JP2875480B2 - 高純度臭化水素精製方法及び装置 - Google Patents
高純度臭化水素精製方法及び装置Info
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- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
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- B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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- C01B7/09—Bromine; Hydrogen bromide
- C01B7/093—Hydrogen bromide
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- Y10S62/00—Refrigeration
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度の臭化水素（Ｈ
Ｂｒ）を精製するための方法及び装置に関するものであ
る。
Ｂｒ）を精製するための方法及び装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】高純度の臭化水素を精製する方法として
は、従来から、図２に示すような装置を使用するものが
知られている。即ち、シリンダ１に臭化水素の他に水分
やその他の不純物を含む液体状の原料が充填され、加熱
されることにより気化した原料は、圧力調整弁２で一定
の圧力に調整され、モレキュラシーブズが充填された吸
着器３に導かれる。吸着器３では、気体状の原料中の水
分以外の不純物が除去され、その後、Ａｌ2 Ｏ3 等の乾
燥剤が充填された乾燥器４に送られて水分が除去され
る。このようにして精製された気体状臭化水素は製品充
填シリンダ５に導入され、ドライアイスを入れたエチル
アルコール液６で−７０℃以下に冷却され、液化するこ
とにより補集され、製品である液体臭化水素とされてい
た。
は、従来から、図２に示すような装置を使用するものが
知られている。即ち、シリンダ１に臭化水素の他に水分
やその他の不純物を含む液体状の原料が充填され、加熱
されることにより気化した原料は、圧力調整弁２で一定
の圧力に調整され、モレキュラシーブズが充填された吸
着器３に導かれる。吸着器３では、気体状の原料中の水
分以外の不純物が除去され、その後、Ａｌ2 Ｏ3 等の乾
燥剤が充填された乾燥器４に送られて水分が除去され
る。このようにして精製された気体状臭化水素は製品充
填シリンダ５に導入され、ドライアイスを入れたエチル
アルコール液６で−７０℃以下に冷却され、液化するこ
とにより補集され、製品である液体臭化水素とされてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】臭化水素は、オゾン層
破壊の原因になるとして使用が控えられつつあるフッ素
系ガスに代わるものとして、半導体製造プロセスにおけ
るエッチング等に用いることができる。そのような目的
で使用するためには、高純度の臭化水素を大量に精製し
なければならない。
破壊の原因になるとして使用が控えられつつあるフッ素
系ガスに代わるものとして、半導体製造プロセスにおけ
るエッチング等に用いることができる。そのような目的
で使用するためには、高純度の臭化水素を大量に精製し
なければならない。
【０００４】しかしながら、上述した従来の臭化水素精
製方法では、モレキュラシーブズの劣化により処理開始
時と終了時では製品の純度が異なり、これを所定の高純
度に保つためには、モレキュラシーブズを頻繁に交換し
なければならず、高純度の臭化水素を大量に精製するの
に適していなかった。
製方法では、モレキュラシーブズの劣化により処理開始
時と終了時では製品の純度が異なり、これを所定の高純
度に保つためには、モレキュラシーブズを頻繁に交換し
なければならず、高純度の臭化水素を大量に精製するの
に適していなかった。
【０００５】したがって、本発明は、高純度の臭化水素
を、連続的に大量に精製することのできる精製方法及び
精製装置を提供することを目的としている。
を、連続的に大量に精製することのできる精製方法及び
精製装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る高純度臭化水素精製方法では、臭化水
素とこれよりも低沸点の不純物を含む原料を、内部が頂
部から底部に向かって順次、上部空間、上部精留部、中
間部空間、下部精留部、及び下部空間に区画された精留
塔の前記中間部空間に導入し、前記導入された原料中の
気体部分を前記上部精留部を上昇させながら、気液接触
に供しつつ、前記上部空間まで上昇させ、前記上部空間
まで上昇した気体を、前記上部空間内で冷却することに
より液化し、この液化した液体を前記上部精留部を流下
させながら、気液接触に供しつつ、前記中間部空間まで
流下させ、前記中間部空間まで流下した液体を、前記中
間部空間に導入された前記原料の中に含まれ得る液体部
分と共に、前記下部精留部を流下させながら、気液接触
に供しつつ、前記下部空間まで流下させ、実質的に臭化
水素から成る液体とし、該液体を前記下部空間に貯留
し、この貯留された液体を加熱により気化する。
に、本発明に係る高純度臭化水素精製方法では、臭化水
素とこれよりも低沸点の不純物を含む原料を、内部が頂
部から底部に向かって順次、上部空間、上部精留部、中
間部空間、下部精留部、及び下部空間に区画された精留
塔の前記中間部空間に導入し、前記導入された原料中の
気体部分を前記上部精留部を上昇させながら、気液接触
に供しつつ、前記上部空間まで上昇させ、前記上部空間
まで上昇した気体を、前記上部空間内で冷却することに
より液化し、この液化した液体を前記上部精留部を流下
させながら、気液接触に供しつつ、前記中間部空間まで
流下させ、前記中間部空間まで流下した液体を、前記中
間部空間に導入された前記原料の中に含まれ得る液体部
分と共に、前記下部精留部を流下させながら、気液接触
に供しつつ、前記下部空間まで流下させ、実質的に臭化
水素から成る液体とし、該液体を前記下部空間に貯留
し、この貯留された液体を加熱により気化する。
【０００７】また、前記上部空間まで上昇した気体を、
前記上部空間内で約−３０℃から約−５０℃の温度範囲
に冷却することにより液化し、前記貯留された液体を、
約−１５℃から約−２０℃の温度範囲に加熱することに
より気化してもよい。
前記上部空間内で約−３０℃から約−５０℃の温度範囲
に冷却することにより液化し、前記貯留された液体を、
約−１５℃から約−２０℃の温度範囲に加熱することに
より気化してもよい。
【０００８】また、前記下部空間に貯留された液体を、
前記精留塔から外部に抜き出し、前記精留塔の外部に貯
留してもよいし、前記精溜塔の外部に貯留するに際して
気化により発生した気体を、前記精留塔の外部で−１５
℃乃至−２０℃の温度範囲に冷却することにより液化し
てもよい。
前記精留塔から外部に抜き出し、前記精留塔の外部に貯
留してもよいし、前記精溜塔の外部に貯留するに際して
気化により発生した気体を、前記精留塔の外部で−１５
℃乃至−２０℃の温度範囲に冷却することにより液化し
てもよい。
【０００９】また本発明に係る臭化水素精製装置は、頂
部から底部に向かって縦長の耐圧容器中の上部及び下部
に、それぞれ複数段の精留板を配設して上部精留部及び
下部精留部を構成することにより、前記耐圧容器の内部
を前記頂部から前記底部に向かって上部空間、中間部空
間及び下部空間に区画した精留塔と、臭化水素とこれよ
り低沸点の不純物とを含む原料を、前記耐圧容器の原料
導入口を介して前記中間部空間に導入する手段と、前記
上部空間の内部の気体を冷却により液化させる、上記上
部空間に設けられた第１の熱交換器と、前記下部空間に
貯留された液体を加熱により気化させる第２の熱交換器
と、前記第１の熱交換器により冷却され臭化水素が液化
することにより前記不純物の濃度が高められた気体成分
を、前記耐圧容器の不純物排出口を介して排出する手段
と、前記下部空間に貯留された液体を、前記耐圧容器の
製品導出口を介して導出する手段とを備える。
部から底部に向かって縦長の耐圧容器中の上部及び下部
に、それぞれ複数段の精留板を配設して上部精留部及び
下部精留部を構成することにより、前記耐圧容器の内部
を前記頂部から前記底部に向かって上部空間、中間部空
間及び下部空間に区画した精留塔と、臭化水素とこれよ
り低沸点の不純物とを含む原料を、前記耐圧容器の原料
導入口を介して前記中間部空間に導入する手段と、前記
上部空間の内部の気体を冷却により液化させる、上記上
部空間に設けられた第１の熱交換器と、前記下部空間に
貯留された液体を加熱により気化させる第２の熱交換器
と、前記第１の熱交換器により冷却され臭化水素が液化
することにより前記不純物の濃度が高められた気体成分
を、前記耐圧容器の不純物排出口を介して排出する手段
と、前記下部空間に貯留された液体を、前記耐圧容器の
製品導出口を介して導出する手段とを備える。
【００１０】また、前記第２の熱交換器が、加熱源とし
て前記原料をその入口から流入させその中を循環流通さ
せその出口から流出させる構造を有しており、前記導入
する手段が、前記原料を導通させる導通路を前記第２の
熱交換器の出口と前記原料導入口との間に備えてもよ
い。
て前記原料をその入口から流入させその中を循環流通さ
せその出口から流出させる構造を有しており、前記導入
する手段が、前記原料を導通させる導通路を前記第２の
熱交換器の出口と前記原料導入口との間に備えてもよ
い。
【００１１】また、前記下部空間に貯留された液体を大
気により加熱するために、前記耐圧容器の外部に設置さ
れ、前記液体を入口から流入させ中を循環流通させ出口
から流出させる構造を有しており、その入口が前記下部
空間の底部に、またその出口が前記下部空間の上部にそ
れぞれ接続されている第３の熱交換器を備えてもよい。
気により加熱するために、前記耐圧容器の外部に設置さ
れ、前記液体を入口から流入させ中を循環流通させ出口
から流出させる構造を有しており、その入口が前記下部
空間の底部に、またその出口が前記下部空間の上部にそ
れぞれ接続されている第３の熱交換器を備えてもよい。
【００１２】また、前記第１の熱交換器が前記上部空間
内の気体を、−３０℃乃至−５０℃の温度範囲に冷却し
液化する熱交換器であり、前記第２の熱交換器が、前記
下部空間内に貯留された液体を、−１５℃乃至−２０℃
の温度範囲に加熱し気化する熱交換器であってもよい。
内の気体を、−３０℃乃至−５０℃の温度範囲に冷却し
液化する熱交換器であり、前記第２の熱交換器が、前記
下部空間内に貯留された液体を、−１５℃乃至−２０℃
の温度範囲に加熱し気化する熱交換器であってもよい。
【００１３】また、前記導出する手段が、前記製品導出
口と導管によって接続された低温貯槽と、その内部の気
体を冷却し液化する第４の熱交換器とを備えてもよい
し、前記第４の熱交換器が、前記低温貯槽内部の気体
を、−１５℃乃至−２０℃の温度範囲に冷却し液化する
熱交換器であってもよい。
口と導管によって接続された低温貯槽と、その内部の気
体を冷却し液化する第４の熱交換器とを備えてもよい
し、前記第４の熱交換器が、前記低温貯槽内部の気体
を、−１５℃乃至−２０℃の温度範囲に冷却し液化する
熱交換器であってもよい。
【００１４】
【作用】本発明に係る高純度臭化水素精製方法及び装置
によれば、気液接触による精留を行うので、原料から、
臭化水素より沸点の低い不純物が、連続的に且つ確実に
除去される。また、上部空間部での冷却温度が−３０℃
乃至−５０℃の温度範囲であるので、臭化水素を無理の
ない構造の耐圧容器中で約８ｋｇ／ｃｍ2においてほと
んどすべて回収できるし、貯留された液体を−１５℃乃
至−２０℃の温度範囲に加熱するので高純度の気体状臭
化水素を得られる。
によれば、気液接触による精留を行うので、原料から、
臭化水素より沸点の低い不純物が、連続的に且つ確実に
除去される。また、上部空間部での冷却温度が−３０℃
乃至−５０℃の温度範囲であるので、臭化水素を無理の
ない構造の耐圧容器中で約８ｋｇ／ｃｍ2においてほと
んどすべて回収できるし、貯留された液体を−１５℃乃
至−２０℃の温度範囲に加熱するので高純度の気体状臭
化水素を得られる。
【００１５】また、臭化水素を低温貯槽に液体状態で導
入し、その際減圧や外部からの入熱による気化で発生し
た気体を冷却液化して貯留するので、高純度の臭化水素
を必要に応じて利用できる。さらに、その温度が−１５
℃乃至−２０℃であるので、適切な耐圧容器構造の貯槽
に液体状臭化水素を蓄えることができる。
入し、その際減圧や外部からの入熱による気化で発生し
た気体を冷却液化して貯留するので、高純度の臭化水素
を必要に応じて利用できる。さらに、その温度が−１５
℃乃至−２０℃であるので、適切な耐圧容器構造の貯槽
に液体状臭化水素を蓄えることができる。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明による高純度臭化水素（ＨＢ
ｒ）精製方法を実施できる高純度臭化水素精製装置の一
実施例を示すシステム構成図である。
ｒ）精製方法を実施できる高純度臭化水素精製装置の一
実施例を示すシステム構成図である。
【００１７】本実施例の装置は主として３つの部分、即
ち原料供給部、精留塔、貯槽を備えており、その他の付
属装置、即ち冷凍機、除害装置等が導管により接続され
ている。
ち原料供給部、精留塔、貯槽を備えており、その他の付
属装置、即ち冷凍機、除害装置等が導管により接続され
ている。
【００１８】原料供給部は、臭化水素を含む原料が液体
状態で充填されたシリンダ１０と、このシリンダ１０を
収納し原料液を加熱する加熱器１１とを備え、シリンダ
１０の頂部から弁８０を介して導管５１が精留塔２０に
導かれている。
状態で充填されたシリンダ１０と、このシリンダ１０を
収納し原料液を加熱する加熱器１１とを備え、シリンダ
１０の頂部から弁８０を介して導管５１が精留塔２０に
導かれている。
【００１９】精留塔２０は、頂部から底部に向かって縦
長の耐圧容器２１内に、それぞれ多数段の精留板から成
る上部精留部２３と下部精留部２５が設けられており、
耐圧容器２１の頂部及びその近傍の内壁面と上部精留部
２３の上面とにより上部空間２２が画成され、耐圧容器
２１の中間部の内壁面と上部精留部２３の下面及び下部
精留部２５の上面とにより中間部空間２４が画成され、
耐圧容器２１の底部及びその近傍の内壁面と下部精留部
２５の下面とにより下部空間２６が画成されている。
長の耐圧容器２１内に、それぞれ多数段の精留板から成
る上部精留部２３と下部精留部２５が設けられており、
耐圧容器２１の頂部及びその近傍の内壁面と上部精留部
２３の上面とにより上部空間２２が画成され、耐圧容器
２１の中間部の内壁面と上部精留部２３の下面及び下部
精留部２５の上面とにより中間部空間２４が画成され、
耐圧容器２１の底部及びその近傍の内壁面と下部精留部
２５の下面とにより下部空間２６が画成されている。
【００２０】下部空間２６内の下部には、リボイラ７１
が設けられており、その熱源の入口は導管５１を介して
シリンダ１０に、熱源の出口は導管５２及び膨張弁８１
を介して中間部空間２１の原料導入口にそれぞれ接続さ
れている。また、下部空間２６の外部には、下部空間に
貯留された液体を大気を熱源として加熱し気化するため
の蒸発器７３が設けられており、蒸発器７３の液体入口
と下部空間２６の底部とは導管５４により、蒸発器７３
の出口と下部空間２６の上部とは圧力調整弁８２を介し
て導管５５により接続されている。ここで蒸発器７３
は、実質的に下部空間２６に貯留される液体の予定液面
より下に据付けられている。また、下部空間２６には液
面計２７が取り付けられており、貯留した液体の液面を
監視できるようになっている。さらに、下部空間２６の
予定液面より下方の部分には、導管５３が接続され貯槽
３０に導かれている。
が設けられており、その熱源の入口は導管５１を介して
シリンダ１０に、熱源の出口は導管５２及び膨張弁８１
を介して中間部空間２１の原料導入口にそれぞれ接続さ
れている。また、下部空間２６の外部には、下部空間に
貯留された液体を大気を熱源として加熱し気化するため
の蒸発器７３が設けられており、蒸発器７３の液体入口
と下部空間２６の底部とは導管５４により、蒸発器７３
の出口と下部空間２６の上部とは圧力調整弁８２を介し
て導管５５により接続されている。ここで蒸発器７３
は、実質的に下部空間２６に貯留される液体の予定液面
より下に据付けられている。また、下部空間２６には液
面計２７が取り付けられており、貯留した液体の液面を
監視できるようになっている。さらに、下部空間２６の
予定液面より下方の部分には、導管５３が接続され貯槽
３０に導かれている。
【００２１】上部空間２２の内部には、凝縮器７２が設
けられており、この凝縮器７２の冷熱源の入口は、導管
６３及び弁８７を介して、冷熱源の出口は導管６４を介
して冷凍機４０と接続されている。さらに、上部空間２
２の頂部には、ガスを排出するための導管５６が接続さ
れており、減圧弁８３を介して排ガス加熱器７６の入口
に接続されており、さらにその排ガス加熱器７６の出口
は、導管５７により除害装置４５に接続されている。除
害装置４５には、除害されたガスを排出するための導管
６２が接続されている。
けられており、この凝縮器７２の冷熱源の入口は、導管
６３及び弁８７を介して、冷熱源の出口は導管６４を介
して冷凍機４０と接続されている。さらに、上部空間２
２の頂部には、ガスを排出するための導管５６が接続さ
れており、減圧弁８３を介して排ガス加熱器７６の入口
に接続されており、さらにその排ガス加熱器７６の出口
は、導管５７により除害装置４５に接続されている。除
害装置４５には、除害されたガスを排出するための導管
６２が接続されている。
【００２２】貯槽３０は、外側が断熱層で覆われた耐圧
容器から成っており、減圧弁８４を介して導管５３によ
り、精留塔２０の下部空間２６と接続されている。貯槽
３０内の上部には、凝縮器７４が設けられており、その
冷熱源の入口は膨張弁８８と導管６５を介して、その出
口は導管６６を介して、冷凍機４０と接続されている。
貯槽３０の外部には蒸発器７５が設けられており、貯槽
底部とは導管５９により、その上部とは圧力調整弁８５
を介して導管６０により接続されている。さらに、貯槽
３０の底部には、製品である液体状の臭化水素を取り出
すための導管５８が接続されている。また、貯槽３０の
頂部は、減圧弁８６を介して導管６１により除害装置４
５に接続されている。さらに、導管６１にはガス加熱器
７７が設けられている。
容器から成っており、減圧弁８４を介して導管５３によ
り、精留塔２０の下部空間２６と接続されている。貯槽
３０内の上部には、凝縮器７４が設けられており、その
冷熱源の入口は膨張弁８８と導管６５を介して、その出
口は導管６６を介して、冷凍機４０と接続されている。
貯槽３０の外部には蒸発器７５が設けられており、貯槽
底部とは導管５９により、その上部とは圧力調整弁８５
を介して導管６０により接続されている。さらに、貯槽
３０の底部には、製品である液体状の臭化水素を取り出
すための導管５８が接続されている。また、貯槽３０の
頂部は、減圧弁８６を介して導管６１により除害装置４
５に接続されている。さらに、導管６１にはガス加熱器
７７が設けられている。
【００２３】精留塔２０全体及びそれに接続された導管
の精留塔２０に近接する部分は、これらを低温に維持す
るためコールドボックス２８内に収納されている。
の精留塔２０に近接する部分は、これらを低温に維持す
るためコールドボックス２８内に収納されている。
【００２４】次に、やはり図１を参照しながら、本発明
の高純度臭化水素精製方法の実施例を説明する。
の高純度臭化水素精製方法の実施例を説明する。
【００２５】この実施例では、表１に示すように、９
７．９６ＶＯＬ％の臭化水素（ＨＢｒ）、２ＶＯＬ Ｐ
ＰＭ以下の水（Ｈ2 Ｏ）のほか二酸化炭素（ＣＯ2 ）、
塩化水素（ＨＣｌ）、一酸化炭素（ＣＯ）、水素
（Ｈ2 ）等臭化水素より沸点が低いガスを含む原料を使
用する。この原料は、液体状態でシリンダ１０に充填さ
れている。この原料は、加熱器１１により加熱されて気
化し、温度約３５℃、圧力約２０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの気体
となり、導管５１を通って精留塔２０の下部空間２６内
に設置されたリボイラ７１に導入される。本実施例で
は、原料の流量を約１０００Ｎｍ3 ／ｈとする。
７．９６ＶＯＬ％の臭化水素（ＨＢｒ）、２ＶＯＬ Ｐ
ＰＭ以下の水（Ｈ2 Ｏ）のほか二酸化炭素（ＣＯ2 ）、
塩化水素（ＨＣｌ）、一酸化炭素（ＣＯ）、水素
（Ｈ2 ）等臭化水素より沸点が低いガスを含む原料を使
用する。この原料は、液体状態でシリンダ１０に充填さ
れている。この原料は、加熱器１１により加熱されて気
化し、温度約３５℃、圧力約２０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの気体
となり、導管５１を通って精留塔２０の下部空間２６内
に設置されたリボイラ７１に導入される。本実施例で
は、原料の流量を約１０００Ｎｍ3 ／ｈとする。
【００２６】その気体状の原料は、リボイラ７１におい
て、下部空間２６に貯留されている液体臭化水素により
冷却された後、導管５２を通り膨張弁８１で減圧され膨
張し、圧力約８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、温度約−２０℃で精留
塔２０の中間部空間２４に流入する。このとき、この原
料は通常は気液混合状態で流入する。
て、下部空間２６に貯留されている液体臭化水素により
冷却された後、導管５２を通り膨張弁８１で減圧され膨
張し、圧力約８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、温度約−２０℃で精留
塔２０の中間部空間２４に流入する。このとき、この原
料は通常は気液混合状態で流入する。
【００２７】一方、下部空間２６に貯留されている液体
状の臭化水素は、リボイラ７１における原料との熱交換
により加熱され、その中に僅かに溶解している臭化水素
より沸点の低い成分である低沸点成分と共に気化され
る。
状の臭化水素は、リボイラ７１における原料との熱交換
により加熱され、その中に僅かに溶解している臭化水素
より沸点の低い成分である低沸点成分と共に気化され
る。
【００２８】中間部空間２４に流入した原料の中、液体
は下部精留部２５を流下し、ここを上昇してくる低沸点
成分及び臭化水素ガスと気液接触し、臭化水素は液化さ
れ再び下部精留部２５を流下し、下部空間２６に貯留さ
れる。
は下部精留部２５を流下し、ここを上昇してくる低沸点
成分及び臭化水素ガスと気液接触し、臭化水素は液化さ
れ再び下部精留部２５を流下し、下部空間２６に貯留さ
れる。
【００２９】下部精留部２５を中間部空間２４まで上昇
してきた低沸点成分は、中間部空間２４に導入された原
料の中で気体として残った原料部分と一緒になり、上部
精留部２３を上昇する。
してきた低沸点成分は、中間部空間２４に導入された原
料の中で気体として残った原料部分と一緒になり、上部
精留部２３を上昇する。
【００３０】上部精留部２３を気液接触しながら上昇し
た気体は、上部空間２２内で凝縮器７２により冷却され
る。この凝縮器７２には、冷凍機４０から導管６３を通
して冷媒が供給される。その冷媒は導管６３を流れる間
に膨張弁８７で膨張し、低温で凝縮器７２に流入し、上
部空間２２内の気体を冷却した後導管６４を通して冷凍
機４０に還流する。
た気体は、上部空間２２内で凝縮器７２により冷却され
る。この凝縮器７２には、冷凍機４０から導管６３を通
して冷媒が供給される。その冷媒は導管６３を流れる間
に膨張弁８７で膨張し、低温で凝縮器７２に流入し、上
部空間２２内の気体を冷却した後導管６４を通して冷凍
機４０に還流する。
【００３１】このようにして、上部空間２２内で前記気
体は約−３０℃乃至約−５０℃の温度範囲に冷却され、
この気体中の低沸点成分の一部と臭化水素のほとんどが
凝縮液化される。こうして凝縮された液体は、上部精留
部２３を流下し、ここを上昇してくる気体と気液接触し
精留される。即ち、上昇する気体中に含まれる臭化水素
は液化され、流下する液体中に含まれる低沸点成分は気
化され、それぞれの濃度を高める。
体は約−３０℃乃至約−５０℃の温度範囲に冷却され、
この気体中の低沸点成分の一部と臭化水素のほとんどが
凝縮液化される。こうして凝縮された液体は、上部精留
部２３を流下し、ここを上昇してくる気体と気液接触し
精留される。即ち、上昇する気体中に含まれる臭化水素
は液化され、流下する液体中に含まれる低沸点成分は気
化され、それぞれの濃度を高める。
【００３２】こうして原料臭化水素に比べて低沸点成分
の割合が大幅に増大された排気ガスは、上部空間２２の
頂部の低沸点気体出口に接続された導管５６により導出
され、圧力調整弁８３で減圧され、さらに排ガス加熱器
７６で大気との熱交換により常温となり、導管５７を通
して除害装置４５に導かれる。ここで、僅かに含まれる
臭化水素と塩化水素及び一酸化炭素が除去された後、導
管６２を通して排出される。表１に示すような組成の前
記原料、約１，０００Ｎｍ3 ／ｈを、本実施例の方法で
処理した場合、最後に排出される気体の量は、約６９Ｎ
ｍ3 ／ｈである。
の割合が大幅に増大された排気ガスは、上部空間２２の
頂部の低沸点気体出口に接続された導管５６により導出
され、圧力調整弁８３で減圧され、さらに排ガス加熱器
７６で大気との熱交換により常温となり、導管５７を通
して除害装置４５に導かれる。ここで、僅かに含まれる
臭化水素と塩化水素及び一酸化炭素が除去された後、導
管６２を通して排出される。表１に示すような組成の前
記原料、約１，０００Ｎｍ3 ／ｈを、本実施例の方法で
処理した場合、最後に排出される気体の量は、約６９Ｎ
ｍ3 ／ｈである。
【００３３】以上の処理により、精留塔２０の下部空間
２６に貯留される臭化水素液およびガスは、９９．９９
９９％レベルの高純度臭化水素となる。貯留された液の
量は、液面計２７により監視することができる。また、
この液の一部が導管５４を通して導出され、蒸発器７３
で大気と熱交換し加熱され蒸発気化した後、導管５５を
通して圧力調整弁８２を経て下部空間２６に戻され、こ
この圧力を維持するのを助ける。
２６に貯留される臭化水素液およびガスは、９９．９９
９９％レベルの高純度臭化水素となる。貯留された液の
量は、液面計２７により監視することができる。また、
この液の一部が導管５４を通して導出され、蒸発器７３
で大気と熱交換し加熱され蒸発気化した後、導管５５を
通して圧力調整弁８２を経て下部空間２６に戻され、こ
この圧力を維持するのを助ける。
【００３４】また、下部空間２６に貯留された液体臭化
水素は、導管５３を通して取り出され、圧力調整弁８４
を経て、温度約−２０℃、圧力約８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇで低
温貯槽３０にその頂部から導入される。その高純度臭化
水素の量は、約９３１Ｎｍ3／ｈである。なお一実施例
におけるこの間の圧力関係を示せば、下部空間２６内の
圧力は中間部空間の圧力よりおよそ０．３ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ程度高く、低温貯槽３０内の圧力は導管５３及び圧力
調整弁８４を経て下部空間２６内の圧力よりおよそ０．
５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ程度低い。
水素は、導管５３を通して取り出され、圧力調整弁８４
を経て、温度約−２０℃、圧力約８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇで低
温貯槽３０にその頂部から導入される。その高純度臭化
水素の量は、約９３１Ｎｍ3／ｈである。なお一実施例
におけるこの間の圧力関係を示せば、下部空間２６内の
圧力は中間部空間の圧力よりおよそ０．３ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ程度高く、低温貯槽３０内の圧力は導管５３及び圧力
調整弁８４を経て下部空間２６内の圧力よりおよそ０．
５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ程度低い。
【００３５】ここで、低温貯槽３０に導入された一部気
体状態の臭化水素は、貯槽凝縮器７４により冷却され凝
縮液化され貯留される。この貯槽凝縮器７４には、冷媒
が冷凍機４０から導管６５を通して膨張弁８８を経て供
給され、冷熱として使われ、気化した冷媒は導管６６を
通して冷凍機４０に戻され、循還使用される。
体状態の臭化水素は、貯槽凝縮器７４により冷却され凝
縮液化され貯留される。この貯槽凝縮器７４には、冷媒
が冷凍機４０から導管６５を通して膨張弁８８を経て供
給され、冷熱として使われ、気化した冷媒は導管６６を
通して冷凍機４０に戻され、循還使用される。
【００３６】製品である高純度臭化水素は、低温貯槽３
０の底部から導管５８を通して液体状態で取り出され
る。この製品取り出しに伴って、貯槽３０内の圧力が下
がるが、圧力調整弁８５を開くと、液体状の臭化水素が
導管５９を通って貯槽外部蒸発器７５に至り、ここで大
気との熱交換により加熱され気化し、導管６０を通り圧
力調整弁８５を経て低温貯槽３０に戻り、この内部圧力
を圧力調整弁８５の設定圧に戻させる。
０の底部から導管５８を通して液体状態で取り出され
る。この製品取り出しに伴って、貯槽３０内の圧力が下
がるが、圧力調整弁８５を開くと、液体状の臭化水素が
導管５９を通って貯槽外部蒸発器７５に至り、ここで大
気との熱交換により加熱され気化し、導管６０を通り圧
力調整弁８５を経て低温貯槽３０に戻り、この内部圧力
を圧力調整弁８５の設定圧に戻させる。
【００３７】更に、低温貯槽３０内の圧力が異常に上昇
した場合は、弁８６を開き気体を導管６１を通して除害
装置４５に導き、導管６２を通して排気する。いわば、
弁８６は安全弁として作動する。このとき、該気体はガ
ス加熱器７７によりほぼ大気温度まで加熱された後、除
害装置４５に入る。
した場合は、弁８６を開き気体を導管６１を通して除害
装置４５に導き、導管６２を通して排気する。いわば、
弁８６は安全弁として作動する。このとき、該気体はガ
ス加熱器７７によりほぼ大気温度まで加熱された後、除
害装置４５に入る。
【００３８】以上説明した実施例では、リボイラ７１の
熱源として、シリンダ１０から供給される気化した原料
臭化水素を使用しているが、必ずしもこれに限らない。
例えば、蒸発器７３の容量を大きくしてリボイラ７１の
代りに液体を気化させてもよい。原料臭化水素は、リボ
イラ７１の熱源として使用されない場合は、直接精留塔
２０の中間部空間２４に導入される。
熱源として、シリンダ１０から供給される気化した原料
臭化水素を使用しているが、必ずしもこれに限らない。
例えば、蒸発器７３の容量を大きくしてリボイラ７１の
代りに液体を気化させてもよい。原料臭化水素は、リボ
イラ７１の熱源として使用されない場合は、直接精留塔
２０の中間部空間２４に導入される。
【００３９】また以上の実施例では、蒸発器７３は下部
空間２６に貯留された液の液面より下方に設置されてい
るため、蒸発器７３で加熱される流体の循環は、重力に
よって行われる。即ち、液がこの蒸発器で加熱される
と、一部または全部が気化し、気化する前の液との密度
差で自然循環する。
空間２６に貯留された液の液面より下方に設置されてい
るため、蒸発器７３で加熱される流体の循環は、重力に
よって行われる。即ち、液がこの蒸発器で加熱される
と、一部または全部が気化し、気化する前の液との密度
差で自然循環する。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【発明の効果】以上のように本発明では、気液接触によ
る精留を行うので、原料から、臭化水素より沸点の低い
不純物を確実に除去でき、純度が９９．９９９９％レベ
ルの臭化水素を、大量に且つ連続的に精製することがで
きる。また、臭化水素を低温貯槽に液体状態で導入し、
さらにここで気化した臭化水素は冷却液化して貯留する
ので、上記高純度の臭化水素を必要に応じて取り出し利
用することができる。
る精留を行うので、原料から、臭化水素より沸点の低い
不純物を確実に除去でき、純度が９９．９９９９％レベ
ルの臭化水素を、大量に且つ連続的に精製することがで
きる。また、臭化水素を低温貯槽に液体状態で導入し、
さらにここで気化した臭化水素は冷却液化して貯留する
ので、上記高純度の臭化水素を必要に応じて取り出し利
用することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成図であ
る。
る。
【図２】従来技術を示すシステム構成図である。
１０…シリンダ、１１…加熱器、２０…精留塔、２１…
耐圧容器、２２…上部空間、２３…上部精留部、２４…
中間部空間、２５…下部精留部、２６…下部空間、２７
…液面計、２８…コールドボックス、３０…低温貯槽、
４０…冷凍機、４５…除害装置、５１、６６…導管、７
１…リボイラ、７２…凝縮器、７３…製品臭化水素蒸発
器、７４…貯槽凝縮器、７５…貯槽外部蒸発器、７６…
排ガス加熱器、８１…膨張弁、８２、８３、８４、８５
…圧力調整弁、８６…弁。
耐圧容器、２２…上部空間、２３…上部精留部、２４…
中間部空間、２５…下部精留部、２６…下部空間、２７
…液面計、２８…コールドボックス、３０…低温貯槽、
４０…冷凍機、４５…除害装置、５１、６６…導管、７
１…リボイラ、７２…凝縮器、７３…製品臭化水素蒸発
器、７４…貯槽凝縮器、７５…貯槽外部蒸発器、７６…
排ガス加熱器、８１…膨張弁、８２、８３、８４、８５
…圧力調整弁、８６…弁。
Claims (10)
- 【請求項１】 臭化水素とこれよりも低沸点の不純物を
含む原料を、内部が頂部から底部に向かって順次、上部
空間、上部精留部、中間部空間、下部精留部、及び下部
空間に区画された精留塔の前記中間部空間に導入し、 前記導入された原料中の気体部分を前記上部精留部を上
昇させながら、気液接触に供しつつ、前記上部空間まで
上昇させ、 前記上部空間まで上昇した気体を、前記上部空間内で冷
却することにより液化し、 この液化した液体を前記上部精留部を流下させながら、
気液接触に供しつつ、前記中間部空間まで流下させ、 前記中間部空間まで流下した液体を、前記中間部空間に
導入された前記原料の中に含まれ得る液体部分と共に、
前記下部精留部を流下させながら、気液接触に供しつ
つ、前記下部空間まで流下させ、実質的に臭化水素から
成る液体とし、 前記下部空間まで流下した実質的に臭化水素から成る液
体を、前記下部空間に貯留し、 この貯留された液体を加熱により気化する、 高純度臭化水素精製方法。 - 【請求項２】 前記上部空間まで上昇した気体を、前記
上部空間内で−３０℃乃至−５０℃の温度範囲に冷却す
ることにより液化し、前記下部空間に貯留された液体
を、−１５℃乃至−２０℃の温度範囲に加熱することに
より気化する、請求項１記載の高純度臭化水素精製方
法。 - 【請求項３】 前記下部空間に貯留された液体を、前記
精留塔から外部に抜き出し、前記精留塔の外部に貯留す
る、請求項１記載の高純度臭化水素精製方法。 - 【請求項４】 前記精溜塔の外部に貯留するに際して気
化により発生した気体を、前記精留塔の外部で−１５℃
乃至−２０℃の温度範囲に冷却することにより液化す
る、請求項３記載の高純度臭化水素精製方法。 - 【請求項５】 頂部から底部に向かって縦長の耐圧容器
中の上部及び下部に、それぞれ複数段の精留板を配設し
て上部精留部及び下部精留部を構成することにより、前
記耐圧容器の内部を前記頂部から前記底部に向かって上
部空間、中間部空間及び下部空間に区画した精留塔と、 臭化水素とこれより低沸点の不純物とを含む原料を、前
記耐圧容器の原料導入口を介して前記中間部空間に導入
する手段と、 前記上部空間の内部の気体を冷却により液化させる、上
記上部空間に設けられた第１の熱交換器と、 前記下部空間に貯留された液体を加熱により気化させる
第２の熱交換器と、 前記第１の熱交換器により冷却され臭化水素が液化する
ことにより前記不純物の濃度が高められた気体成分を、
前記耐圧容器の不純物排出口を介して排出する手段と、 前記下部空間に貯留された液体を、前記耐圧容器の製品
導出口を介して導出する手段とを備える、 高純度臭化水素精製装置。 - 【請求項６】 前記第２の熱交換器が、加熱源として前
記原料をその入口から流入させその中を循環流通させそ
の出口から流出させる構造を有しており、前記導入する
手段が、前記原料を導通させる導通路を前記第２の熱交
換器の出口と前記原料導入口との間に備える、請求項５
記載の高純度臭化水素精製装置。 - 【請求項７】 前記下部空間に貯留された液体を大気に
より加熱するために、前記耐圧容器の外部に設置され、
前記液体を入口から流入させ中を循環流通させ出口から
流出させる構造を有しており、その入口が前記下部空間
の底部に、またその出口が前記下部空間の上部にそれぞ
れ接続されている第３の熱交換器を備える、請求項５記
載の高純度臭化水素精製装置。 - 【請求項８】 前記第１の熱交換器が前記上部空間内の
気体を、−３０℃乃至−５０℃の温度範囲に冷却し液化
する熱交換器であり、前記第２の熱交換器が、前記下部
空間内に貯留された液体を、−１５℃乃至−２０℃の温
度範囲に加熱し気化する熱交換器である、請求項５記載
の高純度臭化水素精製装置。 - 【請求項９】 前記導出する手段が、前記製品導出口と
導管によって接続された低温貯槽と、その内部の気体を
冷却し液化する第４の熱交換器とを備える、請求項５記
載の高純度臭化水素精製装置。 - 【請求項１０】 前記第４の熱交換器が、前記低温貯槽
内部の気体を、−１５℃乃至−２０℃の温度範囲に冷却
し液化する熱交換器である、請求項９記載の高純度臭化
水素精製装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6220172A JP2875480B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 高純度臭化水素精製方法及び装置 |
| DE69506081T DE69506081T2 (de) | 1994-09-14 | 1995-09-13 | Verfahren zur herstellung von ultrareinem bromwasserstoff |
| PCT/JP1995/001809 WO1996008442A1 (en) | 1994-09-14 | 1995-09-13 | Method and apparatus for preparing high purity hydrogen bromide |
| CN95191144A CN1060137C (zh) | 1994-09-14 | 1995-09-13 | 制备高纯度溴化氢的方法及设备 |
| US08/635,954 US5685169A (en) | 1994-09-14 | 1995-09-13 | Method and apparatus for preparing high purity hydrogen bromide |
| EP95931394A EP0728121B1 (en) | 1994-09-14 | 1995-09-13 | Method for preparing high purity hydrogen bromide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6220172A JP2875480B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 高純度臭化水素精製方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881203A JPH0881203A (ja) | 1996-03-26 |
| JP2875480B2 true JP2875480B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=16747020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6220172A Expired - Lifetime JP2875480B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 高純度臭化水素精製方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5685169A (ja) |
| EP (1) | EP0728121B1 (ja) |
| JP (1) | JP2875480B2 (ja) |
| CN (1) | CN1060137C (ja) |
| DE (1) | DE69506081T2 (ja) |
| WO (1) | WO1996008442A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5986149A (en) * | 1997-04-03 | 1999-11-16 | Great Lakes Chemical Corporation | Method for recovering alkanols from aqueous HBr-solutions |
| FR2772368B1 (fr) * | 1997-12-12 | 2002-06-14 | Atochem Elf Sa | Procede de production de bromure d'hydrogene gazeux pur et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| US6425265B1 (en) | 2001-09-26 | 2002-07-30 | Praxair Technology, Inc. | Process and apparatus for purifying hydrogen bromide |
| US8011363B2 (en) * | 2002-06-03 | 2011-09-06 | Mark Johnson | Exhalation valve for use in a breathing device |
| US6761190B2 (en) * | 2002-06-21 | 2004-07-13 | Gilbarco Inc. | Underground storage tank vapor pressure equalizer |
| US7823585B2 (en) * | 2004-10-08 | 2010-11-02 | Mark Johnson | Snorkel clip |
| US9108835B2 (en) * | 2008-05-20 | 2015-08-18 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Beverage filling method and apparatus |
| KR100978806B1 (ko) * | 2008-07-11 | 2010-08-30 | (주)이노메이트 | 고순도 브롬화 수소의 제조방법 및 그의 제조장치 |
| CN102001627B (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-02 | 中国地质大学（武汉） | 溴化氢气体的制备方法及其发生装置 |
| CN103706139B (zh) * | 2013-12-29 | 2015-09-09 | 康乃尔化学工业股份有限公司 | 硝基苯汽化精馏混合器 |
| CN106586963B (zh) * | 2016-11-05 | 2018-06-22 | 泰州百力化学股份有限公司 | 一种从溴化物废水中回收溴素及联产高纯度氢溴酸的方法 |
| CN107352511B (zh) * | 2017-07-20 | 2019-10-01 | 绿菱电子材料（天津）有限公司 | 溴化氢提纯工艺 |
| CN110562924A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-13 | 天津中科拓新科技有限公司 | 一种电子级溴化氢的制备方法 |
| CN110526213A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 苏州金宏气体股份有限公司 | 一种溴化氢纯化方法 |
| CN113750562A (zh) * | 2021-10-12 | 2021-12-07 | 中船重工（邯郸）派瑞特种气体有限公司 | 一种溴化氢电子气用精馏脱水设备 |
| CN114195098B (zh) * | 2022-01-06 | 2023-04-14 | 新地能源工程技术有限公司 | 一种电子级溴化氢制备装置及工艺 |
| WO2024038429A1 (en) | 2022-08-14 | 2024-02-22 | Bromine Compounds Ltd. | Method for preparing lithium bromide |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2528854B2 (ja) * | 1987-01-27 | 1996-08-28 | 多摩化学工業株式会社 | 高純度薬品の製造方法及びその装置 |
| US4925646A (en) * | 1987-03-24 | 1990-05-15 | Advanced Technology Materials, Inc. | Process and composition for drying of gaseous hydrogen halides |
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1994
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-
1995
- 1995-09-13 CN CN95191144A patent/CN1060137C/zh not_active Expired - Fee Related
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