JP3396783B2 - 吸収によるガス混合物の分離方法 - Google Patents

吸収によるガス混合物の分離方法

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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、吸収によるガス混合物
の分離方法に関する。
【0002】
【従来技術および解決すべき課題】環状に流れる溶媒に
よる吸収は、気体流の1つの成分、または成分のうちの
なんらかの種類を少なくとも一部抽出したい時によく用
いられる方法である。
【0003】実施される方法は、一般に次の二工程から
なる。すなわち処理されるガスと溶媒とが、垂直塔で向
流で接触させられる、いわゆる吸収工程、ついで第一工
程の間に吸収された気体フラクションが、温度または圧
力の作用、またはこれら2つの累積の作用で脱着され
る、溶媒の再生工程である。ついでこのように再生され
た溶媒は、第一工程の方へ再送されてもよい。
【0004】溶媒を再生するためにこれの温度を上げる
必要がある場合、この方法の良好な熱収支のために、利
用された熱を回収することが肝要である。一般に用いら
れる手段を、図1に関連させて以下に記載する。
【0005】吸収塔(C1)から導管(4) を経て出る溶媒
は、場合によってはバルブ(V1)での減圧後に、また再生
塔(C2)から導管(8) を経て出る再生溶媒は、ポンプ(P1)
および導管(9) を通って、熱交換帯域(E1)に入る。この
帯域を出ると、負荷溶媒(solvant charge)は、熱くなっ
ており、一部気化されて、導管(6) を経て再生塔(C2)に
戻る。このことによって、前記再生塔の再沸騰器のレベ
ルで、エネルギーが節約される。冷たい再生溶媒は、導
管(10)を経て吸収工程の方へ再送される。前記吸収は、
一般に低温で促進される。従って塔(C2)の再沸騰器に供
給される熱は、熱交換器(E1)に一部回収される。しかし
ながらこの方法は、熱交換器(E1)および塔(C2)の再沸騰
器で気化された溶媒が、塔(C2)の頂部で、この方法の外
部の冷たい流体によって再凝縮されなければならないと
いう事実によって、不可逆的な熱損失を生じる。
【0006】
【課題を解決するための手段】吸収溶媒の再生の熱収支
は、溶媒の再生が次のような装置で実施される時に実質
的に改善されうることが発見され、このことこそ、本発
明の対象の1つである。すなわち一方で、前記装置の再
沸騰器に供給されるエネルギーが効果的に回収され、他
方で気化溶媒の再凝縮が、少なくとも一部、この方法の
外部の流体の介入無しに行なわれるような装置である。
【0007】一般的に、本発明によるガス混合物(G1)の
分離方法は、下記工程からなることを特徴とする: (a) 吸収帯域(C1)における、混合物(G1)のフラクション
(G2)の、溶媒(L1)による吸収工程であって、吸収されな
い部分を排出する工程; (b) 吸収されたガスフラクション(G2)の一部気化をもた
らす溶媒(L1)の減圧、および溶媒(L1)の冷却工程; (c) ガスフラクション(G2)の脱着工程であって、工程
(b) から来る溶媒(L1)が、再沸騰帯域(B1)と実際の脱着
帯域とを備えた脱着装置(D1)の頂部へ送られ、溶媒(L1)
および蒸気相が実質的に向流で接触して流通し、脱着装
置(D1)の頂部で、脱着されたガスフラクション(G2)が分
離され、脱着装置(D1)の底部で、再生溶媒が分離され
工程; (d) 再生溶媒と工程(b) から来る溶媒(L1)との間の熱交
換工程であって、これらが熱交換帯域(Z1)内を向流で流
れ、熱交換帯域(Z1)が脱着帯域に含まれかつ脱着帯域自
体の全体の高さにわたって広がる工程;および (e) 前記再生溶媒の、吸収帯域(C1)への再循環工程。
【0008】内部熱交換帯域の利用によって、再沸騰器
にもたらされる熱について、実質的な節約が可能になる
ことが発見され、これこそ本発明の主な対象の1つであ
る。
【0009】この節約は例えば、吸収工程(a) から出る
負荷溶媒(L1)と、脱着工程(c) から出る再生溶媒(L1)と
の熱交換全体が、帯域(Z1)で実施されるようなものであ
ってもよい。
【0010】内部熱交換帯域によって再生溶媒を冷却し
うることも発見された。このことにより、一方で、再沸
騰器で気化された溶媒の少なくとも一部再凝縮が可能に
なり、他方で、吸収帯域(C1)への再注入前に、所望の温
度に再生溶媒を冷却するために供給される冷却能力をそ
れだけ減少させる。
【0011】従って本発明による方法は、揮発性物質の
冷却吸収に特に適している。これは吸収塔(C1)への再注
入前に、再生溶媒の過冷却が必要なものでる。
【0012】しかしながらこれはまた、周囲温度または
それ以上の温度で操作される方法、例えばグリコールで
の洗浄による脱水方法、またはアミンでの洗浄による脱
酸方法にも適用しうる。
【0013】本発明による方法を、図2と関連させて、
以下により詳細に記載する。
【0014】処理される仕込原料は、導管(1) を経て吸
収塔(C1)に到着する。この塔で、仕込原料は、導管(2)
を経て到着する再生溶媒と向流で接触させられる。溶媒
中に吸収されたフラクションが減じられたガスは、塔(C
1)から導管(3) を経て出て行き、この方法から排出され
る。前記フラクションを吸収した溶媒は、塔(C1)から導
管(4) を経て出て行き、バルブ(V1)で減圧され、かつ一
部気化される。このバルブを出ると、溶媒は、導管(5)
を経て脱着装置(D1)の方へ送られる。この装置は、再沸
騰帯域(B1)と、内部熱交換帯域(Z1)とを備える。
【0015】再沸騰帯域(B1)内の温度は、一般に70〜22
0 ℃である。
【0016】蒸気と接触して装置内を下降する溶媒が帯
域(Z1)で受ける温度差と、帯域(Z1)の再沸騰器(B1)から
再上昇する溶媒が受ける温度差は、一般に両方とも50℃
以上である。
【0017】脱着装置(D1)内の圧力は、一般に1〜10バ
ールである。
【0018】溶媒は、内部熱交換帯域(Z1)内を再上昇し
た後、脱着装置(D1)から出て行き、導管(10)を経て熱交
換器(E2)の方へ送られる。
【0019】本発明の方法の特別な実施態様によれば、
熱交換帯域(Z1)は、溶媒(L1)と再沸騰工程から来る溶媒
との向流熱交換手段、および溶媒(L1)と蒸気相との向流
接触手段を備える垂直な装置を用いて製作される。工程
(b) から来る溶媒(L1)は、熱交換帯域(Z1)の頂部へ送ら
れ、再沸騰帯域(B1)から来る溶媒は、熱交換帯域(Z1)の
底部に送られる。
【0020】さらに、熱交換帯域(Z1)を構成する垂直装
置の高さによって、溶媒(L1)と蒸気相との少なくとも3
つの理論的接触段と同等なものを作ることができるとい
うことは有利であろう。
【0021】再生溶媒は、熱交換器(E2)で所望の温度に
冷却され、導管(11)を経て排出され、導管(12)を経て到
着する補給溶媒と混合され、ついで吸収塔(C1)へ導管
(2) を経て送られる。
【0022】本発明による方法は、物理的溶媒を用いて
も、吸収物との反応を含む化学溶媒を用いても、あるい
は少なくとも1つの物理的溶媒と、少なくとも1つの化
学溶媒とを含む混合物を用いても実施できる。
【0023】本発明による方法は、例えば天然ガスから
の、水、酸性ガスまたは最も重質な炭化水素フラクショ
ンの少なくとも一部抽出に適用されうる。
【0024】脱着装置(D1)を、図3と関連させて以下に
記載する。
【0025】この装置は主として下記のものを備える: −再沸騰帯域(B1)であって、当業者に知られた再沸騰装
置、例えば電気加熱器、または熱移送流体の流通ボイラ
チューブ(epingle) 、あるいはさらには加熱管(tube a
feu)の、再生溶媒中への浸漬を可能にする容積を有する
タンクを備えるもの;および −熱交換帯域(Z1)であって、再沸騰帯域(B1)の上に位置
し、2つの流通空間からなり、例えばこれらの空間の1
つでは、重力によって、脱着装置(D1)の頂部へ導管(5)
を経て到着する負荷溶媒が、前記熱交換帯域(Z1)を通っ
て、再沸騰帯域(B1)から再上昇する蒸気と向流で流れ、
前記蒸気が次に、脱着装置(D1)から導管(7) を経て排出
され、もう1つの空間では、再生溶媒が下から上へ流
れ、これは、再沸騰帯域(B1)から導管(8) を経て出て、
ポンプ(P1)を通り、熱交換帯域(Z1)へ導管(9) を経て戻
り、次に前記熱交換帯域(Z1)から導管(10)を経て出る。
【0026】内部熱交換帯域(Z1)は、種々の配置に従っ
て製作できる。これらの例のいくつかを下記に詳細に記
載する。
【0027】例えば熱交換帯域(Z1)は、垂直管からなっ
ていてもよく、これらの管内を再生溶媒は、管の内壁を
降下膜状に流れ、一方再沸騰帯域(B1)から再上昇する再
生溶媒は、管の外部でカレンダ内を流れる。前記垂直管
の内壁は、滑らかなものであってもよいが、でこぼこし
たものであってもよく、あるいは管の内部を流れる相間
の物質および熱の伝達、および管の壁の両側を流れる相
間の熱伝達を促進する表面処理を受けたものであっても
よい。例えば管の内部表面は、降下する液体膜の中に、
波を出現しやすくする形状を有するものであってもよ
く、あるいは管の内部表面積を増すように、管の軸内に
条溝があるか、あるいは降下する液体膜中で、蒸気の気
泡の核生成を促進する凝集固体粒子付着物が塗布されて
いてもよい。
【0028】前記垂直管はまた、充填物、例えば球、リ
ング、またはサドルで乱雑に満たされていてもよい。好
ましくは充填要素の最大のサイズは、前記管の直径の1/
8 より小さいものとする。
【0029】前記垂直管はまた、例えば静的混合器で用
いられているような、金属布、金属織物、プレートまた
は十字形の物からなる、構造化充填物(garnissage stru
cture)で満たされていてもよい。
【0030】もう1つの可能な配置は、管の外部表面に
おいて、再生される溶媒と、カレンダを経て再沸騰帯域
(B1)から再上昇する蒸気との接触操作を行なうことから
なる。再生された溶媒は、再沸騰帯域(B1)から管の内部
を経て再上昇する。この場合、カレンダは空であっても
よく、あるいは、乱雑な、または構造化された充填物で
満たされているものでもよい。この場合はまた、管の外
部表面は滑らかなものであってもよく、あるいはでこぼ
こでもよく、あるいは管の外部を流れる相間の物質およ
び熱の伝達、および管の壁の両側を流れる相間の熱伝達
を促進する表面処理を受けたものであってもよい。
【0031】熱交換帯域(Z1)はまた、当業者に知られた
あらゆる構造を有していてもよい。例えば2つの流通空
間は、1つがコイル管(tubes bobines) 、もう1つが前
記管を取巻くカレンダからなっていてもよい。前記流通
空間はまた、1組のプレートによって画定されていても
よい。
【0032】脱着装置(D1)はまた、この空間が多重であ
る(例えば管からなる)時に、熱交換帯域(Z1)の対応す
る流通空間に、負荷溶媒の分配装置を備えていてもよ
い。このような装置は、当業者に知られている。
【0033】
【実施例】下記の2つの実施例において、図1および2
に示された図式を比較する。2つの場合、処理されるガ
ス(G1)は、メタンからブタンまでの軽質炭化水素ガスで
ある。これから、n−ノナンとn−デカンの等モル混合
物からなる溶媒(L1)によって、C3 フラクション(プ
ロパン+n−ブタン)を抽出したい。ガス(G1)は、導管
(1) を経て、流量1,000 kg/h、圧力5バール、温度−20
℃で、吸収塔(C1)に到着する。このモル組成は次のとお
りである:メタン49.9%、エタン29.3%、プロパン15.5
%、n−ブタン5.3 %。
【0034】[実施例1(比較例)]図1の従来の吸収
図式において、再生溶媒(L1)を塔(C1)の頂部へ、導管
(2) を経て、2,000 kg/hの流量で注入する。溶媒(L1)の
温度は−20℃であり、圧力は5バールである。導入ガス
(G1)中に含まれているプロパンの57%とn−ブタンの98
%を、塔(C1)で溶媒によって吸収する。プアになったガ
スを、導管(3) を経て、−5℃の温度で、693 kg/hの流
量で、この方法から排出する。リッチになった溶媒が、
塔(C1)の底部から導管(4) を経て温度2℃で出て行き、
減圧バルブ(V1)に入る。このバルブから、これは一部気
化されて、導管(5) を経て温度−5℃、圧力1.2 バール
で出て行く。その際、リッチになった溶媒が熱交換器(E
1)に戻り、ここでこの溶媒は、導管(9) を経て熱交換器
(E1)に戻る再生溶媒によって再加熱される。リッチにな
った溶媒は、熱交換器(E1)から、導管(6)を経て温度11
0 ℃で出て行き、再生塔(C2)に入る。これはタナ段また
は充填蒸溜塔である。塔(C2)の凝縮器の冷却能力は44 k
W であり、再沸騰器の火力は78 kW である。脱着された
軽質炭化水素は、導管(7) を経て、温度−20℃で塔(C2)
およびこの方法から離れる。再生溶媒は、導管(8) を経
て温度158 ℃で塔(C2)を離れ、ポンプ(P1)に入る。この
ポンプから、溶媒は導管(9) を経て圧力5バールで出
て、熱交換器(E1)に入る。ここからこの溶媒は導管(10)
を経て温度5℃で再び出て行き、その後冷却能力28 kW
の熱交換器(E2)で、この方法の外部の流体によって−20
℃に冷却される。ここから溶媒は、導管(11)を経て再び
出て、導管(12)を経て到着する補給溶媒と混合され、導
管(2) を経て塔(C1)に注入される。
【0035】[実施例2]図2の本発明による図式にお
いて、再生溶媒(L1)を、塔(C1)の頂部に、導管(2) を経
て、流量2,000 kg/hで注入する。溶媒(L1)の温度は−20
℃であり、圧力は5バールである。導入ガス(G1)中に含
まれているプロパンの57%とn−ブタンの98%を、塔(C
1)で溶媒によって吸収する。プアになったガスを、導管
(3) を経て温度−5℃で、692 kg/hの流量で、この方法
から排出する。リッチになった溶媒が、塔(C1)の底部か
ら導管(4) を経て温度2℃で出て行き、減圧バルブ(V1)
に入る。このバルブから、これは一部気化されて、導管
(5) を経て温度−5℃、圧力1.2 バールで出て行く。そ
の際、リッチになった溶媒が脱着装置(D1)に注入され
る。この装置は、内部熱交換帯域と再沸騰帯域とを備え
る、熱交換器−塔である。この装置(D1)の再沸騰器の火
力は50 kW である。脱着された軽質炭化水素は、導管
(7) を経て温度9℃で、装置(D1)およびこの方法から離
れる。再生溶媒は、導管(8) を経て温度161 ℃で装置(D
1)の再沸騰帯域を離れ、ポンプ(P1)に入る。このポンプ
から、溶媒は導管(9) を経て圧力5バールで出て、装置
(D1)の内部熱交換帯域に送られる。ここからこの溶媒は
導管(10)を経て温度15℃で出て行く。それから再生溶媒
は熱交換器(E2)に入り、ここでこれはこの方法の外部の
流体によって−20℃に冷却される。熱交換器(E2)の冷却
能力は39 kW である。再生溶媒は、熱交換器(E2)から導
管(11)を経て出て、導管(12)を経て到着する補給溶媒と
混合され、導管(2) を経て塔(C1)に注入される。
【0036】実施例1および2の図式を比較すると、C
3 重質フラクションの回収は、2つの場合同じである
と確認される。それに対して、必要な火力および冷却能
力は、図2の図式の場合が、各々36%および46%だけ少
ない。
【0037】先行例は、本発明による方法が、どのよう
にメタンとより高い分子量の炭化水素との分離に適用で
きるかを示した。
【0038】もう1つの適用例は、酸性ガス、すなわち
CO2 およびH2 Sの天然ガスからの除去に関する。
【0039】もし例えば天然ガスから酸性ガスを少なく
とも一部除去するとすれば、天然ガスと、例えばメタノ
ールをベースとする冷却溶媒とを接触させて、図2の原
理図に従って操作を行なうことができる。この溶媒は、
炭化水素の共吸収(coabsorption)を制限するために、水
の様々な割合、例えば1〜20質量%を含んでいてもよ
い。塔(C1)から出る酸性ガスが負荷された溶媒は、再生
装置(D1)へ送られる。酸性ガスは、装置(D1)の頂部から
出て行き、再生溶媒は、再沸騰帯域(B1)を経て、内部熱
交換帯域(Z1)の頂部から出る。
【0040】共吸収された炭化水素の損失を制限するた
めに、図4に示された原理図に従って操作を行なうこと
もできる。実施例3において、処理されるガス(G1)は、
2,000 モルppm のH2 Sを含むメタンである。抽出溶媒
(L1)は、メタノールと水とからなり、水の質量フラクシ
ョンは20%である。ガス(G1)は、1,608 kg/hの流量で、
導管(101) を経て、圧力30バール、温度−30℃でこの方
法に入る。
【0041】[実施例3]図4の図式において、再生溶
媒(L1)は、塔(C101)の頂部に、導管(102) を経て流量3,
684 kg/hで注入される。溶媒(L1)の温度は−30℃であ
り、圧力は30バールである。処理されるガスは、導管(1
01) を経て到着し、圧縮機(K101)から導管(106) を経て
出るフラクション(G2)と混合され、ついで塔(C101)に導
入される。プアになったガスを、導管(103) を経て、温
度−31℃、1,576 kg/hの流量で、この方法から排出す
る。H2 S含量は4モルppm である。リッチになった溶
媒が、塔(C101)の底部から導管(104) を経て温度−30℃
で出て行く。これは、総流量3,716 kg/hに対して、26 k
g/h のメタンと7kg/hのH2 Sとを含む。
【0042】導管(104) を経て、リッチになって溶媒は
バルブ(V101)に入る。このバルブで溶媒は減圧され、一
部気化され、ついで温度−32℃、圧力6バールでタンク
(T101)に入る。
【0043】リッチになった溶媒の一部気化を終えた気
体フラクションは、タンク(T101)から導管(105) を経て
出て行き、圧縮機(K101)に入り、ここから導管(106) を
経て、温度110 ℃、圧力30バールで出る。
【0044】次に前記気体フラクションは、導管(101)
を経てこの方法に入る、処理されるガス(G1)と混合さ
れ、ついで塔(C101)に導入される。
【0045】リッチになった溶媒の一部気化を終えた液
体フラクション(L2)は、タンク(T101)から導管(107) を
経て出て行き、バルブ(V102)に入り、ここから導管(10
8) を経て、温度−32℃、圧力3バールで一部気化され
て出る。フラクション(L2)は、総流量3,696 kg/hに対し
て、5.6 kg/hのメタンと6.8 kg/hのH2 Sとを含む。
【0046】液体フラクション(L2)は、導管(108) を経
て脱着装置(D101)に入る。この装置は、内部熱交換帯域
(Z101)と再沸騰帯域(B101)とを備える、熱交換器−塔で
ある。再沸騰器(B101)の火力は40 kW である。
【0047】脱着されたH2 Sとメタンとは、導管(10
9) を経て温度−25℃で装置(D101)およびこの方法から
離れる。
【0048】再生溶媒は、導管(110) を経て温度101 ℃
で再沸騰帯域(B101)を離れ、ポンプ(P101)に入る。この
ポンプから、溶媒は導管(111) を経て圧力30バールで出
て、熱交換帯域(Z101)に送られる。ここからこの溶媒は
導管(112) を経て−15℃で出て行く。再生溶媒は、0.01
6 kg/hのH2 Sを含む。
【0049】導管(112) を経て、再生溶媒は熱交換器(E
102)に入り、ここでこれはこの方法の外部の流体によっ
て−30℃の温度まで冷却され、ついで導管(113) を経
て、熱交換器(E102)から出て、その後導管(114) を経て
到着する補給溶媒と混合され、導管(102) を経て塔(C10
1)に導入される。熱交換器(E102)の冷却能力は42 kW で
ある。
【0050】気体混合物から、異なる揮発性を有する2
つの酸性ガス、例えばCO2 およびH2 Sを取出したい
場合、またこれら2つのガスを異なる導管で排出したい
場合、下記のような図5に示された図式に従って操作を
行なうことができる。
【0051】処理される仕込原料は、導管(201) を経て
この方法に入り、圧縮機(K201)から導管(206) を経て到
着する気体フラクションと混合され、塔(C201)に導入さ
れる。この塔で、仕込原料は、導管(202) を経て到着す
る再生溶媒と、向流で接触させられる。脱酸されたガス
は、塔(C201)から導管(203) を経て出て行き、この方法
から排出される。
【0052】リッチになった溶媒は、導管(204) を経て
塔から出て、バルブ(V201)に入る。このバルブで、これ
は減圧され、一部気化され、ついでタンク(T201)に入
る。
【0053】この減圧を終えた気体フラクションは、タ
ンク(T201)から導管(205) を経て出て行き、圧縮機(K20
1)に入り、ここでこのフラクションは、塔(C201)の操作
圧にされ、圧縮機(K201)から導管(206) を経て出て、導
管(201) を経てこの方法に入る、処理される仕込原料と
混合され、塔(C201)に入る。
【0054】バルブ(V201)においてリッチになった溶媒
の減圧を終えた液体フラクションは、タンク(T201)から
導管(207) を経て離れ、バルブ(V202)に入り、ここでこ
れは場合によっては減圧され、ついで脱着装置(D201)に
入る。これは再沸騰帯域(B201)と、内部熱交換帯域(Z20
1)とを備える。
【0055】一部再生された溶媒は、導管(210) を経て
再沸騰器(B201)を離れ、ポンプ(P201)に入る。このポン
プから、溶媒は導管(211) を経て出て、熱交換帯域(Z20
1)に入る。ここからこの溶媒は導管(212) を経て出て行
く。一部再生された溶媒の一部は、導管(209) を経てこ
の装置(D201)およびこの方法を離れる気体フラクション
を洗浄するため、装置(D201)の頂部に再注入されてもよ
い。この気体フラクションは、揮発性がより高い酸性ガ
スを大部分含んでいる。熱交換帯域(Z201)から出る、一
部再生された溶媒のもう1つの部分が、バルブ(V203)で
減圧され、ここからこれは導管(214) を経て出て、脱着
装置(D202)に入る。この装置は再沸騰帯域(B202)と内部
熱交換帯域(Z202)とを備える。
【0056】揮発性がより低い酸性ガスは、装置(D202)
から導管(215) を経て出て行き、この方法から排出され
る。再生溶媒は、導管(216) を経て再沸騰帯域(B202)を
離れ、ポンプ(P202)に入り、そこから導管(217) を経て
出て、熱交換帯域(Z202)に入り、この装置(D202)から導
管(218) を経て出て行き、熱交換器(E202)においてこの
方法の外部の流体によって冷却され、導管(219) を経て
熱交換器(E202)を離れ、導管(220) を経て到着する補給
溶媒と混合され、導管(202) を経て塔(C201)に入る。
【0057】これらの実施例は、既に指摘されたよう
に、限定的な例として挙げられているのではない。この
方法は、例えば溶媒としてジエチレングリコールまたは
トリエチレングリコールを用いて水の除去に、あるいは
例えば溶媒としてジエタノールアミンを用いて酸性ガス
の除去にも適用しうる。これはまた、精製用のガスまた
はその他のあらゆる合成ガスからの、水、酸性ガス、パ
ラフィン系、オレフィン系、または芳香族炭化水素の選
択的または非選択的除去のために用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の方法を示す工程図である。
【図2】本発明の方法を示す工程図である。
【図3】本発明の方法の脱着装置を示す図である。
【図4】本発明の方法を示す工程図である。
【図5】本発明の方法を示す工程図である。
【符号の説明】
(C1)…吸収帯域 (B1)…再沸騰帯域 (Z1)…内部熱交換帯域 (D1)…脱着装置 (V1)…バルブ (E2)…熱交換器 (P1)…ポンプ (1)(2)(3)(4)(5)(7)(8)(9)(10)(11)(12)…導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクサーンドル ロジェ フランス国 リイル マルメゾン リュ アレクサーンドル デュマ 52 (56)参考文献 特開 平2−120394(JP,A) 米国特許4149857(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/14 B01J 19/30 B01J 19/32

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記工程からなることを特徴とするガス
    混合物(G1)の分離方法: (a) 吸収帯域(C1)における、混合物(G1)のフラクション
    (G2)の、溶媒(L1)による吸収工程であって、吸収されな
    い部分を排出する工程; (b) 吸収されたガスフラクション(G2)の一部気化をもた
    らす溶媒(L1)の減圧、および溶媒(L1)の冷却工程; (c) ガスフラクション(G2)の脱着工程であって、工程
    (b) から来る溶媒(L1)が、再沸騰帯域(B1)と実際の脱着
    帯域とを備えた脱着装置(D1)の頂部へ送られ、溶媒(L1)
    および蒸気相が実質的に向流で接触して流通し、脱着装
    置(D1)の頂部で、脱着されたガスフラクション(G2)が分
    離され、脱着装置(D1)の底部で、再生溶媒が分離され
    工程; (d) 再生溶媒と工程(b) から来る溶媒(L1)との間の熱交
    換工程であって、これらが熱交換帯域(Z1)内を向流で流
    れ、熱交換帯域(Z1)が脱着帯域に含まれかつ脱着帯域自
    体の全体の高さにわたって広がる工程;および (e) 前記再生溶媒の、吸収帯域(C1)への再循環工程。
  2. 【請求項2】 脱着装置(D1)から出る再生溶媒を、温度
    0℃〜−50℃で冷却して、その後吸収帯域(C1)へ再送す
    ることを特徴とする、請求項1による方法。
  3. 【請求項3】 溶媒(L1)が物理的溶媒であることを特徴
    とする、請求項1または2による方法。
  4. 【請求項4】 溶媒(L1)が化学的溶媒であることを特徴
    とする、請求項1または2による方法。
  5. 【請求項5】 溶媒(L1)が、少なくとも1つの物理的溶
    媒と、少なくとも1つの化学的溶媒との混合物であるこ
    とを特徴とする、請求項1または2による方法。
  6. 【請求項6】 ガス混合物(G1)が天然ガスであることを
    特徴とする、請求項1〜5のうちの1つによる方法。
  7. 【請求項7】 混合物(G1)から、これに含まれる最も重
    い炭化水素フラクションの少なくとも一部を抽出するこ
    とを特徴とする、請求項6による方法。
  8. 【請求項8】 混合物(G1)から、これに含まれる酸性ガ
    スの少なくとも一部を抽出することを特徴とする、請求
    項6による方法。
  9. 【請求項9】 混合物(G1)から少なくとも一部、水を抽
    出することを特徴とする、請求項6による方法。
  10. 【請求項10】 熱交換帯域(Z1)において全体に向流で
    操作される熱交換の間、溶媒(L1)が受ける温度差と、再
    沸騰帯域(B1)から来る溶媒が受ける温度差は、両方とも
    50℃以上であることを特徴とする、請求項1〜9のうち
    の1つによる方法。
  11. 【請求項11】 熱交換帯域(Z1)が、溶媒(L1)と再沸騰
    工程から来る溶媒との向流熱交換手段、および溶媒(L1)
    と蒸気相との向流接触手段とを備える垂直装置を用いて
    製作されること、および工程(b) から来る溶媒(L1)が、
    熱交換帯域(Z1)の頂部へ送られ、再沸騰帯域(B1)から来
    る溶媒が、熱交換帯域(Z1)の底部へ送られることを特徴
    とする、請求項1〜10のうちの1つによる方法。
  12. 【請求項12】 熱交換帯域(Z1)を構成する垂直装置の
    高さによって、溶媒(L1)と蒸気相との、少なくとも3つ
    の理論的接触段と同等のものを作ることを特徴とする、
    請求項1〜11のうちの1つによる方法。
  13. 【請求項13】 吸収工程(a) を出る負荷溶媒(solvant
    charge)(L1)と、脱着工程(c) を出る再生溶媒(L1)との
    熱交換全体が、熱交換帯域(Z1)で実施されることを特徴
    とする、請求項1〜12のうちの1つによる方法。
  14. 【請求項14】 内部熱交換帯域が、垂直管と、前記管
    を取巻くカレンダとからなることを特徴とする、請求項
    1〜13のうちの1つによる方法。
  15. 【請求項15】 再生される溶媒と、再沸騰帯域(B1)か
    ら再上昇する蒸気との接触は、管の内部で行われるが、
    一方再生溶媒は、管の外部において、カレンダを経て再
    上昇することを特徴とする、請求項14による方法。
  16. 【請求項16】 管の内部表面がでこぼこしているか、
    あるいは物質および熱の伝達を促進する表面処理を受け
    たものであることを特徴とする、請求項15による方
    法。
  17. 【請求項17】 垂直管は、充填物で乱雑に満たされて
    いることを特徴とする、請求項15による方法。
  18. 【請求項18】 充填要素の最大のサイズが、垂直管の
    直径の1/8 より小さいことを特徴とする、請求項17に
    よる方法。
  19. 【請求項19】 垂直管は、構造化充填物(garnissage
    structure)で満たされていることを特徴とする、請求項
    15による方法。
  20. 【請求項20】 再生される溶媒は、管内を降下膜状と
    なって流れることを特徴とする、請求項15による方
    法。
  21. 【請求項21】 再生される溶媒と、再沸騰帯域(B1)を
    再上昇する蒸気との接触は、カレンダ内で行なわれる
    が、一方再生溶媒は、管内部を再上昇することを特徴と
    する、請求項14による方法。
  22. 【請求項22】 管の外部表面がでこぼこしているか、
    あるいは物質および熱の伝達を促進する表面処理を受け
    たものであることを特徴とする、請求項21による方
    法。
  23. 【請求項23】 カレンダは、充填物で乱雑に満たされ
    ていることを特徴とする、請求項21による方法。
  24. 【請求項24】 カレンダは、構造化充填物で満たされ
    ていることを特徴とする、請求項21による方法。
  25. 【請求項25】 内部熱交換帯域は、コイル管(tubes b
    obines) と、前記管を取巻くカレンダとからなることを
    特徴とする、請求項1〜13のうちの1つによる方法。
  26. 【請求項26】 内部熱交換帯域は、プレートからなる
    ことを特徴とする、請求項1〜13のうちの1つによる
    方法。
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