JP3268177B2 - ネオン、ヘリウムの製造方法 - Google Patents
ネオン、ヘリウムの製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気分離装置の
放出ガスを原料としてネオン、ヘリウムを圧力変動式吸
着法（以下ＰＳＡ法という）を主体としたプロセスで製
造する方法に関する。
放出ガスを原料としてネオン、ヘリウムを圧力変動式吸
着法（以下ＰＳＡ法という）を主体としたプロセスで製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ネオンは、空気中に１８．１８ｐｐｍ含
まれており、放電管用封入ガスとして用いられる。空気
を液化蒸留して酸素、窒素、アルゴンを製造する際に
は、通常、窒素より沸点の低いヘリウム、ネオン、水素
等は凝縮されないガスとして下部精留塔上部から放出ガ
ス（通常ヘリウム抜きと称す）として放出される。この
放出ガスの組成は、ガス放出量によって変化するが、ネ
オン＋ヘリウムが０．５％、水素が０．０５％程度が含
有されており、残りは窒素である。一般にネオンを製造
する場合は、空気分離装置の下部精留塔上部からの放出
ガスを原料とし、蒸留法または温度変動式吸着法（以下
ＴＳＡという）によって製造されている。
まれており、放電管用封入ガスとして用いられる。空気
を液化蒸留して酸素、窒素、アルゴンを製造する際に
は、通常、窒素より沸点の低いヘリウム、ネオン、水素
等は凝縮されないガスとして下部精留塔上部から放出ガ
ス（通常ヘリウム抜きと称す）として放出される。この
放出ガスの組成は、ガス放出量によって変化するが、ネ
オン＋ヘリウムが０．５％、水素が０．０５％程度が含
有されており、残りは窒素である。一般にネオンを製造
する場合は、空気分離装置の下部精留塔上部からの放出
ガスを原料とし、蒸留法または温度変動式吸着法（以下
ＴＳＡという）によって製造されている。
【０００３】ヘリウムは、空気中に５．２４ｐｐｍ存在
するが、用途は極低温冷媒、溶接用保護ガス、光ファイ
バー製造時のシールガス、気球用充填ガス、潜水用人工
空気、クロマトグラフィーのキャリヤーガス、化学反応
用の不活性ガス、放電管用封入ガスなどである。ヘリウ
ムは、現在コスト的な問題から、空気分離装置の副生ガ
スとしては製造されず、すべて天然ガスから製造されて
いる。
するが、用途は極低温冷媒、溶接用保護ガス、光ファイ
バー製造時のシールガス、気球用充填ガス、潜水用人工
空気、クロマトグラフィーのキャリヤーガス、化学反応
用の不活性ガス、放電管用封入ガスなどである。ヘリウ
ムは、現在コスト的な問題から、空気分離装置の副生ガ
スとしては製造されず、すべて天然ガスから製造されて
いる。
【０００４】空気分離装置の下部精留塔上部からの放出
ガスを原料とするネオンの公知の製造方法としては、圧
力約５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇで抜出される放出ガスを大気
圧の液体窒素で冷却することにより大部分の窒素を凝縮
分離し、ネオン４０〜５０ｍｏｌ．％、ヘリウム２０〜
２５ｍｏｌ．％、水素３〜５ｍｏｌ．％、残り窒素の濃
縮ガスとする。ついでこの濃縮ガス中の水素は、過剰の
酸素で触媒燃焼せしめて水に変換し、生成した水を除去
したのち、ＴＳＡ法で過剰酸素分と残存窒素とを除去
し、ネオン、ヘリウム混合ガスとする。さらにネオンの
液化点付近の温度下で深冷分離するか、液体窒素程度の
温度下で吸着分離してネオン、ヘリウムをそれぞれ回収
している。
ガスを原料とするネオンの公知の製造方法としては、圧
力約５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇで抜出される放出ガスを大気
圧の液体窒素で冷却することにより大部分の窒素を凝縮
分離し、ネオン４０〜５０ｍｏｌ．％、ヘリウム２０〜
２５ｍｏｌ．％、水素３〜５ｍｏｌ．％、残り窒素の濃
縮ガスとする。ついでこの濃縮ガス中の水素は、過剰の
酸素で触媒燃焼せしめて水に変換し、生成した水を除去
したのち、ＴＳＡ法で過剰酸素分と残存窒素とを除去
し、ネオン、ヘリウム混合ガスとする。さらにネオンの
液化点付近の温度下で深冷分離するか、液体窒素程度の
温度下で吸着分離してネオン、ヘリウムをそれぞれ回収
している。
【０００５】上記の分離法では、水素除去用として触媒
法を用いているため、装置が複雑となっていると共に、
ＴＳＡ法を用いているため、熱損失の問題点が有り、コ
ストが高くなる要因となっている。さらに、ヘリウム、
ネオンの分離に深冷分離法を用いた場合は、２０°Ｋ程
度の低温が必要なことから、技術的に容易でない。
法を用いているため、装置が複雑となっていると共に、
ＴＳＡ法を用いているため、熱損失の問題点が有り、コ
ストが高くなる要因となっている。さらに、ヘリウム、
ネオンの分離に深冷分離法を用いた場合は、２０°Ｋ程
度の低温が必要なことから、技術的に容易でない。
【０００６】液体窒素程度の低温下での吸着法を用いた
ヘリウム、ネオンの分離法としては、空気分離装置の下
部精留塔上部からの放出ガスを温度６７〜７７°Ｋ、圧
力４〜７ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇにおいて２段階で分縮する
ことにより窒素を除去し、ネオン６８〜７４Ｖｏｌ．
％、ヘリウム２２〜７４Ｖｏｌ．％、水素１．５〜２Ｖ
ｏｌ．％、窒素１〜８Ｖｏｌ．％および痕跡量の酸素と
炭化水素類を含有する混合物となし、この混合物を細孔
径８Å〜９Åの微孔性吸着剤に４〜７ｋｇｆ／ｃｍ2・
Ｇの圧力で通過させて残留窒素、酸素、水素および炭化
水素類を吸着させ、次に混合物の圧力を４〜７ｋｇｆ／
ｃｍ2・Ｇから１０-1〜１０-2ｍｍＨｇ以下に徐々に減
圧させることによって吸着剤から窒素、酸素、水素およ
び炭化水素類を脱着させる。この吸脱着を液体窒素によ
って温度調節した微孔性吸着剤によって行う方法（特開
昭５１−１０４４９７号公報）が提案されている。
ヘリウム、ネオンの分離法としては、空気分離装置の下
部精留塔上部からの放出ガスを温度６７〜７７°Ｋ、圧
力４〜７ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇにおいて２段階で分縮する
ことにより窒素を除去し、ネオン６８〜７４Ｖｏｌ．
％、ヘリウム２２〜７４Ｖｏｌ．％、水素１．５〜２Ｖ
ｏｌ．％、窒素１〜８Ｖｏｌ．％および痕跡量の酸素と
炭化水素類を含有する混合物となし、この混合物を細孔
径８Å〜９Åの微孔性吸着剤に４〜７ｋｇｆ／ｃｍ2・
Ｇの圧力で通過させて残留窒素、酸素、水素および炭化
水素類を吸着させ、次に混合物の圧力を４〜７ｋｇｆ／
ｃｍ2・Ｇから１０-1〜１０-2ｍｍＨｇ以下に徐々に減
圧させることによって吸着剤から窒素、酸素、水素およ
び炭化水素類を脱着させる。この吸脱着を液体窒素によ
って温度調節した微孔性吸着剤によって行う方法（特開
昭５１−１０４４９７号公報）が提案されている。
【０００７】潜水呼吸ガスから希ガスのヘリウムまたは
ネオンあるいはその両方を回収するのに、炭素分子ふる
いを吸着剤とする常温ＰＳＡで精製する方法（特公平３
−７２５６６号公報）が提案されている。
ネオンあるいはその両方を回収するのに、炭素分子ふる
いを吸着剤とする常温ＰＳＡで精製する方法（特公平３
−７２５６６号公報）が提案されている。
【０００８】さらに、他の方法としては、空気分離装置
の下部精留塔上部からの放出ガスを液体窒素で冷却し、
大部分の窒素を凝縮分離して窒素および水素を含むネオ
ン、ヘリウムの濃縮ガスとする工程と、得られた濃縮ガ
スを活性炭等の吸着剤が充填され、かつ−５０℃以下の
一定温度に冷却された吸着管の入口端から導入し、出口
端からヘリウムを導出させる工程と、濃縮ガス中のヘリ
ウムを少なくとも５ｍｏｌ％吸着管内に残留せしめて前
記濃縮ガスの導入を停止する工程、および前記温度を維
持しつつ置換ガスを入口端より導入し、出口端より順次
導出されるヘリウム、ネオンを分別採取する工程とから
なる方法（特開昭６３−６９７０３号公報）が提案され
ている。
の下部精留塔上部からの放出ガスを液体窒素で冷却し、
大部分の窒素を凝縮分離して窒素および水素を含むネオ
ン、ヘリウムの濃縮ガスとする工程と、得られた濃縮ガ
スを活性炭等の吸着剤が充填され、かつ−５０℃以下の
一定温度に冷却された吸着管の入口端から導入し、出口
端からヘリウムを導出させる工程と、濃縮ガス中のヘリ
ウムを少なくとも５ｍｏｌ％吸着管内に残留せしめて前
記濃縮ガスの導入を停止する工程、および前記温度を維
持しつつ置換ガスを入口端より導入し、出口端より順次
導出されるヘリウム、ネオンを分別採取する工程とから
なる方法（特開昭６３−６９７０３号公報）が提案され
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５１−１０
４４９７号公報に開示の方法は、空気分離装置の下部精
留塔上部からの放出ガスから２段階の分縮操作を用いて
窒素を除去しているため、比較的窒素濃度の低い濃縮ガ
スが得られるので、残留する窒素と水素の除去がＰＳＡ
法で可能である。このＰＳＡ操作で得られたネオン、ヘ
リウムの分離は、蒸留法あるいはＴＳＡ法による。この
ため、この方法は、２段階の分縮操作、ＰＳＡ操作でネ
オンとヘリウムとの混合ガスを製造するものであり、ネ
オンとヘリウムの分離は考慮されていない。また、特公
平３−７２５６６号公報に開示の方法も、同様にネオン
とヘリウムの混合ガスを製造するものであり、ネオンと
ヘリウム、水素の分離は考慮されていない。
４４９７号公報に開示の方法は、空気分離装置の下部精
留塔上部からの放出ガスから２段階の分縮操作を用いて
窒素を除去しているため、比較的窒素濃度の低い濃縮ガ
スが得られるので、残留する窒素と水素の除去がＰＳＡ
法で可能である。このＰＳＡ操作で得られたネオン、ヘ
リウムの分離は、蒸留法あるいはＴＳＡ法による。この
ため、この方法は、２段階の分縮操作、ＰＳＡ操作でネ
オンとヘリウムとの混合ガスを製造するものであり、ネ
オンとヘリウムの分離は考慮されていない。また、特公
平３−７２５６６号公報に開示の方法も、同様にネオン
とヘリウムの混合ガスを製造するものであり、ネオンと
ヘリウム、水素の分離は考慮されていない。
【００１０】また、特開昭６３−６９７０３号公報に開
示の方法は、−５０℃以下の低温状態で吸着塔に濃縮ガ
ス中の窒素および置換ガスとしての窒素を導入するた
め、同一吸着温度のみで連続操業を行うことは不可能で
ある。すなわち、同一温度条件で減圧するのみでは、吸
着されている窒素が完全に脱着できず、繰り返し使用す
ることによって、高純度ネオンの製造ができない。この
ため、連続操業する場合は、加熱再生を行う必要がある
が明記されておらず実用的でない。しかも、この方法
は、ガスクロマトグラフ的分離法であるため、実験室で
行うには適していても、工業的規模で行うには適してい
ないと考える。
示の方法は、−５０℃以下の低温状態で吸着塔に濃縮ガ
ス中の窒素および置換ガスとしての窒素を導入するた
め、同一吸着温度のみで連続操業を行うことは不可能で
ある。すなわち、同一温度条件で減圧するのみでは、吸
着されている窒素が完全に脱着できず、繰り返し使用す
ることによって、高純度ネオンの製造ができない。この
ため、連続操業する場合は、加熱再生を行う必要がある
が明記されておらず実用的でない。しかも、この方法
は、ガスクロマトグラフ的分離法であるため、実験室で
行うには適していても、工業的規模で行うには適してい
ないと考える。
【００１１】この発明の目的は、空気分離装置の下部精
留塔上部からの放出ガスから凝縮分離操作によって窒素
を除去したのち、ＰＳＡ法のみで連続的に高純度ネオ
ン、高純度ヘリウムを分離、製造することができるネオ
ン、ヘリウムの製造方法を提供することにある。
留塔上部からの放出ガスから凝縮分離操作によって窒素
を除去したのち、ＰＳＡ法のみで連続的に高純度ネオ
ン、高純度ヘリウムを分離、製造することができるネオ
ン、ヘリウムの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、空気分
離装置の下部精留塔上部からの放出ガスから凝縮分離操
作によって窒素を除去し、（ネオン＋ヘリウム）６０
％、水素５％、窒素３５％程度の濃縮ガスとなし、濃縮
ガス中の窒素をＰＳＡ法によって除去してネオン、ヘリ
ウムおよび水素の混合ガスとする。この混合ガスは、ヘ
リウムを吸着せず、ネオン、水素を吸着し、かつ減圧に
よって容易にネオンが脱着すると共に、高真空とするこ
とによって水素を脱着する条件の低温ＰＳＡ法を用いて
分離することにより、同時に高純度ネオン、高純度ヘリ
ウムが製造できることを究明し、この発明に到達した。
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、空気分
離装置の下部精留塔上部からの放出ガスから凝縮分離操
作によって窒素を除去し、（ネオン＋ヘリウム）６０
％、水素５％、窒素３５％程度の濃縮ガスとなし、濃縮
ガス中の窒素をＰＳＡ法によって除去してネオン、ヘリ
ウムおよび水素の混合ガスとする。この混合ガスは、ヘ
リウムを吸着せず、ネオン、水素を吸着し、かつ減圧に
よって容易にネオンが脱着すると共に、高真空とするこ
とによって水素を脱着する条件の低温ＰＳＡ法を用いて
分離することにより、同時に高純度ネオン、高純度ヘリ
ウムが製造できることを究明し、この発明に到達した。
【００１３】すなわちこの発明は、空気分離装置の下部
精留塔上部からの放出ガス、すなわちネオン、ヘリウ
ム、水素を含む窒素ガスから凝縮分離操作で大部分の窒
素を除去する工程と、合成ゼオライトを用いた常温圧力
変動式吸着法によって残留する窒素を除去する工程と、
活性炭を用いた−１００℃以下の低温圧力変動式吸着法
によって水素を除去してネオンとヘリウムを分離する工
程とからなることを特徴とするネオン、ヘリウムの製造
方法である。
精留塔上部からの放出ガス、すなわちネオン、ヘリウ
ム、水素を含む窒素ガスから凝縮分離操作で大部分の窒
素を除去する工程と、合成ゼオライトを用いた常温圧力
変動式吸着法によって残留する窒素を除去する工程と、
活性炭を用いた−１００℃以下の低温圧力変動式吸着法
によって水素を除去してネオンとヘリウムを分離する工
程とからなることを特徴とするネオン、ヘリウムの製造
方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に図１に基づいてこの発明方
法を詳細に説明する。図１はこの発明のネオン、ヘリウ
ムの製造方法の系統図である。図１において、１は上塔
２と下塔３からなる空気分離装置の精留塔、４は精留塔
１の下塔３の上部より（ネオン＋ヘリウム）０．５％程
度、水素０．０５％程度、残部窒素ガスからなる放出ガ
スを原料ガスとして切替弁５、管６を介して導入される
ネオン濃縮塔である。７は分縮操作に必要な液体窒素を
ネオン濃縮塔４下部から流量調整弁８を介して供給する
液体窒素供給管で、一部不足する液体窒素は、下塔３か
ら流量調整弁９を介して供給される。１０はネオン濃縮
塔４で原料ガスと熱交換して発生する液体窒素の気化ガ
スを寒冷回収の視点から空気液化分離装置に回収する窒
素ガス回収管である。この結果、ネオン濃縮塔４の頂部
から（ネオン＋ヘリウム）６０％、水素５％、窒素３５
％程度の濃縮ガスが得られる。
法を詳細に説明する。図１はこの発明のネオン、ヘリウ
ムの製造方法の系統図である。図１において、１は上塔
２と下塔３からなる空気分離装置の精留塔、４は精留塔
１の下塔３の上部より（ネオン＋ヘリウム）０．５％程
度、水素０．０５％程度、残部窒素ガスからなる放出ガ
スを原料ガスとして切替弁５、管６を介して導入される
ネオン濃縮塔である。７は分縮操作に必要な液体窒素を
ネオン濃縮塔４下部から流量調整弁８を介して供給する
液体窒素供給管で、一部不足する液体窒素は、下塔３か
ら流量調整弁９を介して供給される。１０はネオン濃縮
塔４で原料ガスと熱交換して発生する液体窒素の気化ガ
スを寒冷回収の視点から空気液化分離装置に回収する窒
素ガス回収管である。この結果、ネオン濃縮塔４の頂部
から（ネオン＋ヘリウム）６０％、水素５％、窒素３５
％程度の濃縮ガスが得られる。
【００１５】１１ａ〜１１ｃは３塔切替方式の合成ゼオ
ライトを吸着材とする窒素除去塔で、吸着、回収・再
生、昇圧工程で操業する。上記の濃縮ガスは、管１２に
より導入され、ＰＳＡ法により濃縮ガス中の窒素を吸着
除去する。１３ａ〜１３ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃ
へ濃縮ガスを導入するための切替弁である。１４ａ〜１
４ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃで窒素の除去されたネ
オン、ヘリウム、水素の混合ガスを導出するための切替
弁である。１５ａ〜１５ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃ
から吸着された窒素を脱着回収するための切替弁であ
る。１６ａ〜１６ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃに窒素
除去塔の出口ガスの一部を流量調整弁１７を介して導入
するための切替弁である。１８は窒素除去塔１１ａ〜１
１ｃを１０-3Ｔｏｒｒ以下まで減圧する真空ポンブで、
切替弁１９を介して接続されている。２０は切替弁２
１、２２を介して窒素除去塔１１ａ〜１１ｃの合成ゼオ
ライト再生時の５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇから２ｋｇ ｆ
／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧時に生じるネオン、ヘリウ
ムリッチガスを５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度まで昇圧し
て窒素除去塔１１の入口ラインに戻す回収ガス圧縮機で
ある。
ライトを吸着材とする窒素除去塔で、吸着、回収・再
生、昇圧工程で操業する。上記の濃縮ガスは、管１２に
より導入され、ＰＳＡ法により濃縮ガス中の窒素を吸着
除去する。１３ａ〜１３ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃ
へ濃縮ガスを導入するための切替弁である。１４ａ〜１
４ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃで窒素の除去されたネ
オン、ヘリウム、水素の混合ガスを導出するための切替
弁である。１５ａ〜１５ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃ
から吸着された窒素を脱着回収するための切替弁であ
る。１６ａ〜１６ｃは窒素除去塔１１ａ〜１１ｃに窒素
除去塔の出口ガスの一部を流量調整弁１７を介して導入
するための切替弁である。１８は窒素除去塔１１ａ〜１
１ｃを１０-3Ｔｏｒｒ以下まで減圧する真空ポンブで、
切替弁１９を介して接続されている。２０は切替弁２
１、２２を介して窒素除去塔１１ａ〜１１ｃの合成ゼオ
ライト再生時の５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇから２ｋｇ ｆ
／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧時に生じるネオン、ヘリウ
ムリッチガスを５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度まで昇圧し
て窒素除去塔１１の入口ラインに戻す回収ガス圧縮機で
ある。
【００１６】２３は精留塔１の下塔３から管２４を介し
て液体窒素が冷却剤２５として充填された断熱槽、２６
は断熱槽２３で気化した窒素ガスの抜出し管である。２
７ａ〜２７ｃは断熱槽２３に浸漬された３塔切替方式の
活性炭が充填されたネオン精製塔で、吸着、パージ、ネ
オン回収・再生工程で操業する。ネオン精製塔２７ａ〜
２７ｃには、窒素除去塔１１ａ〜１１ｃで窒素の除去さ
れた混合ガスが管２８により導入される。２９ａ〜２９
ｃはネオン精製塔２７ａ〜２７ｃへ混合ガスを導入する
ための切替弁である。３０ａ〜３０ｃはネオン精製塔２
７ａ〜２７ｃでネオン、水素の除去された高純度ヘリウ
ムガスをヘリウムタンク３１に導出するための切替弁で
ある。３２ａ〜３２ｃはネオンタンク３３から高純度ネ
オンガスの一部（製品ネオンガス量の約５０％）をネオ
ン精製塔２７ａ〜２７ｃ内にパージのために導入するた
めの切替弁である。３４ａ〜３４ｃはパージに伴って生
じるネオン精製塔２７ａ〜２７ｃの出口ガスをネオン精
製塔２７の入口ラインに戻すための切替弁である。３５
ａ〜３５ｃはネオン精製塔２７ａ〜２７ｃのパージ終了
後、ネオン圧縮機３６によりネオン精製塔２７ａ〜２７
ｃ内を５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減
圧し、高純度ネオンをネオンタンク３３に回収するため
の切替弁である。３７ａ〜３７ｃはネオン精製塔２７ａ
〜２７ｃ内を５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒ
まで減圧して高純度ネオンを回収したのち、ネオン精製
塔２７ａ〜２７ｃ内に吸着されている水素リッチガス
を、真空ポンプ３８によって１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真
空に減圧して脱着させるための切替弁である。
て液体窒素が冷却剤２５として充填された断熱槽、２６
は断熱槽２３で気化した窒素ガスの抜出し管である。２
７ａ〜２７ｃは断熱槽２３に浸漬された３塔切替方式の
活性炭が充填されたネオン精製塔で、吸着、パージ、ネ
オン回収・再生工程で操業する。ネオン精製塔２７ａ〜
２７ｃには、窒素除去塔１１ａ〜１１ｃで窒素の除去さ
れた混合ガスが管２８により導入される。２９ａ〜２９
ｃはネオン精製塔２７ａ〜２７ｃへ混合ガスを導入する
ための切替弁である。３０ａ〜３０ｃはネオン精製塔２
７ａ〜２７ｃでネオン、水素の除去された高純度ヘリウ
ムガスをヘリウムタンク３１に導出するための切替弁で
ある。３２ａ〜３２ｃはネオンタンク３３から高純度ネ
オンガスの一部（製品ネオンガス量の約５０％）をネオ
ン精製塔２７ａ〜２７ｃ内にパージのために導入するた
めの切替弁である。３４ａ〜３４ｃはパージに伴って生
じるネオン精製塔２７ａ〜２７ｃの出口ガスをネオン精
製塔２７の入口ラインに戻すための切替弁である。３５
ａ〜３５ｃはネオン精製塔２７ａ〜２７ｃのパージ終了
後、ネオン圧縮機３６によりネオン精製塔２７ａ〜２７
ｃ内を５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減
圧し、高純度ネオンをネオンタンク３３に回収するため
の切替弁である。３７ａ〜３７ｃはネオン精製塔２７ａ
〜２７ｃ内を５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒ
まで減圧して高純度ネオンを回収したのち、ネオン精製
塔２７ａ〜２７ｃ内に吸着されている水素リッチガス
を、真空ポンプ３８によって１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真
空に減圧して脱着させるための切替弁である。
【００１７】精留塔１の下塔の頂部から切替弁５、管６
を介して５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇで抜き出されたガスは、
ネオン濃縮塔４において液体窒素供給管７および下塔３
から流量調整弁９を介して供給される大気圧の液体窒素
と熱交換して大部分の窒素が凝縮液化して除去される。
ネオン濃縮塔４で大部分の窒素が除去された（ネオン＋
ヘリウム）６０％、水素５％、窒素３５％程度の濃縮ガ
スは、５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ程度で窒素除去塔１１に導
入される。
を介して５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇで抜き出されたガスは、
ネオン濃縮塔４において液体窒素供給管７および下塔３
から流量調整弁９を介して供給される大気圧の液体窒素
と熱交換して大部分の窒素が凝縮液化して除去される。
ネオン濃縮塔４で大部分の窒素が除去された（ネオン＋
ヘリウム）６０％、水素５％、窒素３５％程度の濃縮ガ
スは、５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ程度で窒素除去塔１１に導
入される。
【００１８】窒素除去塔１１は、吸着、回収・再生、昇
圧工程で操業されており、例えば、窒素除去塔１１ａ
は、吸着工程であり、切替弁１３ａ、切替弁１４ａが開
放され、切替弁１５ａ、１６ａが閉止しており、５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度、温度常温の吸着条件で、窒素を除
去し、ネオン、ヘリウム、水素の混合ガスを得る。窒素
除去塔１１ｂは、回収・再生工程であり、切替弁１３
ｂ、１４ｂ、１６ｂを閉止し、切替弁１５ｂ、切替弁１
９を開放して真空ポンプ１８で１０-3Ｔｏｒｒ以下まで
減圧することによって、合成ゼオライトに吸着されてい
た窒素を脱着させて大気放出し、窒素除去塔１１ｂ内の
合成ゼオライトを再生する。なお、５ｋｇｆ／ｃｍ2・
Ｇから２ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧時に生じ
るネオン、ヘリウムリッチガスは、切替弁１９を閉止
し、切替弁２１、２２を開放して回収ガス圧縮機２０に
より５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧して窒素除去塔１１の
入口ライン１２に戻せば、ネオン、ヘリウムの収率向上
が期待できる。窒素除去塔１１ｃは、昇圧工程であり、
切替弁１３ｃ、１４ｃ、１５ｃを閉止して切替弁１６ｃ
を開放し、流量調整弁１７を介して窒素除去塔１１ａの
出口ガスであるネオン、ヘリウム、水素の混合ガスの一
部を導入して窒素除去塔１１ｃを吸着圧力である５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度まで圧力を上昇させる。上記の操作
を順次繰り返すことによって得られた（ネオン＋ヘリウ
ム）９０％、水素１０％程度の混合ガスは、断熱槽２３
に浸漬されたネオン精製塔２７に導入される。
圧工程で操業されており、例えば、窒素除去塔１１ａ
は、吸着工程であり、切替弁１３ａ、切替弁１４ａが開
放され、切替弁１５ａ、１６ａが閉止しており、５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度、温度常温の吸着条件で、窒素を除
去し、ネオン、ヘリウム、水素の混合ガスを得る。窒素
除去塔１１ｂは、回収・再生工程であり、切替弁１３
ｂ、１４ｂ、１６ｂを閉止し、切替弁１５ｂ、切替弁１
９を開放して真空ポンプ１８で１０-3Ｔｏｒｒ以下まで
減圧することによって、合成ゼオライトに吸着されてい
た窒素を脱着させて大気放出し、窒素除去塔１１ｂ内の
合成ゼオライトを再生する。なお、５ｋｇｆ／ｃｍ2・
Ｇから２ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧時に生じ
るネオン、ヘリウムリッチガスは、切替弁１９を閉止
し、切替弁２１、２２を開放して回収ガス圧縮機２０に
より５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧して窒素除去塔１１の
入口ライン１２に戻せば、ネオン、ヘリウムの収率向上
が期待できる。窒素除去塔１１ｃは、昇圧工程であり、
切替弁１３ｃ、１４ｃ、１５ｃを閉止して切替弁１６ｃ
を開放し、流量調整弁１７を介して窒素除去塔１１ａの
出口ガスであるネオン、ヘリウム、水素の混合ガスの一
部を導入して窒素除去塔１１ｃを吸着圧力である５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度まで圧力を上昇させる。上記の操作
を順次繰り返すことによって得られた（ネオン＋ヘリウ
ム）９０％、水素１０％程度の混合ガスは、断熱槽２３
に浸漬されたネオン精製塔２７に導入される。
【００１９】断熱槽２３に浸漬されたネオン精製塔２７
は、吸着、パージ、ネオン回収・再生工程で操業されて
おり、例えば、ネオン精製塔２７ａは、吸着工程であ
り、切替弁２９ａが開放し、切替弁３０ａが最初は閉止
しているが所定圧になると開放し、切替弁３２ａ、３４
ａ、３５ａ、３７ａが閉止しており、５ｋｇｆ／ｃｍ2
・Ｇ程度、温度−１９６℃の条件で、ネオン、水素を活
性炭に吸着させることによって、高純度ヘリウムを流出
させてヘリウムタンク３１に回収する。ネオン精製塔２
７ｂは、パージ工程であり、吸着工程終了後、切替弁２
９ｂ、３０ｂが閉止され、切替弁３２ｂ、３４ｂが開放
されてネオン精製塔２７ｂ内に残存するヘリウムを、ネ
オンタンク３３からの高純度ネオンガスの一部（製品ネ
オンガス量の約５０％）を用いてパージする。パージに
伴って生じる出口ガスは、切替弁３４ｂを介してネオン
精製塔２７の入口ラインの管２８に戻す。ネオン精製塔
２７ｃは、ネオン回収・再生工程であり、パージ工程終
了後、切替弁３２ｃ、３４ｃを閉止し、切替弁３５ｃを
開放してネオン圧縮機３６を起動し、ネオン精製塔２７
ｃ内を５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで
減圧し、高純度ネオンをネオンタンク３３に回収する。
さらに、高純度ネオンを回収したのち、ネオン精製塔２
７ｃには水素リッチガスが吸着されているため、切替弁
３５ｃを閉止して切替弁３７ｃを開放し、真空ポンプ３
８を起動して１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真空に減圧して水
素を脱着させる。上記の操作を順次繰り返すことによっ
て、高純度ネオン、高純度ヘリウムを得ることができ
る。
は、吸着、パージ、ネオン回収・再生工程で操業されて
おり、例えば、ネオン精製塔２７ａは、吸着工程であ
り、切替弁２９ａが開放し、切替弁３０ａが最初は閉止
しているが所定圧になると開放し、切替弁３２ａ、３４
ａ、３５ａ、３７ａが閉止しており、５ｋｇｆ／ｃｍ2
・Ｇ程度、温度−１９６℃の条件で、ネオン、水素を活
性炭に吸着させることによって、高純度ヘリウムを流出
させてヘリウムタンク３１に回収する。ネオン精製塔２
７ｂは、パージ工程であり、吸着工程終了後、切替弁２
９ｂ、３０ｂが閉止され、切替弁３２ｂ、３４ｂが開放
されてネオン精製塔２７ｂ内に残存するヘリウムを、ネ
オンタンク３３からの高純度ネオンガスの一部（製品ネ
オンガス量の約５０％）を用いてパージする。パージに
伴って生じる出口ガスは、切替弁３４ｂを介してネオン
精製塔２７の入口ラインの管２８に戻す。ネオン精製塔
２７ｃは、ネオン回収・再生工程であり、パージ工程終
了後、切替弁３２ｃ、３４ｃを閉止し、切替弁３５ｃを
開放してネオン圧縮機３６を起動し、ネオン精製塔２７
ｃ内を５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで
減圧し、高純度ネオンをネオンタンク３３に回収する。
さらに、高純度ネオンを回収したのち、ネオン精製塔２
７ｃには水素リッチガスが吸着されているため、切替弁
３５ｃを閉止して切替弁３７ｃを開放し、真空ポンプ３
８を起動して１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真空に減圧して水
素を脱着させる。上記の操作を順次繰り返すことによっ
て、高純度ネオン、高純度ヘリウムを得ることができ
る。
【００２０】図２は前記図１のプロセスを簡素化する目
的で、窒素除去塔１１およびネオン精製塔２７を１塔式
としてバッチ操業を行うよう改善したもので、図１と同
じ装置ならびに部材は同じ符号を付してある。図２にお
いて、ネオン濃縮塔４の頂部から（ネオン＋ヘリウム）
６０％、水素５％、窒素３５％程度の濃縮ガスが得られ
る工程は、図１と同一である。
的で、窒素除去塔１１およびネオン精製塔２７を１塔式
としてバッチ操業を行うよう改善したもので、図１と同
じ装置ならびに部材は同じ符号を付してある。図２にお
いて、ネオン濃縮塔４の頂部から（ネオン＋ヘリウム）
６０％、水素５％、窒素３５％程度の濃縮ガスが得られ
る工程は、図１と同一である。
【００２１】４１はネオン濃縮塔４の頂部からの（ネオ
ン＋ヘリウム）６０％、水素５％、窒素３５％程度の濃
縮ガスを貯蔵する目的で圧縮する濃縮ガス圧縮機、４２
は濃縮ガス圧縮機４１で圧縮された濃縮ガスを貯蔵する
濃縮ガスタンク、１１は合成ゼオライトを吸着材として
充填した窒素除去塔で、濃縮ガスタンク４２から管４３
を介して濃縮ガスが供給され、ＰＳＡ法により濃縮ガス
中の窒素を吸着除去する。１３は窒素除去塔１１へ濃縮
ガスを導入するための切替弁である。４４は窒素除去塔
１１で窒素の除去されたネオン、ヘリウム、水素の混合
ガスを導出するための圧力調整弁である。１８は窒素除
去塔１１を１０-3Ｔｏｒｒ以下まで減圧する真空ポンブ
で、切替弁１９を介して接続されている。４５は昇圧時
に窒素除去塔１１に後述するネオン精製塔のパージ工程
での出口ガスの一部をバッファタンク４６から導入する
ための切替弁である。２１は窒素除去塔１１の合成ゼオ
ライト再生時の５ ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇから２ ｋｇｆ
／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧時に生じるネオン、ヘリウ
ムリッチガスを濃縮ガス圧縮機４１の入口ラインに戻す
切替弁である。
ン＋ヘリウム）６０％、水素５％、窒素３５％程度の濃
縮ガスを貯蔵する目的で圧縮する濃縮ガス圧縮機、４２
は濃縮ガス圧縮機４１で圧縮された濃縮ガスを貯蔵する
濃縮ガスタンク、１１は合成ゼオライトを吸着材として
充填した窒素除去塔で、濃縮ガスタンク４２から管４３
を介して濃縮ガスが供給され、ＰＳＡ法により濃縮ガス
中の窒素を吸着除去する。１３は窒素除去塔１１へ濃縮
ガスを導入するための切替弁である。４４は窒素除去塔
１１で窒素の除去されたネオン、ヘリウム、水素の混合
ガスを導出するための圧力調整弁である。１８は窒素除
去塔１１を１０-3Ｔｏｒｒ以下まで減圧する真空ポンブ
で、切替弁１９を介して接続されている。４５は昇圧時
に窒素除去塔１１に後述するネオン精製塔のパージ工程
での出口ガスの一部をバッファタンク４６から導入する
ための切替弁である。２１は窒素除去塔１１の合成ゼオ
ライト再生時の５ ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇから２ ｋｇｆ
／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧時に生じるネオン、ヘリウ
ムリッチガスを濃縮ガス圧縮機４１の入口ラインに戻す
切替弁である。
【００２２】２３は精留塔１の下塔３から管２４を介し
て液体窒素が冷却剤２５として充填された断熱槽、２６
は断熱槽２３で気化した窒素ガスの抜出し管である。２
７は断熱槽２３に浸漬された活性炭が充填されたネオン
精製塔で、吸着、パージ、ネオン回収・再生工程の順に
運転する。ネオン精製塔２７には、窒素除去塔１１で窒
素の除去された混合ガスが管２８により導入される。２
９はネオン精製塔２７へ混合ガスを導入するための切替
弁である。４７はネオン精製塔２７からの高純度ヘリウ
ムを切替弁４８を介してヘリウムタンク３１へ回収する
と共に、ネオン精製塔２７のパージガスを切替弁４９を
介してバッファタンク４６に導出するための圧力調整弁
である。３２はネオンタンク３３から高純度ネオンガス
の一部（製品ネオンガス量の約５０％）をネオン精製塔
２７内にパージのために導入するための切替弁である。
３５はネオン精製塔２７のパージ終了後、ネオン圧縮機
３６によりネオン精製塔２７内を５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・
Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧し、高純度ネオンをネオ
ンタンク３３に回収するための切替弁である。３７はネ
オン精製塔２７内をネオン圧縮機３６により５ｋｇ ｆ
／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧して高純度ネ
オンを回収したのち、ネオン精製塔２７内に吸着されて
いる水素リッチガスを前記真空ポンプ１８によって１０
-3Ｔｏｒｒ以下の高真空に減圧して水素を脱着させるた
めの切替弁である。
て液体窒素が冷却剤２５として充填された断熱槽、２６
は断熱槽２３で気化した窒素ガスの抜出し管である。２
７は断熱槽２３に浸漬された活性炭が充填されたネオン
精製塔で、吸着、パージ、ネオン回収・再生工程の順に
運転する。ネオン精製塔２７には、窒素除去塔１１で窒
素の除去された混合ガスが管２８により導入される。２
９はネオン精製塔２７へ混合ガスを導入するための切替
弁である。４７はネオン精製塔２７からの高純度ヘリウ
ムを切替弁４８を介してヘリウムタンク３１へ回収する
と共に、ネオン精製塔２７のパージガスを切替弁４９を
介してバッファタンク４６に導出するための圧力調整弁
である。３２はネオンタンク３３から高純度ネオンガス
の一部（製品ネオンガス量の約５０％）をネオン精製塔
２７内にパージのために導入するための切替弁である。
３５はネオン精製塔２７のパージ終了後、ネオン圧縮機
３６によりネオン精製塔２７内を５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・
Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧し、高純度ネオンをネオ
ンタンク３３に回収するための切替弁である。３７はネ
オン精製塔２７内をネオン圧縮機３６により５ｋｇ ｆ
／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧して高純度ネ
オンを回収したのち、ネオン精製塔２７内に吸着されて
いる水素リッチガスを前記真空ポンプ１８によって１０
-3Ｔｏｒｒ以下の高真空に減圧して水素を脱着させるた
めの切替弁である。
【００２３】精留塔１の下塔３の頂部から切替弁５、管
６を介して５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇで抜き出された放出
ガスは、図１と同様にネオン濃縮塔４において大部分の
窒素が凝縮液化して除去される。ネオン濃縮塔４で大部
分の窒素が除去された（ネオン＋ヘリウム）６０％、水
素５％、窒素３５％程度の濃縮ガスは、濃縮ガス圧縮機
４１で昇圧されたのち、濃縮ガスタンク４２で一時貯蔵
される。
６を介して５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇで抜き出された放出
ガスは、図１と同様にネオン濃縮塔４において大部分の
窒素が凝縮液化して除去される。ネオン濃縮塔４で大部
分の窒素が除去された（ネオン＋ヘリウム）６０％、水
素５％、窒素３５％程度の濃縮ガスは、濃縮ガス圧縮機
４１で昇圧されたのち、濃縮ガスタンク４２で一時貯蔵
される。
【００２４】窒素除去塔１１は、吸着、回収・再生、昇
圧工程の順に運転されており、吸着工程では、切替弁１
３が開放され、切替弁１９、２１、４５が閉止してい
る。濃縮ガスタンク４２から管４３を経由して導入され
た濃縮ガスは、圧力調整弁４４により５ｋｇ ｆ／ｃｍ
2・Ｇ程度、温度常温の吸着条件で、窒素を除去し、
（ネオン＋ヘリウム）９０％、水素１０％程度の混合ガ
スとなって、圧力調整弁４４、切替弁２９を介して断熱
槽２３に浸漬されたネオン精製塔２７に導入される。回
収・再生工程では、切替弁１３、２１、２９、４５を閉
止し、切替弁１９を開放して真空ポンプ１８で１０-3Ｔ
ｏｒｒ以下まで減圧することによって、合成ゼオライト
に吸着されていた窒素を脱着させて回収し、窒素除去塔
１１内の合成ゼオライトを再生する。なお、５ｋｇ ｆ
／ｃｍ2・Ｇから２ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧
時に生じるネオン、ヘリウムリッチガスは、切替弁１９
を閉止し、切替弁２１を開放して濃縮ガス圧縮機４１に
より昇圧して濃縮ガスタンク４２に戻せば、ネオン、ヘ
リウムの収率向上が期待できる。昇圧工程では、切替弁
１３、１９、２１、２９を閉止して切替弁４５を開放
し、バッファタンク４６に貯蔵されたネオン精製塔２７
のパージガスを導入して窒素除去塔１１を吸着圧力であ
る５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度まで圧力を上昇させる操
作が順次繰り返される。
圧工程の順に運転されており、吸着工程では、切替弁１
３が開放され、切替弁１９、２１、４５が閉止してい
る。濃縮ガスタンク４２から管４３を経由して導入され
た濃縮ガスは、圧力調整弁４４により５ｋｇ ｆ／ｃｍ
2・Ｇ程度、温度常温の吸着条件で、窒素を除去し、
（ネオン＋ヘリウム）９０％、水素１０％程度の混合ガ
スとなって、圧力調整弁４４、切替弁２９を介して断熱
槽２３に浸漬されたネオン精製塔２７に導入される。回
収・再生工程では、切替弁１３、２１、２９、４５を閉
止し、切替弁１９を開放して真空ポンプ１８で１０-3Ｔ
ｏｒｒ以下まで減圧することによって、合成ゼオライト
に吸着されていた窒素を脱着させて回収し、窒素除去塔
１１内の合成ゼオライトを再生する。なお、５ｋｇ ｆ
／ｃｍ2・Ｇから２ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度までの減圧
時に生じるネオン、ヘリウムリッチガスは、切替弁１９
を閉止し、切替弁２１を開放して濃縮ガス圧縮機４１に
より昇圧して濃縮ガスタンク４２に戻せば、ネオン、ヘ
リウムの収率向上が期待できる。昇圧工程では、切替弁
１３、１９、２１、２９を閉止して切替弁４５を開放
し、バッファタンク４６に貯蔵されたネオン精製塔２７
のパージガスを導入して窒素除去塔１１を吸着圧力であ
る５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇ程度まで圧力を上昇させる操
作が順次繰り返される。
【００２５】断熱槽２３に浸漬されたネオン精製塔２７
は、吸着、パージ、ネオン回収・再生工程の順で運転さ
れている。吸着工程では、切替弁２９が開放し、切替弁
３２、３５、３７、４９が閉止しており、導入された混
合ガスは、圧力調整弁４７により５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・
Ｇ程度、温度−１９６℃の条件で、ネオン、水素を活性
炭に吸着させることによって、高純度ヘリウムを切替弁
４８を介してヘリウムタンク３１に回収する。パージ工
程では、吸着工程終了後、切替弁２９、４８が閉止さ
れ、切替弁３２、４９が開放されてネオン精製塔２７内
に残存するヘリウムを、ネオンタンク３３からの高純度
ネオンガスの一部（製品ネオンガス量の約５０％）を用
いてパージする。パージに伴って生じる出口ガスは、圧
力調整弁４７、切替弁４９を介してバッファタンク４６
に貯蔵される。ネオン回収・再生工程では、パージ工程
終了後、切替弁３２、４９を閉止し、切替弁３５を開放
してネオン圧縮機３６を起動し、ネオン精製塔２７内を
５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧し
て脱着し、高純度ネオンをネオンタンク３３に回収す
る。さらに、高純度ネオンを回収したのち、ネオン精製
塔２７には水素リッチガスが吸着されているため、切替
弁３５を閉止して切替弁３７を開放し、真空ポンプ１８
を起動して１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真空に減圧して水素
を脱着させて活性炭を再生する。上記の操作を順次繰り
返すことによって、高純度ネオン、高純度ヘリウムを得
ることができる。
は、吸着、パージ、ネオン回収・再生工程の順で運転さ
れている。吸着工程では、切替弁２９が開放し、切替弁
３２、３５、３７、４９が閉止しており、導入された混
合ガスは、圧力調整弁４７により５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・
Ｇ程度、温度−１９６℃の条件で、ネオン、水素を活性
炭に吸着させることによって、高純度ヘリウムを切替弁
４８を介してヘリウムタンク３１に回収する。パージ工
程では、吸着工程終了後、切替弁２９、４８が閉止さ
れ、切替弁３２、４９が開放されてネオン精製塔２７内
に残存するヘリウムを、ネオンタンク３３からの高純度
ネオンガスの一部（製品ネオンガス量の約５０％）を用
いてパージする。パージに伴って生じる出口ガスは、圧
力調整弁４７、切替弁４９を介してバッファタンク４６
に貯蔵される。ネオン回収・再生工程では、パージ工程
終了後、切替弁３２、４９を閉止し、切替弁３５を開放
してネオン圧縮機３６を起動し、ネオン精製塔２７内を
５ｋｇ ｆ／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧し
て脱着し、高純度ネオンをネオンタンク３３に回収す
る。さらに、高純度ネオンを回収したのち、ネオン精製
塔２７には水素リッチガスが吸着されているため、切替
弁３５を閉止して切替弁３７を開放し、真空ポンプ１８
を起動して１０-3Ｔｏｒｒ以下の高真空に減圧して水素
を脱着させて活性炭を再生する。上記の操作を順次繰り
返すことによって、高純度ネオン、高純度ヘリウムを得
ることができる。
【００２６】なお、この発明において低温圧力変動式吸
着法のネオン精製塔２７における操作温度を−１００℃
以下としたのは、これ以上の温度ではネオンとヘリウム
を分離することが困難であったためである。また、この
操作温度の下限は、ネオンの融点以上であることは云う
までもない。
着法のネオン精製塔２７における操作温度を−１００℃
以下としたのは、これ以上の温度ではネオンとヘリウム
を分離することが困難であったためである。また、この
操作温度の下限は、ネオンの融点以上であることは云う
までもない。
【００２７】
【実施例】空気分離装置の精留塔の下塔頂部から（ネオ
ン＋ヘリウム）０．５％程度、水素０．０５％、残部窒
素および痕跡量の酸素と低級炭化水素を含有する放出ガ
スを、図２に示すネオン濃縮塔４に５ｋｇｆ／ｃｍ2・
Ｇで導入し、液体窒素と熱交換させて大部分の窒素を凝
縮液化して除去し、（ネオン＋ヘリウム）６０％、水素
５％、窒素３５％程度の濃縮ガスを得た。この濃縮ガス
を濃縮ガス圧縮機４１で９ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧し
て濃縮ガスタンク４２に貯蔵しておき、細孔径５〜９Å
の合成ゼオライトを吸着材とする窒素除去塔１１に導入
し、温度常温、５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇの圧力下で濃縮ガ
ス中の窒素を吸着除去した。窒素除去塔１１の頂部から
の混合ガスは、窒素１５ｐｐｍ以下の（ネオン＋ヘリウ
ム）９０％、水素１０％程度であった。吸着完了後、窒
素除去塔１１を濃縮ガス圧縮機４１により５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2・Ｇから２ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに減圧してネオン、ヘ
リウムリッチガスを濃縮ガスタンク４２に戻したのち、
真空ポンプ１８で窒素除去塔１１内を１０-3Ｔｏｒｒ以
下に減圧し、吸着されていた窒素を脱着させて合成ゼオ
ライトを再生したのち、ネオン精製塔２７のパージに伴
って発生するガスをバッファタンク４６から導入して圧
力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧した。
ン＋ヘリウム）０．５％程度、水素０．０５％、残部窒
素および痕跡量の酸素と低級炭化水素を含有する放出ガ
スを、図２に示すネオン濃縮塔４に５ｋｇｆ／ｃｍ2・
Ｇで導入し、液体窒素と熱交換させて大部分の窒素を凝
縮液化して除去し、（ネオン＋ヘリウム）６０％、水素
５％、窒素３５％程度の濃縮ガスを得た。この濃縮ガス
を濃縮ガス圧縮機４１で９ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧し
て濃縮ガスタンク４２に貯蔵しておき、細孔径５〜９Å
の合成ゼオライトを吸着材とする窒素除去塔１１に導入
し、温度常温、５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇの圧力下で濃縮ガ
ス中の窒素を吸着除去した。窒素除去塔１１の頂部から
の混合ガスは、窒素１５ｐｐｍ以下の（ネオン＋ヘリウ
ム）９０％、水素１０％程度であった。吸着完了後、窒
素除去塔１１を濃縮ガス圧縮機４１により５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2・Ｇから２ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに減圧してネオン、ヘ
リウムリッチガスを濃縮ガスタンク４２に戻したのち、
真空ポンプ１８で窒素除去塔１１内を１０-3Ｔｏｒｒ以
下に減圧し、吸着されていた窒素を脱着させて合成ゼオ
ライトを再生したのち、ネオン精製塔２７のパージに伴
って発生するガスをバッファタンク４６から導入して圧
力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧した。
【００２８】窒素除去塔１１からの窒素１５ｐｐｍ以下
の（ネオン＋ヘリウム）９０％、水素１０％程度の混合
ガスは、液体窒素を冷却剤２５として充填した断熱槽２
３に浸漬された活性炭を吸着材とするネオン精製塔２７
に導入し、圧力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ、温度−１９６℃
の条件で混合ガスからネオン、水素を吸着させて、吸着
されずに流出するヘリウムをヘリウムタンク３１に純度
９９．９９９％以上で回収した。吸着終了後、ネオン精
製塔２７内に残存するヘリウムを高純度ネオンガスの一
部（製品ネオンガス量の約５０％）を用いてパージして
パージガスをバッファタンク４６に回収したのち、ネオ
ン圧縮機３６を起動し、ネオン精製塔２７内を５ｋｇｆ
／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧して脱着さ
せ、純度９９．９９５％以上のネオンをネオンタンク３
３に回収した。ネオン回収後、真空ポンプ１８によりネ
オン精製塔２７内を１０-3Ｔｏｒｒ以下に減圧して水素
リッチガスを脱着させて吸着剤を再生した。
の（ネオン＋ヘリウム）９０％、水素１０％程度の混合
ガスは、液体窒素を冷却剤２５として充填した断熱槽２
３に浸漬された活性炭を吸着材とするネオン精製塔２７
に導入し、圧力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ、温度−１９６℃
の条件で混合ガスからネオン、水素を吸着させて、吸着
されずに流出するヘリウムをヘリウムタンク３１に純度
９９．９９９％以上で回収した。吸着終了後、ネオン精
製塔２７内に残存するヘリウムを高純度ネオンガスの一
部（製品ネオンガス量の約５０％）を用いてパージして
パージガスをバッファタンク４６に回収したのち、ネオ
ン圧縮機３６を起動し、ネオン精製塔２７内を５ｋｇｆ
／ｃｍ2・Ｇから１００Ｔｏｒｒまで減圧して脱着さ
せ、純度９９．９９５％以上のネオンをネオンタンク３
３に回収した。ネオン回収後、真空ポンプ１８によりネ
オン精製塔２７内を１０-3Ｔｏｒｒ以下に減圧して水素
リッチガスを脱着させて吸着剤を再生した。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、空気分離装置の下部精留塔上部からの放出ガスを原
料として、安価に高純度のネオンおよびヘリウムを製造
することができる。
ば、空気分離装置の下部精留塔上部からの放出ガスを原
料として、安価に高純度のネオンおよびヘリウムを製造
することができる。
【図１】この発明の連続方式のネオン、ヘリウムの製造
方法の系統図である。
方法の系統図である。
【図２】この発明のバッチ方式のネオン、ヘリウムの製
造方法の系統図である。
造方法の系統図である。
１ 精留塔 ２ 上塔 ３ 下塔 ４ ネオン濃縮塔 ５、１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃ、１５ａ〜１５
ｃ、１６ａ〜１６ｃ、１９、２１、２２ 切替弁 ６、１２、２４、２８、４３ 管 ７ 液体窒素供給管 ８、９、１７ 流量調整弁 １０ 窒素ガス回収管 １１、１１ａ〜１１ｃ 窒素除去塔 １８、３８ 真空ポンプ ２０ 回収ガス圧縮機 ２３ 断熱槽 ２５ 冷却剤 ２６ 抜出し管 ２７、２７ａ〜２７ｃ ネオン精製塔 ２９ａ〜２９ｃ、３０ａ〜３０ｃ、３２ａ〜３２ｃ、３
４ａ〜３４ｃ、３５ａ〜３５ｃ、３７ａ〜３７ｃ 切替
弁 ３１ ヘリウムタンク ３３ ネオンタンク ３６ ネオン圧縮機 ４１ 濃縮ガス圧縮機 ４２ 濃縮ガスタンク １３、２９、３２、３５、３７、４５、４８、４９ 切
替弁 ４４、４７ 圧力調整弁 ４６ バッファタンク
ｃ、１６ａ〜１６ｃ、１９、２１、２２ 切替弁 ６、１２、２４、２８、４３ 管 ７ 液体窒素供給管 ８、９、１７ 流量調整弁 １０ 窒素ガス回収管 １１、１１ａ〜１１ｃ 窒素除去塔 １８、３８ 真空ポンプ ２０ 回収ガス圧縮機 ２３ 断熱槽 ２５ 冷却剤 ２６ 抜出し管 ２７、２７ａ〜２７ｃ ネオン精製塔 ２９ａ〜２９ｃ、３０ａ〜３０ｃ、３２ａ〜３２ｃ、３
４ａ〜３４ｃ、３５ａ〜３５ｃ、３７ａ〜３７ｃ 切替
弁 ３１ ヘリウムタンク ３３ ネオンタンク ３６ ネオン圧縮機 ４１ 濃縮ガス圧縮機 ４２ 濃縮ガスタンク １３、２９、３２、３５、３７、４５、４８、４９ 切
替弁 ４４、４７ 圧力調整弁 ４６ バッファタンク
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−69703（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250815（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−310403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−91475（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 23/00 B01D 53/04 F25J 3/04 104
Claims (1)
- 【請求項１】 空気分離装置の下部精留塔上部からの放
出ガス、すなわちネオン、ヘリウム、水素を含む窒素ガ
スから凝縮分離操作で大部分の窒素を除去する工程と、
合成ゼオライトを用いた常温圧力変動式吸着法によって
残留する窒素を除去する工程と、活性炭を用いた−１０
０℃以下の低温圧力変動式吸着法によって水素を除去し
てネオンとヘリウムを分離する工程とからなることを特
徴とするネオン、ヘリウムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28660695A JP3268177B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | ネオン、ヘリウムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28660695A JP3268177B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | ネオン、ヘリウムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09110406A JPH09110406A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3268177B2 true JP3268177B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=17706597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28660695A Expired - Fee Related JP3268177B2 (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | ネオン、ヘリウムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3268177B2 (ja) |
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| KR100873376B1 (ko) * | 2006-09-19 | 2008-12-10 | 조건환 | 네온 및/또는 헬륨가스의 농축 장치 |
| EP2322888B1 (de) * | 2009-11-13 | 2019-01-02 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Helium-Neon-Konzentrats aus Luft |
| CN103423968B (zh) * | 2013-08-01 | 2016-05-18 | 俄罗斯深冷机械制造股份公司 | 一种氖氦分离提取系统及工艺 |
| CN104990366B (zh) * | 2015-06-16 | 2017-11-14 | 浙江新锐空分设备有限公司 | 一种从空分装置液氮中提取粗氖氦产品的方法 |
| GB2571569A (en) * | 2018-03-02 | 2019-09-04 | Linde Ag | Cooling system |
| KR101954809B1 (ko) * | 2018-04-30 | 2019-06-11 | 티이엠씨 주식회사 | 혼합가스로부터 고순도 네온 회수 방법 및 장치 |
| CN115676786B (zh) * | 2022-10-27 | 2024-04-19 | 江苏中科敬远节能科技有限公司 | 常温下基于银分子筛吸附的氦氖分离工艺 |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP28660695A patent/JP3268177B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09110406A (ja) | 1997-04-28 |
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