有する。
【００２５】
【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。この場合、蒸留、吸収、抽出、混合等のプロセス技術を利用したプロセス装置として、結合型蒸留塔を備えた蒸留装置について説明する。
【００２６】
図７は本発明の第１の実施の形態における結合型蒸留塔の概念図、図８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９は本発明の第１の実施の形態における塔内組成分布の表示装置を示すブロック図、図１０は本発明の第１の実施の形態における塔内組成分布の表示方法の原理を示す図である。
【００２７】
まず、技術計算を行う対象となる蒸留装置について説明する。図７及び８において、１０は結合型蒸留塔であり、該結合型蒸留塔１０は、上方から下方にかけて順に配設された第１セクション１１、第２セクション１２、第３セクション１３、第４セクション１４、第５セクション１５、第６セクション１６、第７セクション１７、第８セクション１８及び第９セクション１９から成る。
【００２８】
そして、前記結合型蒸留塔１０の塔本体は、前記第４セクション１４、第５セクション１５及び第６セクション１６において、それぞれ平板状の中仕切り２２によってフィード側部分を構成する第１室１４Ａ〜１６Ａとサイドカット側部分を構成する第２室１４Ｂ〜１６Ｂとに区画され、第１室１４Ａ〜１６Ａと第２室１４Ｂ〜１６Ｂとは互いに隣接させられる。また、前記第１室１４Ａ〜１６Ａによって第１の蒸留部２５が、前記第１セクション１１、第２セクション１２、第３セクション１３及び第２室１４Ｂによって第２の蒸留部２６が、前記第２室１５Ｂ、１６Ｂ、第７セクション１７、第８セクション１８及び第９セクション１９によって第３の蒸留部２７がそれぞれ形成される。
【００２９】
そして、結合型蒸留塔１０のほぼ中央に前記第５セクション１５が配設され、塔サイドに、第１室１５Ａと連通させて供給部としてのフィードノズル４１が、第２室１５Ｂと連通させて排出部としてのサイドカットノズル４２がそれぞれ形成される。また、結合型蒸留塔１０の塔頂に前記第１セクション１１が配設され、該第１セクション１１に、凝縮器８１に接続させて排出部としての蒸気出口４３及び還流液入口４４がそれぞれ形成される。さらに、結合型蒸留塔１０の塔底に第９セクション１９が配設され、該第９セクション１９に、蒸発器８２に接続させて排出部としての缶出液出口４５及び蒸気入口４６がそれぞれ形成される。なお、前記結合型蒸留塔１０、凝縮器８１、蒸発器８２等によって蒸留装置が構成される。
【００３０】
また、前記第１の蒸留部２５内において、前記フィードノズル４１より上方に配設された第１室１４Ａによって濃縮部ＡＲ１が、フィードノズル４１より下方に配設された第１室１６Ａによって回収部ＡＲ２がそれぞれ形成される。そして、前記第２の蒸留部２６内において、前記第１の蒸留部２５の上端より上方に配設された第２セクション１２によって濃縮部ＡＲ３が、前記濃縮部ＡＲ１と隣接させて、第２室１４Ｂによって回収部ＡＲ４がそれぞれ形成される。さらに、前記第３の蒸留部２７内において、前記回収部ＡＲ２と隣接させて、第２室１６Ｂによって濃縮部ＡＲ５が、前記第１の蒸留部２５の下端より下方に配設された第８セクション１８によって回収部ＡＲ６がそれぞれ形成される。
【００３１】
このようにして、第１の蒸留部２５の上端が第２の蒸留部２６のほぼ中央に、第１の蒸留部２５の下端が第３の蒸留部２７のほぼ中央にそれぞれ接続される。
【００３２】
前記構成の結合型蒸留塔１０において、成分Ａ〜Ｃを含有する供給媒体としての原液Ｍが前記フィードノズル４１を介して供給される。なお、成分Ａは成分Ｂより、該成分Ｂは成分Ｃより沸点が低い。そして、前記回収部ＡＲ２においては、フィードノズル４１を介して供給された原液Ｍが下降し、上方において成分Ａ及びＢに富んだ蒸気を、下方になるに従って成分Ｂ及びＣに富んだ液体を発生させ、第１の蒸留部２５の下端から第３の蒸留部２７に成分Ｂ及びＣに富んだ液体が供給される。
【００３３】
該成分Ｂ及びＣに富んだ液体は、第３の蒸留部２７内において加熱されて成分Ｂ及びＣに富んだ蒸気になり、該成分Ｂ及びＣに富んだ蒸気は、前記回収部ＡＲ２内を上昇する間に、原液Ｍと接触し、成分Ａ及びＢに富んだ蒸気を発生させる。
【００３４】
続いて、該成分Ａ及びＢに富んだ蒸気は、濃縮部ＡＲ１内を上昇し、前記第１の蒸留部２５の上端から第２の蒸留部２６に供給され、第２の蒸留部２６内において冷却されて凝縮され、成分Ａ及びＢに富んだ液体になる。そして、該成分Ａ及びＢに富んだ液体の一部は、濃縮部ＡＲ１に還流され、該濃縮部ＡＲ１内を上昇する成分Ａ及びＢに富んだ蒸気と接触させられる。このようにして、第１の蒸留部２５の上端から第２の蒸留部２６に成分Ａ及びＢに富んだ蒸気が供給される。
【００３５】
前記回収部ＡＲ６においては、成分Ｂ及びＣに富んだ液体が下降し、上方において成分Ｂに富んだ蒸気を、下方になるに従って成分Ｃに富んだ液体をそれぞれ発生させる。したがって、成分Ｃに富んだ液体は第１の排出媒体及び缶出液として缶出液出口４５から排出される。
【００３６】
また、該缶出液出口４５から排出された缶出液の一部は、蒸発器８２に送られ、該蒸発器８２によって加熱されて成分Ｃに富んだ蒸気になる。該成分Ｃに富んだ蒸気は、蒸気入口４６から第９セクション１９に供給され、該第９セクション１９内及び前記回収部ＡＲ６内を上昇する間に、成分Ｂ及びＣに富んだ液体と接触し、該成分Ｂ及びＣに富んだ液体から成分Ｂに富んだ蒸気を発生させる。
【００３７】
続いて、該成分Ｂに富んだ蒸気の一部は、濃縮部ＡＲ５内を上昇し、第３の蒸留部２７の上端において第２の蒸留部２６からの成分Ｂに富んだ液体と接触し、成分Ｂに富んだ液体になる。このようにして、前記第３の蒸留部２７の上端において得られた成分Ｂに富んだ液体は、第２の排出媒体及びサイドカット液としてサイドカットノズル４２から排出される。
【００３８】
一方、前記第２の蒸留部２６の回収部ＡＲ４においては成分Ａ及びＢに富んだ液体が下降し、上方において成分Ａに富んだ蒸気を、下方になるに従って成分Ｂに富んだ液体をそれぞれ発生させる。このようにして、前記第２の蒸留部２６の下端において得られた成分Ｂに富んだ液体は、第２の排出媒体及びサイドカット液としてサイドカットノズル４２から排出される。そして、前記成分Ａに富んだ蒸気は、濃縮部ＡＲ３内を上昇し、前記蒸気出口４３から排出されて前記凝縮器８１に送られ、該凝縮器８１によって凝縮されて成分Ａに富んだ液体になり、該成分Ａに富んだ液体は第３の排出媒体及び留出液として排出される。
【００３９】
このように、成分Ａ及びＢに富んだ蒸気は、前記第２の蒸留部２６において成分Ａに富んだ蒸気と成分Ｂに富んだ液体とに分離させられ、成分Ｂ及びＣに富んだ液体は、前記第３の蒸留部２７において成分Ｂに富んだ液体と成分Ｃに富んだ液体とに分離させられ、成分Ａに富んだ蒸気は、凝縮器８１から排出されて成分Ａに富んだ液体になり、該成分Ａに富んだ液体は塔頂において留出液として排出され、成分Ｂに富んだ液体はサイドカット液としてサイドカットノズル４２から排出され、成分Ｃに富んだ液体は塔底において缶出液として缶出液出口４５から排出される。
【００４０】
そして、成分Ａの蒸留の効率を高くするために、凝縮器８１から排出された留出液の一部は、還流液入口４４から第１セクション１１に還流液として還流され、前記濃縮部ＡＲ３内を上昇する成分Ａに富んだ蒸気と接触させられる。
【００４１】
なお、本実施の形態において、前記各濃縮部ＡＲ１、ＡＲ３、ＡＲ５及び各回収部ＡＲ２、ＡＲ４、ＡＲ６は、一つの節から成る充填（てん）物によって形成されるが、蒸留しようとする各成分間の比揮発度によっては、蒸留に必要な理論段数を確保するために、使用される充填物の特性に対応させて複数の節から成る充填物によって形成することもできる。また、各節間にディストリビュータを配設することもできる。さらに、フィードノズル４１及びサイドカットノズル４２を必ずしも同じ高さに配設する必要はない。
【００４２】
このようにして、結合型蒸留塔１０を備えた蒸留装置においては、複数の蒸留塔を使用することなく、原液Ｍを各成分Ａ〜Ｃに分離させることができる。また、複数の蒸留塔において加熱及び冷却をそれぞれ繰り返す必要がないので、凝縮器、蒸発器、ポンプ等の計装品を多数配設する必要がなくなる。したがって、蒸留装置の占有面積を小さくすることができるだけでなく、ユーティリティの使用量及び消費エネルギーを少なくすることができ、蒸留装置のコストを低くすることができる。
【００４３】
なお、前記結合型蒸留塔１０は、全体として約３０〜１００段の理論段数を有し、第４セクション１４及び第６セクション１６にそれぞれ５〜３０段程度を当てるようにするのが好ましい。本実施の形態においては、説明の便宜上、全体として段＃１〜＃１６から成る１６段の理論段数を有し、第４セクション１４及び第６セクション１６に段＃７〜＃１２、＃２１〜＃２６が当てられる。
【００４４】
ところで、第３セクション１３にコレクタ５４及びチャンネル型のディストリビュータ６１が配設され、前記コレクタ５４によって集められた液体は、前記ディストリビュータ６１によって所定の分配比で第１室１４Ａと第２室１４Ｂとに異なる量ずつ分配される。
【００４５】
また、第１室１５Ａにおけるフィードノズル４１の直上にコレクタ６２が、直下にチューブラ型のディストリビュータ６３が配設され、前記コレクタ６２によって集められた液体は、前記フィードノズル４１を介して供給された原液Ｍと共に、ディストリビュータ６３によって第１室１６Ａに供給される。
【００４６】
一方、第２室１５Ｂにおけるサイドカットノズル４２の直上にチムニーハット型のコレクタ６５が、直下にチューブラ型のディストリビュータ６６が配設され、前記コレクタ６５によって集められた液体の一部は、サイドカット液として前記サイドカットノズル４２から排出され、残りはディストリビュータ６６によって第２室１６Ｂに供給される。
【００４７】
さらに、第７セクション１７には、コレクタ６７及びチューブラ型のディストリビュータ６８が配設され、第６セクション１６から下降してきた液体は、前記コレクタ６７によって集められた後、ディストリビュータ６８によって前記第８セクション１８に供給される。なお、チューブラ型のディストリビュータ６３、６６、６８に代えて、オープンチャンネル型のディストリビュータを使用することもできる。
【００４８】
ところで、本実施の形態においては、第２セクション１２から第３セクション１３に下降してきた液体を、ディストリビュータ６１によって第１室１４Ａ及び第２室１４Ｂに分配するようになっているが、分配比は原液Ｍの成分の種類、原液Ｍの成分の組成、結合型蒸留塔１０の理論段数、製品に要求される純度（品質）等の蒸留条件に基づいてあらかじめ設定される。
【００４９】
そのために、前記ディストリビュータ６１は、液体を中仕切り２２に対して直角の方向に分配する図示されない分配部を備え、該分配部によって前記第１室１４Ａに供給される液体の量と、前記第２室１４Ｂに供給される液体の量とを異ならせるようになっている。なお、前記サイドカット液がサイドカットノズル４２から排出されるので、第２室１４Ｂに供給される液体の量が第１室１４Ａに供給される液体の量より多くされる。
【００５０】
また、前記蒸留装置において２種類以上の製品を得るために、蒸留条件を変更する必要がある場合には、蒸留条件に対応させて前記分配比を変更する必要がある。その場合、前記分配部を複数配設し、各分配部ごとに前記分配比を異ならせるようにしている。そのために、前記第２セクション１２から下降してきた液体は、コレクタ５４によって集められ、切換弁８３、８４を介して選択的にディストリビュータ６１に供給される。
【００５１】
また、前記蒸留装置においては、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、脂肪酸類、フェノール類、窒素化合物類、香料等の有機化合物を蒸留によって分離させることができる。そして、炭化水素類としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ビフェニール、ナフタリン等を分離させ、アルコール類としては、メタノール、エタノール、ブタノール、ヘプタノール、オクタノール等を分離させ、ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を分離させ、エステル類としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メチル、アクリル酸ブチル等を分離させ、脂肪酸類としては、酢酸、酪酸、脂肪酸類、高級アルコール類等を分離させ、フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール等を分離させ、窒素酸化物としては、ジメチルアミン、トリエチルアミン、アニリン、ピリジン、ピコリン、キノリン等を分離させ、香料としては、アンスラニル酸メチル、安息香酸メチル、イソオイゲノール、カプロン酸エチル、オイゲノール、グラニオール等を分離させることができる。
【００５２】
次に、塔内組成分布の表示装置について説明する。
【００５３】
図９において、９１はＣＰＵ、９２はバスであり、前記ＣＰＵ９１は、バス９２を介して、記録手段としてのメモリ９３、操作手段としての操作部９４、第１の出力手段としてのディスプレイ９５、及び第２の出力手段としてのプリンタ９６に接続される。なお、ディスプレイ９５及びプリンタ９６によって表示装置が構成される。
【００５４】
ところで、蒸留装置を製造する際、及び製造した後に、ＣＰＵ９１によって、所定の計算プログラムによる技術計算が行われる。そのために、例えば、設計者が、操作部９４を操作することによって、フィード側部分を下降する液体、及びサイドカット側部分を下降する液体の流量の液分配比率、フィード側部分を上昇する蒸気、及びサイドカット側部分を上昇する蒸気の流量の蒸気分配比率、前記フィード側部分及びサイドカット側部分の相当径、加熱蒸気の流量等の所定の情報を入力すると、前記ＣＰＵ９１の図示されない技術計算処理手段は、技術計算処理を行い、メモリ９３に記録された技術計算プログラムに従って前記情報に基づいて技術計算を行い、図２に示されるような、成分Ａ〜Ｃの組成分布（各成分Ａ〜Ｃの占める割合）を各段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６ごとに算出する。
【００５５】
続いて、前記ＣＰＵ９１の図示されない組成分布領域算出処理手段は、組成分布領域算出処理を行い、各段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６における各成分Ａ〜Ｃの組成分布に基づいて、帯グラフで表される各成分Ａ〜Ｃの組成分布領域ＢＡＲ１〜ＢＡＲ３を算出する。例えば、図１０において、ＢＡＲ１は成分Ａの組成分布領域、ＢＡＲ２は成分Ｂの組成分布領域である。成分Ｃの組成分布領域ＢＡＲ３は図示されない。なお、図１０の組成分布領域ＢＡＲ１、ＢＡＲ２は、図２の組成分布を重量％（ｗ％）で表した組成分布に基づいて算出した。
【００５６】
次に、前記ＣＰＵ９１の図示されない画像出力処理手段は、画像処理を行い、蒸留装置を前記メモリ９３内の図示されない所定のメモリ領域に描画する。このとき、前記画像出力処理手段は、結合型蒸留塔１０内に、前記組成分布領域算出処理によって算出された組成分布領域ＢＡＲ１〜ＢＡＲ３を境界線によって区画して前記メモリ領域に描画するとともに、原液Ｍ、留出液、サイドカット液及び缶出液の各組成をそれぞれ前記メモリ領域に描画する。そして、前記画像出力処理手段は、出力処理を行い、前記メモリ領域に描画された蒸留装置を画像で出力し、本実施の形態においては、ディスプレイ９５の画面に表示し、又はプリンタ９６によって印刷する。なお、蒸留装置の画像を出力するに当たり、前記組成分布領域ＢＡＲ１〜ＢＡＲ３並びに原液Ｍ、留出液、サイドカット液及び缶出液の組成も画像で出力される。
【００５７】
次に、前記画像で出力された蒸留装置について説明する。
【００５８】
図１は本発明の第１の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による第１の出力例を示す図である。
【００５９】
図において、１０は結合型蒸留塔、２２は中仕切り、４１はフィードノズル、４２はサイドカットノズル、４３は蒸気出口、４５は缶出液出口、８１は凝縮器、８２は蒸発器である。
【００６０】
また、ＣＡＲ１は成分Ａの組成分布領域、ＣＡＲ２は成分Ｂの組成分布領域、ＣＡＲ３は成分Ｃの組成分布領域であり、各組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３は互いに異なる色又は柄で表される。そして、Ｒ１は原液Ｍの組成を表す描画部、Ｒ２は留出液の組成を表す描画部、Ｒ３はサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ４は缶出液の組成を表す描画部である。各描画部Ｒ１〜Ｒ４において、各成分Ａ〜Ｃは前記各組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３に対応させた色又は柄で表される。
【００６１】
前記各組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３は、各成分Ａ〜Ｃの組成分布（図２参照）を各段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６ごとに帯グラフで表すことによって算出されるので、隣接する段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６ごとに組成分布が異なる場合、各組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３を区画する境界線は階段状になる。
【００６２】
なお、各成分Ａ〜Ｃの組成分布の数値を組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３の所定の箇所に各段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６ごとに付すこともできる。
【００６３】
このように、各成分Ａ〜Ｃの組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３が画像で出力されるので、前記結合型蒸留塔１０内における各成分Ａ〜Ｃの組成分布だけでなく、挙動、勢力等を数値、グラフ等を使用することなく、アナログ的に把握することができる。例えば、サイドカット側部分の成分Ｂを取り出すための組成分布領域ＣＡＲ２が広いので、図１の出力例で示される蒸留装置を使用した場合、成分Ｂが安定して製品として得られることを容易に認識することができる。したがって、蒸留装置の蒸留条件を検討するための作業を簡素化することができ、顧客と設計者との間において、意思を統一したり、設定をすり合わせたり、設定を適正にしたりして各蒸留条件を容易に調整することができるので、蒸留装置を容易に設計し、評価することができる。
【００６４】
また、原液Ｍにおける組成が変動したり、製品の安定度の問題によってプロジェクト事情が変化したりしたときに、余裕度を削除する必要性があるかどうかを組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３に基づいて容易に判断することができる。したがって、蒸留装置の安定性を向上させることができる。
【００６５】
次に、一塔式の蒸留装置を前記塔内組成分布の表示方法によって画像で出力したときの出力例について説明する。
【００６６】
図１１は本発明の第１の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による第２の出力例を示す図である。
【００６７】
この場合、３０は一塔式の蒸留塔、４１はフィードノズル、４２はサイドカットノズル、４３は蒸気出口、４５は缶出液出口、８１は凝縮器、８２は蒸発器、ＣＡＲ１１は成分Ａの組成分布領域、ＣＡＲ１２は成分Ｂの組成分布領域、ＣＡＲ１３は成分Ｃの組成分布領域であり、各組成分布領域ＣＡＲ１１〜ＣＡＲ１３は互いに異なる色又は柄で表される。そして、Ｒ１は原液Ｍの組成を表す描画部、Ｒ２は留出液の組成を表す描画部、Ｒ３はサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ４は缶出液の組成を表す描画部である。各描画部Ｒ１〜Ｒ４において、各成分Ａ〜Ｃは前記各組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３に対応させた色又は柄で表される。
【００６８】
この場合、蒸留塔３０に中仕切りが配設されていないので、各組成分布領域ＣＡＲ１１〜ＣＡＲ１３が結合型蒸留塔１０（図１）の各組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３と異なることを容易に認識することができる。
【００６９】
また、蒸留塔３０においては、サイドカット側部分の組成分布領域ＣＡＲ１２にわずかな量の成分Ａが混入してしまうことを、視覚的に、かつ、感覚的に認識することができる。したがって、蒸留塔３０においては、製品として成分Ｂを得る場合、成分Ｂの回収率を低く抑えて純度を高くするか、純度を低く抑えて回収率を高くする必要があることを容易に認識することができる。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態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。
【００７１】
図１２は本発明の第２の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による第１の出力例を示す図である。
【００７２】
図において、１０は結合型蒸留塔、ＣＡＲ２１は成分Ａの組成分布領域、ＣＡＲ２２は成分Ｂの組成分布領域、ＣＡＲ２３は成分Ｃの組成分布領域であり、各組成分布領域ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３は互いに異なる色又は柄で表される。そして、Ｒ１１は供給媒体としての原液Ｍの組成を表す描画部、Ｒ１２は第３の排出媒体である留出液の組成を表す描画部、Ｒ１３は第２の排出媒体であるサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ１４は第１の排出媒体である缶出液の組成を表す描画部である。各描画部Ｒ１１〜Ｒ１４において、各成分Ａ〜Ｃは前記各組成分布領域ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３に対応させた色又は柄で表される。なお、本実施の形態においては、ある成分にわずかな量の他の成分が混入している場合、他の成分について画像で出力されないようになっている。
【００７３】
この場合、前記各組成分布領域ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３は、各成分Ａ〜Ｃの組成分布（図２参照）を各段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６間で補間することによって算出される。したがって、隣接する段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６ごとに組成分布が異なる場合でも、各組成分布領域ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３の境界を表す線は階段状にならず、連続的な曲線になる。
【００７４】
なお、前記結合型蒸留塔１０の理論段数が多い場合、各組成分布領域ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３の境界を表す線は、補間しないままでも連続的な曲線になる。
【００７５】
次に、一塔式の蒸留装置を前記塔内組成分布の表示方法によって画像で出力したときの出力例について説明する。
【００７６】
図１３は本発明の第２の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による第２の出力例を示す図である。
【００７７】
この場合、３０は一塔式の蒸留塔、ＣＡＲ３１は成分Ａの組成分布領域、ＣＡＲ３２は成分Ｂの組成分布領域、ＣＡＲ３３は成分Ｃの組成分布領域であり、各組成分布領域ＣＡＲ３１〜ＣＡＲ３３は、連続的な線によって画成され、互いに異なる色又は柄で表される。そして、Ｒ１１は原液Ｍの組成を表す描画部、Ｒ１２は留出液の組成を表す描画部、Ｒ１３はサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ１４は缶出液の組成を表す描画部である。各描画部Ｒ１１〜Ｒ１４において、各成分Ａ〜Ｃは前記各組成分布領域ＣＡＲ３１〜ＣＡＲ３３に対応させた色又は柄で表される。
【００７８】
この場合、蒸留塔３０に中仕切りが配設されていないので、各組成分布領域ＣＡＲ３１〜ＣＡＲ３３が結合型蒸留塔１０（図１２）の各組成分布領域ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３と異なることを容易に認識することができる。
【００７９】
また、蒸留塔３０においては、サイドカット側部分の組成分布領域ＣＡＲ３２にわずかな量の成分Ａが混入してしまうことを、視覚的に、かつ、感覚的に認識することができる。そして、蒸留塔３０においては、製品として成分Ｂを得る場合、成分Ｂの回収率を低く抑えて純度を高くするか、純度を低く抑えて回収率を高くする必要があることを、視覚的に、かつ、感覚的に認識することができる。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態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。
【００８１】
図１４は本発明の第３の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による出力例を示す図である。
【００８２】
この場合、３０は一塔式の蒸留塔、７１はサイドカットノズル、ＣＡＲ４１は成分Ａの組成分布領域、ＣＡＲ４２は成分Ｂの組成分布領域、ＣＡＲ４３は成分Ｃの組成分布領域であり、各組成分布領域ＣＡＲ４１〜ＣＡＲ４３は、連続的な線によって画成され、互いに異なる色又は柄で表される。そして、Ｒ１１は供給媒体としての原液Ｍの組成を表す描画部、Ｒ１２は第３の排出媒体である留出液の組成を表す描画部、Ｒ１３は第２の排出媒体であるサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ１４は第１の排出媒体である缶出液の組成を表す描画部である。各描画部Ｒ１１〜Ｒ１４において、各成分Ａ〜Ｃは前記各組成分布領域ＣＡＲ４１〜ＣＡＲ４３に対応させた色又は柄で表される。
【００８３】
この場合、蒸留塔３０に中仕切りが配設されていないので、各組成分布領域ＣＡＲ４１〜ＣＡＲ４３が結合型蒸留塔１０（図１２）の各組成分布領域ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３と異なることを容易に認識することができる。
【００８４】
また、蒸留塔３０においては、サイドカット側部分の組成分布領域ＣＡＲ４２にわずかな量の成分Ｃが混入してしまうことを、視覚的に、かつ、感覚的に認識することができる。そして、蒸留塔３０においては、製品として成分Ｂを得る場合、成分Ｂの回収率を低く抑えて純度を高くするか、純度を低く抑えて回収率を高くする必要があることを、視覚的に、かつ、感覚的に認識することができる。
【００８５】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態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。
【００８６】
図１５は本発明の第４の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による出力例を示す図である。
【００８７】
図において、１０は結合型蒸留塔、７２はサイドカットノズル、ＣＡＲ５１は成分Ａの組成分布領域、ＣＡＲ５２は成分Ｂの組成分布領域、ＣＡＲ５３は成分Ｃの組成分布領域、ＣＡＲ５４は成分Ｄの組成分布領域であり、各組成分布領域ＣＡＲ５１〜ＣＡＲ５４は、連続的な線によって画成され、互いに異なる色又は柄で表される。この場合、Ａ〜Ｄは供給媒体としての原液Ｍに含有される成分であり、成分Ａは成分Ｂより、該成分Ｂは成分Ｃより、該成分Ｃは成分Ｄより沸点が低い。そして、Ｒ２１は原液Ｍの組成を表す描画部、Ｒ２２は第３の排出媒体である留出液の組成を表す描画部、Ｒ２３は第２の排出媒体である第１のサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ２４は第２の排出媒体である第２のサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ２５は第１の排出媒体である缶出液の組成を表す描画部である。各描画部Ｒ２１〜Ｒ２５において、各成分Ａ〜Ｄは前記各組成分布領域ＣＡＲ５１〜ＣＡＲ５４に対応させた色又は柄で表される。
【００８８】
この場合、組成分布領域ＣＡＲ５２がフィードノズル４１より上方に形成されること、組成分布領域ＣＡＲ５３がフィードノズル４１より下方に形成されること、及び成分Ｂ及びＣがサイドカット液として得られることを視覚的に、かつ、感覚的に認識することができる。
【００８９】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態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。
【００９０】
図１６は本発明の第５の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による出力例を示す図である。
【００９１】
図において、７３はサイドカットノズル、ＣＡＲ６１は成分Ａの組成分布領域、ＣＡＲ６２は成分Ｂの組成分布領域、ＣＡＲ６３は成分Ｃの組成分布領域、ＣＡＲ６４は成分Ｄの組成分布領域であり、各組成分布領域ＣＡＲ６１〜ＣＡＲ６４は、連続的な線によって画成され、互いに異なる色又は柄で表される。この場合、Ａ〜Ｄは供給媒体としての原液Ｍに含有される成分であり、成分Ａは成分Ｂより、該成分Ｂは成分Ｃより、該成分Ｃは成分Ｄより沸点が低い。そして、Ｒ３１は原液Ｍの組成を表す描画部、Ｒ３２は第３の排出媒体である留出液の組成を表す描画部、Ｒ３３は第２の排出媒体である第１のサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ３４は第２の排出媒体である第２のサイドカット液の組成を表す描画部、Ｒ３５は第１の排出媒体である缶出液の組成を表す描画部である。各描画部Ｒ３１〜Ｒ３５において、各成分Ａ〜Ｄは前記各組成分布領域ＣＡＲ６１〜ＣＡＲ６４に対応させた色又は柄で表される。
【００９２】
この場合、中仕切り２２の周囲に組成分布領域ＣＡＲ６２が形成されること、及び所定の二つの成分Ｂ及びＣから成る混合品Ｂ／Ｃが製品として得られることを視覚的に、かつ、感覚的に認識することができる。
【００９３】
また、通信ネットワークを介して、会員登録がされた各顧客に技術計算の結果を送ったり、顧客の要請に応じて、蒸留装置の仕様を変更したりすることができる。
【００９４】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態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。
【００９５】
図１７は本発明の第６の実施の形態におけるエンジニアリングサービスシステムを示す図である。
【００９６】
図において、１０１〜１０３は会員として登録された顧客に属する顧客端末、１０４は通信ネットワーク、１０５はエンジニアリングサービスサーバであり、該エンジニアリングサービスサーバ１０５は、図９に示されるＣＰＵ９１、バス９２、記録手段としてのメモリ９３、第１の操作手段としての操作部９４、第１の出力手段としてのディスプレイ９５、第２の出力手段としてのプリンタ９６等を備える。
【００９７】
顧客が顧客端末１０１〜１０３の第２の操作手段としての図示されない操作部を操作して所定の情報を入力し、設計者に蒸留装置の設計を依頼すると、前記情報に基づいて前記ＣＰＵ９１の図示されない技術計算処理手段が技術計算処理を行い、成分Ａ〜Ｃの組成分布（各成分Ａ〜Ｃの占める割合）を各段＃１〜＃１６、＃２１〜＃２６ごとに算出する。続いて、ＣＰＵ９１の図示されない組成分布領域算出処理手段は、組成分布領域算出処理を行い、各成分Ａ〜Ｃの組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３を算出する。そして、ＣＰＵ９１の図示されない画像出力処理手段は、画像処理を行い、蒸留装置を描画するとともに、結合型蒸留塔１０内に組成分布領域ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３を区画して描画する。
【００９８】
また、前記画像出力処理手段は、出力処理を行い、蒸留装置を画像で出力し、顧客端末１０１〜１０３の第１の出力手段としての図示されないディスプレイの画面に表示し、又は第２の出力手段としての図示されないプリンタによって印刷する。顧客は、画像で出力された蒸留装置に基づいて、蒸留装置の仕様を変更して再度技術計算を行うように要請したり、余裕度を変更するように要請したりすることができる。
【００９９】
前記各実施の形態においては、蒸留装置について説明しているが、吸収、抽出、混合等のプロセス技術を利用した他のプロセス装置を製造する際に本発明を適用することができる。例えば、吸収操作プロセス装置において、窒素酸化物、硫黄酸化物等のガスを吸収したり、廃液処理プロセス装置において、アンモニア、シアン等の廃液処理を行ったり、液液プロセス装置において、分別抽出による異性体の分離、製品中の不純物の除去、水溶液の脱水精製、溶剤中の主成分の抽出、溶剤の回収、廃水内の成分の抽出、廃水／プロセス流体からのフェノールの回収、水溶液中の酢酸の回収、処理液中の有機物質及び無機物質の除去、溶液中の金属の抽出等を行ったりすることができる。また、混合・攪拌（かくはん）プロセス装置において各成分の混合及び攪拌を行うこともできる。このように、各成分が分布する各種のプロセス装置に本発明を適用することができる。
【０１００】
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。
【０１０１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、塔内組成分布の表示装置においては、操作手段と、該操作手段を操作することによって入力された情報に基づいて技術計算を行い、蒸留装置の塔本体内に供給された供給媒体の、前記塔本体内の各段における各成分の組成分布を算出する技術計算処理手段と、前記塔本体内の各段に存在する各成分の組成比を算出し、前記各段に対応する組成比を帯グラフとして組成分布領域を算出する組成分布領域算出処理手段と、前記塔本体内における各組成分布領域を、前記各段の配置順に隣接させて表示画面に出力する画像出力処理手段とを有する。
【０１０２】
この場合、各成分の組成分布領域が画像で出力されるので、各成分の組成分布だけでなく、挙動、勢力等を数値、グラフ等を使用することなく、アナログ的に把握することができる。したがって、プロセス装置の各プロセス条件を検討するための作業を簡素化することができ、顧客と設計者との間において、意思を統一したり、設定をすり合わせたり、設定を適正にしたりして各プロセス条件を容易に調整することができるので、プロセス装置を容易に設計し、評価することができる。
【０１０３】
また、供給媒体における組成が変動したり、製品の安定度の問題によってプロジェクト事情が変化したりしたときに、余裕度を削除する必要性があるかどうかを組成分布領域に基づいて容易に判断することができる。したがって、プロセス装置の安定性を向上させることができる。
【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塔内組成分布の表示方法による第１の出力例を示す図である。
【図２】従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布を数値によって表した図である。
【図３】従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第１の図である。
【図４】従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第２の図である。
【図５】従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第３の図である。
【図６】従来の結合型蒸留塔の塔内組成分布をグラフによって表した例を示す第４の図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における結合型蒸留塔の概念図である。
【図８】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９】本発明の第１の実施の形態における塔内組成分布の表示装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における塔内組成分布の表示方法の原理を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による第２の出力例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による第１の出力例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による第２の出力例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による出力例を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による出力例を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態における塔内組成分布の表示方法による出力例を示す図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態におけるエンジニアリングサービスシステムを示す図である。
【符号の説明】
４１    フィードノズル
４２    サイドカットノズル
４３    蒸気出口
４５    缶出液出口
９１    ＣＰＵ
９４    操作部
９５    ディスプレイ
９６    プリンタ
ＢＡＲ１、ＢＡＲ２、ＣＡＲ１〜ＣＡＲ３、ＣＡＲ１１〜ＣＡＲ１３、ＣＡＲ２１〜ＣＡＲ２３、ＣＡＲ３１〜ＣＡＲ３３、ＣＡＲ４１〜ＣＡＲ４３、ＣＡＲ５１〜ＣＡＲ５４、ＣＡＲ６１〜ＣＡＲ６４    組成分布領域
【図１】
0003881504.tif 000002
【図２】
0003881504.tif 000003
【図３】
0003881504.tif 000004
【図４】
0003881504.tif 000005
【図５】
0003881504.tif 000006
【図６】
0003881504.tif 000007
【図７】
0003881504.tif 000008
【図８】
0003881504.tif 000009
【図９】
0003881504.tif 000010
【図１０】
0003881504.tif 000011
【図１１】
0003881504.tif 000012
【図１２】
0003881504.tif 000013
【図１３】
0003881504.tif 000014
【図１４】
0003881504.tif 000015
【図１５】
0003881504.tif 000016
【図１６】
0003881504.tif 000017
【図１７】
0003881504.tif 000018