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JPS6333633B2 - - Google Patents
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JPS6333633B2 - - Google Patents

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JPS6333633B2
JPS6333633B2 JP55119440A JP11944080A JPS6333633B2 JP S6333633 B2 JPS6333633 B2 JP S6333633B2 JP 55119440 A JP55119440 A JP 55119440A JP 11944080 A JP11944080 A JP 11944080A JP S6333633 B2 JPS6333633 B2 JP S6333633B2
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methane
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xenon
krypton
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気液化離装置の主凝縮部に溜出する
極微量のクリプトン、キセノンを含んだ液体酸素
を精溜により濃縮してクリプトン、キセノンを製
造する方法に係り精溜に必要な加熱源をアルゴン
サイクルによつて行うことにより装置構成の簡略
化と運転操作の容易性を図つたものである。
一般にクリプトン、キセノンは、空気液化分離
装置の主凝縮部に溜出する液体酸素を精溜により
濃縮し、該液体酸素中に含有されるクリプトン、
キセノンの混合液を得、これを更に精溜してそれ
ぞれの純ガスとするのが普通である。これを第１
図により説明すると、前記空気分離装置の主凝縮
部より抜き出された液体酸素が管１より濃縮塔２
にフイードされ該塔２内で精溜されて頂部より管
３を介して大部分の酸素が排出し、下部の凝縮部
４には濃縮液が溜る。この精溜作用によりクリプ
トン、キセノンが濃縮されるが液体酸素中に含有
されるメタン等の炭化水素類も濃縮され殊にメタ
ンの濃縮は爆発の危険を惹起する。このため前記
濃縮液は管５より導出した後加熱器６で気化し、
触媒燃焼筒７で炭化水素類を燃焼する。ついで管
８より切換式の吸着器９の一方に導入して前記燃
焼により生成した水分、炭酸ガスを吸着除去した
後、管１０より導出し熱交換器１１にて冷却して
管１２より脱酸素塔１３にフイードされる。脱酸
素塔１３にフイードされた混合ガスは精溜され、
上部の凝縮部１４頂部より管１５を介して酸素が
抜き出され前記熱交換器１１において混合ガスを
冷却した後管１６より導出する。又脱酸素塔１３
底部にはクリプトン＋キセノンの混合液が溜出
し、これは管１７を介して抜き出され、これは精
製分離工程に導かれてクリプトン、キセノンにそ
れぞれ分離され採取される。
以上の如き方法によつてクリプトン、キセノン
を採取するに当つて精溜に必要な熱量は通常空気
液化分離の分離ガスが用いられていた。即ち濃縮
塔２の加熱源としては空気液化分離装置の下部塔
より窒素ガスを抽出し、これを管１８より導入し
てリボイルし、液化した窒素は管１９より抜き出
し空気液化分離置に戻される。又脱酸素塔１３の
熱源は空気液化分離装置より分離された酸素ガス
を加圧した後管２０内を流すことにより上昇ガス
を生成する。更に脱酸塔１３の冷却源は同じく空
気液化分離装置で得られた液体酸素が管２１より
凝縮部１４に供給され精溜に必要な還流液を作る
と共に気化ガスは管２２を介して空気液化分離装
置に戻すよう構成されているのが普通であつた。
このため空気液化分離装置との間の接続配管類が
多数必要であり、施工上極めて煩雑であるばかり
か該装置に外乱を与えることにより運転が不安定
になる不都合があつた。又既設の空気液化分離装
置にクリプトン、キセノン採取設備を付設する場
合、その適用が容易でない等の問題点があり、そ
の改善が望まれていた。
本発明は、このような要求を満足させるために
提案されたもので、空気液化分離装置との関係を
クリプトン、キセノンの原料である液体酸素の供
給と、クリプトン、キセノン採取系内で生成され
た液体酸素の返送のみに止め精溜に必要な熱量は
アルゴンサイクルによつてまかなうようにしたク
リプトン、キセノンの製造方法に関するものであ
る。以下本発明の実施例を第２図および第３図に
よつて説明するが第１図と同一部分は同一番号を
付し説明を省略する。
第２図において、バツフアータンク３１に貯溜
されたアルゴンが管３２より圧縮機３３に吸引さ
れ1.5〜2.0atgに圧縮された後管３４より熱交換
器３５に入り戻り低温アルゴンと熱交換して約−
178℃に冷却される。ついで管３６より管３７と
３８に分岐され、管３７に分岐されたアルゴンは
濃縮塔２の下部に導入され該塔２を加熱して精溜
に必要な上昇ガスを生成せしめ、自身は凝縮液化
される。この液体アルゴンは管３９により抜き出
された後凝縮／気化器４０に導入され濃縮塔２頂
部より管４１を介して導出され凝縮／気化器４０
に導入される酸素を冷却し液化せしめた後管４２
を介して導出する。一方管３８に分岐されたアル
ゴンは脱酸素塔１３のリボイラー４３に供給さ
れ、該塔１３を加熱すると共に自身は液化された
後管４４より脱酸素塔１３の凝縮部１４に冷却源
として導入される。凝縮部１４を冷却することに
より気化したアルゴンは管４５より導出し、前記
凝縮／気化器４０より管４２を介して導出したア
ルゴンと合流した後、管４６より前記熱交換器３
５に入り加温されて管４７より圧縮機３３に吸引
され循還する。なお凝縮／気化器４０で液化され
た酸素は管４８より抜き出され空気液化分離装置
に戻される。第３図は他の実施例に適用する場合
を示したもので精溜による濃縮を段階的に行うこ
とにより系内の安全性を高めると共にクリプト
ン、キセトンを高濃度にし、以後の工程を容易と
したものである。濃縮塔２の凝縮部４に溜出した
濃縮液は管５より抜出された後第１メタンパージ
塔５１の頂部にフイードされ、該塔５１内を流下
する過程で濃縮塔２頂部より管４１および５２を
介して中間段に吹き込まれる酸素ガスとの向流接
触により含有するメタンを酸素と同伴パージされ
る。第１メタンパージ塔５１で含有メタンの一部
をパージされ、底部に溜つた濃縮液は管５３より
第２メタンパージ塔５４頂部にフイードされ管５
５を介して吹き込まれた酸素と向流接触を受け前
記同様なメタンパージを行う。酸素により同伴パ
ージされ、底部に溜つた濃縮液は管５６より導出
されて加熱器６に送られ気化した後触媒燃焼筒
７、吸着器９および熱交換器１１を経て脱酸塔１
３に導入されるが一方第１および第２メタンパー
ジ塔５１および５４でメタンを同伴した酸素はそ
れぞれ管５７，５８より導出され、管５９で合流
する。なおメタンパージ塔で使用される酸素ガス
は他の酸素源より供給するように構成することも
可能である。
次にバツフアータンク３１のアルゴンは管３
２、圧縮機３３、管３４を経て熱交換器３５に入
り冷却され、管３６に導出した後管３７と３８に
２分される。管３７の分岐流れは管６０に一部を
分岐した後、更に管６１と６２に分れ、管６１を
流れるアルゴンは濃縮塔２、管６２のアルゴンは
第１メタンパージ塔５１のリボイラー６３に、又
管６０に分岐されたアルゴンは第２メタンパージ
塔５４のリボイラー６４にそれぞれ送られ加熱す
る。次に前記管３８に分岐されたアルゴンは脱酸
素塔１３のリボイラー４３に送られ、液化した後
管４４より凝縮部１４に導入されて該部１４を冷
却して気化し、管４５より導出する。又前記濃縮
塔２、および第１、第２メタンパージ塔５１，５
４を加熱し、自身は冷却ないしは液化されたアル
ゴンは管３９および管６５，６６よりそれぞれ導
出された後管６７より凝縮／気化器４０に導入さ
れる。凝縮／気化器４０には第１および第２メタ
ンパージ塔５１および５４でメタンを同伴パージ
した酸素が管５９に導かれており、管６７より導
入されたアルゴンによつて冷却され液化した後管
４８より空気液化分離装置に戻される。一方凝
縮／気化器４０で気化したアルゴンは管４２より
導出し熱交換器３５で加温された後管４７より圧
縮機３３に吸引され、循環する。
本発明は以上の説明から明らかなように、空気
液化分離装置とは液化酸素の供給用管１と凝縮／
気化器４０で溜出した液体酸素の返戻用管４８の
みで連設されており、従来の如く多数の連絡配管
類を設けずに済むので施工が容易になる。又空気
液化分離装置との関係が液体酸素の授受のみであ
り、場合によつては、凝縮／気化器４０の液体酸
素を液体酸素貯槽に貯溜するように構成すること
もできるので、空気液化分離装置の運転を不安定
にする外乱の要素がなくなる利点がある。従つて
既設の空気液化分離装置の形式あるいは形状等に
関係なく本発明方法を実施できる。次に従来、精
溜上必要な加熱用窒素は5atgの圧力を必要とした
が、アルゴンを使用することにより１〜1.5atgで
充分まかなえることになり動力の節約は勿論のこ
と、機器類の耐圧面で有利になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のクリプトン、キセノンの製造方
法の一例を示す工程図、第２図は本発明のクリプ
トン、キセノンの製造方法の一例を示す工程図、
第３図は同じくこの発明のクリプトン、キセノン
の製造方法の他の一例を示す工程図である。 １……管、２……濃縮塔、７……触媒燃焼筒、
９……吸着器、１１……熱交換器、１３……脱酸
素塔、３３……圧縮機、３７，３８……管、４０
……凝縮／気化器、４３……リボイラー、５１…
…第１メタンパージ塔、５４……第２メタンパー
ジ塔、６３，６４……リボイラー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 空気液化分離装置の主凝縮部に留出するクリ
    プトン、キセノンおよびメタン等を極微量含有す
    る液体酸素を濃縮塔において精溜し、酸素ガスと
    前記クリプトン、キセノンおよびメタン等を含む
    濃縮液とに分離する工程と、該濃縮液を気化した
    後触媒燃焼筒で燃焼せしめた上生成物を吸着除去
    し、ついで脱酸素塔で精溜する工程と、アルゴン
    を圧縮し熱交換器で冷却した後２分し、１部を前
    記濃縮塔に送つて該塔を加熱すると共に液化せし
    め、ついで該液化アルゴンにより前記濃縮塔で分
    離された酸素ガスを凝縮／気化器で液化せしめる
    工程と、残部のアルゴンを脱酸素塔リボイラーに
    送つて液化した後、該塔凝縮部で気化せしめる工
    程と該気化アルゴンを、前記凝縮／気化器で気化
    したアルゴンと共に前記熱交換器を経て再圧縮し
    循環せしめる工程とからなることを特徴とするク
    リプトン、キセノンの製造方法。 ２ 空気液化分離装置の主凝縮部に溜出するクリ
    プトン、キセノンおよびメタン等を極微量含有す
    る液体酸素を濃縮塔において精溜し、酸素ガスと
    前記クリプトン、キセノンおよびメタン等を含む
    濃縮液とに分離する工程と、該濃縮液をメタンパ
    ージ塔で酸素ガスとの向流接触せしめ、含有メタ
    ンを酸素により同伴パージせしめて更に濃縮液と
    する工程と該濃縮液を気化した後、触媒燃焼筒で
    燃焼せしめた上生成物を吸着除去し、ついで脱酸
    素塔で精溜する工程と、アルゴンを圧縮し熱交換
    器で冷却した後２分し、１部を前記濃縮塔および
    メタンパージ塔にそれぞれ加熱用ガスとして分岐
    供給して液化せしめ、該液化アルゴンにより前記
    濃縮塔で分離された酸素ガス又はメタンパージ塔
    でメタンを同伴パージした酸素ガスを液化せしめ
    る工程と残部のアルゴンを脱酸素塔リボイラーに
    送つて液化した後、該塔凝縮部で気化せしめる工
    程と該気化アルゴンを前記凝縮／気化器で気化し
    たアルゴンと共に前記熱交換器を経て再圧縮し循
    環せしめる工程とからなることを特徴とするクリ
    プトン、キセノンの製造方法。
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