JP2726774B2 - 塩素の工業的分離回収方法 - Google Patents
塩素の工業的分離回収方法Info
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- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/07—Purification ; Separation
- C01B7/0743—Purification ; Separation of gaseous or dissolved chlorine
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塩素を含む混合ガス、
しかも塩素の濃度が５０容量％前後、もしくはそれ以下
の混合ガスより塩素を分離回収する方法に関するもので
ある。
しかも塩素の濃度が５０容量％前後、もしくはそれ以下
の混合ガスより塩素を分離回収する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】塩素を含む混合ガスより塩素を回収する
方法については、すでに様々な方法が提案されている。
方法については、すでに様々な方法が提案されている。
【０００３】即ち、（１）米国特許第３，９７２，６９
１号は、２０〜９０容量％塩素、１０〜８０容量％二酸
化炭素、窒素、酸素および一酸化炭素からなる気体混合
物を４〜８ａｔｍの範囲で圧縮した後、全還流方式の精
留塔で冷却液化し、精留塔底部にたまる液体塩素の温度
を調節することにより、液体塩素中に溶存する二酸化炭
素を放散して液体塩素を高純度で回収する方法を述べて
いる。（２）英国特許第１，１６４，０６９号は、窒素
を含む非凝縮性ガスと塩素よりなる気体混合物を６〜１
０ａｔｍに圧縮した後、２段階の冷却を行い、さらに熱
交換により−１２０ °Ｆ 〜−１５０ °Ｆ に冷却
することにより液体塩素と非凝縮性ガスに分離できるこ
とを示した。（３）米国特許第２，５４０，９０５号
は、５〜１０重量％の塩素を含む二酸化炭素、一酸化炭
素、水素、窒素および酸素その他のガス成分からなる食
塩電解後の液化残留ガスから塩素を塩素化した溶媒で吸
収し、同時に吸収される二酸化炭素を吸収塔下部の加熱
等により吸収温度より高い温度で放散せしめることによ
って、二酸化炭素を含まない塩素を回収する方法を提案
している。（４）米国特許第２，７６５，８７３号は、
３０〜５０重量％の塩素および空気よりなる含塩素ガス
を２．０ 〜１４．３ａｔｍの加圧下、塔頂の温度が−
２２．８〜３２．２℃、かつ塔底の温度が塔頂の温度よ
り２７．８〜５２．８℃高い条件で、溶媒により吸収す
ることにより実質的に非凝縮性ガスを含まない塩素を回
収する方法を得ている。（５）特開平１−２１２２０１
号は、塩素を含むガスを圧縮、冷却、して塩素を液化分
離し、残ガスをハロゲン化炭化水素溶剤と接触させて塩
素を吸収させて残ガス中の塩素濃度を１％以下とし、塩
素を吸収した溶剤を蒸留して塩素と溶剤に分離し、塩素
を前記ガス圧縮工程へ戻して塩素回収する方法を提案し
ている。
１号は、２０〜９０容量％塩素、１０〜８０容量％二酸
化炭素、窒素、酸素および一酸化炭素からなる気体混合
物を４〜８ａｔｍの範囲で圧縮した後、全還流方式の精
留塔で冷却液化し、精留塔底部にたまる液体塩素の温度
を調節することにより、液体塩素中に溶存する二酸化炭
素を放散して液体塩素を高純度で回収する方法を述べて
いる。（２）英国特許第１，１６４，０６９号は、窒素
を含む非凝縮性ガスと塩素よりなる気体混合物を６〜１
０ａｔｍに圧縮した後、２段階の冷却を行い、さらに熱
交換により−１２０ °Ｆ 〜−１５０ °Ｆ に冷却
することにより液体塩素と非凝縮性ガスに分離できるこ
とを示した。（３）米国特許第２，５４０，９０５号
は、５〜１０重量％の塩素を含む二酸化炭素、一酸化炭
素、水素、窒素および酸素その他のガス成分からなる食
塩電解後の液化残留ガスから塩素を塩素化した溶媒で吸
収し、同時に吸収される二酸化炭素を吸収塔下部の加熱
等により吸収温度より高い温度で放散せしめることによ
って、二酸化炭素を含まない塩素を回収する方法を提案
している。（４）米国特許第２，７６５，８７３号は、
３０〜５０重量％の塩素および空気よりなる含塩素ガス
を２．０ 〜１４．３ａｔｍの加圧下、塔頂の温度が−
２２．８〜３２．２℃、かつ塔底の温度が塔頂の温度よ
り２７．８〜５２．８℃高い条件で、溶媒により吸収す
ることにより実質的に非凝縮性ガスを含まない塩素を回
収する方法を得ている。（５）特開平１−２１２２０１
号は、塩素を含むガスを圧縮、冷却、して塩素を液化分
離し、残ガスをハロゲン化炭化水素溶剤と接触させて塩
素を吸収させて残ガス中の塩素濃度を１％以下とし、塩
素を吸収した溶剤を蒸留して塩素と溶剤に分離し、塩素
を前記ガス圧縮工程へ戻して塩素回収する方法を提案し
ている。
【０００４】これらの方法のうち、（１）および（２）
は元来高濃度塩素ガスを対象とするものであり、対象と
なる含塩素混合ガスを圧縮、冷却して塩素を液化させる
ことにより分離しているが、高純度塩素の回収を主眼と
しているため、塩素から分離された非凝縮性ガスを主と
する廃ガス中には、（１）の方法で５〜９容量％、
（２）の方法でも１０容量％以上の塩素が残存してい
る。
は元来高濃度塩素ガスを対象とするものであり、対象と
なる含塩素混合ガスを圧縮、冷却して塩素を液化させる
ことにより分離しているが、高純度塩素の回収を主眼と
しているため、塩素から分離された非凝縮性ガスを主と
する廃ガス中には、（１）の方法で５〜９容量％、
（２）の方法でも１０容量％以上の塩素が残存してい
る。
【０００５】工業的な塩素の回収において、このような
濃度の塩素を含む廃ガスを系外へ放出するには、公害防
止上塩素を除害せねばならず、そのための設備はもちろ
ん、除害に要する薬品の量も膨大となり、さらに塩素の
ロスにもなるので経済的でない。廃ガス中の塩素濃度を
無視できる程度に微量にしようとすれば、圧縮圧力をよ
り高く、冷却液化温度をより低くする必要があり、動力
費、冷凍コストが増大する。しかも、含塩素混合ガスの
高圧への圧縮は設備の安全性から好ましくなく、また冷
却液化温度は（１）でも述べているように、ドライアイ
ス発生による機器の閉塞防止のため二酸化炭素の凝固点
（５．２ａｔｍで−５６．６℃）以下に下げることは不
可能である。したがって、このような液化法では廃ガス
中に、所定濃度の塩素が残存することが避けられない。
濃度の塩素を含む廃ガスを系外へ放出するには、公害防
止上塩素を除害せねばならず、そのための設備はもちろ
ん、除害に要する薬品の量も膨大となり、さらに塩素の
ロスにもなるので経済的でない。廃ガス中の塩素濃度を
無視できる程度に微量にしようとすれば、圧縮圧力をよ
り高く、冷却液化温度をより低くする必要があり、動力
費、冷凍コストが増大する。しかも、含塩素混合ガスの
高圧への圧縮は設備の安全性から好ましくなく、また冷
却液化温度は（１）でも述べているように、ドライアイ
ス発生による機器の閉塞防止のため二酸化炭素の凝固点
（５．２ａｔｍで−５６．６℃）以下に下げることは不
可能である。したがって、このような液化法では廃ガス
中に、所定濃度の塩素が残存することが避けられない。
【０００６】（３）、（４）および（５）は、ともに溶
媒を利用して吸収放散させることにより塩素を回収する
方法である。これらの方法は廃ガス中の塩素濃度を
（１）または（２）の方法に比較し下げることができる
点優れている。しかし使用される溶媒はハロゲン化炭化
水素であり、特に塩素に対して安定な四塩化炭素が用い
られている。しかし四塩化炭素は近年のフロン問題に関
連して使用禁止の方向にあり、これらの方法は今後実施
することは困難である。
媒を利用して吸収放散させることにより塩素を回収する
方法である。これらの方法は廃ガス中の塩素濃度を
（１）または（２）の方法に比較し下げることができる
点優れている。しかし使用される溶媒はハロゲン化炭化
水素であり、特に塩素に対して安定な四塩化炭素が用い
られている。しかし四塩化炭素は近年のフロン問題に関
連して使用禁止の方向にあり、これらの方法は今後実施
することは困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では四塩化
炭素などの有害な溶媒の使用なしにガス中の塩素をほぼ
完全に分離・回収する方法はなかった。
炭素などの有害な溶媒の使用なしにガス中の塩素をほぼ
完全に分離・回収する方法はなかった。
【０００８】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、先に塩素
を圧力スイング吸着法によりガス中から塩素を分離・濃
縮する方法を提案した（特願平２−７５５００）。この
方法により操作条件を適切に選択するならば、塩素を含
むガスより塩素を回収・濃縮し、その残ガス中の塩素を
実用上ゼロにすることができ、しかも四塩化炭素などの
溶剤をまったく使用しない。しかし、この圧力スイング
吸着法では得られる塩素に富んだガスは高々８０容量％
程度で、工業的に用いられるレベルの塩素濃度は９７容
量％以上なので、このままでは工業的に使用できるプロ
セスとは言いがたい。そこで発明者らはさらに検討を重
ね、圧力スイング吸着法と塩素液化法を組み合わせるこ
とにより本発明に至った。
を圧力スイング吸着法によりガス中から塩素を分離・濃
縮する方法を提案した（特願平２−７５５００）。この
方法により操作条件を適切に選択するならば、塩素を含
むガスより塩素を回収・濃縮し、その残ガス中の塩素を
実用上ゼロにすることができ、しかも四塩化炭素などの
溶剤をまったく使用しない。しかし、この圧力スイング
吸着法では得られる塩素に富んだガスは高々８０容量％
程度で、工業的に用いられるレベルの塩素濃度は９７容
量％以上なので、このままでは工業的に使用できるプロ
セスとは言いがたい。そこで発明者らはさらに検討を重
ね、圧力スイング吸着法と塩素液化法を組み合わせるこ
とにより本発明に至った。
【０００９】すなわち、塩素を含む混合ガスより塩素を
分離回収する方法において、塩素濃度１０〜６０容量
％の混合ガスを圧縮、冷却して一部を液化させ、主とし
て非凝縮性ガスよりなる残ガスと主として塩素よりなる
凝縮液とに分け、塩素を凝縮液として系外に取り出し、
未凝縮の塩素を含む前記残ガスを、吸着剤を充填した
圧力スイング吸着装置に導入して塩素を吸着して残ガス
より分離し、濃度１容量％以下の塩素を含む未吸着のガ
スを分離して系外へ放出し、圧力スイング吸着装置に
吸着された塩素に富むガスを吸着圧力より減圧して回収
し、この回収したガスを前記工程の圧縮工程へ戻す、
ことよりなる塩素の工業的分離回収方法であり、また
は、塩素を含む混合ガスより塩素を分離回収する方法に
おいて、塩素濃度１０〜６０容量％の混合ガスを圧
縮、冷却して一部を液化させ、主として非凝縮性ガスよ
りなる残ガスと主として塩素よりなる凝縮液とに分け、
凝縮液のみ放散塔へ給液して、溶存する塩素以外のガ
ス成分を放散せしめて塩素を分離回収し、放散塔塔頂
より留出する塩素を含む放散ガスと前記工程の残ガス
を合流し、このガスを吸着剤を充填した圧力スイング吸
着装置に導入して塩素を吸着して残ガスより分離し、濃
度１容量％以下の塩素を含む未吸着のガスを分離して系
外へ放出し、圧力スイング吸着装置に吸着された塩素
に富むガスを吸着圧力より減圧して回収し、この回収し
たガスを前記工程の圧縮工程へ戻す、ことよりなる塩
素の工業的分離回収方法である。
分離回収する方法において、塩素濃度１０〜６０容量
％の混合ガスを圧縮、冷却して一部を液化させ、主とし
て非凝縮性ガスよりなる残ガスと主として塩素よりなる
凝縮液とに分け、塩素を凝縮液として系外に取り出し、
未凝縮の塩素を含む前記残ガスを、吸着剤を充填した
圧力スイング吸着装置に導入して塩素を吸着して残ガス
より分離し、濃度１容量％以下の塩素を含む未吸着のガ
スを分離して系外へ放出し、圧力スイング吸着装置に
吸着された塩素に富むガスを吸着圧力より減圧して回収
し、この回収したガスを前記工程の圧縮工程へ戻す、
ことよりなる塩素の工業的分離回収方法であり、また
は、塩素を含む混合ガスより塩素を分離回収する方法に
おいて、塩素濃度１０〜６０容量％の混合ガスを圧
縮、冷却して一部を液化させ、主として非凝縮性ガスよ
りなる残ガスと主として塩素よりなる凝縮液とに分け、
凝縮液のみ放散塔へ給液して、溶存する塩素以外のガ
ス成分を放散せしめて塩素を分離回収し、放散塔塔頂
より留出する塩素を含む放散ガスと前記工程の残ガス
を合流し、このガスを吸着剤を充填した圧力スイング吸
着装置に導入して塩素を吸着して残ガスより分離し、濃
度１容量％以下の塩素を含む未吸着のガスを分離して系
外へ放出し、圧力スイング吸着装置に吸着された塩素
に富むガスを吸着圧力より減圧して回収し、この回収し
たガスを前記工程の圧縮工程へ戻す、ことよりなる塩
素の工業的分離回収方法である。
【００１０】次に、本発明を図面を参照しながら詳しく
説明する。
説明する。
【００１１】図１は本発明を実施する装置の１例であ
る。図において、（３）は圧縮機、（５）は冷却・凝縮
器、（７）は気液セパレータ、（１３ａ、１３ｂ、１３
ｃ）は吸着塔、（１１）は真空ポンプを示す。
る。図において、（３）は圧縮機、（５）は冷却・凝縮
器、（７）は気液セパレータ、（１３ａ、１３ｂ、１３
ｃ）は吸着塔、（１１）は真空ポンプを示す。
【００１２】１０〜６０容量％の塩素と二酸化炭素およ
び非凝縮性ガスよりなる混合ガス（１）を、真空ポンプ
（１１）よりの回収ガス（１２）と混合した後、圧縮機
にて所定の圧力に圧縮する。非凝縮性ガスとしては、例
えば窒素、酸素、一酸化炭素等が挙げられる。圧縮圧力
はゲージ圧で３〜１５ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５〜１
２ｋｇ／ｃｍ2である。混合ガスを冷却・凝縮器で冷
却、液化する。ここで混合ガスに含まれる塩素の２／３
以上が液化する。冷却液化温度は、−１０〜−５０℃、
好ましくは−２０〜−４０℃である。セパレータ（７）
で未凝縮性ガスを主とする残ガス（９）と塩素を主とす
る凝縮液（８）に分ける。凝縮液（８）は塩素濃度は通
常９７容量％程度の液体塩素を得ることができる。
び非凝縮性ガスよりなる混合ガス（１）を、真空ポンプ
（１１）よりの回収ガス（１２）と混合した後、圧縮機
にて所定の圧力に圧縮する。非凝縮性ガスとしては、例
えば窒素、酸素、一酸化炭素等が挙げられる。圧縮圧力
はゲージ圧で３〜１５ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５〜１
２ｋｇ／ｃｍ2である。混合ガスを冷却・凝縮器で冷
却、液化する。ここで混合ガスに含まれる塩素の２／３
以上が液化する。冷却液化温度は、−１０〜−５０℃、
好ましくは−２０〜−４０℃である。セパレータ（７）
で未凝縮性ガスを主とする残ガス（９）と塩素を主とす
る凝縮液（８）に分ける。凝縮液（８）は塩素濃度は通
常９７容量％程度の液体塩素を得ることができる。
【００１３】前記残ガス（９）を圧力スイング吸着装置
の吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のいずれか１台に
導入する。吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）には後に
述べる塩素とそれ以外のガスとを分離するに最適な吸着
剤を充填しており、この吸着剤に塩素を吸着させ残ガス
（９）より塩素を除去し、濃度１容量％以下の塩素を含
むガス（１４）を得る。
の吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のいずれか１台に
導入する。吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）には後に
述べる塩素とそれ以外のガスとを分離するに最適な吸着
剤を充填しており、この吸着剤に塩素を吸着させ残ガス
（９）より塩素を除去し、濃度１容量％以下の塩素を含
むガス（１４）を得る。
【００１４】吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の吸着
操作時の圧力は３から１５ｋｇ／ｃｍ2Ｇ 、好ましく
は３から１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ がよい。操作温度は０か
ら１５０℃まで取ることができるが、通常は大気温度で
操作する方が経済的であり特に問題ない。
操作時の圧力は３から１５ｋｇ／ｃｍ2Ｇ 、好ましく
は３から１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ がよい。操作温度は０か
ら１５０℃まで取ることができるが、通常は大気温度で
操作する方が経済的であり特に問題ない。
【００１５】吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）に充填
する吸着剤としては、合成および天然ゼオライト、非ゼ
オライト系多孔質酸性酸化物や活性炭および分子ふるい
カーボンのような炭素質吸着剤が使用できる。たとえ
ば、ゼオライトとしては、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｌ型、Ｚ
ＳＭ型、天然モルデナイトなどがあげられるが、好まし
くは、Ｘ型、Ｙ型、Ｌ型、ＺＳＭ型である。
する吸着剤としては、合成および天然ゼオライト、非ゼ
オライト系多孔質酸性酸化物や活性炭および分子ふるい
カーボンのような炭素質吸着剤が使用できる。たとえ
ば、ゼオライトとしては、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型、Ｌ型、Ｚ
ＳＭ型、天然モルデナイトなどがあげられるが、好まし
くは、Ｘ型、Ｙ型、Ｌ型、ＺＳＭ型である。
【００１６】活性炭は果実殻系・木材系・石炭系・石油
系などが吸着剤として使用できるが、この中でも分子ふ
るいカーボン、ヤシ殻活性炭が好ましい。これらの吸着
剤は酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、アルゴンな
どの無機性ガスに比較し塩素に対して強い親和性を有し
ているので、これらの吸着剤を充填した吸着塔に塩素を
含有するガスを導入すると塩素が他のガスより優先的に
吸着され、吸着塔のガス出側では塩素濃度の低いガスが
得られ、最適な操作条件を選択するならば吸着塔のガス
出側では塩素はほとんど検出されない。
系などが吸着剤として使用できるが、この中でも分子ふ
るいカーボン、ヤシ殻活性炭が好ましい。これらの吸着
剤は酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、アルゴンな
どの無機性ガスに比較し塩素に対して強い親和性を有し
ているので、これらの吸着剤を充填した吸着塔に塩素を
含有するガスを導入すると塩素が他のガスより優先的に
吸着され、吸着塔のガス出側では塩素濃度の低いガスが
得られ、最適な操作条件を選択するならば吸着塔のガス
出側では塩素はほとんど検出されない。
【００１７】仮に吸着塔として（１３ａ）を使用してい
るとすると、吸着塔（１３ａ） への塩素の吸着が進み
飽和状態に近づいたところでガス（９）の導入を吸着塔
（１３ａ）より吸着塔（１３ｂ）に切り換える。吸着塔
（１３ａ）の操作圧力を降下させ、吸着している塩素お
よびその他のガスを脱着させる。この時の操作圧力は吸
着時の圧力以下とし、必要に応じて真空ポンプ（１１）
により大気圧以下にすることも有効であり、脱着時の好
ましい操作圧力は１０から４００ｔｏｒｒである。脱着
圧力は低い方が脱着により得られる塩素に富んだガス
（１２）の塩素純度は高いが、使用する真空ポンプ（１
１）が過大になりすぎるので、経済的理由により操作圧
力は決定される。また操作温度は任意であるが、基本的
には吸着時の温度と同じとする方が経済的である。
るとすると、吸着塔（１３ａ） への塩素の吸着が進み
飽和状態に近づいたところでガス（９）の導入を吸着塔
（１３ａ）より吸着塔（１３ｂ）に切り換える。吸着塔
（１３ａ）の操作圧力を降下させ、吸着している塩素お
よびその他のガスを脱着させる。この時の操作圧力は吸
着時の圧力以下とし、必要に応じて真空ポンプ（１１）
により大気圧以下にすることも有効であり、脱着時の好
ましい操作圧力は１０から４００ｔｏｒｒである。脱着
圧力は低い方が脱着により得られる塩素に富んだガス
（１２）の塩素純度は高いが、使用する真空ポンプ（１
１）が過大になりすぎるので、経済的理由により操作圧
力は決定される。また操作温度は任意であるが、基本的
には吸着時の温度と同じとする方が経済的である。
【００１８】この脱着操作により導入ガスよりも塩素濃
度の高いガスを得ることができるとともに、塩素を吸着
した吸着塔（１３ａ）を脱塩素することで再生すること
ができるので、再び次の吸着操作に使用できる。
度の高いガスを得ることができるとともに、塩素を吸着
した吸着塔（１３ａ）を脱塩素することで再生すること
ができるので、再び次の吸着操作に使用できる。
【００１９】吸着塔はたとえば（１３ｂ）が吸着操作に
ある時には、（１３ａ）は脱着操作にあり、（１３ｃ）
は脱着再生を完了して待機状態であり、（１３ｂ）が塩
素により飽和直前となった時に（１３ｂ）より（１３
ｃ）に切り換える。このような動きを順次行いながら吸
着塔（１３ａ， １３ｂ， １３ｃ）は常に塩素の吸着
と脱着再生を行う。
ある時には、（１３ａ）は脱着操作にあり、（１３ｃ）
は脱着再生を完了して待機状態であり、（１３ｂ）が塩
素により飽和直前となった時に（１３ｂ）より（１３
ｃ）に切り換える。このような動きを順次行いながら吸
着塔（１３ａ， １３ｂ， １３ｃ）は常に塩素の吸着
と脱着再生を行う。
【００２０】吸着塔は塩素が破過する前に上記の切り換
え操作を行うならば、ガス（１４）には実際上塩素はゼ
ロとすることができる。
え操作を行うならば、ガス（１４）には実際上塩素はゼ
ロとすることができる。
【００２１】脱着により得られる塩素に富んだガス（１
２）は操作条件により塩素純度４０から９０ｍｏｌ％の
範囲にある。ガス（１２）をガス（１）と合流させ、再
び圧縮機（３）で昇圧し、最終的に塩素を液体塩素
（８）として回収する。
２）は操作条件により塩素純度４０から９０ｍｏｌ％の
範囲にある。ガス（１２）をガス（１）と合流させ、再
び圧縮機（３）で昇圧し、最終的に塩素を液体塩素
（８）として回収する。
【００２２】図１に示す例のように、液体塩素に精製操
作を特に加えない場合には、得られる液体塩素は９７ｖ
ｏｌ％程度である。もし、さらに高純度の塩素が必要な
場合にはセパレータ（７）で得られる液体塩素（８）を
ストリッピングして精製すればよい。その一例を図２に
示す。
作を特に加えない場合には、得られる液体塩素は９７ｖ
ｏｌ％程度である。もし、さらに高純度の塩素が必要な
場合にはセパレータ（７）で得られる液体塩素（８）を
ストリッピングして精製すればよい。その一例を図２に
示す。
【００２３】図２には、図１にストリッパー（１５）を
追加設置している。図１の例と同様にして液化した液体
塩素（８）をストリッパー（１５）の塔頂に供給し、ス
トリッパー（１５）の塔底にはリボイラー（１６）を備
えており、リボイラー（１６）にて熱を加え溶存してい
る塩素以外の成分を放散させ、塔底より高純度の液体塩
素（１７）を得ることができる。放散されたストリッパ
ー（１５）の塔頂より得られる塩素を含むガス（１８）
はガス（９）と混合し、吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ） へ導入する。
追加設置している。図１の例と同様にして液化した液体
塩素（８）をストリッパー（１５）の塔頂に供給し、ス
トリッパー（１５）の塔底にはリボイラー（１６）を備
えており、リボイラー（１６）にて熱を加え溶存してい
る塩素以外の成分を放散させ、塔底より高純度の液体塩
素（１７）を得ることができる。放散されたストリッパ
ー（１５）の塔頂より得られる塩素を含むガス（１８）
はガス（９）と混合し、吸着塔（１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ） へ導入する。
【００２４】以下、図１の例で説明したように、圧力ス
イング吸着法により塩素を分離・回収し、ガス（１４）
は系外へ、塩素に富むガス（１２）は再び圧縮され、最
終的に塩素は液体塩素（１７）として回収される。
イング吸着法により塩素を分離・回収し、ガス（１４）
は系外へ、塩素に富むガス（１２）は再び圧縮され、最
終的に塩素は液体塩素（１７）として回収される。
【００２５】
【作用および効果】本発明方法によれば、塩素を含む混
合ガスより塩素を高収率、かつ、高純度で分離回収でき
る他、従来法で使用していた四塩化炭素などの有害な溶
媒を使用しない特徴を有しているのでその工業的な塩素
の分離回収方法としての効果は非常に大きい。
合ガスより塩素を高収率、かつ、高純度で分離回収でき
る他、従来法で使用していた四塩化炭素などの有害な溶
媒を使用しない特徴を有しているのでその工業的な塩素
の分離回収方法としての効果は非常に大きい。
【００２６】
【実施例】以下、実施例にて本発明を詳しく説明する。
【００２７】実施例１ 本実施例に使用した装置のフローシートを図１に示す。
【００２８】この装置に塩素４３．２容量％、酸素３
５．６容量％、窒素９．１容量％、二酸化炭素１２．１
容量％よりなる混合ガス（１）２０．７Ｎｍ3／ｈを送
り、真空ポンプ（１１）からのガス（１２）３．３Ｎｍ
3／ｈと混合して圧縮機（３）で圧力を７ｋｇ／ｃｍ2Ｇ
まで昇圧し、冷却・凝縮器（５）で−２４℃に冷却し、
セパレータ（７）に供給した。セパレータ（７）の下部
から純度９７．６容量％の液体塩素を２８．３ｋｇ／ｈ
を得、上部より塩素１７．８容量％、酸素５１．４容量
％、窒素１３．４容量％、二酸化炭素１７．５容量％の
未凝縮ガス（９）を得た。
５．６容量％、窒素９．１容量％、二酸化炭素１２．１
容量％よりなる混合ガス（１）２０．７Ｎｍ3／ｈを送
り、真空ポンプ（１１）からのガス（１２）３．３Ｎｍ
3／ｈと混合して圧縮機（３）で圧力を７ｋｇ／ｃｍ2Ｇ
まで昇圧し、冷却・凝縮器（５）で−２４℃に冷却し、
セパレータ（７）に供給した。セパレータ（７）の下部
から純度９７．６容量％の液体塩素を２８．３ｋｇ／ｈ
を得、上部より塩素１７．８容量％、酸素５１．４容量
％、窒素１３．４容量％、二酸化炭素１７．５容量％の
未凝縮ガス（９）を得た。
【００２９】直径約０．３ｍ、高さ約２ｍの吸着塔３台
（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）に合成Ｙ型ゼオライト（東
洋シーシーアイより購入）各９０ｋｇを充填し、前もっ
て真空下に窒素を通気して乾燥を行った。この吸着塔の
内１台（１３ａ）に前記未凝縮ガス（９）を１０分間通
気した。この間吸着塔（１３ａ）の塔頂から得られるガ
ス（１４）には塩素は１００ｐｐｍ以下であった。１０
分間通気したのちに次の吸着塔（１３ｂ）に切り換え、
吸着塔（１３ａ）を真空ポンプ（１１）で２０ｔｏｒｒ
まで減圧し、１０分間排気した。この時得られたガス
（１２）の塩素濃度は８１．０ｖｏｌ％であった。１０
分間排気したのちに吸着塔（１３ａ）は再び圧縮ガスを
吸着すべく待機状態とした。この吸着操作を１３ａ，
１３ｂ，１３ｃの順に順次実行して連続的に圧縮ガスを
処理し、ガス（１２）およびガス（１４）を得た。ガス
（１２）の流量は３．３Ｎｍ3／ｈ、ガス（１４）の流
量は１１．７Ｎｍ3／ｈ であった。
（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）に合成Ｙ型ゼオライト（東
洋シーシーアイより購入）各９０ｋｇを充填し、前もっ
て真空下に窒素を通気して乾燥を行った。この吸着塔の
内１台（１３ａ）に前記未凝縮ガス（９）を１０分間通
気した。この間吸着塔（１３ａ）の塔頂から得られるガ
ス（１４）には塩素は１００ｐｐｍ以下であった。１０
分間通気したのちに次の吸着塔（１３ｂ）に切り換え、
吸着塔（１３ａ）を真空ポンプ（１１）で２０ｔｏｒｒ
まで減圧し、１０分間排気した。この時得られたガス
（１２）の塩素濃度は８１．０ｖｏｌ％であった。１０
分間排気したのちに吸着塔（１３ａ）は再び圧縮ガスを
吸着すべく待機状態とした。この吸着操作を１３ａ，
１３ｂ，１３ｃの順に順次実行して連続的に圧縮ガスを
処理し、ガス（１２）およびガス（１４）を得た。ガス
（１２）の流量は３．３Ｎｍ3／ｈ、ガス（１４）の流
量は１１．７Ｎｍ3／ｈ であった。
【００３０】ガス（１２）は混合ガス（１）と混合し、
再び圧縮・冷却して塩素を液化塩素（８） として回収
した。
再び圧縮・冷却して塩素を液化塩素（８） として回収
した。
【００３１】実施例２ 本実施例に使用した装置のフローシートを図２に示す。
【００３２】この装置に、塩素３７．５容量％、酸素３
０．９容量％、窒素１３．２容量％、二酸化炭素１８．
４容量％よりなる混合ガス（１）２７．３Ｎｍ3／ｈを
送り、真空ポンプ（１１）からのガス（１２）４．９Ｎ
ｍ3／ｈと混合して圧縮機（３） で圧力を７ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇ まで昇圧し、冷却・凝縮器（５）で−２４℃に
冷却し、セパレータ（７）に供給した。セパレータ
（７）の下部から凝縮液（８）を得、上部より未凝縮ガ
ス（９）を得た。
０．９容量％、窒素１３．２容量％、二酸化炭素１８．
４容量％よりなる混合ガス（１）２７．３Ｎｍ3／ｈを
送り、真空ポンプ（１１）からのガス（１２）４．９Ｎ
ｍ3／ｈと混合して圧縮機（３） で圧力を７ｋｇ／ｃ
ｍ2Ｇ まで昇圧し、冷却・凝縮器（５）で−２４℃に
冷却し、セパレータ（７）に供給した。セパレータ
（７）の下部から凝縮液（８）を得、上部より未凝縮ガ
ス（９）を得た。
【００３３】凝縮液（８）を直径０．１５ｍ 、高さ
３．５ｍ、０Ｘ型カスケードミニリング２ｍを充填した
ストリッパー（１５）の塔頂部に供給し、ストリッパー
（１５）下部のリボイラー（１６）より熱媒体で２５℃
前後に加熱した。塔底から液体塩素が流量２０．７ｋｇ
／ｈ、純度９９．８ｖｏｌ％で得られた。
３．５ｍ、０Ｘ型カスケードミニリング２ｍを充填した
ストリッパー（１５）の塔頂部に供給し、ストリッパー
（１５）下部のリボイラー（１６）より熱媒体で２５℃
前後に加熱した。塔底から液体塩素が流量２０．７ｋｇ
／ｈ、純度９９．８ｖｏｌ％で得られた。
【００３４】実施例１の吸着塔３台（１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ）に合成Ｙ型ゼオライト（東洋シーシーアイ株よ
り購入）各９０ｋｇを充填し、前もって真空下に窒素を
通気して乾燥を行った。この吸着塔の内１台（１３ａ）
に前記未凝縮ガス（９）を１０分間通気した。この間
吸着塔（１３ａ）の塔頂から得られるガス（１４）には
塩素は１００ｐｐｍ以下であった。１０分間通気したの
ちに次の吸着塔（１３ｂ）に切り換え、吸着塔（１３
ａ）を真空ポンプ（１１）で２０ｔｏｒｒまで減圧し、
１０分間排気した。この時得られたガス（１２）の塩素
濃度は７１．０ｖｏｌ％であった。１０分間排気したの
ちに吸着塔（１３ａ）は再び圧縮ガスを吸着すべく待機
状態とした。この吸着操作を１３ａ，１３ｂ，１３ｃの
順に順次実行して連続的に圧縮ガスを処理しガス（１
２）およびガス（１４）を得た。ガス（１２）の流量は
４．９Ｎｍ3／ｈ、ガス（１４）の流量は１５．９Ｎｍ3
／ｈであった。
１３ｃ）に合成Ｙ型ゼオライト（東洋シーシーアイ株よ
り購入）各９０ｋｇを充填し、前もって真空下に窒素を
通気して乾燥を行った。この吸着塔の内１台（１３ａ）
に前記未凝縮ガス（９）を１０分間通気した。この間
吸着塔（１３ａ）の塔頂から得られるガス（１４）には
塩素は１００ｐｐｍ以下であった。１０分間通気したの
ちに次の吸着塔（１３ｂ）に切り換え、吸着塔（１３
ａ）を真空ポンプ（１１）で２０ｔｏｒｒまで減圧し、
１０分間排気した。この時得られたガス（１２）の塩素
濃度は７１．０ｖｏｌ％であった。１０分間排気したの
ちに吸着塔（１３ａ）は再び圧縮ガスを吸着すべく待機
状態とした。この吸着操作を１３ａ，１３ｂ，１３ｃの
順に順次実行して連続的に圧縮ガスを処理しガス（１
２）およびガス（１４）を得た。ガス（１２）の流量は
４．９Ｎｍ3／ｈ、ガス（１４）の流量は１５．９Ｎｍ3
／ｈであった。
【００３５】ガス（１２）は混合ガス（１）と混合し、
再び圧縮・冷却して塩素を液化塩素（８） として回収
した。
再び圧縮・冷却して塩素を液化塩素（８） として回収
した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する場合の好ましいフローシート
の一例である。
の一例である。
【図２】実施例２のフローシートである。
１． 原料混合ガス ２． 圧縮機供給ガス ３． 圧縮機 ４． 圧縮ガス ５． 冷却・凝縮器 ６． 冷却後ガス ７． 気液セパレータ ８． 凝縮液（液体塩
素） ９． 未凝縮ガス １０． 回収ガス １１． 真空ポンプ １２． 回収ガス １３ａ，１３ｂ，１３ｃ 吸着塔 １４． 未吸着ガス １５． ストリッパ
ー １６． リボイラー １７． 液体塩素 １８． 放散ガス
素） ９． 未凝縮ガス １０． 回収ガス １１． 真空ポンプ １２． 回収ガス １３ａ，１３ｂ，１３ｃ 吸着塔 １４． 未吸着ガス １５． ストリッパ
ー １６． リボイラー １７． 液体塩素 １８． 放散ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 功 福岡県大牟田市浅牟田町30 三井東圧化 学株式会社内 審査官 鈴木 紀子
Claims (4)
- 【請求項１】 塩素を含む混合ガスより塩素を分離回収
する方法において、塩素濃度１０〜６０容量％の混合
ガスを圧縮、冷却して一部を液化させ、主として非凝縮
性ガスよりなる残ガスと主として塩素よりなる凝縮液と
に分け、塩素を凝縮液として系外に取り出し、未凝縮
の塩素を含む前記残ガスを、吸着剤を充填した圧力スイ
ング吸着装置に導入して塩素を吸着して残ガスより分離
し、濃度１容量％以下の塩素を含む未吸着のガスを分離
して系外へ放出し、圧力スイング吸着装置に吸着され
た塩素に富むガスを吸着圧力より減圧して回収し、この
回収したガスを前記工程の圧縮工程へ戻す、ことより
なる塩素の工業的分離回収方法。 - 【請求項２】 塩素を含む混合ガスより塩素を分離回収
する方法において、塩素濃度１０〜６０容量％の混合
ガスを圧縮、冷却して一部を液化させ、主として非凝縮
性ガスよりなる残ガスと、主として塩素よりなる凝縮液
とに分け、凝縮液のみストリッパーへ給液して、溶存
する塩素以外のガス成分を放散せしめて塩素を分離回収
し、ストリッパー塔頂より留出する塩素を含む放散ガ
スと前記工程の残ガスを合流し、このガスを吸着剤を
充填した圧力スイング吸着装置に導入して塩素を吸着し
て残ガスより分離し、濃度１容量％以下の塩素を含む未
吸着のガスを分離して系外へ放出し、圧力スイング吸
着装置に吸着された塩素に富むガスを吸着圧力より減圧
して回収し、この回収したガスを前記工程の圧縮工程
へ戻す、ことよりなる塩素の工業的分離回収方法。 - 【請求項３】 圧力スイング吸着装置に充填した吸着剤
が、ゼオライト、活性炭、非ゼオライト系多孔質酸性酸
化物または分子ふるいカーボンである請求項１または２
記載の方法。 - 【請求項４】 塩素を含む混合ガスには、二酸化炭素、
一酸化炭素、窒素、酸素およびアルゴンのうちより選択
された成分を含む請求項１または２記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3138750A JP2726774B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 塩素の工業的分離回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3138750A JP2726774B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 塩素の工業的分離回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362002A JPH04362002A (ja) | 1992-12-15 |
| JP2726774B2 true JP2726774B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=15229312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3138750A Expired - Lifetime JP2726774B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 塩素の工業的分離回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726774B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376164A (en) * | 1993-08-09 | 1994-12-27 | Uop | Pressure swing adsorption process for chlorine plant offgas |
| US5500035A (en) * | 1993-08-09 | 1996-03-19 | Uop | Pressure swing adsorption process for chlorine plant offgas |
| JP4458044B2 (ja) * | 2003-11-05 | 2010-04-28 | 東亞合成株式会社 | 高純度液体塩素の製造方法 |
| DE102005008612A1 (de) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Chlor |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3138750A patent/JP2726774B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04362002A (ja) | 1992-12-15 |
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