省エネ蒸留塔－内部熱交換型蒸留装置と垂直分割型蒸留塔

摘要

蒸気圧（沸点）の違いを利用して混合物を分離する蒸留塔は典型的なエネルギー多消費型のプロセスである。 塔底のリボイラで加熱（蒸発）して蒸気を作る一方，塔頂からの蒸気をコンデンサで冷却（凝縮）し液を蒸留塔にリフラックス（還流）として戻すのである（図1）。 理論的に最小還流比があり，塔頂からの蒸気を凝縮した液をその最小値よりも多く蒸留塔に戻す必要があり，下で加熱すると同時に上で冷却することになる。 それゆえ，いかにこのエネルギー消費を押さえるかが重要な課題である。 蒸留塔プロセスの省エネルギーとしては，プロセス中の温度レベルを組み合わせるヒートインテグレーションにより蒸留塔回りの消費エネルギーを最小にする努力が払われてきた。 蒸留プロセスへのヒートポンプの適用も行われてきた。 蒸留塔自身については，運転圧力の低圧化，フィード段の最適化，フィードプレヒータの設置，マルチフィード化による還流比の低減，規則充填物への取り替えによる還流比の低減化などの運転改善，設備改造や制御改善が省エネルギーのために行われてきた。 最近蒸留塔の構造自体を変えた省エネルギー蒸留プロセスが注目を集めている。