JP2003056980A - ガスの分離精製方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】クリプトンの固化凍結による配管、熱交換器、
蒸留塔内での固化堆積や閉塞、伝熱効率の低下のない、
少流量のクリプトンと窒素の混合ガスからクリプトンを
効率的に回収できる分離精製法を提供する。 【解決手段】クリプトンと窒素の混合混合ガスからクリ
プトンを分離精製する方法において、圧縮工程と、冷却
工程と、冷却された混合ガスを窒素とクリプトンとに分
離する低温蒸留工程と、液化クリプトンを気化させ、か
つ、液化クリプトンの気化熱で窒素ガスを液化させる凝
縮蒸発工程と、前記低温蒸留工程から液化クリプトンを
製品として採取する工程と、窒素を排ガスとして導出す
る工程とからなり、前記低温蒸留工程においては、前記
凝縮蒸発工程からの液化窒素を還流液として、、該凝縮
蒸発工程からのクリプトンガスを上昇ガスとして用い
て、混合ガスの低温蒸留を行うガスの分離精製方法。
蒸留塔内での固化堆積や閉塞、伝熱効率の低下のない、
少流量のクリプトンと窒素の混合ガスからクリプトンを
効率的に回収できる分離精製法を提供する。 【解決手段】クリプトンと窒素の混合混合ガスからクリ
プトンを分離精製する方法において、圧縮工程と、冷却
工程と、冷却された混合ガスを窒素とクリプトンとに分
離する低温蒸留工程と、液化クリプトンを気化させ、か
つ、液化クリプトンの気化熱で窒素ガスを液化させる凝
縮蒸発工程と、前記低温蒸留工程から液化クリプトンを
製品として採取する工程と、窒素を排ガスとして導出す
る工程とからなり、前記低温蒸留工程においては、前記
凝縮蒸発工程からの液化窒素を還流液として、、該凝縮
蒸発工程からのクリプトンガスを上昇ガスとして用い
て、混合ガスの低温蒸留を行うガスの分離精製方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温蒸留を用いて
混合ガスから目的成分を分離精製する方法及びその装置
に関し、詳しくは、半導体製造装置等に雰囲気ガスとし
て使用される付加価値の高いクリプトンを含む混合ガス
から、クリプトンを低温蒸留により分離回収し、再利用
するのに最適な分離精製方法及びその装置に関する。
混合ガスから目的成分を分離精製する方法及びその装置
に関し、詳しくは、半導体製造装置等に雰囲気ガスとし
て使用される付加価値の高いクリプトンを含む混合ガス
から、クリプトンを低温蒸留により分離回収し、再利用
するのに最適な分離精製方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路、液晶パネル、太陽電池
パネル、磁気ディスク等の半導体製品を製造する工程で
は、希ガス雰囲気中でプラズマを発生させ、該プラズマ
によって半導体製品の各種処理を行う装置、例えばスパ
ッタリング装置、プラズマＣＶＤ装置、リアクティブイ
オンエッチング装置等が広く用いられている。
パネル、磁気ディスク等の半導体製品を製造する工程で
は、希ガス雰囲気中でプラズマを発生させ、該プラズマ
によって半導体製品の各種処理を行う装置、例えばスパ
ッタリング装置、プラズマＣＶＤ装置、リアクティブイ
オンエッチング装置等が広く用いられている。
【０００３】このような処理装置では、処理の対象とな
る基板等をチャンバー内に送入するときは窒素ガスが雰
囲気ガスとして用いられ、プラズマ処理を行う時点で、
希ガスのみ、もしくは希ガスと、反応に寄与するガスを
送入し、減圧下で高周波誘導によりプラズマを発生させ
る。処理済みの基板を取り出す過程では、チャンバー内
への空気の混入を防止するために、窒素ガスがパージガ
スとして用いられる。また、反応に寄与するガスとして
は、例えば、プラズマ酸化の場合には少量の酸素が使用
される。
る基板等をチャンバー内に送入するときは窒素ガスが雰
囲気ガスとして用いられ、プラズマ処理を行う時点で、
希ガスのみ、もしくは希ガスと、反応に寄与するガスを
送入し、減圧下で高周波誘導によりプラズマを発生させ
る。処理済みの基板を取り出す過程では、チャンバー内
への空気の混入を防止するために、窒素ガスがパージガ
スとして用いられる。また、反応に寄与するガスとして
は、例えば、プラズマ酸化の場合には少量の酸素が使用
される。
【０００４】このような処理において使用されるガスと
しては、従来は主としてアルゴンが用いられてきたが、
近年は、イオン化ポテンシャルの低いクリプトンが注目
されてきている。クリプトンは、空気中での存在比が極
めて小さく、分離精製工程が複雑なことから分離精製費
が高くなり、ガスが高価なものとなる。従って、クリプ
トンを使用するプロセスでは、使用したガスを放出する
ことなく、使用済みのガスを回収精製し、循環使用する
ことを前提として初めて経済性を有することとなる。
しては、従来は主としてアルゴンが用いられてきたが、
近年は、イオン化ポテンシャルの低いクリプトンが注目
されてきている。クリプトンは、空気中での存在比が極
めて小さく、分離精製工程が複雑なことから分離精製費
が高くなり、ガスが高価なものとなる。従って、クリプ
トンを使用するプロセスでは、使用したガスを放出する
ことなく、使用済みのガスを回収精製し、循環使用する
ことを前提として初めて経済性を有することとなる。
【０００５】上記のような半導体処理工程の状況から、
回収精製の対象となる希ガスを含む混合ガスは、主とし
てクリプトンと窒素とからなり、プラズマ酸化ではこれ
に少量の酸素が含まれたものとなる。また、プラズマＣ
ＶＤでは金属水素化物系ガスが、リアクティブイオンエ
ッチングではハロゲン化炭素系ガスが追加される。ま
た、微量の不純物として、水分、炭酸ガス、一酸化炭
素、水素、炭化水素類等が含まれることもある。
回収精製の対象となる希ガスを含む混合ガスは、主とし
てクリプトンと窒素とからなり、プラズマ酸化ではこれ
に少量の酸素が含まれたものとなる。また、プラズマＣ
ＶＤでは金属水素化物系ガスが、リアクティブイオンエ
ッチングではハロゲン化炭素系ガスが追加される。ま
た、微量の不純物として、水分、炭酸ガス、一酸化炭
素、水素、炭化水素類等が含まれることもある。
【０００６】このような混合ガスから希ガスのような特
定成分を回収・精製する方法としては、低温蒸留方法
が、他の方法、例えば圧力変動吸着（ＰＳＡ：Pressure
SwingAdsorption）、低温吸着、ガス分離膜による分離
等の分離法に比べて、高収率、高純度で精製するのに適
しているが、低温蒸留によるガス回収精製プロセスは、
本来、大処理量用のプロセスである。
定成分を回収・精製する方法としては、低温蒸留方法
が、他の方法、例えば圧力変動吸着（ＰＳＡ：Pressure
SwingAdsorption）、低温吸着、ガス分離膜による分離
等の分離法に比べて、高収率、高純度で精製するのに適
しているが、低温蒸留によるガス回収精製プロセスは、
本来、大処理量用のプロセスである。
【０００７】低温蒸留を用いてクリプトンを分離する例
としては、空気分離プロセスにおいて、空気中のクリプ
トン及びゼノンは、液化酸素中に濃縮して含まれている
ので、このクリプトン及びゼノンが濃縮した液化酸素を
原料として精製分離している。分離方法としては、ま
ず、この液化酸素中のクリプトン、ゼノンを低温蒸留で
パーセントレベルにまで濃縮し、同時に濃縮する不純物
の炭化水素を触媒で水と炭酸ガスに変換した後これらを
吸着で除去し、次いで、低温蒸留で酸素とクリプトン及
びゼノンの混合物とに分離し、低温分離されたクリプト
ンとゼノンの混合物中に残った微量酸素を水素の添加に
より水に変換し、この水を吸着除去し、最後に低温蒸留
でこの混合物をクリプトンとゼノンとに分離する。この
とき、クリプトン、ゼノンに微量に混入しているハロゲ
ン化炭化水素系ガスをゲッターなどで除去精製した後、
それぞれ、製品ガスとして取り出している。このような
例は、大量の酸素を生産している工場内で行われるた
め、クリプトンの処理流量も大きく、従って、装置の寒
冷を発生させるための大型の空気タービンや窒素タービ
ンを設置することが可能となっているプロセスである。
としては、空気分離プロセスにおいて、空気中のクリプ
トン及びゼノンは、液化酸素中に濃縮して含まれている
ので、このクリプトン及びゼノンが濃縮した液化酸素を
原料として精製分離している。分離方法としては、ま
ず、この液化酸素中のクリプトン、ゼノンを低温蒸留で
パーセントレベルにまで濃縮し、同時に濃縮する不純物
の炭化水素を触媒で水と炭酸ガスに変換した後これらを
吸着で除去し、次いで、低温蒸留で酸素とクリプトン及
びゼノンの混合物とに分離し、低温分離されたクリプト
ンとゼノンの混合物中に残った微量酸素を水素の添加に
より水に変換し、この水を吸着除去し、最後に低温蒸留
でこの混合物をクリプトンとゼノンとに分離する。この
とき、クリプトン、ゼノンに微量に混入しているハロゲ
ン化炭化水素系ガスをゲッターなどで除去精製した後、
それぞれ、製品ガスとして取り出している。このような
例は、大量の酸素を生産している工場内で行われるた
め、クリプトンの処理流量も大きく、従って、装置の寒
冷を発生させるための大型の空気タービンや窒素タービ
ンを設置することが可能となっているプロセスである。
【０００８】低温蒸留を用いた回収、精製の例として
は、特開平１１−１７１８０７号公報、米国特許５，５
０２，９６９号などがあるが、これらはいずれも地球温
暖化ガスであるハロゲン化炭素系ガスの回収を目的とす
るものである。
は、特開平１１−１７１８０７号公報、米国特許５，５
０２，９６９号などがあるが、これらはいずれも地球温
暖化ガスであるハロゲン化炭素系ガスの回収を目的とす
るものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述の液化酸素中に濃
縮されたクリプトン、ゼノンからクリプトンを分離する
方法は、あくまでも大量の酸素を生産している工場での
み可能な分離精製方法であり、かつ、液化酸素からのク
リプトンの濃縮では、空気に含まれている炭化水素や、
最後に残った微量酸素を触媒により酸素又は水素と反応
させ、水と炭酸ガスに変換してこの水と炭酸ガスを除去
できるが、窒素中のクリプトンでは、このような方法を
採用することができない。前記したように、半導体処理
工程から発生するクリプトン含有窒素ガスのような極少
量のガスを処理し、かつ、主として窒素とクリプトンの
混合ガスからのクリプトンの回収精製には低温蒸留を用
いた方法は適していないとされる。従って、このような
少流量のガスの処理に低温蒸留法を適用した実用例はな
い。また、低温蒸留を用いて、少流量のクリプトンと窒
素の混合ガスからクリプトンの回収を行おうとすると、
クリプトンの固化点が高いことから、クリプトンの固化
凍結により配管、熱交換器、蒸留塔内での固化堆積や閉
塞が生じたり、熱交換器における伝熱効率が大幅に低下
したりして、低温蒸留が困難になるという問題があっ
た。このような状況から、上記の問題がなく、このよう
な少流量のクリプトンと窒素の混合ガスからクリプトン
を効率的に回収できる分離精製法が強く要望されている
現状にある。
縮されたクリプトン、ゼノンからクリプトンを分離する
方法は、あくまでも大量の酸素を生産している工場での
み可能な分離精製方法であり、かつ、液化酸素からのク
リプトンの濃縮では、空気に含まれている炭化水素や、
最後に残った微量酸素を触媒により酸素又は水素と反応
させ、水と炭酸ガスに変換してこの水と炭酸ガスを除去
できるが、窒素中のクリプトンでは、このような方法を
採用することができない。前記したように、半導体処理
工程から発生するクリプトン含有窒素ガスのような極少
量のガスを処理し、かつ、主として窒素とクリプトンの
混合ガスからのクリプトンの回収精製には低温蒸留を用
いた方法は適していないとされる。従って、このような
少流量のガスの処理に低温蒸留法を適用した実用例はな
い。また、低温蒸留を用いて、少流量のクリプトンと窒
素の混合ガスからクリプトンの回収を行おうとすると、
クリプトンの固化点が高いことから、クリプトンの固化
凍結により配管、熱交換器、蒸留塔内での固化堆積や閉
塞が生じたり、熱交換器における伝熱効率が大幅に低下
したりして、低温蒸留が困難になるという問題があっ
た。このような状況から、上記の問題がなく、このよう
な少流量のクリプトンと窒素の混合ガスからクリプトン
を効率的に回収できる分離精製法が強く要望されている
現状にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願発明は、このような
状況に鑑みなされたものであり、本願発明における請求
項１に記載の発明の要旨は、窒素及びクリプトンを含む
混合ガスからクリプトンを分離精製する方法において、 ａ）前記混合ガスを圧縮する圧縮工程と、 ｂ）圧縮工程で得られた圧縮混合ガスに含まれる水分を
除去する精製工程と、 ｃ）精製工程で得られた精製混合ガスを冷却する冷却工
程と、 ｄ）冷却された混合ガスを窒素とクリプトンとに分離す
る低温蒸留工程と、 ｅ）低温蒸留工程で分離された液化クリプトンを気化さ
せ、かつ、液化クリプトンの気化熱で外部から導入され
た窒素ガスを液化させる凝縮蒸発工程と、 ｆ）前記低温蒸留工程から得られる液化クリプトンの一
部を製品として採取する工程と、 ｇ）前記低温蒸留工程から窒素を排ガスとして導出する
工程とからなり、前記低温蒸留工程においては、前記凝
縮蒸発工程で得られた液化窒素を減圧後、還流液として
用い、かつ、該凝縮蒸発工程で得たクリプトンガスを低
温蒸留のための上昇ガスとして用いて、前記混合ガスの
低温蒸留を行い、前記冷却工程において、低温蒸留工程
で得られた窒素排ガス及びクリプトンの冷熱をも混合ガ
スの冷却に用いるとともに、冷凍機で冷却された冷媒で
混合ガスを冷却することを特徴とするガスの分離精製方
法にある。
状況に鑑みなされたものであり、本願発明における請求
項１に記載の発明の要旨は、窒素及びクリプトンを含む
混合ガスからクリプトンを分離精製する方法において、 ａ）前記混合ガスを圧縮する圧縮工程と、 ｂ）圧縮工程で得られた圧縮混合ガスに含まれる水分を
除去する精製工程と、 ｃ）精製工程で得られた精製混合ガスを冷却する冷却工
程と、 ｄ）冷却された混合ガスを窒素とクリプトンとに分離す
る低温蒸留工程と、 ｅ）低温蒸留工程で分離された液化クリプトンを気化さ
せ、かつ、液化クリプトンの気化熱で外部から導入され
た窒素ガスを液化させる凝縮蒸発工程と、 ｆ）前記低温蒸留工程から得られる液化クリプトンの一
部を製品として採取する工程と、 ｇ）前記低温蒸留工程から窒素を排ガスとして導出する
工程とからなり、前記低温蒸留工程においては、前記凝
縮蒸発工程で得られた液化窒素を減圧後、還流液として
用い、かつ、該凝縮蒸発工程で得たクリプトンガスを低
温蒸留のための上昇ガスとして用いて、前記混合ガスの
低温蒸留を行い、前記冷却工程において、低温蒸留工程
で得られた窒素排ガス及びクリプトンの冷熱をも混合ガ
スの冷却に用いるとともに、冷凍機で冷却された冷媒で
混合ガスを冷却することを特徴とするガスの分離精製方
法にある。
【００１１】また、本願発明における請求項２に記載の
発明の要旨は、窒素、クリプトン及びハロゲン化炭素系
ガスを含む混合ガスからクリプトンを分離精製する方法
において、 ａ）前記混合ガスを圧縮する圧縮工程と、 ｂ）圧縮工程で得られた圧縮混合ガスに含まれる水分を
除去する精製工程と、 ｃ）精製工程で得られた精製混合ガスを冷却する冷却工
程と、 ｄ）冷却された混合ガスを、窒素及び、クリプトンとハ
ロゲン化炭素系ガスの混合液に分離する第１低温蒸留工
程と、 ｅ）第１低温蒸留工程で得られる液化クリプトンとハロ
ゲン化炭素系ガスの混合液を気化させ、かつ、該混合液
の気化熱で外部から導入された窒素ガスを液化させる凝
縮蒸発工程と ｆ）第１低温蒸留工程から得られる窒素を排ガスとして
導出する工程と、 ｇ）第１低温蒸留工程から得られるクリプトンとハロゲ
ン化炭素系ガスの混合液をクリプトンガスと液化ハロゲ
ン化炭素系ガスに分離する第２低温蒸留工程と、 ｈ）第２低温蒸留工程から得られるクリプトンを製品と
して採取する工程と、 ｉ）第２低温蒸留工程から液化ハロゲン化炭素系ガスを
廃ガスとして導出する工程とからなり、前記第１低温蒸
留工程においては、前記凝縮蒸発工程で得られた液化窒
素の一部を減圧後、還流液として用い、かつ、該凝縮蒸
発工程で得られたクリプトンとハロゲン化炭素系ガスの
混合ガスを低温蒸留のための上昇ガスとして用いて冷却
工程からの混合ガスの低温蒸留を行い、前記冷却工程に
おいて、第１及び第２低温蒸留工程で得られた窒素排ガ
ス及び製品クリプトンの冷熱を混合ガスの冷却に用いる
とともに、冷凍機で冷却された冷媒により冷却すること
を特徴とするガスの分離精製方法にある。
発明の要旨は、窒素、クリプトン及びハロゲン化炭素系
ガスを含む混合ガスからクリプトンを分離精製する方法
において、 ａ）前記混合ガスを圧縮する圧縮工程と、 ｂ）圧縮工程で得られた圧縮混合ガスに含まれる水分を
除去する精製工程と、 ｃ）精製工程で得られた精製混合ガスを冷却する冷却工
程と、 ｄ）冷却された混合ガスを、窒素及び、クリプトンとハ
ロゲン化炭素系ガスの混合液に分離する第１低温蒸留工
程と、 ｅ）第１低温蒸留工程で得られる液化クリプトンとハロ
ゲン化炭素系ガスの混合液を気化させ、かつ、該混合液
の気化熱で外部から導入された窒素ガスを液化させる凝
縮蒸発工程と ｆ）第１低温蒸留工程から得られる窒素を排ガスとして
導出する工程と、 ｇ）第１低温蒸留工程から得られるクリプトンとハロゲ
ン化炭素系ガスの混合液をクリプトンガスと液化ハロゲ
ン化炭素系ガスに分離する第２低温蒸留工程と、 ｈ）第２低温蒸留工程から得られるクリプトンを製品と
して採取する工程と、 ｉ）第２低温蒸留工程から液化ハロゲン化炭素系ガスを
廃ガスとして導出する工程とからなり、前記第１低温蒸
留工程においては、前記凝縮蒸発工程で得られた液化窒
素の一部を減圧後、還流液として用い、かつ、該凝縮蒸
発工程で得られたクリプトンとハロゲン化炭素系ガスの
混合ガスを低温蒸留のための上昇ガスとして用いて冷却
工程からの混合ガスの低温蒸留を行い、前記冷却工程に
おいて、第１及び第２低温蒸留工程で得られた窒素排ガ
ス及び製品クリプトンの冷熱を混合ガスの冷却に用いる
とともに、冷凍機で冷却された冷媒により冷却すること
を特徴とするガスの分離精製方法にある。
【００１２】本願発明における請求項３に記載の発明の
要旨は、前記冷却工程における冷媒の蒸発温度は、混合
ガスの凝固点以上であることを特徴とする請求項１又は
２記載のガスの分離精製方法にある。本願発明における
請求項４に記載の発明の要旨は、前記冷却工程におい
て、主として混合ガス中のハロゲン化炭素系ガス成分を
部分凝縮させることを特徴とする請求項２記載のガスの
分離精製方法にある。
要旨は、前記冷却工程における冷媒の蒸発温度は、混合
ガスの凝固点以上であることを特徴とする請求項１又は
２記載のガスの分離精製方法にある。本願発明における
請求項４に記載の発明の要旨は、前記冷却工程におい
て、主として混合ガス中のハロゲン化炭素系ガス成分を
部分凝縮させることを特徴とする請求項２記載のガスの
分離精製方法にある。
【００１３】本願発明における請求項５に記載の発明の
要旨は、排ガスの一部を混合ガスに戻すことを特徴とす
る請求項１又は２に記載のガスの分離精製方法にある。
本願発明における請求項６に記載の発明の要旨は、前記
冷却工程における混合ガスの冷却を、冷凍機で冷却され
た冷媒の代わりに排ガス及び採取クリプトンの冷熱で行
い、別途、前記凝縮蒸発工程で得られる液化窒素をさら
に冷却する第２冷却工程を設けることを特徴とする請求
項１又は２記載のガスの分離精製方法にある。
要旨は、排ガスの一部を混合ガスに戻すことを特徴とす
る請求項１又は２に記載のガスの分離精製方法にある。
本願発明における請求項６に記載の発明の要旨は、前記
冷却工程における混合ガスの冷却を、冷凍機で冷却され
た冷媒の代わりに排ガス及び採取クリプトンの冷熱で行
い、別途、前記凝縮蒸発工程で得られる液化窒素をさら
に冷却する第２冷却工程を設けることを特徴とする請求
項１又は２記載のガスの分離精製方法にある。
【００１４】本願発明における請求項７に記載の発明の
要旨は、前記凝縮蒸発工程に使用する窒素ガスを、排ガ
ス及び採取クリプトンの冷熱により冷却した後、前記凝
縮蒸発工程に導入することを特徴とする請求項１又は２
記載のガスの分離精製方法にある。本願発明における請
求項８に記載の発明の要旨は、前記冷媒として液体窒素
を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のガスの
分離精製方法にある。
要旨は、前記凝縮蒸発工程に使用する窒素ガスを、排ガ
ス及び採取クリプトンの冷熱により冷却した後、前記凝
縮蒸発工程に導入することを特徴とする請求項１又は２
記載のガスの分離精製方法にある。本願発明における請
求項８に記載の発明の要旨は、前記冷媒として液体窒素
を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のガスの
分離精製方法にある。
【００１５】本願発明における請求項９に記載の発明の
要旨は、前記冷媒として液体窒素を用い、かつ、低温蒸
留工程或いは第１低温蒸留工程における還流液として、
系外から導入した液体窒素を用いることを特徴とする請
求項１又は２記載のガスの分離精製方法にある。
要旨は、前記冷媒として液体窒素を用い、かつ、低温蒸
留工程或いは第１低温蒸留工程における還流液として、
系外から導入した液体窒素を用いることを特徴とする請
求項１又は２記載のガスの分離精製方法にある。
【００１６】本願発明における請求項１０に記載の発明
の要旨は、前記凝縮蒸発工程に導入する窒素ガスの代わ
りに、精製空気を導入することを特徴とする請求項１又
は２記載のガスの分離精製方法にある。本願発明におけ
る請求項１１に記載の発明の要旨は、前記冷却工程が、
精製混合ガス中のハロゲン化炭素系ガスを部分液化する
冷却工程であり、さらに、冷却工程で冷却された精製混
合ガスから液化ハロゲン化炭素系ガスを分離する気液分
離工程を備えることを特徴とする請求項２記載のガスの
分離精製方法にある。
の要旨は、前記凝縮蒸発工程に導入する窒素ガスの代わ
りに、精製空気を導入することを特徴とする請求項１又
は２記載のガスの分離精製方法にある。本願発明におけ
る請求項１１に記載の発明の要旨は、前記冷却工程が、
精製混合ガス中のハロゲン化炭素系ガスを部分液化する
冷却工程であり、さらに、冷却工程で冷却された精製混
合ガスから液化ハロゲン化炭素系ガスを分離する気液分
離工程を備えることを特徴とする請求項２記載のガスの
分離精製方法にある。
【００１７】本願発明における請求項１２に記載の発明
の要旨は、前記冷却工程が、窒素ガスにより混合ガスを
加温する構成をも備えていることを特徴とする請求項
１、２、８又は９記載のガスの分離精製方法にある。本
願発明における請求項１３に記載の発明の要旨は、 低
温蒸留工程又は第１低温蒸留工程における圧力が、２．
０９〜３．４ＭＰａであることを特徴とする請求項１〜
１２のいずれかに記載のガスの分離精製方法にある。
の要旨は、前記冷却工程が、窒素ガスにより混合ガスを
加温する構成をも備えていることを特徴とする請求項
１、２、８又は９記載のガスの分離精製方法にある。本
願発明における請求項１３に記載の発明の要旨は、 低
温蒸留工程又は第１低温蒸留工程における圧力が、２．
０９〜３．４ＭＰａであることを特徴とする請求項１〜
１２のいずれかに記載のガスの分離精製方法にある。
【００１８】また、本願発明における請求項１４に記載
の発明の要旨は、窒素及びクリプトンを含む混合ガスか
らクリプトンを分離精製する装置において、 ａ）当該混合ガスを圧縮する圧縮機と、 ｂ）当該圧縮機で圧縮された圧縮混合ガス中に含まれる
水分を吸着除去する吸着装置と、 ｃ）冷熱を発生させる冷凍機と、 ｄ）当該吸着装置から得られる精製混合ガスを冷却する
熱交換器と、 ｅ）当該熱交換器で冷却された混合ガスを窒素とクリプ
トンに分離する低温蒸留塔と、 ｆ）当該蒸留塔に付属するリボイラーと、 ｇ）窒素ガスを当該リボイラーに供給する経路と、当該
窒素ガスが当該離ボイラーで液化して得られる液化窒素
を当該リボイラーから導出し、減圧弁を経て前記低温蒸
留塔の頂部に導入する経路と、 ｈ）当該低温蒸留塔の塔底からクリプトンを前記熱交換
器を経て系外に導出する経路と、 ｉ）当該低温蒸留塔の塔頂から窒素を排ガスとして前記
熱交換器を経て系外に導出する経路とを有し、前記熱交
換器は前記冷凍機で発生した冷熱と、前記低温蒸留塔か
ら得られたクリプトンと排ガスにより、精製混合ガスを
冷却するものであることを特徴とするガスの分離精製装
置にある。
の発明の要旨は、窒素及びクリプトンを含む混合ガスか
らクリプトンを分離精製する装置において、 ａ）当該混合ガスを圧縮する圧縮機と、 ｂ）当該圧縮機で圧縮された圧縮混合ガス中に含まれる
水分を吸着除去する吸着装置と、 ｃ）冷熱を発生させる冷凍機と、 ｄ）当該吸着装置から得られる精製混合ガスを冷却する
熱交換器と、 ｅ）当該熱交換器で冷却された混合ガスを窒素とクリプ
トンに分離する低温蒸留塔と、 ｆ）当該蒸留塔に付属するリボイラーと、 ｇ）窒素ガスを当該リボイラーに供給する経路と、当該
窒素ガスが当該離ボイラーで液化して得られる液化窒素
を当該リボイラーから導出し、減圧弁を経て前記低温蒸
留塔の頂部に導入する経路と、 ｈ）当該低温蒸留塔の塔底からクリプトンを前記熱交換
器を経て系外に導出する経路と、 ｉ）当該低温蒸留塔の塔頂から窒素を排ガスとして前記
熱交換器を経て系外に導出する経路とを有し、前記熱交
換器は前記冷凍機で発生した冷熱と、前記低温蒸留塔か
ら得られたクリプトンと排ガスにより、精製混合ガスを
冷却するものであることを特徴とするガスの分離精製装
置にある。
【００１９】さらに、本願発明における請求項１５に記
載の発明の要旨は、窒素、クリプトン及びハロゲン化炭
素系ガスを含む混合ガスからクリプトンを分離精製する
装置において、 ａ）当該混合ガスを圧縮する圧縮機と、 ｂ）当該圧縮機で圧縮された圧縮混合ガス中に含まれる
水分を吸着除去する吸着装置と、 ｃ）冷熱を発生させる冷凍機と、 ｄ）当該吸着装置から得られる精製混合ガスを冷却する
熱交換器と、 ｅ）当該熱交換器で冷却された混合ガスを蒸留により窒
素及び、クリプトンとハロゲン化炭素系ガスの混合液に
分離する第１低温蒸留塔と、 ｆ）当該第１蒸留塔に付属するリボイラーと、 ｇ）窒素ガスを当該リボイラーに供給する経路と、当該
窒素ガスが当該リボイラーで液化して得られる液化窒素
を当該リボイラーから導出し、減圧弁を経て前記第１低
温蒸留塔の頂部に導入する経路と、 ｈ）前記第１低温蒸留塔の塔頂から窒素を排ガスとして
前記熱交換器を経て系外に導出する経路と、 ｉ）前記第１低温蒸留塔で分離されたクリプトンとハロ
ゲン化炭素系ガスの混合液をクリプトンガスと液化ハロ
ゲン化炭素系ガスに分離する第２低温蒸留塔と、 ｊ）前記混合液を前記第１低温蒸留塔の塔底から導出し
て前記第２低温蒸留塔に導入する経路と、 ｋ）前記第２低温蒸留塔の塔頂から熱交換器を経由して
クリプトンを系外に導出する経路と、 ｌ）前記第２低温蒸留塔の塔底からハロゲン化炭素系ガ
スを廃ガスとして系外に導出する経路とを有し、前記熱
交換器は前記冷凍機で発生した冷熱と、前記第１低温蒸
留塔から得られたクリプトンと排ガスにより、精製混合
ガスを冷却するものであることを特徴とするガスの分離
精製装置にある。
載の発明の要旨は、窒素、クリプトン及びハロゲン化炭
素系ガスを含む混合ガスからクリプトンを分離精製する
装置において、 ａ）当該混合ガスを圧縮する圧縮機と、 ｂ）当該圧縮機で圧縮された圧縮混合ガス中に含まれる
水分を吸着除去する吸着装置と、 ｃ）冷熱を発生させる冷凍機と、 ｄ）当該吸着装置から得られる精製混合ガスを冷却する
熱交換器と、 ｅ）当該熱交換器で冷却された混合ガスを蒸留により窒
素及び、クリプトンとハロゲン化炭素系ガスの混合液に
分離する第１低温蒸留塔と、 ｆ）当該第１蒸留塔に付属するリボイラーと、 ｇ）窒素ガスを当該リボイラーに供給する経路と、当該
窒素ガスが当該リボイラーで液化して得られる液化窒素
を当該リボイラーから導出し、減圧弁を経て前記第１低
温蒸留塔の頂部に導入する経路と、 ｈ）前記第１低温蒸留塔の塔頂から窒素を排ガスとして
前記熱交換器を経て系外に導出する経路と、 ｉ）前記第１低温蒸留塔で分離されたクリプトンとハロ
ゲン化炭素系ガスの混合液をクリプトンガスと液化ハロ
ゲン化炭素系ガスに分離する第２低温蒸留塔と、 ｊ）前記混合液を前記第１低温蒸留塔の塔底から導出し
て前記第２低温蒸留塔に導入する経路と、 ｋ）前記第２低温蒸留塔の塔頂から熱交換器を経由して
クリプトンを系外に導出する経路と、 ｌ）前記第２低温蒸留塔の塔底からハロゲン化炭素系ガ
スを廃ガスとして系外に導出する経路とを有し、前記熱
交換器は前記冷凍機で発生した冷熱と、前記第１低温蒸
留塔から得られたクリプトンと排ガスにより、精製混合
ガスを冷却するものであることを特徴とするガスの分離
精製装置にある。
【００２０】本願発明における請求項１６に記載の発明
の要旨は、前記冷凍機の冷媒がヘリウムであることを特
徴とする請求項１４又は１５記載のガスの分離精製装置
にある。本願発明における請求項１７に記載の発明の要
旨は、前記冷凍機がパルスチューブ式であることを特徴
とする請求項１４〜１６のいずれかに記載のガスの分離
精製装置にある。本願発明における請求項１８に記載の
発明の要旨は、前記熱交換器が、冷媒を１つの冷却用流
体とする多流体熱交換器であることを特徴とする請求項
１４又は１７のいずれかに記載のガスの分離精製装置に
ある。
の要旨は、前記冷凍機の冷媒がヘリウムであることを特
徴とする請求項１４又は１５記載のガスの分離精製装置
にある。本願発明における請求項１７に記載の発明の要
旨は、前記冷凍機がパルスチューブ式であることを特徴
とする請求項１４〜１６のいずれかに記載のガスの分離
精製装置にある。本願発明における請求項１８に記載の
発明の要旨は、前記熱交換器が、冷媒を１つの冷却用流
体とする多流体熱交換器であることを特徴とする請求項
１４又は１７のいずれかに記載のガスの分離精製装置に
ある。
【００２１】
【発明の実施の形態】まず、クリプトンを含む混合ガス
の低温蒸留における運転条件について、以下の図６〜８
を用いて説明する。図６はクリプトン、ゼノン、四フッ
化メタン、三フッ化メタンの飽和蒸気圧曲線を示したも
のであり、図中、●は臨界点、■は融点を示している。
低温蒸留の運転温度としては、融点以上、臨界点以下の
温度範囲を選ばなければならないが、混合ガスの融点
（固化温度）は組成によって変化する。図７は、窒素−
クリプトン系混合ガスの組成による液化温度、固化温度
の変化を示したもので、文献M.Teller, H.Knapp:"Measu
rements of solubilities of solid kripton and xenon
in liquid nitrogen", Cryogenics, pp.471(1984)にお
ける平衡実験データに、平衡圧力、組成から推算した液
化温度の値を加えて示したものである。この図７から、
窒素−クリプトン混合ガスは、分離係数が大きく、分離
に必要な理論段数は少なくて済むと考えられる。
の低温蒸留における運転条件について、以下の図６〜８
を用いて説明する。図６はクリプトン、ゼノン、四フッ
化メタン、三フッ化メタンの飽和蒸気圧曲線を示したも
のであり、図中、●は臨界点、■は融点を示している。
低温蒸留の運転温度としては、融点以上、臨界点以下の
温度範囲を選ばなければならないが、混合ガスの融点
（固化温度）は組成によって変化する。図７は、窒素−
クリプトン系混合ガスの組成による液化温度、固化温度
の変化を示したもので、文献M.Teller, H.Knapp:"Measu
rements of solubilities of solid kripton and xenon
in liquid nitrogen", Cryogenics, pp.471(1984)にお
ける平衡実験データに、平衡圧力、組成から推算した液
化温度の値を加えて示したものである。この図７から、
窒素−クリプトン混合ガスは、分離係数が大きく、分離
に必要な理論段数は少なくて済むと考えられる。
【００２２】また、図８には、窒素とクリプトンの飽和
圧力曲線及びクリプトンの固化圧力曲線を示す。クリプ
トンの飽和圧力曲線と固化圧力曲線との交点の温度、圧
力は、それぞれ、１１６．４Ｋ、２．０９ＭＰａであ
る。従って、交点の圧力２．０９ＭＰａから窒素の臨界
圧力３．４ＭＰａの間の圧力範囲においてクリプトン−
窒素混合ガスを冷却すれば、いかなる組成においてもク
リプトンの凍結が生じることはない。
圧力曲線及びクリプトンの固化圧力曲線を示す。クリプ
トンの飽和圧力曲線と固化圧力曲線との交点の温度、圧
力は、それぞれ、１１６．４Ｋ、２．０９ＭＰａであ
る。従って、交点の圧力２．０９ＭＰａから窒素の臨界
圧力３．４ＭＰａの間の圧力範囲においてクリプトン−
窒素混合ガスを冷却すれば、いかなる組成においてもク
リプトンの凍結が生じることはない。
【００２３】次に、本願発明における第１の実施形態例
の系統図を図１に示す。クリプトンプラズマ酸化を行う
半導体製造装置から排出される窒素とクリプトン及び少
量の酸素を含む混合ガスは、分離精製用の原料ガスとし
て、入口経路１から導入され、圧縮工程において、圧縮
機２により２．２ＭＰａまで圧縮された後、精製工程に
おいて、吸着装置３により、微量の水分や、炭酸ガスが
吸着除去される。吸着装置３に用いる吸着剤としては、
活性アルミナ、活性炭など、クリプトンやゼノンを吸着
しない吸着剤が用いられる。
の系統図を図１に示す。クリプトンプラズマ酸化を行う
半導体製造装置から排出される窒素とクリプトン及び少
量の酸素を含む混合ガスは、分離精製用の原料ガスとし
て、入口経路１から導入され、圧縮工程において、圧縮
機２により２．２ＭＰａまで圧縮された後、精製工程に
おいて、吸着装置３により、微量の水分や、炭酸ガスが
吸着除去される。吸着装置３に用いる吸着剤としては、
活性アルミナ、活性炭など、クリプトンやゼノンを吸着
しない吸着剤が用いられる。
【００２４】次に精製された混合ガスは冷却工程におい
て、熱交換器５で冷却される。熱交換器５で混合ガスを
冷却するための冷熱源は冷凍機４で冷却された冷媒と、
後述の低温蒸留工程から発生する窒素排ガス及び製品で
あるクリプトンの冷熱である。熱交換器５に導入される
冷凍機４の冷媒の蒸発温度は混合ガスの凝固点以上であ
ることが好ましく、このような好ましい冷凍冷媒の一例
としてヘリウムを挙げることができる。熱交換器５で
は、混合ガスが液化も凍結もしないように、混合ガスを
１１８〜１２５Ｋに冷却するのが好ましい。冷凍機４と
しては、パルス式チューブ冷凍機が、低温部分で機械的
駆動部分を持たないのでメンテナンスなしで数年間に及
ぶ長期間連続使用できるので好ましい。熱交換器では、
冷熱源が冷凍機４からの冷媒と、窒素排ガス及びクリプ
トンの冷熱であるため、熱交換器５としては、多流体熱
交換器であることが好ましい。
て、熱交換器５で冷却される。熱交換器５で混合ガスを
冷却するための冷熱源は冷凍機４で冷却された冷媒と、
後述の低温蒸留工程から発生する窒素排ガス及び製品で
あるクリプトンの冷熱である。熱交換器５に導入される
冷凍機４の冷媒の蒸発温度は混合ガスの凝固点以上であ
ることが好ましく、このような好ましい冷凍冷媒の一例
としてヘリウムを挙げることができる。熱交換器５で
は、混合ガスが液化も凍結もしないように、混合ガスを
１１８〜１２５Ｋに冷却するのが好ましい。冷凍機４と
しては、パルス式チューブ冷凍機が、低温部分で機械的
駆動部分を持たないのでメンテナンスなしで数年間に及
ぶ長期間連続使用できるので好ましい。熱交換器では、
冷熱源が冷凍機４からの冷媒と、窒素排ガス及びクリプ
トンの冷熱であるため、熱交換器５としては、多流体熱
交換器であることが好ましい。
【００２５】熱交換器５で冷却された混合ガスは、経路
１７を経て低温蒸留工程を行う低温蒸留塔６へ導入され
る。低温蒸留塔６としては、例えばシーブトレイ、バブ
ルキャップトレイ、バルブトレイなどの棚段塔、１本或
いは複数本の円管を配したぬれ壁塔、不規則充填物或い
は規則充填物を用いた充填塔等を用いることができる。
特にぬれ壁等は、構造が単純で、閉塞の危険性が少な
く、起動時間が短く、かつ、装置コストが低いという特
徴がある。低温蒸留塔６では、塔頂から後述のリボイラ
ーで生成する液体窒素からなる還流液と、導入された混
合ガスとが気液接触し、混合ガスから蒸留分離された液
化高純度クリプトンが塔底より導出される。
１７を経て低温蒸留工程を行う低温蒸留塔６へ導入され
る。低温蒸留塔６としては、例えばシーブトレイ、バブ
ルキャップトレイ、バルブトレイなどの棚段塔、１本或
いは複数本の円管を配したぬれ壁塔、不規則充填物或い
は規則充填物を用いた充填塔等を用いることができる。
特にぬれ壁等は、構造が単純で、閉塞の危険性が少な
く、起動時間が短く、かつ、装置コストが低いという特
徴がある。低温蒸留塔６では、塔頂から後述のリボイラ
ーで生成する液体窒素からなる還流液と、導入された混
合ガスとが気液接触し、混合ガスから蒸留分離された液
化高純度クリプトンが塔底より導出される。
【００２６】低温蒸留塔塔底から導出された液化クリプ
トンはリボイラー７に送られて凝縮蒸発工程にかかる。
すなわち、リボイラー７において液化クリプトンは気化
し、気化したクリプトンは再び低温蒸留塔６に戻される
という循環を行うことによりクリプトンの純度を向上さ
せる。この液化クリプトンは循環系すなわち低温蒸留塔
６の塔底から一部が抜き出され、経路１２を通って、熱
交換器５で混合ガスを冷却する冷熱の一部として用いら
れて自身は昇温され、経路１３を通って製品として採取
される。リボイラー７では、窒素ガス、好ましくは中圧
又は高圧窒素ガス、例えば２．３ＭＰａの窒素ガスが経
路８から導入され、液化クリプトンと熱交換して液化ク
リプトンを気化するとともに自身は液化された後、経路
９に導出される。経路９に導出された液体窒素はバルブ
１０で２．１ＭＰａまで減圧された後、経路１１を経て
低温蒸留塔６の塔頂に導入され、低温蒸留塔６の還流液
となる。このような構成にすることにより、凍結の危険
性が最も高いコンデンサーを必要としない機器構成とな
っている。低温蒸留塔６の上昇ガスは塔頂ではほとんど
が窒素（たとえば、９９％の窒素濃度）で、少量の酸素
を含む混合ガスであり、塔頂から経路１４を経て導出さ
れ、熱交換器５で熱回収された後、経路１５から排ガス
として排出される。
トンはリボイラー７に送られて凝縮蒸発工程にかかる。
すなわち、リボイラー７において液化クリプトンは気化
し、気化したクリプトンは再び低温蒸留塔６に戻される
という循環を行うことによりクリプトンの純度を向上さ
せる。この液化クリプトンは循環系すなわち低温蒸留塔
６の塔底から一部が抜き出され、経路１２を通って、熱
交換器５で混合ガスを冷却する冷熱の一部として用いら
れて自身は昇温され、経路１３を通って製品として採取
される。リボイラー７では、窒素ガス、好ましくは中圧
又は高圧窒素ガス、例えば２．３ＭＰａの窒素ガスが経
路８から導入され、液化クリプトンと熱交換して液化ク
リプトンを気化するとともに自身は液化された後、経路
９に導出される。経路９に導出された液体窒素はバルブ
１０で２．１ＭＰａまで減圧された後、経路１１を経て
低温蒸留塔６の塔頂に導入され、低温蒸留塔６の還流液
となる。このような構成にすることにより、凍結の危険
性が最も高いコンデンサーを必要としない機器構成とな
っている。低温蒸留塔６の上昇ガスは塔頂ではほとんど
が窒素（たとえば、９９％の窒素濃度）で、少量の酸素
を含む混合ガスであり、塔頂から経路１４を経て導出さ
れ、熱交換器５で熱回収された後、経路１５から排ガス
として排出される。
【００２７】ガスの分離精製装置の起動時には、低温蒸
留塔６内は２．１ＭＰａ以上の圧力を維持して、窒素だ
けで運転しておくことにより、クリプトンを含む原料混
合ガスが低温蒸留塔６に導入されても、還流液である液
体窒素中にクリプトンが溶け込むので、図７における液
中のクリプトンモル分率が窒素リッチ側になり、クリプ
トンが凍結する危険性がほとんどない条件になる。ま
た、冷凍機４で冷凍冷媒を冷却しすぎて、熱交換器５内
で原料の混合ガスが部分凍結しかかったり、実際に部分
凍結した場合、熱交換器内を通る予備の経路１６に窒素
ガス（冷却していない、例えば室温の窒素ガス、好まし
くは中圧又は高圧窒素ガス）を流して熱交換器下部の温
度を上げて、部分凍結を回避或いは解消させる方法を好
ましい方法の一例として示すことができる。或いはま
た、排出する排ガスの一部を経路１５から分岐して経路
１８に導出し、バルブ１９でその量を調節しつつ、圧縮
機２の吸入側へ導入して原料ガス中のクリプトンガス濃
度を下げるとともに原料混合ガス流量を増加させる凍結
対策も好ましい方法の一例である。上記のような方法を
採用することにより、クリプトンが凍結する危険性がほ
とんどなく、万一、クリプトンが凍結しかかったり、部
分凍結しても部分凍結を解消或いは回避できるので、少
流量の混合ガスでも安全に分離精製できる。
留塔６内は２．１ＭＰａ以上の圧力を維持して、窒素だ
けで運転しておくことにより、クリプトンを含む原料混
合ガスが低温蒸留塔６に導入されても、還流液である液
体窒素中にクリプトンが溶け込むので、図７における液
中のクリプトンモル分率が窒素リッチ側になり、クリプ
トンが凍結する危険性がほとんどない条件になる。ま
た、冷凍機４で冷凍冷媒を冷却しすぎて、熱交換器５内
で原料の混合ガスが部分凍結しかかったり、実際に部分
凍結した場合、熱交換器内を通る予備の経路１６に窒素
ガス（冷却していない、例えば室温の窒素ガス、好まし
くは中圧又は高圧窒素ガス）を流して熱交換器下部の温
度を上げて、部分凍結を回避或いは解消させる方法を好
ましい方法の一例として示すことができる。或いはま
た、排出する排ガスの一部を経路１５から分岐して経路
１８に導出し、バルブ１９でその量を調節しつつ、圧縮
機２の吸入側へ導入して原料ガス中のクリプトンガス濃
度を下げるとともに原料混合ガス流量を増加させる凍結
対策も好ましい方法の一例である。上記のような方法を
採用することにより、クリプトンが凍結する危険性がほ
とんどなく、万一、クリプトンが凍結しかかったり、部
分凍結しても部分凍結を解消或いは回避できるので、少
流量の混合ガスでも安全に分離精製できる。
【００２８】図２は本発明の第２の実施形態例の系統図
である。なお、第１の実施形態例と共通する機器には同
じ番号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態例
では、熱交換器５では冷凍機で冷却した冷媒による冷却
を行わず、低温蒸留塔６から排出される排ガスと、製品
であるクリプトンの冷熱でのみで冷却する。その代わ
り、冷凍機４により冷却された冷媒で、リボイラー７か
ら出た液体窒素をさらに冷却する。この実施形態例の方
法によれば、リボイラー７で熱交換して液化された液体
窒素をさらに冷却することにより、外部から侵入した熱
の影響で液体窒素が蒸発するのを防ぐとともに、リボイ
ラーの能力に制限されずに低温蒸留塔６の塔頂における
還流液量を充分確保できるという利点を有する。また、
起動時において、原料混合ガスの低温蒸留塔６への導入
経路１及び１７を用いずに、低温蒸留塔６を窒素のみで
起動できるという特徴がある。また、クリプトンを含む
原料混合ガスを低温蒸留塔６へ導入するに際し、熱交換
器５が徐々に冷えていくため、熱交換器の過冷却の危険
性を回避することができるという特長がある。
である。なお、第１の実施形態例と共通する機器には同
じ番号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態例
では、熱交換器５では冷凍機で冷却した冷媒による冷却
を行わず、低温蒸留塔６から排出される排ガスと、製品
であるクリプトンの冷熱でのみで冷却する。その代わ
り、冷凍機４により冷却された冷媒で、リボイラー７か
ら出た液体窒素をさらに冷却する。この実施形態例の方
法によれば、リボイラー７で熱交換して液化された液体
窒素をさらに冷却することにより、外部から侵入した熱
の影響で液体窒素が蒸発するのを防ぐとともに、リボイ
ラーの能力に制限されずに低温蒸留塔６の塔頂における
還流液量を充分確保できるという利点を有する。また、
起動時において、原料混合ガスの低温蒸留塔６への導入
経路１及び１７を用いずに、低温蒸留塔６を窒素のみで
起動できるという特徴がある。また、クリプトンを含む
原料混合ガスを低温蒸留塔６へ導入するに際し、熱交換
器５が徐々に冷えていくため、熱交換器の過冷却の危険
性を回避することができるという特長がある。
【００２９】図３に本発明における第３の実施形態例の
系統図を示す。この実施形態例は、半導体製造装置から
の排ガス中に窒素、クリプトンの他に四フッ化メタン、
パーフルオロエタン、パーフルオロプロパン等のハロゲ
ン化炭素系ガスが含まれる場合の回収精製プロセスであ
る。なお、第２の実施形態例と共通する機器には共通の
符号を付し、その説明を省略する。第３の実施形態例の
特長としては、第１及び第２の低温蒸留塔を用いること
と、原料混合ガスを冷却するための冷媒の冷却用と、第
１の蒸留塔のリボイラーで液化された液体窒素の冷却用
との２つの冷凍機を用いる点にある。
系統図を示す。この実施形態例は、半導体製造装置から
の排ガス中に窒素、クリプトンの他に四フッ化メタン、
パーフルオロエタン、パーフルオロプロパン等のハロゲ
ン化炭素系ガスが含まれる場合の回収精製プロセスであ
る。なお、第２の実施形態例と共通する機器には共通の
符号を付し、その説明を省略する。第３の実施形態例の
特長としては、第１及び第２の低温蒸留塔を用いること
と、原料混合ガスを冷却するための冷媒の冷却用と、第
１の蒸留塔のリボイラーで液化された液体窒素の冷却用
との２つの冷凍機を用いる点にある。
【００３０】原料混合ガスを圧縮し、混合ガス中の微量
水分を吸着装置３で除去した後、熱交換器５で冷却し、
原料混合ガス中に含まれるパーフルオロエタン、パーフ
ルオロプロパン等を部分液化し、経路２２を経て気液分
離器２１に導入して、主としてパーフルオロエタン、パ
ーフルオロプロパン等からなる液化成分を分離し、気液
分離器２１の下部から経路２３に導出され、廃ガスとし
て排出される。熱交換器５での混合ガスの冷却は混合ガ
スが２５０〜２８０Ｋとなるように冷却することが好ま
しい。熱交換器５で混合ガスを２５０Ｋより低い温度に
なるまで冷却すると、液化成分中にクリプトンガスが溶
け込み、クリプトンの回収率が低下する。上記のように
熱交換器５での冷却が比較的高い温度にとどめられてい
るので、これにより低温蒸留塔での冷熱不足を補うため
に熱交換器５用冷凍機２０の他に、第１の低温蒸留塔３
５に付属するリボイラー７から出る液体窒素をさらに冷
却する冷凍機４を設けたものである。
水分を吸着装置３で除去した後、熱交換器５で冷却し、
原料混合ガス中に含まれるパーフルオロエタン、パーフ
ルオロプロパン等を部分液化し、経路２２を経て気液分
離器２１に導入して、主としてパーフルオロエタン、パ
ーフルオロプロパン等からなる液化成分を分離し、気液
分離器２１の下部から経路２３に導出され、廃ガスとし
て排出される。熱交換器５での混合ガスの冷却は混合ガ
スが２５０〜２８０Ｋとなるように冷却することが好ま
しい。熱交換器５で混合ガスを２５０Ｋより低い温度に
なるまで冷却すると、液化成分中にクリプトンガスが溶
け込み、クリプトンの回収率が低下する。上記のように
熱交換器５での冷却が比較的高い温度にとどめられてい
るので、これにより低温蒸留塔での冷熱不足を補うため
に熱交換器５用冷凍機２０の他に、第１の低温蒸留塔３
５に付属するリボイラー７から出る液体窒素をさらに冷
却する冷凍機４を設けたものである。
【００３１】熱交換器５において液化しなかったガスは
気液分離器２１の頂部から導出され経路１７を経て第１
低温蒸留塔３５に導入される。第１低温蒸留塔３５の塔
底からはクリプトンと、四フッ化メタン及び微量のパー
フルオロエタン、パーフルオロプロパン等の混合液が第
１低温蒸留塔に付属のリボイラー７に送られ、外部から
導入された窒素ガス、好ましくは中圧又は高圧窒素ガス
を冷却液化して、自身は気化して第１低温蒸留塔に戻さ
れるという循環を行って、クリプトンとハロゲン化炭素
系ガスの濃度を高める。リボイラー７で冷却された液化
窒素は冷凍機４でさらに冷却され、その一部がバルブ１
０で圧力調整後、還流液として第１低温蒸留塔３５の塔
頂に導入される。第１低温蒸留塔３５とリボイラー７の
間を循環する混合液の一部が経路３６を経て第２低温蒸
留塔２４へ導入される。
気液分離器２１の頂部から導出され経路１７を経て第１
低温蒸留塔３５に導入される。第１低温蒸留塔３５の塔
底からはクリプトンと、四フッ化メタン及び微量のパー
フルオロエタン、パーフルオロプロパン等の混合液が第
１低温蒸留塔に付属のリボイラー７に送られ、外部から
導入された窒素ガス、好ましくは中圧又は高圧窒素ガス
を冷却液化して、自身は気化して第１低温蒸留塔に戻さ
れるという循環を行って、クリプトンとハロゲン化炭素
系ガスの濃度を高める。リボイラー７で冷却された液化
窒素は冷凍機４でさらに冷却され、その一部がバルブ１
０で圧力調整後、還流液として第１低温蒸留塔３５の塔
頂に導入される。第１低温蒸留塔３５とリボイラー７の
間を循環する混合液の一部が経路３６を経て第２低温蒸
留塔２４へ導入される。
【００３２】第２低温蒸留塔２４の塔頂から高純度クリ
プトンが経路１２に導出され、熱交換器５で昇温されて
経路１３から製品として採取される。コンデンサー２８
の冷熱源として、第１低温蒸留塔に付属のリボイラー７
で液化され、冷凍機２０でさらに冷却された液体窒素の
一部が経路２９を経てコンデンサー２８に導入される。
クリプトンを液化することにより自身が気化した窒素ガ
スは経路３４を経て、第１低温蒸留塔３５の塔頂から経
路１４を経てきた窒素排ガスと合流して、熱交換器５で
昇温されて経路１５から排出される。
プトンが経路１２に導出され、熱交換器５で昇温されて
経路１３から製品として採取される。コンデンサー２８
の冷熱源として、第１低温蒸留塔に付属のリボイラー７
で液化され、冷凍機２０でさらに冷却された液体窒素の
一部が経路２９を経てコンデンサー２８に導入される。
クリプトンを液化することにより自身が気化した窒素ガ
スは経路３４を経て、第１低温蒸留塔３５の塔頂から経
路１４を経てきた窒素排ガスと合流して、熱交換器５で
昇温されて経路１５から排出される。
【００３３】第２低温蒸留塔２４の塔底からは液化ハロ
ゲン化炭素系ガスが得られ、第２低温蒸留塔２４に付属
のリボイラー２７で気化されて、第２低温蒸留塔に戻さ
れるという循環により、液化ハロゲン化炭素系ガスに溶
解したクリプトン量を低減させて、クリプトンの回収効
率を高める。この循環から一部抜き出されたハロゲン化
炭化水素系ガスを集めて無害化装置に導入することによ
り、無害化の効率が格段に向上する。
ゲン化炭素系ガスが得られ、第２低温蒸留塔２４に付属
のリボイラー２７で気化されて、第２低温蒸留塔に戻さ
れるという循環により、液化ハロゲン化炭素系ガスに溶
解したクリプトン量を低減させて、クリプトンの回収効
率を高める。この循環から一部抜き出されたハロゲン化
炭化水素系ガスを集めて無害化装置に導入することによ
り、無害化の効率が格段に向上する。
【００３４】なお、ここでは２つの冷凍機を用いた例を
示したが、冷凍機として、２段膨張を有する冷凍機１台
のみを用いて、温度の高い第１段目の膨張ステージを用
いて熱交換器５に送る冷熱とし、第２段目の膨張ステー
ジで、リボイラー７から出る液体窒素を冷却してもよ
い。この実施形態例の方法によれば、第１低温蒸留塔で
クリプトンを濃縮し、第２低温蒸留塔で濃縮されたクリ
プトンからハロゲン化炭素系ガスを分離できるので、ハ
ロゲン化炭素系ガスを含有する混合ガスであってもこれ
から高純度クリプトンを分離精製できる。
示したが、冷凍機として、２段膨張を有する冷凍機１台
のみを用いて、温度の高い第１段目の膨張ステージを用
いて熱交換器５に送る冷熱とし、第２段目の膨張ステー
ジで、リボイラー７から出る液体窒素を冷却してもよ
い。この実施形態例の方法によれば、第１低温蒸留塔で
クリプトンを濃縮し、第２低温蒸留塔で濃縮されたクリ
プトンからハロゲン化炭素系ガスを分離できるので、ハ
ロゲン化炭素系ガスを含有する混合ガスであってもこれ
から高純度クリプトンを分離精製できる。
【００３５】本発明の第４の実施形態例の系統図を図４
に示す。第４の実施形態例は、半導体製造装置から排出
される窒素とクリプトン及び少量の酸素を含む混合ガス
からのクリプトンの回収にあたって、第２の実施形態例
の冷凍機４に代わって、液体窒素を用いた場合のプロセ
スである。なお、第２の実施形態例と共通する機器には
共通の符号を付し、その説明を省略する。なお、図４に
おいて、点線で示した経路は、適宜付加することができ
る経路の意味である。冷凍機４に代えて、液体窒素を経
路３１から当該液体窒素の蒸発ロスを分離する気液分離
器３２に導入し、液のみを還流液として経路３３を経て
低温蒸留塔６に導入した例である。さらに、窒素ガスを
低温蒸留塔付属のリボイラー７で冷却して得られる液体
窒素をも気液分離器３２に導入して経路３１から導入さ
れる液体窒素の消費量を節減することができる。
に示す。第４の実施形態例は、半導体製造装置から排出
される窒素とクリプトン及び少量の酸素を含む混合ガス
からのクリプトンの回収にあたって、第２の実施形態例
の冷凍機４に代わって、液体窒素を用いた場合のプロセ
スである。なお、第２の実施形態例と共通する機器には
共通の符号を付し、その説明を省略する。なお、図４に
おいて、点線で示した経路は、適宜付加することができ
る経路の意味である。冷凍機４に代えて、液体窒素を経
路３１から当該液体窒素の蒸発ロスを分離する気液分離
器３２に導入し、液のみを還流液として経路３３を経て
低温蒸留塔６に導入した例である。さらに、窒素ガスを
低温蒸留塔付属のリボイラー７で冷却して得られる液体
窒素をも気液分離器３２に導入して経路３１から導入さ
れる液体窒素の消費量を節減することができる。
【００３６】また、混合ガスの冷却用冷媒として、液体
窒素を経路３０から熱交換器５に導入することができ
る。この場合、窒素ガス、好ましくは室温の中圧又は高
圧の窒素ガスを経路１６から熱交換器５に導入できるこ
とが好ましい。熱交換器５における窒素ガス及び液体窒
素経路の役割は、熱交換器５における温度制御であり、
起動時には液体窒素を経路３０から熱交換器５に導入し
て冷却の時間短縮を行うことができ、熱交換器５内で混
合ガスの凍結或いは凍結のおそれがあるときに室温の窒
素ガスを経路１６から供給して熱交換器５を加温して、
凍結或いは凍結のおそれを解除することができる。ま
た、リボイラー７に供給する窒素ガスを、予め熱交換器
５を通して冷却しておいてもよい。
窒素を経路３０から熱交換器５に導入することができ
る。この場合、窒素ガス、好ましくは室温の中圧又は高
圧の窒素ガスを経路１６から熱交換器５に導入できるこ
とが好ましい。熱交換器５における窒素ガス及び液体窒
素経路の役割は、熱交換器５における温度制御であり、
起動時には液体窒素を経路３０から熱交換器５に導入し
て冷却の時間短縮を行うことができ、熱交換器５内で混
合ガスの凍結或いは凍結のおそれがあるときに室温の窒
素ガスを経路１６から供給して熱交換器５を加温して、
凍結或いは凍結のおそれを解除することができる。ま
た、リボイラー７に供給する窒素ガスを、予め熱交換器
５を通して冷却しておいてもよい。
【００３７】本発明における第５の実施形態例の系統図
を図５に示す。本実施形態例は、第３の実施形態例の冷
凍機４に代わって、液体窒素を用いた場合のプロセスで
あり、第４の実施形態例で説明したと同様の効果が得ら
れる。なお、第３の実施形態例と共通する機器には共通
の符号を付し、その説明を省略する。本実施例におい
て、原料混合ガスの熱交換器５の出口温度を経路３０の
液体窒素の流量で制御する場合は、混合ガスの凍結の危
険性が高く、熱交換器５の窒素ガスの経路３０の出口温
度を監視して、所定の温度で当該混合ガスを第１低温蒸
留塔３５に導入することが重要である。
を図５に示す。本実施形態例は、第３の実施形態例の冷
凍機４に代わって、液体窒素を用いた場合のプロセスで
あり、第４の実施形態例で説明したと同様の効果が得ら
れる。なお、第３の実施形態例と共通する機器には共通
の符号を付し、その説明を省略する。本実施例におい
て、原料混合ガスの熱交換器５の出口温度を経路３０の
液体窒素の流量で制御する場合は、混合ガスの凍結の危
険性が高く、熱交換器５の窒素ガスの経路３０の出口温
度を監視して、所定の温度で当該混合ガスを第１低温蒸
留塔３５に導入することが重要である。
【００３８】なお、上記各実施形態例において、凝縮蒸
発工程で窒素ガスを導入して液化させ、これを低温蒸留
塔又は第１低温蒸留塔で還流液として用いた例を示した
が、この窒素ガスの代わりに精製空気、好ましくは中圧
又は高圧の精製空気を用いることもできる。ここで、精
製空気とは、空気中の浮遊物、水分、炭酸ガス等を除い
た空気を意味する。
発工程で窒素ガスを導入して液化させ、これを低温蒸留
塔又は第１低温蒸留塔で還流液として用いた例を示した
が、この窒素ガスの代わりに精製空気、好ましくは中圧
又は高圧の精製空気を用いることもできる。ここで、精
製空気とは、空気中の浮遊物、水分、炭酸ガス等を除い
た空気を意味する。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
コンデンサーのような凍結、固化を起こしやすい機器を
使用しないことで、高い信頼性を有する低温蒸留による
ガスの分離精製方法及び装置とすることができ、クリプ
トンを高純度、高回収率で得ることができる。また、本
発明において、上記構成をとり、クリプトンが固化しや
すい条件では窒素リッチにするなどの凍結、固化を避け
る運転条件を明確にすることで凍結、固化によるトラブ
ルを防ぐことができる。また、混合ガスが凍結、固化し
た場合に、室温の窒素ガスで加温したり、混合ガスに窒
素を導入するなどにより、凍結を解消する方法、設備を
備えることにより、長期の連続運転を可能にする。ま
た、本発明の構成によれば、半導体製造工程から発生す
る少流量のクリプトン含有窒素ガスから効率よくクリプ
トンを回収できる。さらに、外部から液体窒素を調達で
きない環境にあっても、低温蒸留によるガスの回収精製
を可能とする。また、ハロゲン化炭素系ガスを含有する
原料ガスの場合、ハロゲン化炭素系ガスを部分凝縮する
ことにより、処理量を軽減することができる。
コンデンサーのような凍結、固化を起こしやすい機器を
使用しないことで、高い信頼性を有する低温蒸留による
ガスの分離精製方法及び装置とすることができ、クリプ
トンを高純度、高回収率で得ることができる。また、本
発明において、上記構成をとり、クリプトンが固化しや
すい条件では窒素リッチにするなどの凍結、固化を避け
る運転条件を明確にすることで凍結、固化によるトラブ
ルを防ぐことができる。また、混合ガスが凍結、固化し
た場合に、室温の窒素ガスで加温したり、混合ガスに窒
素を導入するなどにより、凍結を解消する方法、設備を
備えることにより、長期の連続運転を可能にする。ま
た、本発明の構成によれば、半導体製造工程から発生す
る少流量のクリプトン含有窒素ガスから効率よくクリプ
トンを回収できる。さらに、外部から液体窒素を調達で
きない環境にあっても、低温蒸留によるガスの回収精製
を可能とする。また、ハロゲン化炭素系ガスを含有する
原料ガスの場合、ハロゲン化炭素系ガスを部分凝縮する
ことにより、処理量を軽減することができる。
【図１】 第１の実施形態例の系統図。
【図２】 第２の実施形態例の系統図。
【図３】 第３の実施形態例の系統図。
【図４】 第４の実施形態例の系統図。
【図５】 第５の実施形態例の系統図。
【図６】 蒸気圧線図。
【図７】 窒素−クリプトン系の固化、液化温度曲線。
【図８】 窒素、クリプトンの蒸気圧曲線とクリプトン
の固化圧力曲線。
の固化圧力曲線。
１：入口経路、 ２：圧縮機、 ３：吸着装置、 ４：
冷凍機、５：熱交換器、 ６：低温蒸留塔、 ７：リボ
イラー、 １０：バルブ、１１：液体窒素経路、 １
４、１５：排ガス経路、 ２０：冷凍機、２１：気液分
離器、 ２４：第２低温蒸留塔、 ２７：リボイラー、
２８：コンデンサー、 ３２：気液分離器、 ３５：第
１低温蒸留塔
冷凍機、５：熱交換器、 ６：低温蒸留塔、 ７：リボ
イラー、 １０：バルブ、１１：液体窒素経路、 １
４、１５：排ガス経路、 ２０：冷凍機、２１：気液分
離器、 ２４：第２低温蒸留塔、 ２７：リボイラー、
２８：コンデンサー、 ３２：気液分離器、 ３５：第
１低温蒸留塔
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ２５Ｊ 3/06 Ｆ２５Ｊ 3/06
Ｆターム(参考） 4D047 AA07 AB00 AB05 BB03 CA04
CA06 CA09 CA15 DA01 DA04
DA17
4D052 AA03 CE00 HA02 HA21
Claims (18)
- 【請求項１】 窒素及びクリプトンを含む混合ガスから
クリプトンを分離精製する方法において、 ａ）前記混合ガスを圧縮する圧縮工程と、 ｂ）圧縮工程で得られた圧縮混合ガスに含まれる水分を
除去する精製工程と、 ｃ）精製工程で得られた精製混合ガスを冷却する冷却工
程と、 ｄ）冷却された混合ガスを窒素とクリプトンとに分離す
る低温蒸留工程と、 ｅ）低温蒸留工程で分離された液化クリプトンを気化さ
せ、かつ、液化クリプトンの気化熱で外部から導入され
た窒素ガスを液化させる凝縮蒸発工程と、 ｆ）前記低温蒸留工程から得られる液化クリプトンの一
部を製品として採取する工程と、 ｇ）前記低温蒸留工程から窒素を排ガスとして導出する
工程とからなり、 前記低温蒸留工程においては、前記凝縮蒸発工程で得ら
れた液化窒素を減圧後、還流液として用い、かつ、該凝
縮蒸発工程で得たクリプトンガスを低温蒸留のための上
昇ガスとして用いて、前記混合ガスの低温蒸留を行い、 前記冷却工程において、低温蒸留工程で得られた窒素排
ガス及び製品クリプトンの冷熱を混合ガスの冷却に用い
るとともに、冷凍機で冷却された冷媒により冷却するこ
とを特徴とするガスの分離精製方法。 - 【請求項２】 窒素、クリプトン及びハロゲン化炭素系
ガスを含む混合ガスからクリプトンを分離精製する方法
において、 ａ）前記混合ガスを圧縮する圧縮工程と、 ｂ）圧縮工程で得られた圧縮混合ガスに含まれる水分を
除去する精製工程と、 ｃ）精製工程で得られた精製混合ガスを冷却する冷却工
程と、 ｄ）冷却された混合ガスを、窒素及び、クリプトンとハ
ロゲン化炭素系ガスの混合液に分離する第１低温蒸留工
程と、 ｅ）第１低温蒸留工程で得られる液化クリプトンとハロ
ゲン化炭素系ガスの混合液を気化させ、かつ、該混合液
の気化熱で外部から導入された窒素ガスを液化させる凝
縮蒸発工程と、 ｆ）第１低温蒸留工程から得られる窒素を排ガスとして
導出する工程と、 ｇ）第１低温蒸留工程から得られるクリプトンとハロゲ
ン化炭素系ガスの混合液をクリプトンガスと液化ハロゲ
ン化炭素系ガスに分離する第２低温蒸留工程と、 ｈ）第２低温蒸留工程から得られるクリプトンを製品と
して採取する工程と、 ｉ）第２低温蒸留工程から液化ハロゲン化炭素系ガスを
廃ガスとして導出する工程とからなり、 前記第１低温蒸留工程においては、前記凝縮蒸発工程で
得られた液化窒素の一部を減圧後、還流液として用い、
かつ、該凝縮蒸発工程で得られたクリプトンとハロゲン
化炭素系ガスの混合ガスを低温蒸留のための上昇ガスと
して用いて冷却工程からの混合ガスの低温蒸留を行い、 前記冷却工程において、第１及び第２低温蒸留工程で得
られた窒素排ガス及び製品クリプトンの冷熱を混合ガス
の冷却に用いるとともに、冷凍機で冷却された冷媒によ
り冷却することを特徴とするガスの分離精製方法。 - 【請求項３】 前記冷却工程における冷媒の蒸発温度
が、混合ガスの凝固点以上であることを特徴とする請求
項１又は２記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項４】 前記冷却工程において、主として混合ガ
ス中のハロゲン化炭素系ガス成分を部分凝縮させること
を特徴とする請求項２記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項５】 排ガスの一部を混合ガスに戻すことを特
徴とする請求項１又は２に記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項６】 前記冷却工程における混合ガスの冷却
を、冷凍機で冷却された冷媒の代わりに排ガス及び採取
クリプトンの冷熱で行い、別途、前記凝縮蒸発工程で得
られる液化窒素をさらに冷却する第２冷却工程を設ける
ことを特徴とする請求項１又は２記載のガスの分離精製
方法。 - 【請求項７】 前記凝縮蒸発工程に使用する窒素ガス
を、排ガス及び採取クリプトンの冷熱により冷却した
後、前記凝縮蒸発工程に導入することを特徴とする請求
項１又は２記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項８】 前記冷媒として液体窒素を用いることを
特徴とする請求項１又は２記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項９】 前記冷媒として液体窒素を用い、かつ、
低温蒸留工程或いは第１低温蒸留工程における還流液と
して、系外から導入した液体窒素を用いることを特徴と
する請求項１又は２記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項１０】 前記凝縮蒸発工程に導入する窒素ガス
の代わりに、精製空気を導入することを特徴とする請求
項１又は２記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項１１】 前記冷却工程が、精製混合ガス中のハ
ロゲン化炭素系ガスを部分液化する冷却工程であり、さ
らに、冷却工程で冷却された精製混合ガスから液化ハロ
ゲン化炭素系ガスを分離する気液分離工程を備えること
を特徴とする請求項２記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項１２】 前記冷却工程が、窒素ガスにより混合
ガスを加温する構成をも備えていることを特徴とする請
求項１、２、８又は９記載のガスの分離精製方法。 - 【請求項１３】 低温蒸留工程又は第１低温蒸留工程に
おける圧力が、２．０９〜３．４ＭＰａであることを特
徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のガスの分離
精製方法。 - 【請求項１４】 窒素及びクリプトンを含む混合ガスか
らクリプトンを分離精製する装置において、 ａ）当該混合ガスを圧縮する圧縮機と、 ｂ）当該圧縮機で圧縮された圧縮混合ガス中に含まれる
水分を吸着除去する吸着装置と、 ｃ）冷熱を発生させる冷凍機と、 ｄ）当該吸着装置から得られる精製混合ガスを冷却する
熱交換器と、 ｅ）当該熱交換器で冷却された混合ガスを窒素とクリプ
トンに分離する低温蒸留塔と、 ｆ）当該蒸留塔に付属するリボイラーと、 ｇ）窒素ガスを当該リボイラーに供給する経路と、当該
窒素ガスが当該離ボイラーで液化して得られる液化窒素
を当該リボイラーから導出し、減圧弁を経て前記低温蒸
留塔の頂部に導入する経路と、 ｈ）当該低温蒸留塔の塔底からクリプトンを前記熱交換
器を経て系外に導出する経路と、 ｉ）当該低温蒸留塔の塔頂から窒素を排ガスとして前記
熱交換器を経て系外に導出する経路とを有し、前記熱交
換器は前記冷凍機で発生した冷熱と、前記低温蒸留塔か
ら得られたクリプトンと排ガスにより、精製混合ガスを
冷却するものであることを特徴とするガスの分離精製装
置。 - 【請求項１５】 窒素、クリプトン及びハロゲン化炭素
系ガスを含む混合ガスからクリプトンを分離精製する装
置において、 ａ）当該混合ガスを圧縮する圧縮機と、 ｂ）当該圧縮機で圧縮された圧縮混合ガス中に含まれる
水分を吸着除去する吸着装置と、 ｃ）冷熱を発生させる冷凍機と、 ｄ）前記吸着装置から得られる精製混合ガスを冷却する
熱交換器と、 ｅ）前記熱交換器で冷却された混合ガスを窒素及び、ク
リプトンとハロゲン化炭素系ガスの混合液に分離する第
１低温蒸留塔と、 ｆ）前記第１蒸留塔に付属するリボイラーと、 ｇ）窒素ガスを前記リボイラーに供給する経路と、当該
窒素ガスが当該リボイラーで液化して得られる液化窒素
を前記リボイラーから導出し、減圧弁を経て前記第１低
温蒸留塔の頂部に導入する経路と、 ｈ）前記第１低温蒸留塔の塔頂から窒素を排ガスとして
前記熱交換器を経て系外に導出する経路と、 ｉ）前記第１低温蒸留塔で分離されたクリプトンとハロ
ゲン化炭素系ガスの混合液をクリプトンガスと液化ハロ
ゲン化炭素系ガスに分離する第２低温蒸留塔と、 ｊ）前記混合液を前記第１低温蒸留塔の塔底から導出し
て前記第２低温蒸留塔に導入する経路と、 ｋ）前記第２低温蒸留塔の塔頂から熱交換器を経由して
クリプトンを系外に導出する経路と、 ｌ）前記第２低温蒸留塔の塔底からハロゲン化炭素系ガ
スを廃ガスとして系外に導出する経路とを有し、前記熱
交換器は前記冷凍機で発生した冷熱と、前記第１低温蒸
留塔から得られたクリプトンと排ガスにより、精製混合
ガスを冷却するものであることを特徴とするガスの分離
精製装置。 - 【請求項１６】 前記冷凍機の冷媒がヘリウムであるこ
とを特徴とする請求項１４又は１５記載のガスの分離精
製装置。 - 【請求項１７】 前記冷凍機がパルスチューブ式である
ことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載の
ガスの分離精製装置。 - 【請求項１８】 前記熱交換器が、冷媒を１つの冷却用
流体とする多流体熱交換器であることを特徴とする請求
項１４又は１７のいずれかに記載のガスの分離精製装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001246572A JP2003056980A (ja) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | ガスの分離精製方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001246572A JP2003056980A (ja) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | ガスの分離精製方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003056980A true JP2003056980A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19076092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001246572A Withdrawn JP2003056980A (ja) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | ガスの分離精製方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003056980A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010117123A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-05-27 | Bayer Materialscience Ag | 粗ＨＣｌガスから一酸化炭素を除去する方法、およびそれによって得られる精製ＨＣｌガスを用いたＨＣｌ酸化方法 |
| CN115790076A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-03-14 | 杭氧集团股份有限公司 | 一种回收烟道气中二氧化碳和氮气的装置及方法 |
-
2001
- 2001-08-15 JP JP2001246572A patent/JP2003056980A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010117123A (ja) * | 2008-10-15 | 2010-05-27 | Bayer Materialscience Ag | 粗ＨＣｌガスから一酸化炭素を除去する方法、およびそれによって得られる精製ＨＣｌガスを用いたＨＣｌ酸化方法 |
| CN115790076A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-03-14 | 杭氧集团股份有限公司 | 一种回收烟道气中二氧化碳和氮气的装置及方法 |
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