JPH0789007B2 - 一酸化炭素分離精製装置 - Google Patents
一酸化炭素分離精製装置Info
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- JPH0789007B2 JPH0789007B2 JP61189402A JP18940286A JPH0789007B2 JP H0789007 B2 JPH0789007 B2 JP H0789007B2 JP 61189402 A JP61189402 A JP 61189402A JP 18940286 A JP18940286 A JP 18940286A JP H0789007 B2 JPH0789007 B2 JP H0789007B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プロパン，ブタン等を酸化させて製造され
た一酸化炭素製造用ガスや製鉄所の副生ガス等から一酸
化炭素を分離する一酸化炭素分離精製装置に関するもの
である。
た一酸化炭素製造用ガスや製鉄所の副生ガス等から一酸
化炭素を分離する一酸化炭素分離精製装置に関するもの
である。
一酸化炭素（CO）は反応性に富んでいるため、合成化学
の原料として使用されており、特に近年では、C1化学の
中でも最も重要な炭素源と考えられている。上記COは、
製鉄所をはじめ工場の副生ガス中に多量に含まれている
ものであり、従来は、せいぜい燃料として熱エネルギー
が回収されているにすぎない。しかし、近年のCOに対す
る需要の高まりから上記工場副生ガスからCOを分離回収
する装置が開発されている。また、最近では、上記のよ
うなCOの重要性に鑑み、プロパン，ブタン等を酸化して
つくられたCO原料ガスからCOを分離回収する装置も提案
されている。これらの装置には主として、ゼオライト等
の吸着剤を使用し、この吸着剤によつてCOを濃縮して回
収する装置と、COを選択的に吸収するコソーブ（COSOR
B）液を使用する装置の２種類の装置が用いられてい
る。しかしながら、上記吸着剤を使用する吸着分離装置
（PSA法に基づく）は、装置自体に多数の弁を必要とす
ると同時に、吸着剤を弁操作によつて切り換え、再生使
用する必要があり、装置全体が複雑になるうえ、煩雑な
弁操作を必要とするという難点がある。また、原料ガス
からのCOの回収率が低いため、廃ガスを再度原料ガスに
混合してCOの分離回収を図らなければならず、ランニン
グコストが高くなり製品COが高くなるという欠点も有し
ている。そのうえ、純度が99.5％程度の製品COしか得ら
れず、高純度品が得られないという難点がある。
の原料として使用されており、特に近年では、C1化学の
中でも最も重要な炭素源と考えられている。上記COは、
製鉄所をはじめ工場の副生ガス中に多量に含まれている
ものであり、従来は、せいぜい燃料として熱エネルギー
が回収されているにすぎない。しかし、近年のCOに対す
る需要の高まりから上記工場副生ガスからCOを分離回収
する装置が開発されている。また、最近では、上記のよ
うなCOの重要性に鑑み、プロパン，ブタン等を酸化して
つくられたCO原料ガスからCOを分離回収する装置も提案
されている。これらの装置には主として、ゼオライト等
の吸着剤を使用し、この吸着剤によつてCOを濃縮して回
収する装置と、COを選択的に吸収するコソーブ（COSOR
B）液を使用する装置の２種類の装置が用いられてい
る。しかしながら、上記吸着剤を使用する吸着分離装置
（PSA法に基づく）は、装置自体に多数の弁を必要とす
ると同時に、吸着剤を弁操作によつて切り換え、再生使
用する必要があり、装置全体が複雑になるうえ、煩雑な
弁操作を必要とするという難点がある。また、原料ガス
からのCOの回収率が低いため、廃ガスを再度原料ガスに
混合してCOの分離回収を図らなければならず、ランニン
グコストが高くなり製品COが高くなるという欠点も有し
ている。そのうえ、純度が99.5％程度の製品COしか得ら
れず、高純度品が得られないという難点がある。
コソーブ法を実施する場合は、上記PSA装置のような多
数の弁を要しないという利点を備えており、例えば、転
炉ガス等の製鉄所副生ガスを対象としてCOの分離回収を
実現する。上記転炉ガスの組成はCO;68〜72vol％,CO2:1
3〜17vol％,N2;11〜16vol％,H2;0.8〜1.3vol％,O2;0.1v
ol％以下であり、それ以外に、アンモニア，硫化水素，
二酸化硫黄等の微量成分と、ダストならびに７％程度の
水分を含んでいる。このようなガスを対象とするコソー
ブ装置の一例を第３図に示す。図において、40は転炉ガ
スからなる原料ガス、41は圧縮機で、上記炭酸ガスを圧
縮し昇圧させる。この圧縮機41において、ダストは圧縮
機41の油に捕集され、この油を冷却するための油循環系
に設置されているフイルタによつて除去される。42はブ
ライン冷却器で、昇圧された原料ガスを予備脱湿する。
43は活性炭を充填した吸着筒で原料ガス中の硫黄，アン
モニアを吸着除去する。44は合成ゼオライトを充填した
２個１組の吸着筒で、水分および炭酸ガス等を吸着除去
する。この２個１組の吸着筒44は交互に切り換え使用さ
れる。45は吸収塔で、上記不純物除去および脱湿された
原料ガスを、塔上部から流下するコソーブ液と向流接触
させて原料ガス中のCOをコソーブ液に選択的に吸収させ
るようになつている。上記コソーブ液はトルエンにCuAl
Cl4を溶解したもので、つぎのような反応により、低温
下でCOを選択的に吸収し、高温下においてCOを放散す
る。
数の弁を要しないという利点を備えており、例えば、転
炉ガス等の製鉄所副生ガスを対象としてCOの分離回収を
実現する。上記転炉ガスの組成はCO;68〜72vol％,CO2:1
3〜17vol％,N2;11〜16vol％,H2;0.8〜1.3vol％,O2;0.1v
ol％以下であり、それ以外に、アンモニア，硫化水素，
二酸化硫黄等の微量成分と、ダストならびに７％程度の
水分を含んでいる。このようなガスを対象とするコソー
ブ装置の一例を第３図に示す。図において、40は転炉ガ
スからなる原料ガス、41は圧縮機で、上記炭酸ガスを圧
縮し昇圧させる。この圧縮機41において、ダストは圧縮
機41の油に捕集され、この油を冷却するための油循環系
に設置されているフイルタによつて除去される。42はブ
ライン冷却器で、昇圧された原料ガスを予備脱湿する。
43は活性炭を充填した吸着筒で原料ガス中の硫黄，アン
モニアを吸着除去する。44は合成ゼオライトを充填した
２個１組の吸着筒で、水分および炭酸ガス等を吸着除去
する。この２個１組の吸着筒44は交互に切り換え使用さ
れる。45は吸収塔で、上記不純物除去および脱湿された
原料ガスを、塔上部から流下するコソーブ液と向流接触
させて原料ガス中のCOをコソーブ液に選択的に吸収させ
るようになつている。上記コソーブ液はトルエンにCuAl
Cl4を溶解したもので、つぎのような反応により、低温
下でCOを選択的に吸収し、高温下においてCOを放散す
る。
47は熱交換器で、上記吸収塔45内でCOを選択吸収し塔45
の底部から送出されたコソーブ液を、放散塔46の底部か
ら送出される液と熱交換させて加熱する。46は放散塔で
あつて塔頂から上記CO吸収コソーブ液を流下させ、リボ
イラ49の加熱により発生したトルエン蒸気と接触させ、
CO吸収コソーブ液中のCOを放散させる。ここで、COを放
散したコソーブ液は、放散塔46の底部から熱交換器およ
び冷却塔48を経て冷却され再生されて吸収塔45の塔頂へ
戻される。吸収塔45の上部からは廃ガスが送出され、ブ
ライン冷却器42′で−10℃まで冷却されてトルエンが回
収され、高炉ガス等の配管系へ送出される。そして、上
記放散塔46の上部からは製品CO（ガス）が取り出され
る。この場合、コソーブ液中には少量のCO2,N2,H2,O2が
溶解されるため、上記放散塔46から得られる製品COに
は、これらが混入されている。50は水冷却塔であり、上
記製品COを冷却しトルエンを回収する。51はコンプレツ
サーで、上記製品COを昇圧させる。52はブライン冷却器
で、上記製品COを−10℃まで冷却してトルエンを回収す
る。53は製品COの貯槽であり、適宜に製品COを送出す
る。しかしながら、上記の装置では、必然的に微量の不
純分が製品CO中に混入するため、超高純度の一酸化炭素
の回収は実質的に不可能であり99.5％程度のものしか得
られない。また、この装置も製品COの回収率が低いとい
う欠点を有している。
の底部から送出されたコソーブ液を、放散塔46の底部か
ら送出される液と熱交換させて加熱する。46は放散塔で
あつて塔頂から上記CO吸収コソーブ液を流下させ、リボ
イラ49の加熱により発生したトルエン蒸気と接触させ、
CO吸収コソーブ液中のCOを放散させる。ここで、COを放
散したコソーブ液は、放散塔46の底部から熱交換器およ
び冷却塔48を経て冷却され再生されて吸収塔45の塔頂へ
戻される。吸収塔45の上部からは廃ガスが送出され、ブ
ライン冷却器42′で−10℃まで冷却されてトルエンが回
収され、高炉ガス等の配管系へ送出される。そして、上
記放散塔46の上部からは製品CO（ガス）が取り出され
る。この場合、コソーブ液中には少量のCO2,N2,H2,O2が
溶解されるため、上記放散塔46から得られる製品COに
は、これらが混入されている。50は水冷却塔であり、上
記製品COを冷却しトルエンを回収する。51はコンプレツ
サーで、上記製品COを昇圧させる。52はブライン冷却器
で、上記製品COを−10℃まで冷却してトルエンを回収す
る。53は製品COの貯槽であり、適宜に製品COを送出す
る。しかしながら、上記の装置では、必然的に微量の不
純分が製品CO中に混入するため、超高純度の一酸化炭素
の回収は実質的に不可能であり99.5％程度のものしか得
られない。また、この装置も製品COの回収率が低いとい
う欠点を有している。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、超
高純度の一酸化炭素を高回収率で回収しうる一酸化炭素
分離精製装置の提供をその目的とする。
高純度の一酸化炭素を高回収率で回収しうる一酸化炭素
分離精製装置の提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、この発明の一酸化炭素分離
精製装置は、一酸化炭素を含む原料ガスを圧縮する圧縮
手段と、上記原料ガス中の炭酸ガスと水分とを除去する
除去手段と、上記原料ガスを冷却するための熱交換手段
と、炭化水素系不純ガスを冷却凝縮させ液化除去するた
めの炭化水素系不純ガス液化除去器と、上記熱交換手段
を経た原料ガスを上記凝縮器内蔵冷却器の凝縮器内に導
く原料ガス供給路と、沸点の差により原料ガス中の一酸
化炭素を液化して内部に溜め不純ガスを分離して排出す
る精留塔と、装置外から液体窒素の供給を受けこれを貯
蔵する液体窒素貯蔵手段と、この液体窒素貯蔵手段内の
液体窒素を一酸化炭素液化の寒冷源として上記精留塔に
導く第１の導入路と、上記液体窒素貯蔵手段内の液体窒
素を炭化水素系不純ガス液化の寒冷源として上記炭化水
素系不純ガス液化除去器に導く第２の導入路と、上記精
留塔内の貯溜液化一酸化炭素をそのままもしくは気体状
態で製品一酸化炭素として取り出す取出路を備えるとい
う構成をとる。
精製装置は、一酸化炭素を含む原料ガスを圧縮する圧縮
手段と、上記原料ガス中の炭酸ガスと水分とを除去する
除去手段と、上記原料ガスを冷却するための熱交換手段
と、炭化水素系不純ガスを冷却凝縮させ液化除去するた
めの炭化水素系不純ガス液化除去器と、上記熱交換手段
を経た原料ガスを上記凝縮器内蔵冷却器の凝縮器内に導
く原料ガス供給路と、沸点の差により原料ガス中の一酸
化炭素を液化して内部に溜め不純ガスを分離して排出す
る精留塔と、装置外から液体窒素の供給を受けこれを貯
蔵する液体窒素貯蔵手段と、この液体窒素貯蔵手段内の
液体窒素を一酸化炭素液化の寒冷源として上記精留塔に
導く第１の導入路と、上記液体窒素貯蔵手段内の液体窒
素を炭化水素系不純ガス液化の寒冷源として上記炭化水
素系不純ガス液化除去器に導く第２の導入路と、上記精
留塔内の貯溜液化一酸化炭素をそのままもしくは気体状
態で製品一酸化炭素として取り出す取出路を備えるとい
う構成をとる。
すなわち、この装置は、深冷液化分離法であり、圧縮手
段，除去手段，熱交換手段を得た原料ガスを、炭化水素
系不純ガス液化除去器に導入して、炭化水素系不純ガス
を液化除去すると同時に、原料ガスを超低温に冷却し、
これを精留塔に導き、その内部においてさらに液体窒素
貯蔵手段から供給される液体窒素の冷熱で冷却して、原
料ガス中のCOを液化するとともに、不純ガスを気体のま
ま除去し、これを精留塔から排出すると同時に、液化CO
をそのままもしくは気化して取り出すようにするため、
超高純度の一酸化炭素を回収することが可能になる。す
なわち、この装置は、上記コソーブ装置のようなコソー
ブ液の加熱，冷却によるCOの吸収，放散を利用したり、
PSA装置のような吸着剤による吸収を利用するものでは
ないため、コソーブ液中にCO2,N2等の微量不純ガスが溶
解したり、吸着剤の吸着不良に起因する不純ガスの混入
等を生じず、したがつて、それら不純溶解分に起因する
製品一酸化炭素の純度阻害現象を生じない。
段，除去手段，熱交換手段を得た原料ガスを、炭化水素
系不純ガス液化除去器に導入して、炭化水素系不純ガス
を液化除去すると同時に、原料ガスを超低温に冷却し、
これを精留塔に導き、その内部においてさらに液体窒素
貯蔵手段から供給される液体窒素の冷熱で冷却して、原
料ガス中のCOを液化するとともに、不純ガスを気体のま
ま除去し、これを精留塔から排出すると同時に、液化CO
をそのままもしくは気化して取り出すようにするため、
超高純度の一酸化炭素を回収することが可能になる。す
なわち、この装置は、上記コソーブ装置のようなコソー
ブ液の加熱，冷却によるCOの吸収，放散を利用したり、
PSA装置のような吸着剤による吸収を利用するものでは
ないため、コソーブ液中にCO2,N2等の微量不純ガスが溶
解したり、吸着剤の吸着不良に起因する不純ガスの混入
等を生じず、したがつて、それら不純溶解分に起因する
製品一酸化炭素の純度阻害現象を生じない。
つぎに、この発明の実施例にもとづいて詳しく説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例の構成図である。図におい
て、１は原料ガス圧縮機、２はドレン分離器、３はフロ
ン冷却器、４は２個１組の吸着筒である。上記吸着筒４
は内部に合成ゼオライトもしくは活性炭または両者の混
合物が充填されていて、原料ガス圧縮機１により圧縮さ
れた原料ガス中のH2OおよびCO2等を吸着除去する。５は
H2O,CO2等が吸着除去された原料ガスを送る原料ガス供
給パイプである。６は熱交換器であり、吸着筒４により
H2O,CO2等が吸着除去された圧縮原料ガスが送り込まれ
る。７はCH4等の炭化水素系不純ガスを内蔵凝縮器８内
で冷却凝縮させ、液化除去する炭化水素系不純ガス液化
除去器である。９は上記炭化水素系不純ガス液化除去器
７の凝縮器８中に、上記熱交換器６により冷却された圧
縮原料ガスを送り込むパイプである。10は上記凝縮器８
から下方へ延びる排出パイプで、上記凝縮器８で冷却凝
縮液化された炭化水素系不純ガスを廃棄する。25はその
中間部に設けられた熱交換器である。上記熱交換器25
は、上記パイプ９から分岐する分岐パイプ26によつて送
入される圧縮原料ガスの一部を、排出パイプ10を通る流
体（液化炭化水素系不純ガス）の冷熱で冷却し、戻しパ
イプ27で矢印のようにパイプ９に戻すようになつてい
る。11は精留塔であり、凝縮器28内蔵の分縮器部12と中
圧の塔部13とからなり、中圧の塔部13内には多数の精留
棚14が配設されている。この塔部13に、上記炭化水素系
不純ガス液化除去器７の凝縮器８から延びる低温原料ガ
ス送入パイプ29が開口しており、炭化水素系不純ガスが
液化除去され、超低温に冷却された原料ガスが送入され
るようになつている。この塔部13内において、原料ガス
中におけるCOの一部が液化されて下方に流下し、H2,N2
等の不純ガスとCOの残部が気体状態で塔部13の上方に上
昇する。15は上記塔部13の上部と分縮器部12内の凝縮器
28とを接続する第１の還流液パイプであり、上記塔部13
の上方に上昇した混合ガスを凝縮器28内に送入するよう
になつている。15aは遮蔽板であり、上記混合気体を第
１の還流液パイプ15に導く流路を形成し、この流路を流
れる混合ガスの移動により塔頂に溜る不純ガス（H2,
N2）を混合ガスに随伴させ不純ガスの塔頂滞留を防止す
る。上記凝縮器28内においては、沸点の差によりCOが液
化され、N2,H2等が気体状態で、凝縮器28から上方に延
びる廃ガスパイプ30を経て除去されるようになつてい
る。16は上記凝縮器28の下部から塔部13の上部内に延び
る第２の還流液パイプであり、上記凝縮器28の底部に溜
る液化COを塔部13内の受け皿17内に還流液として流下さ
せるようになつている。この受け皿17内に流下した液化
COは溢流して塔部13内を下方に流れ、低温原料ガス送入
パイプ29から塔部13内に送入された原料ガスと向流的に
接触し、その蒸発熱により上記のように原料ガス中のCO
ガスを液化するようになつている。18は装置外から液体
窒素の供給を受け、これを貯蔵する液体窒素貯槽であ
り、内部の液体窒素を第１の導入路パイプ32を経由させ
て精留塔11の分縮器部12内に送入し、分縮器部12内にお
ける凝縮器28の寒冷源とする。また、第２の導入路パイ
プ33を介して内部の液体窒素を前記炭化水素系不純ガス
液化除去器７内に送入し、除去器７内における凝縮器８
の寒冷源とする。31は精留塔11の分縮器部12内において
寒冷としての作用を終え、気化した液体窒素を送出する
送出パイプであつて、N2ガス取出パイプ32aと連通して
おり、気化した液体窒素を、熱交換器６を経由させて熱
交換させたのちN2ガス取出パイプ32aから外部に送出し
使用に供するようになつている。19は上記精留塔11の塔
部13における底部に溜まつた液化COを製品COとして取り
出す取出パイプである。36は製品COの貯蔵タンクであ
り、このタンク36から製品COが適宜取り出される。上記
取出パイプ19には、調節弁20が設けられている。21は液
面調節計であり、上記精留塔塔部13における底部の貯溜
液化COの液面が一定レベルを保つよう、その液面に応じ
て調節弁20を制御するようになつている。また、上記第
１の導入路パイプ32に設けられた調節弁34も、上記精留
塔11の分縮器部12内の液体窒素の液面が一定レベルを保
つよう、液面調節計22で制御されるようになつている。
さらに、第２の導入路パイプ33に設けられた調節弁35も
低温原料ガス送入パイプ29に設けられたガス温度調節計
35aにより、低温原料ガス送入パイプ29内の原料ガスの
温度が一定になるよう制御されるようになつている。な
お、上記熱交換器6,炭化水素系不純ガス液化除去器７お
よび精留塔11は、図示の一点鎖線で示すように、真空断
熱容器36a内に収容されている。
て、１は原料ガス圧縮機、２はドレン分離器、３はフロ
ン冷却器、４は２個１組の吸着筒である。上記吸着筒４
は内部に合成ゼオライトもしくは活性炭または両者の混
合物が充填されていて、原料ガス圧縮機１により圧縮さ
れた原料ガス中のH2OおよびCO2等を吸着除去する。５は
H2O,CO2等が吸着除去された原料ガスを送る原料ガス供
給パイプである。６は熱交換器であり、吸着筒４により
H2O,CO2等が吸着除去された圧縮原料ガスが送り込まれ
る。７はCH4等の炭化水素系不純ガスを内蔵凝縮器８内
で冷却凝縮させ、液化除去する炭化水素系不純ガス液化
除去器である。９は上記炭化水素系不純ガス液化除去器
７の凝縮器８中に、上記熱交換器６により冷却された圧
縮原料ガスを送り込むパイプである。10は上記凝縮器８
から下方へ延びる排出パイプで、上記凝縮器８で冷却凝
縮液化された炭化水素系不純ガスを廃棄する。25はその
中間部に設けられた熱交換器である。上記熱交換器25
は、上記パイプ９から分岐する分岐パイプ26によつて送
入される圧縮原料ガスの一部を、排出パイプ10を通る流
体（液化炭化水素系不純ガス）の冷熱で冷却し、戻しパ
イプ27で矢印のようにパイプ９に戻すようになつてい
る。11は精留塔であり、凝縮器28内蔵の分縮器部12と中
圧の塔部13とからなり、中圧の塔部13内には多数の精留
棚14が配設されている。この塔部13に、上記炭化水素系
不純ガス液化除去器７の凝縮器８から延びる低温原料ガ
ス送入パイプ29が開口しており、炭化水素系不純ガスが
液化除去され、超低温に冷却された原料ガスが送入され
るようになつている。この塔部13内において、原料ガス
中におけるCOの一部が液化されて下方に流下し、H2,N2
等の不純ガスとCOの残部が気体状態で塔部13の上方に上
昇する。15は上記塔部13の上部と分縮器部12内の凝縮器
28とを接続する第１の還流液パイプであり、上記塔部13
の上方に上昇した混合ガスを凝縮器28内に送入するよう
になつている。15aは遮蔽板であり、上記混合気体を第
１の還流液パイプ15に導く流路を形成し、この流路を流
れる混合ガスの移動により塔頂に溜る不純ガス（H2,
N2）を混合ガスに随伴させ不純ガスの塔頂滞留を防止す
る。上記凝縮器28内においては、沸点の差によりCOが液
化され、N2,H2等が気体状態で、凝縮器28から上方に延
びる廃ガスパイプ30を経て除去されるようになつてい
る。16は上記凝縮器28の下部から塔部13の上部内に延び
る第２の還流液パイプであり、上記凝縮器28の底部に溜
る液化COを塔部13内の受け皿17内に還流液として流下さ
せるようになつている。この受け皿17内に流下した液化
COは溢流して塔部13内を下方に流れ、低温原料ガス送入
パイプ29から塔部13内に送入された原料ガスと向流的に
接触し、その蒸発熱により上記のように原料ガス中のCO
ガスを液化するようになつている。18は装置外から液体
窒素の供給を受け、これを貯蔵する液体窒素貯槽であ
り、内部の液体窒素を第１の導入路パイプ32を経由させ
て精留塔11の分縮器部12内に送入し、分縮器部12内にお
ける凝縮器28の寒冷源とする。また、第２の導入路パイ
プ33を介して内部の液体窒素を前記炭化水素系不純ガス
液化除去器７内に送入し、除去器７内における凝縮器８
の寒冷源とする。31は精留塔11の分縮器部12内において
寒冷としての作用を終え、気化した液体窒素を送出する
送出パイプであつて、N2ガス取出パイプ32aと連通して
おり、気化した液体窒素を、熱交換器６を経由させて熱
交換させたのちN2ガス取出パイプ32aから外部に送出し
使用に供するようになつている。19は上記精留塔11の塔
部13における底部に溜まつた液化COを製品COとして取り
出す取出パイプである。36は製品COの貯蔵タンクであ
り、このタンク36から製品COが適宜取り出される。上記
取出パイプ19には、調節弁20が設けられている。21は液
面調節計であり、上記精留塔塔部13における底部の貯溜
液化COの液面が一定レベルを保つよう、その液面に応じ
て調節弁20を制御するようになつている。また、上記第
１の導入路パイプ32に設けられた調節弁34も、上記精留
塔11の分縮器部12内の液体窒素の液面が一定レベルを保
つよう、液面調節計22で制御されるようになつている。
さらに、第２の導入路パイプ33に設けられた調節弁35も
低温原料ガス送入パイプ29に設けられたガス温度調節計
35aにより、低温原料ガス送入パイプ29内の原料ガスの
温度が一定になるよう制御されるようになつている。な
お、上記熱交換器6,炭化水素系不純ガス液化除去器７お
よび精留塔11は、図示の一点鎖線で示すように、真空断
熱容器36a内に収容されている。
この装置は、例えば、CO:69.93vol％,H2;30vol％,CH4:
0.03vol％,CO2;0.03vol％,N2;0.01vol％の組成の、CO原
料ガス（プロパン，ブタンの酸化により製造）を対象と
してつぎのようにして製品COを製造する。すなわち、原
料ガス圧縮機１により原料ガスを圧縮し、ドレン分離器
２により、圧縮された原料ガス中の水分を除去してフロ
ン冷却器３によりさらに冷却し、その状態で吸着筒４に
送り込み原料ガス中のH2OおよびCO2を吸着除去する。つ
いで、H2O,CO2が吸着除去された原料ガスを、精留塔11
からの窒素ガスおよび廃ガスによって冷却されている熱
交換器６に送り込んで冷却し、その状態で炭化水素系不
純ガス液化除去器７内に送入し、原料ガス中におけるCH
4等の炭化水素系不純ガスを液化し、ついで排出パイプ1
0から外部に常温気化ガスとして放出する。この際、冷
熱は排出パイプ10に設けられた熱交換器25によつて回収
される。そして、炭化水素系不純ガスが液化除去され、
超低温に冷却された原料ガスを、精留塔11の塔部13内に
送入し、受け皿17からの溢流液化COと向流的に接触させ
て、原料ガス中のCOを液化し塔部13の底部に液化COとし
て溜める。この時、原料ガス中のH2,N2ガス等は、塔部1
3を上方に上昇する。また、原料ガス中のCOの一部も液
化されずに、気体のまま上記H2,N2ガス等に随伴して上
昇する。上記上昇H2,N2,COの混合ガスは、第１の還流液
パイプ15から精留塔11の凝縮器28に送入され、ここで、
COガスのみが沸点の差によつて液化され、還流液として
第２の還流液パイプ16を介して精留塔11における塔部13
の受け皿17内に戻る。他方、H2,N2ガスは凝縮器28の上
部から廃ガスパイプ30によつて取り出され、熱交換器６
内で原料ガスと熱交換し大気中に放出される。そして、
精留塔11における塔部13の底部に溜まつた液化COは、製
品液化CO取出パイプ19から液化製品として取り出され、
貯蔵タンク36内に一旦貯蔵されて適宜使用に供される。
0.03vol％,CO2;0.03vol％,N2;0.01vol％の組成の、CO原
料ガス（プロパン，ブタンの酸化により製造）を対象と
してつぎのようにして製品COを製造する。すなわち、原
料ガス圧縮機１により原料ガスを圧縮し、ドレン分離器
２により、圧縮された原料ガス中の水分を除去してフロ
ン冷却器３によりさらに冷却し、その状態で吸着筒４に
送り込み原料ガス中のH2OおよびCO2を吸着除去する。つ
いで、H2O,CO2が吸着除去された原料ガスを、精留塔11
からの窒素ガスおよび廃ガスによって冷却されている熱
交換器６に送り込んで冷却し、その状態で炭化水素系不
純ガス液化除去器７内に送入し、原料ガス中におけるCH
4等の炭化水素系不純ガスを液化し、ついで排出パイプ1
0から外部に常温気化ガスとして放出する。この際、冷
熱は排出パイプ10に設けられた熱交換器25によつて回収
される。そして、炭化水素系不純ガスが液化除去され、
超低温に冷却された原料ガスを、精留塔11の塔部13内に
送入し、受け皿17からの溢流液化COと向流的に接触させ
て、原料ガス中のCOを液化し塔部13の底部に液化COとし
て溜める。この時、原料ガス中のH2,N2ガス等は、塔部1
3を上方に上昇する。また、原料ガス中のCOの一部も液
化されずに、気体のまま上記H2,N2ガス等に随伴して上
昇する。上記上昇H2,N2,COの混合ガスは、第１の還流液
パイプ15から精留塔11の凝縮器28に送入され、ここで、
COガスのみが沸点の差によつて液化され、還流液として
第２の還流液パイプ16を介して精留塔11における塔部13
の受け皿17内に戻る。他方、H2,N2ガスは凝縮器28の上
部から廃ガスパイプ30によつて取り出され、熱交換器６
内で原料ガスと熱交換し大気中に放出される。そして、
精留塔11における塔部13の底部に溜まつた液化COは、製
品液化CO取出パイプ19から液化製品として取り出され、
貯蔵タンク36内に一旦貯蔵されて適宜使用に供される。
このように、この装置は、上記吸着塔4,炭化水素系不純
ガス液化除去器７で不純分が除去された原料ガスを精留
塔11で深冷液化分離して液化COを製造するため、得られ
る液化CO製品の純度が超高純度となる。しかも、製品液
化COの需要量の変動が生じても、上記精留塔11の分縮器
部12における液面調節計22および炭化水素系不純ガス液
化除去器７に設けられた原料ガス温度調節計35aの制御
作用によつて、液体窒素貯槽18から、精留塔11の分縮器
部12および炭化水素系不純ガス液化除去器７に供給され
る液体窒素の供給量が自動的に制御される。したがつ
て、需要量の変動に自動的に、かつ迅速に対応できるの
であり、しかも、このときに純度ばらつきを生じない。
特に、この装置は、精留塔11における分縮器部12の凝縮
器28内に、精留塔11内の原料ガスの一部を常時案内して
液化するため、凝縮器28内へ液化COが所定量溜まつたの
ちは、それ以降生成する液化COが還流液として常時精留
塔11の塔部13内に戻るようになる。したがつて、凝縮器
28からの還流液の流下供給の断続に起因する製品純度の
ばらつき（還流液の流下の中断により精留棚では還流液
がなくなりガスの吹き抜け現象を招いて製品純度が下が
り、流下の再開時には純度が回復する）を生じず、常時
安定した純度の製品液化COを供給することができる。
ガス液化除去器７で不純分が除去された原料ガスを精留
塔11で深冷液化分離して液化COを製造するため、得られ
る液化CO製品の純度が超高純度となる。しかも、製品液
化COの需要量の変動が生じても、上記精留塔11の分縮器
部12における液面調節計22および炭化水素系不純ガス液
化除去器７に設けられた原料ガス温度調節計35aの制御
作用によつて、液体窒素貯槽18から、精留塔11の分縮器
部12および炭化水素系不純ガス液化除去器７に供給され
る液体窒素の供給量が自動的に制御される。したがつ
て、需要量の変動に自動的に、かつ迅速に対応できるの
であり、しかも、このときに純度ばらつきを生じない。
特に、この装置は、精留塔11における分縮器部12の凝縮
器28内に、精留塔11内の原料ガスの一部を常時案内して
液化するため、凝縮器28内へ液化COが所定量溜まつたの
ちは、それ以降生成する液化COが還流液として常時精留
塔11の塔部13内に戻るようになる。したがつて、凝縮器
28からの還流液の流下供給の断続に起因する製品純度の
ばらつき（還流液の流下の中断により精留棚では還流液
がなくなりガスの吹き抜け現象を招いて製品純度が下が
り、流下の再開時には純度が回復する）を生じず、常時
安定した純度の製品液化COを供給することができる。
第２図はこの発明の他の実施例を示している。この装置
は、炭化水素系不純ガス液化除去器７を経た原料ガス
を、精留塔塔部13の底部貯溜液化CO中を通る低温液化ガ
ス送入パイプ延長部25a内に案内して液化COを加熱し気
化させ、その気化COを製品COガスとして取出パイプ37か
ら取り出すとともに、凝縮器28で生成した液化COを、液
化CO溜め38内に案内し、パイプ39から製品液化COとして
取り出しうるようになつている。なお、22aは液面計
で、液化CO溜め38の液面によつてバルブ39aを開閉制御
し、液面を一定に保つようになつている。それ以外の部
分は第１図の装置と実質的に同じであるから説明を省略
する。
は、炭化水素系不純ガス液化除去器７を経た原料ガス
を、精留塔塔部13の底部貯溜液化CO中を通る低温液化ガ
ス送入パイプ延長部25a内に案内して液化COを加熱し気
化させ、その気化COを製品COガスとして取出パイプ37か
ら取り出すとともに、凝縮器28で生成した液化COを、液
化CO溜め38内に案内し、パイプ39から製品液化COとして
取り出しうるようになつている。なお、22aは液面計
で、液化CO溜め38の液面によつてバルブ39aを開閉制御
し、液面を一定に保つようになつている。それ以外の部
分は第１図の装置と実質的に同じであるから説明を省略
する。
この装置は、液化COと気体COの双方を製品COとして供給
しうるという効果を奏する。
しうるという効果を奏する。
なお、以上の実施例は液体取りおよび液体，気体の双方
取りを示しているが、塔部13内のCOガスのみを製品ガス
として取り出すようにするという気体取りもできるので
ある。
取りを示しているが、塔部13内のCOガスのみを製品ガス
として取り出すようにするという気体取りもできるので
ある。
この発明の一酸化炭素分離精製装置は、以下のように構
成されているため、超高純度の一酸化炭素を効率よく製
造することができる。しかも、この装置は、精留塔等の
寒冷源として装置外から液体窒素貯蔵手段に供給された
液体窒素を使用するため、膨脹タービン等の回転機器を
必要とせず、したがつて、回転機器の運転，保全等の煩
雑な手間が不要となるうえ、装置全体の小形化をも実現
することができるようになる。
成されているため、超高純度の一酸化炭素を効率よく製
造することができる。しかも、この装置は、精留塔等の
寒冷源として装置外から液体窒素貯蔵手段に供給された
液体窒素を使用するため、膨脹タービン等の回転機器を
必要とせず、したがつて、回転機器の運転，保全等の煩
雑な手間が不要となるうえ、装置全体の小形化をも実現
することができるようになる。
第１図はこの発明の一実施例の構成図、第２図は他の実
施例の構成図、第３図は従来例の構成図である。 １……原料ガス圧縮機、４……吸着筒、６……熱交換
器、７……炭化水素系不純ガス液化除去器
施例の構成図、第３図は従来例の構成図である。 １……原料ガス圧縮機、４……吸着筒、６……熱交換
器、７……炭化水素系不純ガス液化除去器
Claims (1)
- 【請求項１】一酸化炭素を含む原料ガスを圧縮する圧縮
手段と、上記原料ガス中の炭酸ガスと水分とを除去する
除去手段と、上記原料ガスを冷却するための熱交換手段
と、炭化水素系不純ガスを冷却凝縮させ液化除去するた
めの炭化水素系不純ガス液化除去器と、上記熱交換手段
を経た原料ガスを精留塔内に導く原料ガス供給路と、沸
点の差により原料ガス中の一酸化炭素を液化して内部に
溜め不純ガスを分離して排出する精留塔と、装置外から
液体窒素の供給を受けこれを貯蔵する液体窒素貯蔵手段
と、この液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を一酸化炭素液
化の寒冷源として上記精留塔に導く第１の導入路と、上
記液体窒素貯蔵手段内の液体窒素を炭化水素系不純ガス
液化の寒冷源として上記炭化水素系不純ガス液化除去器
に導く第２の導入路と、上記精留塔内の貯溜液化一酸化
炭素をそのままもしくは気体状態で製品一酸化炭素とし
て取り出す取出路を備えていることを特徴とする一酸化
炭素分離精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189402A JPH0789007B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 一酸化炭素分離精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189402A JPH0789007B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 一酸化炭素分離精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6346368A JPS6346368A (ja) | 1988-02-27 |
| JPH0789007B2 true JPH0789007B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16240685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189402A Expired - Fee Related JPH0789007B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 一酸化炭素分離精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789007B2 (ja) |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189402A patent/JPH0789007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6346368A (ja) | 1988-02-27 |
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Legal Events
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