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JPS6333632B2 - - Google Patents
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JPS6333632B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6333632B2
JPS6333632B2 JP16589379A JP16589379A JPS6333632B2 JP S6333632 B2 JPS6333632 B2 JP S6333632B2 JP 16589379 A JP16589379 A JP 16589379A JP 16589379 A JP16589379 A JP 16589379A JP S6333632 B2 JPS6333632 B2 JP S6333632B2
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JP
Japan
Prior art keywords
argon
column
crude argon
crude
argon gas
Prior art date
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Expired
Application number
JP16589379A
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Japanese (ja)
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JPS5687781A (en
Inventor
Toshihiro Kurasono
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Japan Oxygen Co Ltd
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気液化精溜法による空気分離装置よ
りアルゴンを採取する方法に係り、詳しくは空気
分離装置の減量運転時等におけるアルゴン採取の
安定化を図つたものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a method for extracting argon from an air separation device using an air liquefaction rectification method, and more specifically, it is aimed at stabilizing argon extraction during reduction operation of the air separation device. .

空気液化精溜法によつてアルゴンを採取するに
は、原料空気を圧縮冷却した後、複式精溜塔にお
いて酸素と窒素に分離し、アルゴン含有量の高い
酸素を抽出して精溜および精製するのが普通であ
る。第1図を参照して、アルゴン濃度の高い酸素
からアルゴンを分離、精製する一般的な実施例を
説明する。複式精溜塔の上部塔(図示せず)より
アルゴン5〜15%と微量の窒素を含む酸素が管1
より粗アルゴン塔2の下部に吸引される。この吸
引ガスは、複式精溜塔の下部塔(図示せず)より
管3、弁4を経て粗アルゴン塔2の上部に設けら
れた凝縮器5に供給される還流用冷却源である液
体空気によつて精溜され、その結果、塔頂の管6
より粗アルゴンガス(アルゴン95〜98vol%、酸
素1〜2vol%、窒素1〜2vol%)が導出されると
共に、底部の管7より液体酸素が導出され、これ
は上部塔に返送される。また、凝縮器5に供給さ
れた液体空気は気化した後、管8を介して上部塔
に導入される。管6より導出された粗アルゴン
は、熱交換器9に導入され、該熱交換器9におい
て戻りガスと熱交換して常温まで加温され、次い
でブロワー10で1〜2Kg/cm2に加圧された後、
水素ガス溜11より粗アルゴンガス中に含有する
酸素分を酸素、水素反応によつて除去するに充分
な量の水素を添加されて触媒筒12に送られる。
触媒筒12に導入された粗アルゴンガス中の酸素
分は添加水素と反応して水を生成し、この水は水
冷却器付水分離器13にて分離され更には乾燥器
14にて除去される。このように酸素分を除去さ
れた粗アルゴンガスは前記熱交換器9に送られ、
粗アルゴン塔2よりの導出粗アルゴンガスと熱交
換して冷却された後、管15より高純アルゴン塔
16に導入される。
To collect argon using the air liquefaction rectification method, raw air is compressed and cooled, then separated into oxygen and nitrogen in a double rectification tower, and the oxygen with a high argon content is extracted for rectification and purification. is normal. A general example of separating and purifying argon from oxygen with a high argon concentration will be described with reference to FIG. Oxygen containing 5 to 15% argon and a trace amount of nitrogen is supplied to tube 1 from the upper column (not shown) of the double rectification column.
The cruder argon is sucked into the lower part of column 2. This suction gas is liquid air, which is a cooling source for reflux, and is supplied from the lower column (not shown) of the double rectification column through a pipe 3 and a valve 4 to a condenser 5 installed at the upper part of the crude argon column 2. As a result, the top tube 6
Crude argon gas (95-98 vol. % argon, 1-2 vol. % oxygen, 1-2 vol. % nitrogen) is discharged, and liquid oxygen is also discharged from the bottom pipe 7, which is returned to the upper column. Further, the liquid air supplied to the condenser 5 is introduced into the upper column via the pipe 8 after being vaporized. The crude argon led out from the pipe 6 is introduced into the heat exchanger 9, where it is heated to room temperature by exchanging heat with the return gas, and then pressurized to 1 to 2 kg/cm 2 by the blower 10. After being
A sufficient amount of hydrogen is added from the hydrogen gas reservoir 11 to remove the oxygen contained in the crude argon gas through an oxygen and hydrogen reaction, and the hydrogen is sent to the catalyst cylinder 12.
The oxygen content in the crude argon gas introduced into the catalyst cylinder 12 reacts with added hydrogen to produce water, which is separated in a water separator 13 with a water cooler and further removed in a dryer 14. Ru. The crude argon gas from which oxygen has been removed in this way is sent to the heat exchanger 9,
After being cooled by heat exchange with the crude argon gas discharged from the crude argon column 2, it is introduced into the high purity argon column 16 through the pipe 15.

高純アルゴン塔16は、上部に凝縮器17、下
部に蒸化器18がそれぞれ設けられ、凝縮器17
には蒸化器18で液化し管19を介して送られる
液体窒素ならびに複式精溜塔の下部塔より管20
を介して送られる液体窒素が冷却源として供給さ
れる。また、蒸化器18には、下部塔より管21
を介して送られる窒素ガスが加熱源として供給さ
れる。前記高純アルゴン塔16に導入された粗ア
ルゴンガスは、精溜されつつ上昇し、凝縮器17
で液化されて塔内で精溜されつつ流下し、蒸化器
18で気化して精溜に供せられる。この結果、管
22より高純度アルゴンが採取されると共に、窒
素分及び前記酸素除去のために添加された過剰の
水素分が廃ガスとして管23より排出される。
The high-purity argon column 16 is provided with a condenser 17 at the top and an evaporator 18 at the bottom.
In addition, liquid nitrogen is liquefied in the evaporator 18 and sent through the pipe 19, as well as pipe 20 from the lower column of the double rectification column.
Liquid nitrogen is supplied as a cooling source. In addition, a pipe 21 is connected to the evaporator 18 from the lower column.
Nitrogen gas is supplied as a heating source. The crude argon gas introduced into the high-purity argon column 16 rises while being purified, and passes through the condenser 17.
It is liquefied and flows down while being rectified in the column, and is vaporized in the evaporator 18 and subjected to rectification. As a result, high-purity argon is collected from the pipe 22, and nitrogen and excess hydrogen added for the purpose of removing oxygen are discharged from the pipe 23 as waste gas.

空気液化精溜法による空気分離装置よりアルゴ
ンを採取するには、一般に上述のようにして行な
われる。
Argon is generally collected from an air separation device using the air liquefaction rectification method as described above.

ところで、空気分離装置にあつては、酸素、窒
素が主製品として採取され、アルゴンは副製品と
して採取されているため、酸素、窒素の需要量に
応じて空気分離装置が運転されているのが普通で
ある。例えば、酸素、窒素の需要量が減少した場
合には、複式精溜塔に供給する原料空気量を減ら
して空気分離装置が運転される。原料空気量を減
らすと、第3図に示すグラフから明らかな如く、
酸素の収率はゆるやかなカーブを描いて減少する
(第3図の曲線a参照)のに対し、アルゴンの収
率は急激なカーブを描いて減少する(第3図の曲
線b参照)。アルゴンの採取量が急激に減少する
理由は、原料空気量が減ると、複式精溜塔の下部
塔及び上部塔における操作圧が抵くなつて、空塔
速度の低下と精溜効率の低下が起こり、さらに上
部塔より粗アルゴン塔2に吸引されるフイードア
ルゴンの流量の低下及び純度の低下が起こり、こ
の結果、粗アルゴン塔2の操作性が悪化するため
である。粗アルゴン塔2の操作性が悪化すると、
粗アルゴン塔2から導出される粗アルゴンガス中
の含有酸素分や含有窒素分が増加すると共に、導
出される粗アルゴンガス量が減少し、このため、
熱交換器9、ブロワー10、触媒筒12等が所定
の機能を発揮できなくなり、アルゴンの採取量が
大巾に減少し、また場合によつてはアルゴンの採
取が実質上不可能になる。
By the way, in air separation equipment, oxygen and nitrogen are extracted as the main products, and argon is extracted as a by-product, so the air separation equipment is operated according to the demand for oxygen and nitrogen. It's normal. For example, when the demand for oxygen and nitrogen decreases, the air separation device is operated with a reduced amount of feed air supplied to the double rectification tower. As is clear from the graph shown in Figure 3, when the amount of raw air is reduced,
The yield of oxygen decreases with a gentle curve (see curve a in FIG. 3), whereas the yield of argon decreases with a steep curve (see curve b in FIG. 3). The reason why the amount of argon extracted rapidly decreases is that when the amount of feed air decreases, the operating pressure in the lower column and upper column of the double rectification column decreases, resulting in a decrease in the superficial column velocity and a decrease in rectification efficiency. This is because the flow rate and purity of the feed argon sucked into the crude argon column 2 from the upper column decreases, and as a result, the operability of the crude argon column 2 deteriorates. If the operability of the crude argon column 2 deteriorates,
As the oxygen content and nitrogen content in the crude argon gas drawn out from the crude argon column 2 increases, the amount of crude argon gas drawn out decreases, and therefore,
The heat exchanger 9, blower 10, catalyst cylinder 12, etc. are no longer able to perform their predetermined functions, and the amount of argon that can be collected is drastically reduced, and in some cases, it becomes virtually impossible to collect argon.

このように空気分離装置の減量運転にともなつ
て、アルゴンの採取量が大巾に減少し、また場合
によつてはアルゴンの採取が実質上不可能となる
ため、アルゴンを確保することができず、アルゴ
ンの需要に対処できなくなる。
In this way, as the air separation equipment is operated at reduced capacity, the amount of argon that can be collected is drastically reduced, and in some cases, it becomes virtually impossible to collect argon, making it impossible to secure argon. The demand for argon will not be met.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高
純アルゴン塔に導入される脱酸後のアルゴンガス
の一部を粗アルゴン塔から導出される粗アルゴン
ガスに混合して、粗アルゴンガス中の含有酸素を
希薄化する一方、粗アルゴンガス量を増加するこ
とにより、空気分離装置の減量運転時における上
記不都合を解消しアルゴン採取の安定化を図るこ
とによつて収率増加を可能としたものである。以
下本発明の一実施例を第2図によつて説明する
が、第1図に示す部分と同一構成部分については
同一符号を付してその説明を省略する。
The present invention was made in view of the above circumstances, and involves mixing part of the deoxidized argon gas introduced into the high-purity argon column with the crude argon gas derived from the crude argon column. By increasing the amount of crude argon gas while diluting the oxygen contained in the argon gas, the above-mentioned inconvenience during reduced operation of the air separation equipment was resolved, and by stabilizing argon extraction, it was possible to increase the yield. It is something. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 2, where the same components as those shown in FIG.

粗アルゴン塔2の塔頂より管6を介して導出さ
れた粗アルゴンガスには、熱交換器9に導入され
る前に高純アルゴン塔16に導入される脱酸後の
粗アルゴンガスの一部が管30より混合される。
これにより、粗アルゴンガス中の含有酸素が希薄
化される一方、粗アルゴンガス量が増加する。し
たがつて、水素ガスを添加して触媒筒12で反応
させることが危険でなくなり、また熱交換器9、
ブロワー10、触媒筒12、水分離器13、乾燥
器14がそれぞれ所定の機能を発揮し、このた
め、粗アルゴン塔2より導出された粗アルゴンガ
ス中の酸素分が充分に除去される。酸素分を除去
された粗アルゴンガスは再び前記熱交換器9にも
どり、粗アルゴン塔2よりの導出ガスと熱交換し
て冷却された後、管15より高純アルゴン塔16
に導入されるが、その一部が管30より前述のよ
うに粗アルゴン塔2よりの導出ガスにもどされ
る。粗アルゴン塔2よりの導出ガスにもどされる
量は、管30に設けた弁31により調整される。
The crude argon gas led out from the top of the crude argon column 2 through the pipe 6 contains part of the deoxidized crude argon gas introduced into the high purity argon column 16 before being introduced into the heat exchanger 9. are mixed through tube 30.
As a result, the oxygen contained in the crude argon gas is diluted, while the amount of crude argon gas increases. Therefore, it is no longer dangerous to add hydrogen gas and cause it to react in the catalyst cylinder 12, and the heat exchanger 9,
The blower 10, the catalyst cylinder 12, the water separator 13, and the dryer 14 each perform a predetermined function, so that the oxygen content in the crude argon gas discharged from the crude argon column 2 is sufficiently removed. The crude argon gas from which oxygen has been removed returns to the heat exchanger 9, where it is cooled by exchanging heat with the gas discharged from the crude argon column 2, and then passed through the pipe 15 to the high-purity argon column 16.
A portion of it is returned to the gas discharged from the crude argon column 2 through the pipe 30 as described above. The amount returned to the gas discharged from the crude argon column 2 is adjusted by a valve 31 provided in the pipe 30.

高純アルゴン塔16に導入された脱酸後の粗ア
ルゴンガスは、従来と同様にして精溜され、そし
て管22より高純アルゴンとして採取される。
The deoxidized crude argon gas introduced into the high-purity argon column 16 is purified in the same manner as in the past, and is collected as high-purity argon through the pipe 22.

しかして、上記製造方法によれば、空気分離装
置の減量運転によつて、粗アルゴン塔2より導出
される粗アルゴンガス中の含有酸素分等が増加す
る一方、粗アルゴンガス量が減少しても、熱交換
器9に導入される前に、管30より脱酸後の粗ア
ルゴンガスが混合されるため、水素を添加して触
媒筒12で反応させることが危険でなくなり、ま
た熱交換器9等が所定の機能をはたし、第3図の
グラフの曲線cに示すように、アルゴンの収率が
従来の場合(曲線b)よりも向上する。
According to the above manufacturing method, the amount of oxygen contained in the crude argon gas derived from the crude argon column 2 increases while the amount of crude argon gas decreases due to the reduced operation of the air separation device. Also, since the deoxidized crude argon gas is mixed with the pipe 30 before being introduced into the heat exchanger 9, it is no longer dangerous to add hydrogen and cause a reaction in the catalyst cylinder 12, and the heat exchanger 9 etc. perform a predetermined function, and as shown by curve c in the graph of FIG. 3, the yield of argon is improved compared to the conventional case (curve b).

また、本発明によると、起動時におけるアルゴ
ン採取開始に至るまでの時間を短縮できる。すな
わち、粗アルゴン塔2の起動より安定化迄には長
時間を要し、通常所定の純度に達する迄は触媒筒
12を使用することができない。これは、触媒筒
12における最大処理酸素含有量は3.5vol%であ
り、それ以上になると触媒担体の劣化が起こつた
り、あるいは水素を添加して反応させることが危
険になつたりするからである。したがつて、脱酸
後の粗アルゴンガスを粗アルゴン塔2より導出さ
れた粗アルゴンに混合することにより、含有酸素
分が希薄化されて触媒筒12での危険がなくな
り、アルゴン採取の起動運転を早めることができ
る。なお、定常状態に近づいたら弁31を徐々に
絞つて脱酸後の粗アルゴンガスの混合量を少なく
すればよい。
Further, according to the present invention, it is possible to shorten the time required to start collecting argon at the time of startup. That is, it takes a long time from starting the crude argon column 2 to stabilizing it, and normally the catalyst cylinder 12 cannot be used until a predetermined purity is reached. This is because the maximum oxygen content to be processed in the catalyst cylinder 12 is 3.5 vol%, and if it exceeds that, the catalyst carrier may deteriorate or it may become dangerous to add hydrogen and cause the reaction. . Therefore, by mixing the deoxidized crude argon gas with the crude argon derived from the crude argon column 2, the oxygen content is diluted, eliminating the danger in the catalyst cylinder 12, and starting the argon extraction operation. can be accelerated. Note that when the steady state is approached, the valve 31 may be gradually closed to reduce the amount of crude argon gas mixed after deoxidation.

なお、本発明に係る前記実施例では管30を管
6と管15の間に設けて熱交換器9導出後の脱酸
剤のアルゴンガスを熱交換器9導入前の粗アルゴ
ンガスにリサイクルしているが、本発明方法はこ
れに限定されるものではなく、熱交換器9導入前
の脱酸済のアルゴンガスを熱交換器9導出後の粗
アルゴンガスに常温でリサイクルするようにして
も同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment according to the present invention, the pipe 30 is provided between the pipe 6 and the pipe 15 to recycle the deoxidizing argon gas after being led out of the heat exchanger 9 to the crude argon gas before being introduced into the heat exchanger 9. However, the method of the present invention is not limited to this, and deoxidized argon gas before introduction of the heat exchanger 9 may be recycled to crude argon gas after exiting the heat exchanger 9 at room temperature. A similar effect can be obtained.

以上説明したように本発明は、脱酸後のアルゴ
ンガスを粗アルゴンガスにリサイクルするライン
を設けるだけで上記効果が得られるので、既設の
装置に容易に適用できる特徴がある。又、新設装
置の場合には熱交換器9、、触媒筒12等を大型
化し、本発明方法を充分利用することによつて減
量運転時におけるアルゴンの採取量を増加するこ
とができる。
As explained above, the present invention has the feature that the above effects can be obtained simply by providing a line for recycling deoxidized argon gas into crude argon gas, so that it can be easily applied to existing equipment. Furthermore, in the case of a newly installed apparatus, by enlarging the heat exchanger 9, catalyst cylinder 12, etc. and making full use of the method of the present invention, it is possible to increase the amount of argon collected during the reduction operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のアルゴン製造の一例を示す工程
図、第2図は本発明の一実施例を示す工程図、第
3図は原料空気の減量にともなう酸素収率及びア
ルゴン収率を表わしたグラフである。 2……粗アルゴン塔、11……水素ガス溜、1
6……高純アルゴン塔、6,15,30……管、
31……弁。
Fig. 1 is a process diagram showing an example of conventional argon production, Fig. 2 is a process diagram showing an example of the present invention, and Fig. 3 shows the oxygen yield and argon yield as the amount of raw air is reduced. It is a graph. 2... Crude argon column, 11... Hydrogen gas reservoir, 1
6...High purity argon column, 6,15,30...tube,
31... Valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 粗アルゴン塔より導出される粗アルゴンガス
を熱交換器を経て脱酸処理工程に導き含有酸素を
除去した後、前記熱交換器を介して高純アルゴン
塔に導入して精溜し、高純度アルゴンを採取する
アルゴンの製造方法において、脱酸後のアルゴン
ガスの一部を前記粗アルゴン塔から導出される粗
アルゴンガスに混合して該粗アルゴンガス中の含
有酸素を希薄化するとともに該粗アルゴンガス量
を増加することを特徴とするアルゴンの製造方
法。
1 Crude argon gas discharged from the crude argon column is passed through a heat exchanger to a deoxidation treatment step to remove the oxygen contained therein, and then introduced into a high-purity argon column via the heat exchanger for rectification and high-purity argon gas. In a method for producing argon in which pure argon is collected, a part of the deoxidized argon gas is mixed with the crude argon gas derived from the crude argon column to dilute the oxygen contained in the crude argon gas and to dilute the oxygen contained in the crude argon gas. A method for producing argon, characterized by increasing the amount of crude argon gas.
JP16589379A 1979-12-20 1979-12-20 Device for manufacturing argon Granted JPS5687781A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210132133A (en) * 2019-03-13 2021-11-03 주식회사 쿠라레 Space filling materials and space filling structures, and methods of using them

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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