本發(fā)明涉及一種用于實施廣泛應用于諸多工業(yè)流程中的蒸餾操作的蒸餾裝置，尤其涉及一種熱交換型蒸餾裝置。

背景技術：
蒸餾分離操作被普遍廣泛地應用于工業(yè)流程，但也是能量消耗非常大的單元操作。因此在產(chǎn)業(yè)界中正在進行能夠減少能量消耗的蒸餾裝置的研究。在這樣的研究中，作為節(jié)能性優(yōu)異的蒸餾裝置，正在進行內(nèi)部熱交換型蒸餾塔(HeatIntegratedDistillationColumn，以下稱為HIDiC)的開發(fā)。該HIDiC的基本系統(tǒng)如圖1所示，具有將濃縮部(高壓部)和回收部(低壓部)分離排列的結構。并且，為了使?jié)饪s部的操作溫度高于回收部的操作溫度，而使?jié)饪s部的操作壓力高于回收部的操作壓力。由此，若在兩者間存在熱交換面，則從濃縮部向回收部產(chǎn)生熱移動，因此能夠減小重沸器的熱輸入量。而且由于濃縮部的熱量向回收部移動，因此能夠減小冷凝器的除熱量。因此，成為能量效率極高的蒸餾裝置。為了實現(xiàn)這種HIDiC的實用化，提出了多種雙重管結構的蒸餾裝置，該雙重管結構由形成濃縮部的內(nèi)管與形成回收部的外管構成(例如參照專利文獻1)。這樣的結構由于從濃縮部(內(nèi)管)向回收部(外管)產(chǎn)生熱移動，因此能夠減小重沸器中的熱輸入量和冷凝器中的除熱量。然而，如專利文獻1：日本特開2004-16928號公報公開那樣，濃縮部和回收部以雙重管結構構筑的熱交換型蒸餾裝置存在如下的1)～6)的課題。1)無法進行產(chǎn)物的側餾(sidecut)。側餾是指將得到最終餾出產(chǎn)物之前的蒸餾流程過程中的產(chǎn)物抽出作為中間分餾產(chǎn)物的情況。在專利文獻1記載的蒸餾裝置中，將雙重管結構的管單元組以彼此相接的方式配置。而且，向外管及內(nèi)管填充規(guī)則填充物。因此，無法以從各管單元的內(nèi)管取出中間分餾產(chǎn)物的方式形成配管，其結果是無法實現(xiàn)側餾。2)無法進行原料供給段(送料段)的優(yōu)化。這是因為，在由雙重管結構構筑的濃縮部和回收部中，各自的填充量相同，無法自由地設定濃縮部和回收部的段數(shù)。3)無法對應于供給的原料而改變供給位置。這是因為如上述2)所述那樣無法自由地設定送料段位置的結構的緣故。4)無法應對多元送料(多個原料流的接受)。這是因為如上述1)所述那樣無法向雙重管的途中供給原料的結構的緣故。5)裝置的維護困難。如上述1)所述那樣，由于使用了規(guī)則填充物的管單元彼此相鄰而密集，因此無法完全地接近所希望的管單元，從而無法進行它們的維護。6)使用了雙重管的濃縮部與回收部之間的熱交換量相對于傳熱面積沒有設計上的自由度，僅依賴于蒸餾塔的溫度分布，在裝置設計中熱交換量的設計上的自由度小。在總傳熱系數(shù)為U，傳熱面積為A，濃縮部與回收部之間的溫度差為ΔT時，濃縮部與回收部之間的熱交換量Q由Q＝U×A×ΔT表示。在使用了雙重管結構的HIDiC中，內(nèi)管壁面成為傳熱面積。該傳熱面積是根據(jù)雙重管的形狀決定的固定值。關于總傳熱系數(shù)，是根據(jù)傳熱結構及進行熱交換的流體物性而決定的固定值。因此，從上述的熱交換量算出式可知，設計時的熱交換量只能根據(jù)因濃縮部和回收部的操作壓力而變化的濃縮部與回收部之間的溫度差進行變更。作為能夠解決上述課題的熱交換型蒸餾裝置，本申請人提出了專利文獻2：日本專利第4803470號的裝置的方案。圖2表示專利文獻2公開的蒸餾裝置的第一例。該蒸餾裝置具備：濃縮塔1；配置在比濃縮塔1高的位置上的回收塔2；使回收塔的塔頂部2c與濃縮塔的塔底部1a連通的第一配管23；對來自回收塔的塔頂部2c的蒸氣進行壓縮而向濃縮塔的塔底部1a輸送的壓縮器4。而且，蒸餾裝置還具備：配置在濃縮塔1的規(guī)定的段上的管束型的熱交換器8；配置在回收塔2的規(guī)定的段上，從該規(guī)定的段將一部分的液體向塔外部抽出的抽液部2d；將來自抽液部2d的液體向熱交換器8導入的第二配管24；將經(jīng)由第二配管24向熱交換器8導入之后從熱交換器8流出的流體向抽液部2d的正下方的段導入的第三配管25。在這樣的圖2的結構中，利用第二配管24使液體從回收塔2向濃縮塔1的熱交換器8流動，利用熱交換器8奪取濃縮塔1內(nèi)的蒸氣的熱量，通過第三配管25能夠使該熱量從濃縮塔1向回收塔2移動。而且，液體因重力而從回收塔2向濃縮塔1流動，由此，熱交換器8內(nèi)的流體被從濃縮塔1向回收塔2壓出。即，本方式的結構成為熱虹吸方式，因此在從濃縮塔1向鉛垂方向上側的回收塔2的送液中不需要泵等壓力輸送機構。進而，圖3示出在專利文獻2中公開的蒸餾裝置的第二例。該蒸餾裝置具備：濃縮塔1、配置在比濃縮塔1高的位置上的回收塔2、使回收塔的塔頂部2c與濃縮塔的塔底部1a連通的第一配管23、將來自回收塔的塔頂部2c的蒸氣壓縮而向濃縮塔的塔底部1a輸送的壓縮器4。進而，蒸餾裝置還具備：設置在回收塔2的規(guī)定的段上而積存從上流下的液體的積液部2e、配置在積液部2e內(nèi)的熱交換器8、設置在濃縮塔1的規(guī)定的位置上且將上下的段完全分隔的分隔板16、將分隔板16的下側的蒸氣向熱交換器8導入的第二配管29、將經(jīng)由第二配管29向熱交換器8導入后從熱交換器8流出的流體向分隔板16的上側導入的第三配管30。在這樣的圖3的結構中，能夠通過第二配管29將濃縮塔1內(nèi)的蒸氣向塔外抽出，并將該蒸氣導入回收塔2內(nèi)的熱交換器8，從而能夠使?jié)饪s塔1的熱量向回收塔2移動。此外，濃縮塔1內(nèi)的高壓蒸氣朝向回收塔2中的熱交換器8而在第二配管29中上升，由此，在熱交換器8內(nèi)一部分或全部冷凝的流體從回收塔2被向塔外的第三配管30壓出。由此，該結構在從回收塔2向鉛垂方向下側的濃縮塔1的液體輸送中不需要泵等壓力輸送機構。上述的圖2及圖3的裝置結構與在一個塔中以原料供給位置為邊界上側為濃縮部而下側為回收部的非內(nèi)部熱交換型的普通的蒸餾裝置相比，能夠減小安裝在濃縮塔1的塔頂部的冷凝器7的除熱量，此外，也能夠減小安裝在回收塔2的塔底部的重沸器3的熱輸入量。其結果是，能夠提供能量效率高的蒸餾裝置。此外，由于能夠使用與普通的蒸餾裝置相同的板式(棚段)塔部或填充塔部來構成濃縮塔1、回收塔2，因此在側餾、多元送料的實施中無需對裝置進行特別的改進即能夠應對，并且容易進行裝置的維護。此外，依據(jù)同樣的理由，在濃縮塔、回收塔的段數(shù)的設定中存在自由度，也能夠進行原料供給段的優(yōu)化。此外，由于傳熱面積成為設計的自由度，因此能夠不依賴塔內(nèi)溫度差地決定熱交換量。如以上那樣，根據(jù)專利文獻2記載的裝置例(圖2及圖3)，能量效率優(yōu)異，能夠容易地應對側餾的實施或送料段位置的設定，裝置的維護也容易。而且，本發(fā)明的裝置成為設計的自由度增加的裝置結構，因此容易由使用者一方所接受。然而，本申請發(fā)明者們對于圖2及圖3所示的蒸餾裝置，以能量效率的進一步提高以及由使用者一方更容易接受的結構為目標，在各蒸餾裝置例中存在需要克服的以下的課題。即，在圖2所示的蒸餾裝置中采用如下的方法。利用塔外的配管24將回收塔2的任意段中的液體的一部分或全部抽出，向設置在濃縮塔1的任意段上的管束型熱交換器8供給，在此進行熱交換。然后，從回收塔2抽出的液體通過溫度更高的濃縮塔1的蒸氣而使一部分或全部氣化，并在熱虹吸效應下經(jīng)由塔外的配管25在不利用泵等施加來自外部的能量的情況下返回至回收塔2的上述的液體抽出位置的正下方。從而進行上述的流體的循環(huán)。在這種方法中，為了進行基于熱虹吸效果的流體的循環(huán)而在管束型熱交換器8的供給側(塔外的配管24)需要液壓差(水位差)。即，當配管24、25的沿著鉛垂方向延伸的部分相應于從回收塔2抽出液體的液體抽出位置X與濃縮塔1的熱交換器設置位置Y之間的距離(高度)變長時，進行熱交換的流體的壓力損失增加，因此，為了克服該壓力損失使流體循環(huán)，而以熱交換器8的入口位置(與熱交換器8連接的配管24的端部)為基準的液壓差也增大。然而，在熱交換器8的管內(nèi)，由于該液壓差的增加，壓力升高進而使沸點上升，因此與該沸點上升相應地，熱交換器8中的導管內(nèi)側與導管外側(殼)的實際的溫度差變小。為了對之進行填補而需要增大濃縮塔1的壓力，即需要提高壓縮器4的壓縮比來提升濃縮塔1內(nèi)的溫度。由此，在節(jié)能性的觀點上還存在應改善的課題。另一方面，在圖3所示的蒸餾裝置中采用以下所述的方法。在濃縮塔1的任意的段設置有將塔內(nèi)上下完全分隔的分隔板16，通過配管29將從分隔板16的下方上來的全部的蒸氣抽出至塔外，并向設置在回收塔2的任意的段上的管束型的熱交換器8供給，在此進行熱交換。然后，在熱交換器8中一部分或全部冷凝后的流體在重力的作用下經(jīng)由塔外的配管30向濃縮塔1內(nèi)的分隔板16的上部流動，冷凝后的液體能夠經(jīng)由其它的配管31而向分隔板16的下方移動。進行這樣的流體的循環(huán)。由于設想通過這樣的方法能夠將濃縮塔1內(nèi)的全部的蒸氣抽出至塔外，因此成為在濃縮塔1內(nèi)設置分隔板16并進一步經(jīng)由塔外的配管31及控制閥17使從回收塔2輸送至分隔板16上的冷凝液向分隔板16的下側空間移動這樣的復雜的結構。因此，在結構及制造成本的觀點方面存在需要改善的課題。進而，為了通過在分隔板16的上下產(chǎn)生壓力損失而獲得通過熱交換器8的導管的流體的驅動力，需要使塔底部1a的壓力比濃縮部1的塔頂部1c的壓力大該分隔板16的上下的壓力損失量。由此，需要將壓縮器4的出口側壓力升高該塔底部1a側的壓力的提升量(即增大壓縮比)。因此，在節(jié)能性的觀點上存在可改善的課題。為了解決上述的圖2和圖3的裝置結構例的兩方中的課題，本發(fā)明人等著眼于以下的實際情況。在HIDiC的實用化中，當對在回收部與濃縮部之間進行側熱交換的段彼此進行了最適當?shù)倪x定時，存在濃縮部的最下段不用于與回收部的熱交換的情況。表示這種情況的HIDiC的示意性的結構的圖為圖4，表示這種情況的HIDiC的實施方式例的圖是圖5、圖6。特別是，圖5表示將圖2的裝置的熱移動系統(tǒng)適用于圖4的示意性結構，圖6表示將圖3的裝置的熱移動系統(tǒng)適用于圖4的示意性結構。參照圖4～圖6的結構可知，濃縮部下部1d的單段或多個段完全不參與熱交換的情況很多。這種情況不僅限于板段，在填充層中也同樣。在這樣的結構中，溫度最高的濃縮部下部1d未被有效利用于熱交換。若如圖4～圖6所示為濃縮部下部1d未使用于與回收部的熱交換的結構，則不需要將壓縮器4的出口配管與濃縮塔的塔底部1a(濃縮部最下部)連接。在濃縮部中的位于最下方的熱交換部(緊靠濃縮部下部1d的上方的熱交換部)上連接壓縮器4的出口配管4a(參照圖4～圖6中的由虛線所示的連接狀態(tài))則更不會浪費熱量。但是，當將壓縮器4的出口配管4a不是與濃縮部最下部直接連接，而是與濃縮部中的位于最下方的熱交換部直接連接時，由于在比其靠下方的濃縮部下部1d不存在氣體，因此，將氣液平衡作為分離原理的蒸餾操作不成立。故無法實現(xiàn)采用這種連接方法的裝置。為此，本申請發(fā)明者等考慮例如如圖4所示，將與濃縮部下部1d相當?shù)牟课?圖4中由虛線表示的部位)2g移動配置到回收塔上部的上方(換言之，即原料供給段2f的上方)。這樣配置，流體的流動本身沒有任何變化，而且若將濃縮部下部1d的段配置在原料供給段2f的上方，則能夠使與濃縮部下部相當?shù)牟课?g在比濃縮塔1的壓力低的回收塔2的壓力下運轉。其結果是，該部位2g的相對揮發(fā)度變大，能夠減少原本進行分離操作所必要的能量(熱量)本身。此外，在如圖4～圖6中的虛線那樣在緊靠濃縮部下部1d的上方的位置連接壓縮器4的出口配管4a的情況下，來自壓縮器4的出口配管4a的蒸氣向濃縮塔1內(nèi)供給，熱量由此向回收塔2的下部的熱交換部2h移動，并再次向連接有出口配管4a的濃縮塔1的位置返回。若這樣，則本申請發(fā)明人等認為，無需特意將壓縮器4的出口配管4a與濃縮塔1連接，而是使其與回收塔2的下部的熱交換部2h直接連接，并且在此將熱交換后的流體導入至濃縮塔1的裝置結構更為良好。在后詳細說明基于上述考慮的裝置結構，圖5的裝置結構成為圖7的裝置結構，圖6的裝置結構成為圖8的裝置結構。根據(jù)圖7、圖8的裝置結構，在低壓塔和高壓塔的各幾個段彼此間進行熱交換的多個熱移動系統(tǒng)中的、設置在低壓塔下部與高壓塔下部之間的1個熱移動系統(tǒng)中，如圖7、圖8所示那樣直接向低壓塔下部的熱交換器8輸送來自壓縮器4的高壓蒸氣，將該熱交換器8中向低壓塔下部賦予了熱量的該高壓蒸氣導入濃縮塔1內(nèi)。在該熱移動系統(tǒng)中，解決了圖2的裝置結構的課題和圖3的裝置結構的課題這兩方。其理由如下。即，在圖2及圖5的裝置例中，為了在濃縮部與回收部之間進行熱交換而使用基于熱虹吸效應的流體的循環(huán)，但為了實現(xiàn)該流體循環(huán)，在管束型熱交換器8的供給側(塔外的配管24)需要液位差(水位差)，存在損害節(jié)能性的課題。但是，圖7的裝置結構由于在一部分的熱移動系統(tǒng)中不需要液位差，因此可以預見節(jié)能性的改善。另一方面，在圖3的裝置例中，向濃縮塔1供給的高壓蒸氣通過塔外的配管29向回收塔2內(nèi)移動，在回收塔2內(nèi)的積液部2e的熱交換器8中一部分或全部冷凝后的流體通過其它的配管30返回濃縮塔1。為此，需要通過分隔板16將濃縮塔1內(nèi)完全分隔，在分隔板16的下側空間連接配管29，在分隔板16的上側空間連接配管30，并將分隔板16的下側空間的壓力設定得較高。這樣的壓力差的設定存在損害節(jié)能性的課題，但圖8的裝置結構由于在一部分熱移動系統(tǒng)中不需要壓力差，因此能夠預見節(jié)能性的改善。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決上述那樣的圖2和圖3的裝置結構例這兩方中的課題，實現(xiàn)進一步的節(jié)能化?；诒景l(fā)明的一種方案的熱交換型蒸餾裝置具備：高壓塔，其在具有作為濃縮部而被利用的板式塔部或填充塔部的部位中相當于比位于最下部的熱交換部靠上的部位；低壓塔，其從所述高壓塔觀察時配置在上方，通過將具有作為回收部而被利用的板式塔部或填充塔部的部位以及濃縮部相當部分合并而成，所述濃縮部相當部分在所述濃縮部內(nèi)相當于比位于最下部的所述熱交換部靠下側的部位。并且，該濃縮部相當部分以與回收部連續(xù)的方式位于低壓塔內(nèi)的回收部的頂部的上方。進而，在上述的方案中，還具備：第一配管，其經(jīng)由將積存在高壓塔的塔底部的液體向低壓塔內(nèi)的濃縮部相當部分壓力輸送的機構，使高壓塔的塔底部與低壓塔內(nèi)的濃縮部相當部分連通；熱交換器，其配置在低壓塔的下部內(nèi)的段(可以是最下段，也可以不是最下段)中；第二配管，其使?jié)饪s部相當部分與低壓塔的下部內(nèi)的所述熱交換器連通；壓縮器，其設置于第二配管，將來自濃縮部相當部分的蒸氣壓縮而向低壓塔的下部內(nèi)的所述熱交換器輸送；第三配管，其將經(jīng)過了低壓塔的下部內(nèi)的熱交換器的流體導入高壓塔的塔底部。在這樣的方案中，通過將利用壓縮器產(chǎn)生的高溫蒸氣向設置在低壓塔的下部(但是，不局限于最下段)的熱交換器導入，并將經(jīng)過了該熱交換器的流體向高壓塔的下部導入，由此對低壓塔的下部(但是，不局限于最下段)施加熱量，并且能夠將應向高壓塔的最下部導入的流體冷卻。如此，使用了第二、第三配管及低壓塔內(nèi)的熱交換器的熱移動系統(tǒng)(側熱交換部)如同在高壓塔的最下部的段中設置有側式冷凝器且在低壓塔的下部的段(不局限于最下部)中設置有側式重沸器的結構。由此，與不具備上述的熱移動系統(tǒng)的蒸餾裝置相比，能夠減小冷凝器的除熱量，也能夠減小重沸器的熱輸入量。尤其是，使在低壓塔下部與高壓塔下部之間能夠進行熱交換的上述的熱移動系統(tǒng)向設于低壓塔中的熱交換器直接導入來自壓縮器的高壓蒸氣，由此構成將通過該熱交換器冷凝后的流體送入高壓塔內(nèi)的結構。即，為不需要圖2的裝置例那樣的液位差(水位差)或圖3的裝置例那樣的壓力損失的結構。由此，與不需要液位差和壓力損失相應地，節(jié)能性得以改善。此外，能夠使與濃縮部下部相當?shù)牟课?濃縮部相當部分)在比高壓塔的壓力低的低壓塔的壓力下進行運轉，因此與圖4～圖6的結構相比，能夠使?jié)饪s部相當部分的相對揮發(fā)度變大，降低原本進行分離操作所需要的能量(熱量)本身。根據(jù)以上的情況，能夠提供能量效率極高的蒸餾裝置。此外，由于濃縮部、回收部或高壓塔、低壓塔使用與普通的蒸餾裝置同樣的板式塔部或填充塔部構成，因此無需對裝置進行特別的改進即可應對側餾、多元送料的實施，并且還能夠容易進行裝置的維護。此外，根據(jù)同樣的理由，在濃縮部、回收部的段數(shù)的設定中存在自由度，也能夠進行原料供給段的最佳化。進而，由于傳熱面積成為設計的自由度，因此能夠不依賴于塔內(nèi)溫度差而決定熱交換量。由此，根據(jù)本發(fā)明，能量效率優(yōu)越，能夠容易地應對側餾的實施、饋送料段位置的設定，且容易進行裝置的維護。此外，本發(fā)明的裝置為增加了設計自由度的裝置結構，因此容易被用戶側接受。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠解決圖2和圖3的裝置結構例的兩方中的課題，并進一步實現(xiàn)節(jié)能化。附圖說明圖1是表示HIDiC的基本結構的圖；圖2是表示相關的先行技術的專利文獻2中公開的蒸餾裝置的一個例子的簡要結構圖；圖3是表示相關的先行技術的專利文獻2中公開的蒸餾裝置的另一示例的簡要結構圖；圖4是為了說明本申請發(fā)明的研究細節(jié)而示出的裝置示意圖；圖5是表示根據(jù)圖4的示意性結構而實施了圖2的裝置結構的方式的圖；圖6是表示根據(jù)圖4的示意性結構而實施了圖3的裝置結構的方式的圖；圖7是本發(fā)明的一實施方式的熱交換型蒸餾裝置的整體結構圖；圖8是本發(fā)明的另一實施方式的熱交換型蒸餾裝置的整體結構圖；圖9是表示配置在圖7、圖8的低壓塔內(nèi)的管束型熱交換器的周邊結構的圖；圖10是配置在圖7、圖8的高壓塔內(nèi)的抽液部的結構圖；圖11是表示配置在圖7、圖8的高壓塔內(nèi)的管束型熱交換器的周邊結構的圖。[符號說明]1濃縮塔(在圖7、8的方式中稱為高壓塔。)1a塔底部1b板式塔部(或填充塔部)1c塔頂部1d濃縮塔下部2回收塔(在圖7、8的方式中稱為低壓塔。)2a塔底部2b板式塔部(或填充塔部)2c塔頂部2d抽液部2e積液部2f原料供給段2g濃縮部相當部分3加熱器(重沸器)4壓縮器4a出口配管5擱板6壓力輸送機構7冷凝器(condenser)8管束型熱交換器9積液用托盤10、12、14液體11、13、18蒸氣(vapor)15積液用擱板16分隔板21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31配管X從回收塔抽出液體的液體抽出位置Y濃縮塔的熱交換器設置位置具體實施方式本發(fā)明的熱交換型蒸餾裝置的基本特征在于，分別設置：使沿鉛垂方向延伸的作為回收部利用的部位以及濃縮部相當部位合并而成的塔體(低壓塔)、由沿鉛垂方向延伸的濃縮部中的除了上述的濃縮部相當部位的部位構成的塔體(高壓塔)，并使低壓塔在從高壓塔觀察時配置在上方，所述濃縮部相當部位相當于設置在濃縮部的比側熱交換部中的最下段的部位靠下側的部位。需要說明的是，非內(nèi)部熱交換型的普通的蒸餾裝置由沿鉛垂方向構建的塔構成，所述塔由塔底部、板式塔部(或填充塔部)、塔頂部構成，在板式塔部(或填充塔部)中，以原料供給位置為邊界，上側為濃縮部，下側為回收部，與本發(fā)明的熱交換型蒸餾裝置完全不同。特別是，以下所說明的方式使用了本申請人已經(jīng)提交的圖2及圖3的蒸餾裝置這兩結構。因此，對于與圖2及圖3所示的構成要素相同的部分使用相同的附圖標記來說明本發(fā)明的實施方式例。圖7表示本發(fā)明的一實施方式的熱交換型蒸餾裝置的整體結構圖。本實施方式的熱交換型蒸餾裝置具有：高壓塔1，其是濃縮部中的除了與比在最下部進行側熱交換的部位更靠下側的段相當?shù)牟课坏?、剩余的部位；低壓?，其通過將從高壓塔1觀察時配置在上方的全部回收部和上述的濃縮部下部合并構成。高壓塔1包括塔底部1a、板式塔部(或填充塔部)1b、塔頂部1c。低壓塔2包括塔底部2a、板式塔部(或填充塔部)2b、塔頂部2c、后述的濃縮部下部2g。進而，如在發(fā)明內(nèi)容中使用圖4和圖5說明那樣，本實施方式的高壓塔1與從圖5的濃縮塔1切去濃縮部下部1d而剩下的部位(濃縮部上部)相當，與該切去的濃縮部下部1d相當?shù)牟课?以下，稱為濃縮部相當部分2g。)配置在低壓塔2的回收部頂部2c的上方。在如上述能夠將低壓塔上部作為濃縮部相當部分2g使用的結構中，能夠使?jié)饪s部相當部分2g在比圖5的濃縮塔1的壓力低的低壓塔2的壓力下運轉。因此，濃縮部相當部分2g的相對揮發(fā)度變大，能夠減少原本進行分離操作所必要的能量(熱量)本身。板式塔部1b、2b是在塔內(nèi)設置了幾個水平的擱板(托盤)的類型的塔。將各個擱板間的空間稱為段。在各段中促進氣液接觸并進行物質移動的結果是，將富含揮發(fā)性較高的成分的氣相向上方的段傳送，使富含揮發(fā)性較低的成分的液相向下方的段流落，再與新的液相或氣相進行氣液接觸并進行物質移動。這樣的話，越靠塔的上部的段越富含揮發(fā)性高的成分，越靠下部的段越富含揮發(fā)性低的成分，由此進行蒸餾操作。能夠置換為板式塔部的填充塔部是向中空的塔內(nèi)放入某些填充物，并在其表面進行氣液接觸的類型的塔。通過與板式塔部相同的機構，越靠塔的上部越富含揮發(fā)性高的成分，越靠下部越富含揮發(fā)性低的成分，由此進行蒸餾操作。需要說明的是，在圖7中，雖然板式塔部1b、2b(或填充塔部)的內(nèi)部描繪成空白，但實際上采用上述那樣的結構。進而，對高壓塔1及低壓塔2分別進行獨立的詳細說明。首先說明低壓塔2。在低壓塔2的塔底部2a的外側配設有被稱為重沸器的加熱器3，配管21從塔底部2a的空間下部經(jīng)由加熱器3向塔底部2a的空間上部設置。由此，在低壓塔2的板式塔部2b(或填充塔部)流下的液體積存于塔底部2a，該液體的一部分通過加熱器3被加熱而成為蒸氣并向塔頂上升。此外，通過配管22能夠從塔底部2a的最底部得到富含揮發(fā)性低的成分的殘液。低壓塔2內(nèi)的回收部頂部2c為供給原料的位置，在該部位設有原料供給段2f。如上所述，在低壓塔2內(nèi)的回收部的上方(即原料供給段2f的上方)配置有濃縮部相當部分2g。濃縮部相當部分2g和低壓塔2內(nèi)的回收部塔頂部2c以內(nèi)部相通的方式連續(xù)。在本實施方式中，將原料供給位置作為低壓塔2內(nèi)的回收部塔頂部2c，但原料供給位置如果需要應對原料組成的變化，則也可以是板式塔部2b(或填充塔部)的任意的段。此外，在存在多種原料的情況下，原料供給位置也可以為低壓塔2內(nèi)的回收部頂部2c及其以外的任意的段(也包括高壓塔1的段)。低壓塔2的板式塔部2b(或填充塔部)在規(guī)定的段中具有抽液部2d。抽液部2d處于位于比后述的積液部2e靠上側的位置的段中。如圖9所示，抽液部2d將從上流下的液體10積存在積液用擱板5，并將液體10的一部分向低壓塔2的外部抽出。在抽液部2d上連接有使液體10的一部分朝向高壓塔1的配管24。此外，來自高壓塔1側的配管25貫通低壓塔2的外壁而插入緊靠抽液部2d的下方的段中。從插入緊靠抽液部2d的下方的段中的配管25如后述那樣導入混合有蒸氣11和液體12的流體，蒸氣11上升，液體12下落。此外，低壓塔2的最接近塔底部2a的板式塔部2b(或填充塔部)具有積液部2e。積液部2e在積液用擱板15上積存規(guī)定量的從上流下的液體10，并使從積液用擱板15溢出的液體向下方落下。以管束型熱交換器8的導管浸漬于積存在積液部2e的液體中的方式在積液部2e內(nèi)配置管束型熱交換器8(參照圖11)。管束型熱交換器8的U形管中的平行的導管部分8a、8b沿著積液用擱板15配置。在該平行的導管部分中的上側的導管部分8b上連接有與壓縮器4的出口連接的配管4a(參照圖7)。在下側的導管部分8a上連接有從低壓塔2向高壓塔1的塔底部1a輸送流體的配管30(參照圖7)。此外，在壓縮器4的入口經(jīng)由配管23連接有配置在低壓塔2之上的濃縮部相當部分2g。在此，對積液部2e中的熱交換器8的作用進行說明。在上述的蒸餾裝置中，原料液從低壓塔2內(nèi)的回收部頂部2c(原料供給段2f)通過板段或填充層流下。該液體10(參照圖11)積存在設置于任意的段中的積液用擱板15上的積液部2e。由于在積液部2e內(nèi)配置有管束型熱交換器8的U形管，因此該U形管浸漬在液體10中。在該狀態(tài)下，通過壓縮器4形成的高溫蒸氣經(jīng)由配管4導入積液部2e中的熱交換器8的上側的導管部分8b。此時，與供高溫蒸氣移動的導管部分8b、8a的外壁相接觸的液體10的一部分被加熱并成為蒸氣18而上升(參照圖11)。需要說明的是，未成為蒸氣而剩下的液體越過出口堰堤而流下。此外，從配管4a向低壓塔2內(nèi)的熱交換器8導入的高溫蒸氣隨著從上側的導管部分8b在下側的導管部分8a中移動，一部分或全部冷凝而從氣相變成液相。通過該冷凝形成的液體和未冷凝的蒸氣通過塔外的配管30而輸送至高壓塔1的塔底部1a(參照圖7)。進一步說明高壓塔1。配管26的一端與高壓塔1的塔底部1a的最底部連接，該配管26的另一端與配置在低壓塔2內(nèi)的回收部頂部2c(原料供給段2f)的上方的濃縮部相當部分2g連接。為了使積存在高壓塔1的塔底部1a的液體向濃縮部相當部分2g回流，需要在配管26的中途設置送出泵6。在高壓塔1的塔頂部1c的外側配設有被稱為冷凝器的冷凝器7，配管28從塔頂部1c的空間上部向冷凝器7設置。由此，移動至高壓塔1的塔頂部1c的蒸氣由冷凝器7冷卻而成為液體，得到富含揮發(fā)性高的成分的餾出液。此外，該液體的一部分根據(jù)需要而向塔頂部1c回流。此外，在比高壓塔1的板式塔部1b的連接有配管30的位置靠上側的段中插入有管束型熱交換器8。管束型熱交換器8的U形管中的平行的導管部分沿著用于臨時積存冷凝后的液體并對上升蒸氣進行整流的積液用托盤9配置。該平行的導管部分中的下側的導管部分8a和與低壓塔2的抽液部2d連接的配管24相連。并且，上側的導管部分8b與插入于緊靠抽液部2d的下方的段中的配管25相連。在此，對管束型熱交換器8的作用進行說明。在本裝置中，從濃縮部相當部分2g排出的蒸氣在通過壓縮器4升壓并升溫后通過低壓塔2內(nèi)的熱交換器8被一部分或全部冷凝，并向高壓塔1的塔底部1a供給。在此供給的流體中的蒸氣13(參照圖10)在板式塔部1b上升，并與高壓塔1內(nèi)的管束型熱交換器8的導管接觸。此時，由于通過配管24向熱交換器8的下側的導管部分8a導入低壓塔2的任意的段中的液體，因此該導管部分8a內(nèi)的液體通過蒸氣13的熱量加熱，且與導管部分8a接觸的蒸氣13的一部分成為液體14而落下。進而，熱交換器8的上側的導管部分8b也通過蒸氣13的熱量被加熱，因此，從配管24導入熱交換器8內(nèi)的液體隨著從下側的導管部分8a在上側的導管部分8b中移動而變成混合有液相12和氣相11的流體。然后，該流體通過塔外的配管25而被導入緊靠低壓塔2的抽液部2d的下方的段(參照圖7、9)。在這樣的流體的循環(huán)中，本結構為熱虹吸方式，因此不特別需要泵等壓力輸送機構。即，從低壓塔2的抽液部2d至高壓塔1的熱交換器8的下側的導管部分8a通過配管24連接，進而，從高壓塔1的熱交換器8的上側的導管部分8b至緊靠回收塔2的抽液部2d的下方的段通過配管25連接，因此，液體在重力的作用下從低壓塔2向高壓塔1流動，經(jīng)過高壓塔1的熱交換器8后的流體通過熱虹吸效應從高壓塔1向低壓塔2循環(huán)移動。上述的實施方式的蒸餾裝置發(fā)揮以下這樣的效果。如上所述，通過壓縮器4形成的高溫蒸氣直接向低壓塔2內(nèi)的熱交換器8導入，且經(jīng)過該熱交換器8的流體向高壓塔1的下部導入，由此，能夠對低壓塔2的下部賦予熱量并冷卻應向高壓塔2的下部導入的流體。如此，使用了配管4a、30及低壓塔2內(nèi)的熱交換器8的第一熱移動系統(tǒng)(側熱交換部)如同在低壓塔2的下部的段(可以是最下段，也可以不是最下段)設置有側式重沸器且在高壓塔1的下部的段(最下段)設置有側式冷凝器這樣的結構。由此，與不具備該第一熱移動系統(tǒng)的蒸餾裝置相比，能夠減小高壓塔1的冷凝器7的除熱量，還能夠減小低壓塔2的重沸器3的熱輸入量。進而，如上所述，通過高壓塔1內(nèi)的熱交換器8奪取高壓塔1內(nèi)的蒸氣的熱量，可以通過配管25使該熱量從高壓塔1向低壓塔2移動。使用了這樣的配管24、25及高壓塔1內(nèi)的熱交換器8的第二熱移動系統(tǒng)(側熱交換部)也如同在比高壓塔1的下部靠上方的段設置有側式冷凝器且在比低壓塔2的下部靠上方的段設置有側式重沸器這樣的結構。由此，與不具有該第二熱移動系統(tǒng)的蒸餾裝置相比，能夠減小高壓塔1的冷凝器7的除熱量，還能夠減小低壓塔2的重沸器3的熱輸入量。尤其是，能夠在低壓塔的下部與高壓塔的下部之間進行熱交換的上述第一熱移動系統(tǒng)向設置在低壓塔2內(nèi)的積液部2e的熱交換器8直接導入來自壓縮器4的高壓蒸氣，由此，成為將通過該熱交換器8冷凝后的流體送入高壓塔1內(nèi)的結構(圖7)。該結構如發(fā)明內(nèi)容一欄中說明的那樣，由于不需要圖2的裝置例那樣的液位差(水位差)，因此相應地能夠預見到節(jié)能性的改善。即，與在設于蒸餾裝置的全部的側熱交換部中采用上述第二熱移動系統(tǒng)那樣的圖5的裝置結構相比，節(jié)能性得以提高。進而，根據(jù)本實施方式，能夠如上述那樣使?jié)饪s部相當部分2g在比高壓塔1的壓力低的低壓塔2的壓力下進行運轉，因此與圖5的裝置結構相比，能夠增大濃縮部相當部分2g的相對揮發(fā)度，能夠減少原本進行分離操作所必要的能量(熱量)本身。需要說明的是，在圖7中，上述熱移動系統(tǒng)僅示出2組配設，但也可以設置與例如全部理論段數(shù)的10～30％相當?shù)呐湓O組數(shù)的熱移動系統(tǒng)。當然，熱移動系統(tǒng)的設置數(shù)、熱交換器和配管的配置位置可以根據(jù)設計任意確定。上述的圖7的裝置對于圖5的裝置中的、在回收部中配置在位置最下方的側熱交換部與在濃縮部中配置在位置最下方的側熱交換部之間進行熱交換的熱移動系統(tǒng)采用下述方法，即，將通過壓縮器4產(chǎn)生的高溫蒸氣直接導入低壓塔2的回收部下部的熱交換器8，并將經(jīng)過該熱交換器8的流體向高壓塔1的下部導入。但是，可以將該方法用于圖6的裝置中的進行在回收部中位于最下方的側熱交換部和在濃縮部中位于最下方的側熱交換部之間的熱交換的熱移動系統(tǒng)，如此成為圖8的裝置結構。由于該結構不需要圖3的裝置例那樣的壓力損失，因此能夠如圖7的裝置的情況同樣地改善節(jié)能性。進而，由于能夠使?jié)饪s部相當部分2g在比高壓塔1的壓力低的低壓塔2的壓力下進行運轉，因此能夠與圖7的裝置的情況同樣地減少分離操作所需要的能量(熱量)本身。此外，以上例示的本發(fā)明的熱交換型蒸餾裝置使用與普通的蒸餾裝置同樣的板式塔部或填充塔部而構成，因此無需特別改進裝置即可應對側餾、多元送料的實施，并且能夠容易進行裝置的維護。另外，基于同樣的理由，在高壓塔、低壓塔的段數(shù)的設定中存在自由度，因此能夠進行原料供給段的最佳化。即，作為以專利文獻1為代表的使用了雙重管結構的熱交換型蒸餾裝置的課題所列舉的所述1)～5)由本發(fā)明解決。進而，在上述實施方式(圖7、圖8)中，由于使用管束型熱交換器8作為從高壓塔1向低壓塔2進行熱移動的熱移動系統(tǒng)的構成要素，因此根據(jù)該熱交換器8的導管設計而能自由地改變傳熱面積A。因此，關于高壓1與低壓塔2之間的熱交換量的決定，不僅高壓塔1與低壓塔2之間的溫度差ΔT，也可以將傳熱面積A形成為設計上的自由度。根據(jù)該情況，使用了所述雙重管結構的熱交換型蒸餾裝置的課題6)由本發(fā)明解決。如以上那樣關于本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，例示并說明了幾個實施方式，但本申請發(fā)明并未限定為這些實施方式，在不脫離其技術思想的范圍內(nèi)當然可以進行各種變更來實施。在上述的實施方式(圖7、圖8)中，例示出高壓塔1與包括濃縮塔相當部分2g的低壓塔2在鉛垂方向上上下連結的方式，但本發(fā)明不局限于該方式。即，本發(fā)明包括高壓塔1和包括濃縮塔相當部分2g的低壓塔2分別獨立構成的方式。本申請主張以在2012年3月30日申請的日本申請?zhí)卦?012-80525為基礎的優(yōu)先權，其公開的全部內(nèi)容引用于此。