JP6865798B2 - How to operate the carbon monoxide stable isotope concentrator and the carbon monoxide stable isotope - Google Patents
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Description
本発明は、一酸化炭素安定同位体濃縮装置および一酸化炭素安定同位体装置の運転方法に関する。 The present invention relates to a carbon monoxide stable isotope concentrator and a method for operating a carbon monoxide stable isotope device.
炭素には、12Cと13Cという2種類の安定同位体が存在する。このうち、13Cは、現在、主に自然科学や医療分野でトレーサ等として用いられている。 There are two types of stable isotopes of carbon, 12 C and 13 C. Of these, 13C is currently used mainly as a tracer in the natural sciences and medical fields.
安定同位体を99%以上の高濃度に濃縮する方法として、蒸留カスケードプロセスに同位体スクランブリングを組み合わせた技術が知られている。ここで、蒸留カスケードプロセスとは、複数の蒸留塔をカスケード方式で連結し、個々の蒸留塔で濃縮される特定の成分を隣接する蒸留塔に供給し、さらに濃縮するものである。蒸留カスケードプロセスにより、分離係数(比揮発度、もしくは相対揮発度)が1に近く、非常に大きな理論段数が必要である構造異性体や同位体の濃縮が可能になる。また、同位体スクランブリングとは、化合物を構成する原子をランダムに組み替える交換反応である。 As a method for concentrating stable isotopes to a high concentration of 99% or more, a technique that combines isotope scrambling with a distillation cascade process is known. Here, the distillation cascade process is a process in which a plurality of distillation columns are connected in a cascade manner, specific components to be concentrated in each distillation column are supplied to adjacent distillation columns, and the distillation columns are further concentrated. The distillation cascade process enables the enrichment of structural isomers and isotopes whose separation factor (specific volatility or relative volatility) is close to 1 and requires a very large number of theoretical plates. In addition, isotope scrambling is an exchange reaction in which atoms constituting a compound are randomly rearranged.
特許文献1には、同位体スクランブルに関する技術が記載されている。特許文献1では、触媒反応による同位体スクランブルを採用している。 Patent Document 1 describes a technique relating to isotope scrambling. Patent Document 1 employs isotope scrambling by a catalytic reaction.
一酸化炭素の蒸留に、上述の蒸留カスケードプロセスと、特許文献1に記載された同位体スクランブリングとを組み合わせた技術が用いられるようになった。この技術では、蒸留カスケードプロセスで濃縮された12C18O分子の一部を、同位体スクランブリングによって13C18Oに変換し(13C16O+12C18O→12C16O+13C18O)、同位体スクランブリングされた一酸化炭素を蒸留カスケードプロセスでさらに濃縮することで、より効率的に(高い収率で)13CO(13C16Oおよび13C18Oの合計)を濃縮する。この技術により、13C16Oおよび13C18Oが合計で99%以上の高濃度に濃縮された一酸化炭素が得られる。 For the distillation of carbon monoxide, a technique combining the above-mentioned distillation cascade process and the isotope scrambling described in Patent Document 1 has come to be used. In this technique, some of the 12 C 18 O molecules concentrated in the distillation cascade process are converted to 13 C 18 O by isotope scrambling (13 C 16 O + 12 C 18 O → 12 C 16 O + 13 C 18). O), isotope scrambled carbon monoxide is further concentrated in a distillation cascade process to more efficiently (in high yields) concentrate 13 CO ( total of 13 C 16 O and 13 C 18 O). To do. By this technique, carbon monoxide obtained in which 13 C 16 O and 13 C 18 O are concentrated to a high concentration of 99% or more in total is obtained.
しかしながら、上述の技術で得られる一酸化炭素は、酸素の安定同位体である18Oとの組み合わせである13C18Oの濃度が高く、医療分野のトレーサとして用いるには課題があった。 However, carbon monoxide obtained by the above-mentioned technique has a high concentration of 13 C 18 O, which is a combination with 18 O, which is a stable isotope of oxygen, and has a problem in being used as a tracer in the medical field.
上記の課題に対して、特許文献2では、18Oを含む同位体分子の存在割合を低くする18O減損という技術を組み合わせて、13C18Oの存在割合を低減した13CO製品を得ている。具体的に、特許文献2には、カスケード接続された複数の蒸留塔のうち、上流側末端に配置された蒸留塔と、下流側末端に配置された蒸留塔との間の蒸留塔に18O減損機器が接続された一酸化炭素安定同位体濃縮装置が開示されている。 For the above problems, Patent Document 2, a combination of techniques that the presence proportion of lower 18 O impairment isotopic molecules containing 18 O, to give a 13 CO product with a reduced abundance ratio of 13 C 18 O There is. Specifically, in Patent Document 2, among a plurality of distillation columns connected in cascade, the distillation column between the distillation column arranged at the upstream end and the distillation column arranged at the downstream end is 18 O. A stable carbon monoxide enricher to which an impaired device is connected is disclosed.
特許文献2に開示された一酸化炭素安定同位体濃縮装置では、18O減損機器が接続された蒸留塔において、13Cを含む一酸化炭素安定同位体が濃縮された一酸化炭素を蒸留塔から18O減損機器へ抜出し、18O減損装置において酸化還元反応をさせ、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換し、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子を減損する。 In the carbon monoxide stable isotope concentrator disclosed in Patent Document 2, in a distillation tower to which an 18 O attenuating device is connected, carbon monoxide enriched with a stable carbon monoxide isotope containing 13 C is discharged from the distillation tower. 18 withdrawn to O impairment device, 18 O impairment device to an oxidation-reduction reaction in a part of the monoxide carbon isotope molecules containing 18 O, converted to carbon monoxide stable isotope molecules containing 16 O, 18 Attenuates carbon monoxide stable isotope molecules, including O.
工業プロセスでは、酸化還元反応として一般的な水性ガスシフト反応が利用される。水性ガスシフト反応は、下式(A)に示す正反応と、下式(B)に示す逆反応とを有する。
(正反応) 13C18O + H2 16O → 13C16O18O + H2 ・・・式(A)
(逆反応) 13C16O18O + H2 → 13C16O + H2 18O ・・・式(B)
In the industrial process, a general water-gas shift reaction is used as the redox reaction. The water-gas shift reaction has a positive reaction represented by the following formula (A) and a reverse reaction represented by the following formula (B).
(Positive reaction) 13 C 18 O + H 2 16 O → 13 C 16 O 18 O + H 2 ... Equation (A)
(Reverse reaction) 13 C 16 O 18 O + H 2 → 13 C 16 O + H 2 18 O ・ ・ ・ Equation (B)
特許文献2に開示された一酸化炭素安定同位体濃縮装置では、18O減損装置が蒸留プロセスの中間部に位置するため、水性ガスシフト反応の副生成物(H2、H2O又はCO2)が蒸留塔に混入する可能性がある。したがって、一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転時には、副生成物である上記の3成分の不純物濃度を常時管理しなければならない。 In the carbon monoxide stable isotope concentrator disclosed in Patent Document 2, since the 18 O attenuator is located in the middle part of the distillation process, it is a by-product of the water gas shift reaction (H 2 , H 2 O or CO 2 ). May get mixed in the distillation column. Therefore, when operating the carbon monoxide stable isotope concentrator, the impurity concentrations of the above three components, which are by-products, must be constantly controlled.
また、副生成物のうち、H2OおよびCO2については、長期の運転によって蒸留塔内に極微量に入りうる不純物が蓄積し、蒸留塔が閉塞するなどの問題が発生する可能性がある。一度混入した不純物は加温しなければ除去できないため、内部に長時間かけて蓄積した製品13COを排出しなければならない。 In addition, among the by-products, H 2 O and CO 2 may cause problems such as clogging of the distillation column due to accumulation of impurities that can enter a very small amount in the distillation column due to long-term operation. .. Since the impurities once mixed cannot be removed without heating, the product 13 CO accumulated inside for a long time must be discharged.
一般的に、同位体の分離プロセスでは、装置を起動してから規定量(仕様通りの採取量、計画値)の製品を採取できるようになるまでの時間(以下、「起動時間」ということもある)が数か月〜数年かかる場合がある。 Generally, in the isotope separation process, the time from when the device is started until the specified amount (collection amount according to specifications, planned value) of the product can be collected (hereinafter, also referred to as "startup time"). Yes) may take months to years.
さらに、装置の起動中には製品を採取しないため、蒸留塔群の下流側で13C18Oが定格値の濃度よりも高い状態で蓄積してしまう。具体的には、13CO濃度が99%以上になった時点で生産を開始した場合、生産開始直後の13C18O濃度が定格値の2〜5倍程度になる。そこで、18O減損装置の減損処理能力が大きくなるように設計することも考えられるが、13C18O濃度が高くなるのは生産開始後の一定期間だけであるため、安定運転後は過剰な設備となり、イニシャルコストの増加を招く。 Further, since the product is not collected during the start-up of the apparatus, 13 C 18 O accumulates in a state higher than the rated value concentration on the downstream side of the distillation column group. Specifically, when production is started when the 13 CO concentration reaches 99% or more, the 13 C 18 O concentration immediately after the start of production becomes about 2 to 5 times the rated value. Therefore, it is conceivable to design the 18 O impairment device so that the impairment processing capacity is increased, but since the 13 C 18 O concentration increases only for a certain period after the start of production, it is excessive after stable operation. It becomes a facility and causes an increase in initial cost.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、必要最小限の18O減損装置の減損処理能力、及び必要最小限の管理によって、装置起動時のトラブルの低減、かつ起動時間の短縮が可能な一酸化炭素安定同位体濃縮装置とその運転方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems , and by reducing the necessary minimum impairment processing capacity of the 18 O impairment device and the minimum necessary management, the trouble at the time of starting the device is reduced and the start-up time is shortened. It is an object of the present invention to provide a carbon monoxide stable isotope concentrator capable of the above and a method for operating the same.
上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。
[1] 一酸化炭素安定同位体分子である13C16Oを濃縮する一酸化炭素安定同位体濃縮装置であって、
複数の蒸留塔がカスケード接続された、複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素を蒸留し、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮する蒸留塔群と、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔に接続され、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を酸化還元反応させて16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換し、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子を減損する18O減損機器と、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔と前記18O減損機器との間に位置し、前記蒸留塔から13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出して前記18O減損機器に導入する導入ラインと、
前記18O減損機器から濃縮された13C16Oを製品として導出する導出ラインと、
前記18O減損機器と前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔との間に位置し、前記18O減損機器から18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を前記蒸留塔に返送する返送ラインと、を備える、一酸化炭素安定同位体濃縮装置。
[2] 前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔以外の蒸留塔の少なくとも1つに接続され、同位体スクランブリングによって16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子を、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換する同位体スクランブラをさらに備える、前項[1]に記載の一酸化炭素安定同位体濃縮装置。
[3] 一酸化炭素安定同位体分子である13C16Oを濃縮する一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転方法であって、
前記一酸化炭素安定同位体濃縮装置の起動時に、
複数の蒸留塔がカスケード接続された蒸留塔群にて、複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素を蒸留して、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮し、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔から、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出し、この一酸化炭素に含まれる、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換して、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得、この一酸化炭素を前記蒸留塔に返送する、一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転方法。
[4] 前記一酸化炭素安定同位体濃縮装置の起動後に、
複数の蒸留塔がカスケード接続された蒸留塔群にて、複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素を蒸留し、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮する蒸留工程と、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔から、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出し、この一酸化炭素に含まれる、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換して、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得る18O減損工程と、を含む定常運転を行い、
前記減損工程後の、濃縮された13C16Oを製品として導出する、前項[3]に記載の一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転方法。
In order to achieve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
[1] A carbon monoxide stable isotope concentrator that concentrates 13 C 16 O, which is a stable carbon monoxide isotope molecule.
A group of distillation columns in which a plurality of distillation columns are cascaded to distill a raw material carbon monoxide containing a plurality of types of stable carbon monoxide isotope molecules and concentrate a stable carbon monoxide isotope molecule containing 13 C.
It is connected to a distillation tower located at the downstream end of the distillation tower group, and a part of the stable carbon monoxide isotope molecule containing 18 O is subjected to an oxidation-reduction reaction to form a stable carbon monoxide isotope molecule containing 16 O. conversion, and 18 O impairment device that impairment monoxide carbon isotope molecules containing 18 O,
A carbon monoxide stable isotope molecule containing 13 C is concentrated from the distillation column located between the distillation column located at the downstream end of the distillation column group and the 18 O-damaging equipment. An introduction line that extracts part or all of it and introduces it into the 18 O-damaged equipment.
A derivation line that derives 13 C 16 O concentrated from the 18 O impairment equipment as a product, and
The 18 located between the O impairment device and the distillation column unit on the downstream side ends arranged distillation column, carbon monoxide stable isotope molecules containing 18 O from the 18 O impairment device is impaired monoxide A carbon monoxide stable isotope concentrator comprising a return line for returning carbon to the distillation column.
[2] A stable isotope molecule of carbon monoxide, which is connected to at least one of the distillation columns other than the one arranged at the downstream end of the group of distillation columns and contains 16 O by isotope scrambling, is added to 18 O. The carbon monoxide stable isotope concentrator according to the preceding item [1], further comprising an isotope scrambler that converts the contained carbon monoxide stable isotope molecule.
[3] A method of operating a carbon monoxide stable isotope concentrator that concentrates 13 C 16 O, which is a carbon monoxide stable isotope molecule.
At the time of starting the carbon monoxide stable isotope concentrator,
In a group of distillation columns in which multiple distillation columns are connected in cascade, raw material carbon monoxide containing a plurality of types of stable carbon monoxide isotope molecules is distilled to concentrate carbon monoxide stable isotope molecules containing 13 C. ,
A part or all of carbon monoxide in which a stable carbon monoxide isotope molecule containing 13 C is concentrated is extracted from the distillation towers arranged at the downstream end of the distillation tower group, and is contained in the carbon monoxide. , a portion of the carbon monoxide stable isotope molecules containing 18 O, is converted into carbon monoxide stable isotope molecules containing 16 O, CO stable isotope molecules containing 18 O is impaired monoxide A method for operating a stable carbon monoxide isotope concentrator, which obtains carbon and returns the carbon monoxide to the distillation tower.
[4] After starting the carbon monoxide stable isotope concentrator,
Distillation that distills raw material carbon monoxide containing a plurality of types of carbon monoxide stable isotope molecules and concentrates carbon monoxide stable isotope molecules including 13 C in a group of distillation columns in which a plurality of distillation columns are cascaded. Process and
A part or all of carbon monoxide in which a stable carbon monoxide isotope molecule containing 13 C is concentrated is extracted from the distillation towers arranged at the downstream end of the distillation tower group, and is contained in the carbon monoxide. , a portion of the carbon monoxide stable isotope molecules containing 18 O, is converted into carbon monoxide stable isotope molecules containing 16 O, CO stable isotope molecules containing 18 O is impaired monoxide Perform steady operation including 18 O impairment step to obtain carbon,
The method for operating a stable carbon monoxide isotope concentrator according to the preceding item [3], wherein the concentrated 13 C 16 O after the impairment step is derived as a product.
本発明の一酸化炭素安定同位体濃縮装置とその運転方法によれば、必要最小限の18O減損装置の減損処理能力、及び必要最小限の管理によって、装置起動時のトラブルを低減でき、かつ起動時間を短縮できる。 According to the carbon monoxide stable isotope concentrator of the present invention and its operation method, troubles at the time of starting the device can be reduced by the minimum necessary impairment processing capacity of the 18 O impairment device and the minimum necessary management. The startup time can be shortened.
以下、本発明について、添付の図面を参照し、実施形態を示して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, showing embodiments.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, the featured parts may be enlarged for convenience, and the dimensional ratio of each component may not be the same as the actual one. Absent.
<一酸化炭素安定同位体濃縮装置>
図1は、本発明の実施形態に係る一酸化炭素安定同位体濃縮装置の主要部を示す系統図である。
本実施形態の一酸化炭素安定同位体濃縮装置100は、13基の蒸留塔1〜13がカスケード接続された蒸留塔群と、同位体スクランブラ20と、13基のコンデンサ21と、13基のリボイラ22と、18O減損装置23と、分析装置24と、原料供給ライン30と、18O減損装置ガス導入ライン31と、製品導出ライン32と、18O減損装置ガス返送ライン33と、同位体濃縮ガス抜出ライン34と、同位体濃縮ガス返送ライン35と、を備える。
以下、蒸留塔群の上流側末端からn番目の蒸留塔を第nの蒸留塔という。
なお、図1では、紙面の都合上、第1〜第13の蒸留塔1〜13のうち、第1の蒸留塔1と、原料である高純度一酸化炭素が供給される第4の蒸留塔4と、第9〜第13の蒸留塔9〜13のみを図示する。
<Carbon monoxide stable isotope concentrator>
FIG. 1 is a system diagram showing a main part of a carbon monoxide stable isotope concentrator according to an embodiment of the present invention.
The carbon monoxide
Hereinafter, the nth distillation column from the upstream end of the distillation column group is referred to as the nth distillation column.
In FIG. 1, among the first to thirteenth distillation columns 1 to 13, the first distillation column 1 and the fourth distillation column to which high-purity carbon monoxide as a raw material is supplied are shown in FIG. Only 4 and the 9th to 13th distillation columns 9 to 13 are shown.
第1〜第13の蒸留塔1〜13は、第1の蒸留塔1、第2の蒸留塔2、第3の蒸留塔3、原料である高純度一酸化炭素が供給される第4の蒸留塔4、第5の蒸留塔5、第6の蒸留塔6、第7の蒸留塔7、第8の蒸留塔8、第9の蒸留塔9、第10の蒸留塔10、第11の蒸留塔11、第12の蒸留塔12、第13の蒸留塔13(蒸留塔群の下流側末端の蒸留塔)の順で、カスケード接続されている。
The first to thirteenth distillation columns 1 to 13 are a first distillation column 1, a second distillation column 2, a third distillation column 3, and a fourth distillation to which high-purity carbon monoxide as a raw material is supplied.
第1〜第13の蒸留塔1〜13は、一酸化炭素を低温蒸留する(蒸留カスケードプロセスを行う)ことで、塔頂側に沸点の低い一酸化炭素同位体分子を濃縮し、塔底側に沸点の高い一酸化炭素同位体分子を濃縮するようになっている。
第1〜第13の蒸留塔1〜13のうち、原料が供給される第4の蒸留塔4が最も蒸留負荷が大きいため、最も塔径が大きくなっている。また、第4の蒸留塔4から、上流側末端および下流側末端に向かって徐々に蒸留負荷が小さくなっている(塔径が小さくなっている)。
なお、第1〜第13の蒸留塔1〜13内にはそれぞれ、精留段(棚)、規則充填材、又は不規則充填材等(いずれも図示せず)が設けられている。
The first to thirteenth distillation columns 1 to 13 concentrate carbon monoxide isotope molecules having a low boiling point on the top side of the column by low-temperature distillation of carbon monoxide (performing a distillation cascade process), and the bottom side of the column. It is designed to concentrate carbon monoxide isotope molecules with a high boiling point.
Of the first to thirteenth distillation columns 1 to 13, the
A rectification stage (shelf), a regular filler, an irregular filler, and the like (none of which are shown) are provided in the first to thirteenth distillation columns 1 to 13, respectively.
コンデンサ21は、各蒸留塔(第1〜第13の蒸留塔1〜13)に対してそれぞれ1つ設けられている。
コンデンサ21は、各蒸留塔の塔頂部の異なる位置に両端が接続された循環ライン36に設けられている。コンデンサ21は、蒸留塔内を上昇した気体を熱交換することで液化させ、再び蒸留塔内を下降させる機能を有する。この例では、複数のコンデンサ21を経て熱媒体流体を循環させる熱媒体流体循環ライン39が設けられており、この熱媒体流体循環ライン39を循環する熱媒体流体によって熱交換が行われるようになっている。
One
The
リボイラ22は、各蒸留塔に対してそれぞれ1つ設けられている。
リボイラ22は、各蒸留塔の塔底部の異なる位置に両端が接続された循環ライン37に設けられている。リボイラ22は、蒸留塔内を下降した液体を熱交換することで気化させ、再び蒸留塔内を上昇させる機能を有する。この例では、複数のリボイラ22を経て熱媒体流体を循環させる熱媒体流体循環ライン40が設けられており、この熱媒体流体循環ライン40を循環する熱媒体流体によって熱交換が行われるようになっている。
One
The
原料供給ライン30は、一端が第4の蒸留塔4の中間部に接続されている。原料供給ライン30は、高純度一酸化炭素(原料一酸化炭素)を第4の蒸留塔4の中間部に供給するためのラインである。原料供給ライン30には、バルブが設けられている。
蒸留塔の中間部とは、蒸留塔の塔頂部および塔底部以外の位置を示す。
高純度とは、一酸化炭素の合計の純度が99.999%以上であることを示す。
原料供給ライン30から供給される高純度一酸化炭素は、以下の表1に示す6種類の安定同位体分子を含む。また、各安定同位体分子の存在割合は通常、表1に示す天然存在割合と同様である。
One end of the raw
The middle portion of the distillation column indicates a position other than the top and bottom of the distillation column.
High purity means that the total purity of carbon monoxide is 99.999% or more.
The high-purity carbon monoxide supplied from the raw
同位体濃縮ガス抽出ライン34は、一端が第10の蒸留塔10の中間部に接続され、他端が同位体スクランブラ20に接続されている。同位体濃縮ガス抽出ライン34には、バルブが設けられている。
同位体濃縮ガス抽出ライン34は、バルブが開の状態のとき、第10の蒸留塔10の中間部から一酸化炭素の一部又は全部を導出し、同位体スクランブラ20に供給するようになっている。
第10の蒸留塔10の中間部から導出される一酸化炭素は、第1〜第10の蒸留塔1〜10によって濃縮された、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子(13C16O、13C18O等)を含む。また、通常、12Cを含む一酸化炭素安定同位体分子(12C16O、12C18O等)も含まれる。
One end of the isotope concentrated
When the valve is open, the isotope concentrated
Carbon monoxide derived from the intermediate portion of the
同位体スクランブラ20は、同位体交換反応(同位体スクランブリング)によって16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子を、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換する。これにより、13C18Oの濃度をさらに高めた濃縮物を得ることができる。同位体濃縮ガス返送ライン35より蒸留塔に返送される。
The
同位体濃縮ガス返送ライン35は、一端が同位体スクランブラ20に接続され、他端が第10の蒸留塔10の中間部に接続されている。同位体濃縮ガス返送ライン35には、バルブが設けられている。
同位体濃縮ガス返送ライン35は、バルブが開の状態のとき、同位体スクランブラ20から13C18Oの濃度をさらに高めた濃縮物を、第10の蒸留塔10(一酸化炭素を導出した蒸留塔)の中間部に返送する。
第10の蒸留塔10に返送された一酸化炭素は、第11〜第13の蒸留塔11〜13で蒸留され、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子がさらに濃縮される。
One end of the isotope concentrated
When the valve was open, the isotope enriched gas return line 35 derived a concentrate having a further increased concentration of 13 C 18 O from the
The carbon monoxide returned to the
18O減損装置ガス導入ライン(導入ライン)31は、蒸留塔群の下流側末端に配置された第13の蒸留塔13と18O減損機器23との間に位置する。18O減損装置ガス導入ライン31は、一端が第13の蒸留塔13の下部に接続されており、他端が18O減損装置23に接続されている。18O減損装置ガス導入ライン31は、第13の蒸留塔13から13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出して18O減損機器23に導入する。
The 18 O impairment device gas introduction line (introduction line) 31 is located between the
18O減損機器23は、下式(1)に示す正反応と下式(2)に示す逆反応とを含む水性ガスシフト反応を利用し、例えば、天然存在比よりも大きい割合の18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子(13C18O、12C18O等)の一部を、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換し、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子を減損する。
The 18
・水性ガスシフト反応
(正反応) 13C18O + H2 16O → 13C16O18O + H2 ・・・式(1)
(逆反応) 13C16O18O + H2 → 13C16O + H2 18O ・・・式(2)
・ Water-gas shift reaction (positive reaction) 13 C 18 O + H 2 16 O → 13 C 16 O 18 O + H 2 ... Equation (1)
(Reversible reaction) 13 C 16 O 18 O + H 2 → 13 C 16 O + H 2 18 O ・ ・ ・ Equation (2)
具体的には、正反応で、18O減損機器23に導入された16Oの天然存在割合が高い水と反応させて13C16O18Oを生成し、さらに逆反応で13C16Oを生成することにより、結果として一部の13C18Oを13C16Oに変換することができる。
Specifically, in the forward reaction, 13 C 16 O 18 O is produced by reacting with water having a high natural abundance ratio of 16 O introduced into the 18
18O減損機器23には、生成されたCO2、H2O、H2の反応物質を一酸化炭素から分離して、装置外へ排出するための反応物質排出経路38が設けられている。なお、一酸化炭素と反応物質との分離方法としては、凝縮分離、吸着、膜分離、蒸留等が挙げられる。
The 18
製品導出ライン(導出ライン)32は、安定運転(定常運転)時に、濃縮された13C16Oを製品として18O減損機器23から導出するための経路である。製品導出ライン32は、一端が18O減損装置23に接続されている。13CO製品は、高濃度(例えば99%以上)に濃縮された13C16Oと、13C18Oとを含む一酸化炭素である。なお、製品導出ライン32内の一酸化炭素は、第13の蒸留塔13から導出された時点に比べて、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子(12C18O、13C18O)が減損され、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子(12C16O、13C16O)に変換されている。
The product out-licensing line (out-licensing line) 32 is a route for out-licensing the concentrated 13 C 16 O as a product from the 18
分析装置24は、18O減損装置23から製品導出ライン32に導出される一酸化炭素中に含まれるCO2、H2O、H2の微量分析をするために、製品導出ライン32から分岐して設けられている。分析装置24としては、ガスクロマトグラフ、赤外分光装置、質量分析装置等が挙げられる。
The
18O減損装置ガス返送ライン(返送ライン)33は、18O減損機器23と蒸留塔群の下流側末端に配置された第13の蒸留塔13との間に位置する。18O減損装置ガス返送ライン33の一端は、18O減損機器23の二次側の製品導出ライン32に接続(製品導出ライン32から分岐)している。18O減損装置ガス返送ライン33の他端は、第13の蒸留塔13の下部に接続している。18O減損装置ガス返送ライン33は、一酸化炭素安定同位体濃縮装置100の起動時に、18O減損機器23によって18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を第13の蒸留塔13に返送するための経路である。
The 18 O impairment device gas return line (return line) 33 is located between the 18
なお、製品導出ライン32及び18O減損装置ガス返送ライン(返送ライン)33には、図示略の流路切り替え手段(例えば、開閉バルブ等)が設けられており、互いに独立に又は連動して流路の開閉が選択可能となっている。
The product lead-
<一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転方法>
次に、図1を参照して、本発明の実施形態に係る一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転方法について説明する。本実施形態では、図1に示す一酸化炭素安定同位体濃縮装置100を用いて13COを濃縮する。
<Operation method of carbon monoxide stable isotope concentrator>
Next, a method of operating the carbon monoxide stable isotope concentrator according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, 13 CO is concentrated using the carbon monoxide
(起動時)
先ず、本実施形態の一酸化炭素安定同位体濃縮装置100を起動する際、18O減損装置ガス返送ライン33を開放し、製品導出ライン32を閉止していることを確認する。
次に、一酸化炭素安定同位体濃縮装置100において、複数の蒸留塔がカスケード接続された蒸留塔群にて、複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素を蒸留して、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮する。
(At startup)
First, when starting the carbon monoxide
Next, in the carbon monoxide
次いで、蒸留塔群の下流側末端に配置された第13の蒸留塔13から、18O減損装置ガス導入ライン31を介して13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出して、18O減損機器23に導入する。
Next, carbon monoxide stable isotope molecules containing 13 C were concentrated from the
18O減損機器23では、この一酸化炭素に含まれる18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換して、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得る。得られた一酸化炭素は、製品導出ライン32および18O減損装置ガス返送ライン33を介して、18O減損機器23から第13の蒸留塔13に返送する。
In the 18
このように、18O減損機器23を稼働して、一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得、この一酸化炭素を18O減損機器23から第13の蒸留塔13への返送することで、一酸化炭素安定同位体濃縮装置100の起動時に第13の蒸留塔13内の13C18O濃度を定格値以下とすることができる。したがって、18O減損装置23の減損処理能力を必要最小限とすることができる。
In this way, the 18 O impaired
一方、装置起動時に18O減損機器23を稼働し、得られた一酸化炭素を18O減損機器23から第13の蒸留塔13への返送することで、水性ガスシフト反応の副生成物(H2、H2O又はCO2)が蒸留塔に混入する可能性が生じる。したがって、分析装置24により、18O減損機器23から導出される一酸化炭素中の副生成物(CO2、H2O、H2)の濃度を管理する。これにより、第13の蒸留塔13内への不純物の蓄積の可能性を低減できる。
On the other hand, when the equipment is started, the 18
なお、製品導出ライン32において、規定量(仕様通りの採取量、計画値)の13CO製品を採取できるようになったとき、一酸化炭素安定同位体濃縮装置100の起動を完了し、18O減損装置ガス返送ライン33を介して、18O減損機器23から第13の蒸留塔13への返送を終了する。蒸留塔への返送を終了することにより、水性ガスシフト反応の副生成物が蒸留塔に混入する可能性はないため、蒸留塔内で不純物が蓄積して蒸留塔が閉塞することを防止するために不純物濃度を常時管理しなくてもよい。
When the specified amount (collection amount according to specifications, planned value) of 13 CO products can be collected on the product out-
(定常運転時)
次に、一酸化炭素安定同位体濃縮装置100の起動後に、18O減損装置ガス返送ライン33を閉止し、製品導出ライン32を開放して、流路を切り替える。次いで、一酸化炭素安定同位体濃縮装置100において、蒸留工程と、18O減損工程とを含む定常運転を行う。
(During steady operation)
Next, after starting the carbon monoxide
蒸留工程では、第1〜第13の蒸留塔1〜13がカスケード接続された蒸留塔群の第4の蒸留塔4に原料供給ライン30から供給された高純度一酸化炭素(複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素)を、前記蒸留塔群(第1〜第13の蒸留塔1〜13)にて蒸留し、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮する。
In the distillation step, high-purity carbon monoxide (a plurality of types of monoxide) supplied from the raw
18O減損工程では、まず、蒸留塔群の下流側末端に配置された第13の蒸留塔13から、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出し、18O減損装置ガス導入ライン31を通して18O減損機器23に導入する。次いで、この一酸化炭素に含まれる、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子を、上述した式(1)に示す正反応と式(2)に示す逆反応とを含む水性ガスシフト反応させることで、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換し、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得る。
In the 18 O impairment step, first, a part or all of carbon monoxide in which carbon monoxide stable isotope molecules including 13 C are concentrated from the
次いで、減損工程後の濃縮された13C16Oを製品として製品導出ライン32から導出する。18O減損機器23から製品導出ライン32を通して導出される、13Cが高濃度、例えば13Cの同位体濃度が99%以上に濃縮された13CO製品中の18O濃度は、トレーサとして利用するために十分低く、例えば18O同位体濃度は5%以下になっている。
Next, the concentrated 13 C 16 O after the impairment step is taken out as a product from the product out-
以上説明した一酸化炭素安定同位体濃縮装置100にあっては、下流側末端に配置された第13の蒸留塔13に18O減損機器23が接続されているため、13COを効率よく濃縮できる。
また、得られる13CO製品は、13C16Oを高濃度に含み、13C18Oの存在割合が天然存在比に比べて高すぎないため、医療分野等のトレーサとして有用である。
In the carbon monoxide
Further, the obtained 13 CO product contains 13 C 16 O in a high concentration, and the abundance ratio of 13 C 18 O is not too high as compared with the natural abundance ratio, so that it is useful as a tracer in the medical field and the like.
また、上述した一酸化炭素安定同位体濃縮装置100の運転方法にあっては、起動時に18O減損機器23を稼働し、一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得、この一酸化炭素を18O減損機器23から第13の蒸留塔13への返送する構成であるため、定常運転開始前まで第13の蒸留塔13内の13C18O濃度を定格値以下とすることができる。したがって、18O減損装置23の減損処理能力を必要最小限とすることができる。
Further, in the above-described method of operating the carbon monoxide
一方、装置起動時に18O減損機器23を稼働し、得られた一酸化炭素を18O減損機器23から第13の蒸留塔13への返送するため、水性ガスシフト反応の副生成物(H2、H2O又はCO2)が蒸留塔に混入する可能性が生じる。本実施形態の一酸化炭素安定同位体濃縮装置100の運転方法によれば、分析装置24によって18O減損機器23から導出される一酸化炭素中の副生成物(CO2、H2O、H2)の濃度を管理することで、第13の蒸留塔13内への不純物の蓄積の可能性を低減できる。したがって、装置起動時のトラブルを低減でき、かつ起動時間を短縮できる。
On the other hand, apparatus 18 O impairment device 23 runs at startup, for returning from carbon monoxide 18 O impairment device 23 obtained into the
以上、実施形態を示して本発明の一酸化炭素安定同位体濃縮装置およびその運転方法を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
例えば、蒸留塔群を構成する蒸留塔(カスケード接続された蒸留塔)の数は、13基に限定されず、任意の基数にすることができる。蒸留塔については、規則充填物が充填された充填塔に限定されず、不規則充填物が充填された充填塔、棚段塔であってもよい。
同位体スクランブラが接続されるのは、第10の蒸留塔10に限定されず、第10の蒸留塔10以外の蒸留塔であってもよい。ただし、同位体スクランブラが接続された蒸留塔の少なくとも1つは、蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔以外の蒸留塔である。
18O減損機器は、直列に複数台接続されていてもよい。
18O減損機器は、蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔を含む、複数の蒸留塔と接続されていてもよい。
上述したコンデンサ21およびリボイラ22はそれぞれ各蒸留塔に対して必須の構成ではなく、前後の蒸留塔の圧力差、ポンプ、ブロワ等により、気体の上昇が十分な場合には設けなくてもよい。
Although the carbon monoxide stable isotope concentrator of the present invention and the operation method thereof have been described above by showing the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Each configuration in the above embodiment and a combination thereof are examples, and the configuration can be added, omitted, replaced, and other changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the number of distillation columns (cascade-connected distillation columns) constituting the distillation column group is not limited to 13, and can be any number. The distillation column is not limited to a filling column filled with a regular filling, and may be a filling tower or a shelf column filled with an irregular filling.
The isotope scrambler is not limited to the
A plurality of 18 O impairment devices may be connected in series.
The 18 O impairment device may be connected to a plurality of distillation columns, including a distillation column located at the downstream end of the group of distillation columns.
The above-mentioned
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
実施例1では、図1に示す一酸化炭素安定同位体濃縮装置100を用いて、13C16Oの濃縮を行った。供給する原料一酸化炭素の組成は、前述の表1に示すとおりである。
装置の起動と同時に、第10の蒸留塔10からの一酸化炭素の抽出、同位体スクランブラ―20における同位体スクランブル、同位体スクランブラ―20から第10の蒸留塔10への返送を開始した。同様に、第13の蒸留塔13からの一酸化炭素の抽出、18O減損装置23における18O減損、18O減損装置23から18O減損装置ガス返送ライン33を経由して第13の蒸留塔13への返送を開始した。
第13の蒸留塔13の下部における13CO濃度が99%以上に達するまでの時間(起動時間)は、約4.5か月であった。
(Example 1)
In Example 1, 13 C 16 O was concentrated using the carbon monoxide
Simultaneously with the activation of the apparatus, the extraction of carbon monoxide from the
The time (startup time) until the 13 CO concentration in the lower part of the
13CO濃度が99%以上に到達した後、18O減損装置23から18O減損装置ガス返送ライン33へのガス供給を停止し、製品ライン32から製品ガスの生産を開始した。製品ガス生産開始直後と、装置の安定時(定常運転時)における第13の蒸留塔13から送出される13CO製品の安定同位体分子の存在割合は表2に示す通りであった。
なお、製品ガス供給開始直後とは、製品ガスライン32からガスを抜き出し始めた直後を意味する。
13CO濃度とは、13C16O、13C17O、13C18Oの合計濃度を意味する。
18O濃度とは、12C18O、及び13C18Oの合計濃度を意味する。
13 After the CO concentration reached 99% or more, the gas supply from the 18
Immediately after the start of the product gas supply means immediately after the start of extracting the gas from the
The 13 CO concentration means the total concentration of 13 C 16 O, 13 C 17 O, and 13 C 18 O.
The 18 O concentration means the total concentration of 12 C 18 O and 13 C 18 O.
(比較例1)
比較例1では、図2に示す一酸化炭素安定同位体濃縮装置200を用いて、13COの濃縮を行った。一酸化炭素安定同位体濃縮装置200は、18O減損装置ガス返送ライン33がないこと以外は一酸化炭素安定同位体濃縮装置100と同様である。
実施例1と同様、装置の起動と同時に、第10の蒸留塔10からの一酸化炭素の抽出、同位体スクランブラ―20における同位体スクランブル、同位体スクランブラ―20から第10の蒸留塔10への返送を開始した。
18O減損装置は、実施例1と同じ減損処理能力のものを使用した。第13の蒸留塔13の下部における13CO濃度が99%以上に達するまでの時間は約4か月であった。
13CO濃度99%到達後は、製品ライン32からガスを抜き出した(生産開始)。18O濃度が実施例1と同等の水準に達するまでにさらに2か月かかった。
製品ガス供給開始時と、装置の安定時における第13の蒸留塔13から送出される13CO製品の安定同位体分子の存在割合は表3に示す通りであった。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, 13 CO was concentrated using the carbon monoxide
As in the first embodiment, at the same time as starting the apparatus, extraction of carbon monoxide from the
The 18 O impairment apparatus used had the same impairment processing capacity as in Example 1. It took about 4 months for the 13 CO concentration in the lower part of the
13 After the CO concentration reached 99%, gas was extracted from the product line 32 (production started). It took another two months for the 18 O concentration to reach the same level as in Example 1.
Table 3 shows the abundance ratios of stable isotope molecules of the 13 CO products delivered from the
実施例1では、比較例1の装置からガスラインを1つ追加するのみで製品ガス生産開始直後および安定時のいずれにおいても製品中の18O濃度を低く抑えることができた。 In Example 1, only one gas line was added from the apparatus of Comparative Example 1, and the 18 O concentration in the product could be kept low both immediately after the start of product gas production and when it was stable.
実施例1では、13CO濃度が99%以上になるのに、4.5か月かかった。比較例1よりも0.5か月長くかかった理由としては、18O減損装置によって18Oを減損しており、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子よりも16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子のほうが蒸留塔群の下流側末端に濃縮されにくいことから、13COの濃縮に時間がかかったものと考えられる。
しかしながら、実施例1では、13COの濃縮とともに、18O減損装置により18Oの減損操作を行ったため、トレーサとして有用となる製品ガスを得るまでの時間が、比較例1と比較して、1.5か月短縮することができた。
In Example 1, it took 4.5 months for the 13 CO concentration to reach 99% or higher. The reason why it took 0.5 months longer than Comparative Example 1 is that 18 O was attenuated by the 18 O attenuator, and carbon monoxide containing 16 O was more than the stable carbon monoxide isotope molecule containing 18 O. Since stable isotope molecules are less likely to be concentrated at the downstream end of the distillation tower group, it is probable that it took longer to concentrate 13 CO.
However, in Example 1, with concentration of 13 CO, 18 O impairment apparatus for performing the impairment operation 18 O, the time to obtain a product gas as a useful as a tracer, as compared with Comparative Example 1, 1 I was able to shorten it by 5 months.
ところで、従来の蒸留装置(例えば、特許文献2を参照)の一般的なライフサイクルは30年以上である。すなわち、従来の蒸留装置では、30年以上の間、18O減損装置が接続された蒸留塔において、水性ガスシフト反応における副生成物(CO2、H2O、H2)の濃度を常時管理する必要がある。
これに対して、本発明の実施例1では、起動時間が約4.5か月である。また、起動後、蒸留塔への返送は終了するため、水性ガスシフト反応における副生成物が混入することがないため、18O減損装置が接続された蒸留塔において、蒸留塔内で不純物が蓄積して蒸留塔が閉塞することを防止するために水性ガスシフト反応における副生成物の濃度を常時管理する必要がない。
By the way, the general life cycle of a conventional distillation apparatus (see, for example, Patent Document 2) is 30 years or more. That is, in the conventional distillation apparatus, the concentration of by- products (CO 2 , H 2 O, H 2 ) in the water gas shift reaction is constantly controlled in the distillation column to which the 18 O impairment apparatus is connected for 30 years or more. There is a need.
On the other hand, in Example 1 of the present invention, the start-up time is about 4.5 months. Furthermore, after the activation, since the return to the distillation column ends, since by-products in the water gas shift reaction will not be incorporated, 18 in O impairment device connected distillation column, impurities accumulate in the distillation column It is not necessary to constantly control the concentration of by-products in the aqueous gas shift reaction in order to prevent the distillation column from clogging.
本発明は、極低温流体の蒸留を行うための蒸留装置であって、複数の蒸留塔をカスケード接続した蒸留塔群を備える蒸留装置を用いて、自然界には極僅かしか存在しない一酸化炭素安定同位体分子(13C16O)を濃縮する一酸化炭素安定同位体濃縮装置および一酸化炭素安定同位体濃縮方法に適用可能である。 The present invention is a distillation apparatus for distilling an ultra-low temperature fluid, and uses a distillation apparatus provided with a group of distillation columns in which a plurality of distillation columns are cascaded, and is stable in carbon monoxide, which exists in a very small amount in nature. applicable to isotope molecule (13 C 16 O) CO isotope enrichment apparatus and carbon monoxide stable isotope enrichment method for concentrating.
1、4、9、10、11、12、13・・・蒸留塔
20・・・同位体スクランブラ
21・・・コンデンサ
22・・・リボイラ
23・・・18O減損機器
24・・・分析装置
30・・・原料供給ライン
31・・・18O減損装置ガス導入ライン(導入ライン)
32・・・製品導出ライン(導出ライン)
33・・・18O減損装置ガス返送ライン(返送ライン)
1, 4, 9, 10, 11, 12, 13 ...
32 ... Product out-licensing line (out-licensing line)
33 ... 18 O Impairment device Gas return line (return line)
Claims (4)
複数の蒸留塔がカスケード接続された、複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素を蒸留し、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮する蒸留塔群と、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔に接続され、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を酸化還元反応させて16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換し、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子を減損する18O減損機器と、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔と前記18O減損機器との間に位置し、前記蒸留塔から13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出して前記18O減損機器に導入する導入ラインと、
前記18O減損機器から濃縮された13C16Oを製品として導出する導出ラインと、
前記18O減損機器と前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔との間に位置し、前記18O減損機器から18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を前記蒸留塔に返送する返送ラインと、を備える、一酸化炭素安定同位体濃縮装置。 A carbon monoxide stable isotope concentrator that concentrates 13 C 16 O, which is a carbon monoxide stable isotope molecule.
A group of distillation columns in which a plurality of distillation columns are cascaded to distill a raw material carbon monoxide containing a plurality of types of stable carbon monoxide isotope molecules and concentrate a stable carbon monoxide isotope molecule containing 13 C.
It is connected to a distillation tower located at the downstream end of the distillation tower group, and a part of the stable carbon monoxide isotope molecule containing 18 O is subjected to an oxidation-reduction reaction to form a stable carbon monoxide isotope molecule containing 16 O. conversion, and 18 O impairment device that impairment monoxide carbon isotope molecules containing 18 O,
A carbon monoxide stable isotope molecule containing 13 C is concentrated from the distillation column located between the distillation column located at the downstream end of the distillation column group and the 18 O-damaging equipment. An introduction line that extracts part or all of it and introduces it into the 18 O-damaged equipment.
A derivation line that derives 13 C 16 O concentrated from the 18 O impairment equipment as a product, and
The 18 located between the O impairment device and the distillation column unit on the downstream side ends arranged distillation column, carbon monoxide stable isotope molecules containing 18 O from the 18 O impairment device is impaired monoxide A carbon monoxide stable isotope concentrator comprising a return line for returning carbon to the distillation column.
前記一酸化炭素安定同位体濃縮装置の起動時に、
複数の蒸留塔がカスケード接続された蒸留塔群にて、複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素を蒸留して、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮し、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔から、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出し、この一酸化炭素に含まれる、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換して、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得、この一酸化炭素を前記蒸留塔に返送する、一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転方法。 It is a method of operating a carbon monoxide stable isotope concentrator that concentrates 13 C 16 O, which is a carbon monoxide stable isotope molecule.
At the time of starting the carbon monoxide stable isotope concentrator,
In a group of distillation columns in which multiple distillation columns are connected in cascade, raw material carbon monoxide containing a plurality of types of stable carbon monoxide isotope molecules is distilled to concentrate carbon monoxide stable isotope molecules containing 13 C. ,
A part or all of carbon monoxide in which a stable carbon monoxide isotope molecule containing 13 C is concentrated is extracted from the distillation towers arranged at the downstream end of the distillation tower group, and is contained in the carbon monoxide. , a portion of the carbon monoxide stable isotope molecules containing 18 O, is converted into carbon monoxide stable isotope molecules containing 16 O, CO stable isotope molecules containing 18 O is impaired monoxide A method for operating a stable carbon monoxide isotope concentrator, which obtains carbon and returns the carbon monoxide to the distillation tower.
複数の蒸留塔がカスケード接続された蒸留塔群にて、複数種の一酸化炭素安定同位体分子を含む原料一酸化炭素を蒸留し、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子を濃縮する蒸留工程と、
前記蒸留塔群の下流側末端に配置された蒸留塔から、13Cを含む一酸化炭素安定同位体分子が濃縮された一酸化炭素の一部又は全部を抽出し、この一酸化炭素に含まれる、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子の一部を、16Oを含む一酸化炭素安定同位体分子に変換して、18Oを含む一酸化炭素安定同位体分子が減損された一酸化炭素を得る18O減損工程と、を含む定常運転を行い、
前記減損工程後の、濃縮された13C16Oを製品として導出する、請求項3に記載の一酸化炭素安定同位体濃縮装置の運転方法。 After starting the carbon monoxide stable isotope concentrator,
Distillation that distills raw material carbon monoxide containing a plurality of types of carbon monoxide stable isotope molecules and concentrates carbon monoxide stable isotope molecules including 13 C in a group of distillation columns in which a plurality of distillation columns are cascaded. Process and
A part or all of carbon monoxide in which a stable carbon monoxide isotope molecule containing 13 C is concentrated is extracted from the distillation towers arranged at the downstream end of the distillation tower group, and is contained in the carbon monoxide. , a portion of the carbon monoxide stable isotope molecules containing 18 O, is converted into carbon monoxide stable isotope molecules containing 16 O, CO stable isotope molecules containing 18 O is impaired monoxide Perform steady operation including 18 O impairment step to obtain carbon,
The method for operating a stable carbon monoxide isotope concentrator according to claim 3, wherein the concentrated 13 C 16 O after the impairment step is derived as a product.
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