JP5643529B2

JP5643529B2 - Method for producing acetylene

Info

Publication number: JP5643529B2
Application number: JP2010070304A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　貴之; 貴之佐藤; 芳彦小林; 清瀧　充; 充清瀧; 洋子青村
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: JP2011201809A

Description

本発明は、アセチレンの製造装置及び製造方法の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement in an acetylene production apparatus and production method.

アセチレンの製造方法としては、水と炭化カルシウムとを反応させてアセチレンを生成するカーバイド法のほか、天然ガスを含む石油系炭化水素を原料とする蓄熱式熱分解法、部分燃焼法、完全燃焼法、電弧法等が知られている。 The acetylene production method includes a carbide method in which water and calcium carbide are reacted to produce acetylene, as well as a regenerative pyrolysis method using a petroleum hydrocarbon containing natural gas as a raw material, a partial combustion method, and a complete combustion method. The electric arc method is known.

これらの中でも、カーバイド法は、原料となる水及び炭化カルシウムが比較的安価に得られること、反応機構が単純であり、製造装置を安価に建設できること、及び製造条件が他の方法と比較して穏やかであり、高い温度を用いなくても済むこと等の利点がある。したがって、カーバイド法は、古典的な方法ながらもアセチレンの製造方法として広く一般的に行なわれている。 Among these, the carbide method is that water and calcium carbide as raw materials can be obtained at a relatively low cost, the reaction mechanism is simple, the manufacturing apparatus can be constructed at a low cost, and the manufacturing conditions are compared with other methods. There are advantages such as being gentle and eliminating the need for high temperatures. Therefore, the carbide method is widely used as a method for producing acetylene although it is a classic method.

ところで、カーバイド法によるアセチレン製造装置には、以下の４つの方式が存在する。
第１の方式である投入式製造装置は、水を入れたタンクの中に炭化カルシウムの塊を投入してアセチレンを発生させる方式である。この方式では、副生する水酸化カルシウムと化学量論的に過剰分の水との混合物が発生して、泥乳状を呈する。 By the way, the following four systems exist in the acetylene manufacturing apparatus by the carbide method.
The input type manufacturing apparatus, which is the first method, is a method for generating acetylene by introducing a lump of calcium carbide into a tank containing water. In this system, a mixture of by-product calcium hydroxide and a stoichiometric excess of water is generated, resulting in a muddy milk shape.

第２の方式である乾式製造装置は、投入式製造装置よりも減量である水の投入量を少なくして、粉末状の水酸化カルシウムが排出されるように注水を制御する方式である。 The dry manufacturing apparatus that is the second system is a system that controls the water injection so that the amount of water that is reduced is smaller than that of the input manufacturing apparatus and the powdered calcium hydroxide is discharged.

第３の方式である浸漬式製造装置は、炭化カルシウムを入れた籠を水に浸す構造をもつものである。
第４の方式である注水式製造装置は、ガスを発生させるときに必要な水を炭化カルシウムに注ぐ構造をもつものである。 The immersion type manufacturing apparatus which is the third method has a structure in which a cocoon containing calcium carbide is immersed in water.
The water injection type manufacturing apparatus which is the fourth method has a structure for pouring water necessary for generating gas into calcium carbide.

このように、カーバイド法のいずれの方式も、下記式（１）に示す反応式によって、水（Ｈ_２Ｏ）と炭化カルシウム（ＣａＣ_２）とを原料として、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）と副生する水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）とを製造する方法である。したがって、炭化カルシウムの全量を効率よく消費しつくすためには、一方の原料である水を化学量論的に過剰に加えることが望ましいとされている。
ＣａＣ_２＋２Ｈ_２Ｏ→ＣａＣ_２＋Ｃａ（ＯＨ）_２＋１３４ｋＪ・・・（１） As described above, in any of the methods of the carbide method, acetylene (C ₂ H ₂ ) and a secondary material are obtained from water (H ₂ O) and calcium carbide (CaC ₂ ) as raw materials according to the reaction formula shown in the following formula (1). This is a method for producing raw calcium hydroxide (Ca (OH) ₂ ). Therefore, in order to efficiently consume the entire amount of calcium carbide, it is desirable to add a stoichiometric excess of water as one raw material.
CaC ₂ + 2H ₂ O → CaC ₂ + Ca (OH) ₂ +134 kJ (1)

大量の水に少量の炭化カルシウムを反応させる場合、反応熱を水に吸収させて急激な発熱を防ぐメリットがあるが、反応残渣として水酸化カルシウムが含まれる大量の水が発生するため、汚泥処理やアルカリ排水の処理が必要となる。 When a small amount of calcium carbide is reacted with a large amount of water, there is a merit of absorbing the reaction heat into the water and preventing sudden heat generation, but a large amount of water containing calcium hydroxide is generated as a reaction residue, so sludge treatment Or alkaline wastewater treatment is required.

一方で、適量の水を炭化カルシウムに反応させる場合では、反応熱により周辺温度が上がりやすく、発生したアセチレンには多量の水蒸気が含まれるとため、水分を除去の処理が必要となる。 On the other hand, when an appropriate amount of water is reacted with calcium carbide, the ambient temperature tends to increase due to reaction heat, and the generated acetylene contains a large amount of water vapor.

ところで、アセチレン製造用の炭化カルシウムは比較的純度が高いものの、地殻鉱物由来の不純物が含まれており、加水分解反応によって硫化水素（Ｈ_２Ｓ）、ホスフィン（ＰＨ_３）あるいはアンモニア（ＮＨ_３）等の水素化物ガスが発生することが知られている。 By the way, although calcium carbide for acetylene production has a relatively high purity, it contains impurities derived from crustal minerals. Hydrogen sulfide (H ₂ S), phosphine (PH ₃ ) or ammonia (NH ₃ ) is obtained by hydrolysis reaction. It is known that hydride gas such as is generated.

これらの水素化物ガスに対して、上述した大量の水に炭化カルシウムを反応させアセチレンを大量に発生する場合、アルカリ洗浄やリカゾール（主成分が塩化第二鉄）を用いて、これら水素化物を精製する方法が用いられている。また、小規模の場合、活性炭やゼオライト系の吸着剤で除去する方法が知られている（特許文献１及び２）。 When these hydride gases react with a large amount of water to generate calcium in a large amount of acetylene, the hydride is purified using alkali cleaning or ricazole (mainly ferric chloride). Method is used. Moreover, in the case of a small scale, the method of removing with activated carbon or a zeolite type adsorbent is known (patent documents 1 and 2).

しかしながら、特許文献１及び２に記載の吸着剤を用いて除去する方法では、それらの吸着剤にアセチレン自体が吸着し、飽和するまでアセチレンが排出されてこないことの具体的記載もなく、吸着剤に対してアセチレン自体が大量に吸着する際の吸着熱による温度上昇が発生する問題があった。
また、吸着剤の吸着量が飽和した際、不純物が完全に除去されずに排出される可能性があり、過剰な吸着剤が必要となるおそれがあった。 However, in the method of removing using the adsorbents described in Patent Documents 1 and 2, there is no specific description that acetylene itself is adsorbed on these adsorbents, and acetylene is not discharged until it is saturated. On the other hand, there is a problem that the temperature rises due to heat of adsorption when acetylene itself adsorbs in large quantities.
Further, when the adsorption amount of the adsorbent is saturated, there is a possibility that impurities are discharged without being completely removed, and an excessive adsorbent may be required.

特開２００４−１４８２５７号公報JP 2004-148257 A 特公平８−２５９１７号公報Japanese Patent Publication No. 8-25917

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水素化物ガスを吸着剤で効率よく除去して、精製された高純度のアセチレンガスを簡便に得られるアセチレンの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an apparatus and a method for producing acetylene by which hydride gas can be efficiently removed with an adsorbent and purified high-purity acetylene gas can be easily obtained. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、アセチレン発生部と、アセチレン精製部と、流量制御機構を有するパージガスラインと、真空装置を有する排気ラインと、を備え、
前記アセチレン精製部が、水素化物ガスを除去するための吸着剤が充填された１以上の吸着筒と、前記吸着筒を加熱又は冷却する温度調節機構と、流量制御機構を有し、精製されたアセチレンを前記吸着筒に充填するための供給経路と、前記吸着筒内の温度を監視する温度監視機構と、を備えたアセチレンの製造装置を用いて、アセチレン発生部によって生成された粗アセチレンガスをアセチレン精製部によって精製するアセチレンの製造方法であって、前記吸着筒から前記吸着剤が吸着した成分を脱着させる第１の過程と、精製アセチレンを前記吸着筒に充填する第２の過程と、を備え、前記第２の過程において、前記吸着筒内の温度を監視し、当該吸着筒内の温度が所定の温度に到達した際に、精製アセチレンの当該吸着筒内への充填量を制御することを特徴とするアセチレンの製造方法である。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
That is, the invention according to claim 1 of the present invention includes an acetylene generation unit, an acetylene purification unit, a purge gas line having a flow rate control mechanism, and an exhaust line having a vacuum device,
The acetylene purification unit has one or more adsorption cylinders filled with an adsorbent for removing hydride gas, a temperature adjustment mechanism for heating or cooling the adsorption cylinder, and a flow rate control mechanism, and has been purified. The crude acetylene gas produced by the acetylene generator is produced using an acetylene production apparatus comprising a supply path for filling the adsorption cylinder with the acetylene and a temperature monitoring mechanism for monitoring the temperature in the adsorption cylinder. A method for producing acetylene purified by an acetylene purification unit, comprising: a first process for desorbing a component adsorbed by the adsorbent from the adsorption cylinder; and a second process for filling the adsorption cylinder with purified acetylene. In the second step, the temperature in the adsorption cylinder is monitored, and when the temperature in the adsorption cylinder reaches a predetermined temperature, the amount of purified acetylene charged into the adsorption cylinder A method for producing acetylene and controls.

本発明の請求項２に係る発明は、前記アセチレン精製部が、直列に配設された２以上の前記吸着筒と、不純物成分濃度の計測が可能な不純物監視機構と、を備え、直列に配設された前記吸着筒間に、前記不純物監視機構が配設されていることを特徴とする請求項１に記載のアセチレンの製造方法である。 According to a second aspect of the present invention, the acetylene purification unit includes two or more adsorption cylinders arranged in series and an impurity monitoring mechanism capable of measuring an impurity component concentration, and is arranged in series. The method for producing acetylene according to claim 1, wherein the impurity monitoring mechanism is disposed between the adsorption cylinders provided.

本発明の請求項３に係る発明は、アセチレン発生部と、アセチレン精製部と、流量制御機構を有するパージガスラインと、真空装置を有する排気ラインと、を備え、前記アセチレン精製部が、水素化物ガスを除去するための吸着剤が充填され、直列に配設された２以上の吸着筒と、前記吸着筒を加熱又は冷却する温度調節機構と、流量制御機構を有し、精製されたアセチレンを前記吸着筒に充填するための供給経路と、前記吸着筒内の温度を監視する温度監視機構と、直列に配設された前記吸着筒間に配設された不純物成分濃度の計測が可能な不純物監視機構と、を備えたアセチレンの製造装置を用いたアセチレンの製造方法であって、直列に配設された吸着筒間の不純物成分濃度を計測し、前記不純物成分が所定の濃度に到達した際に、直列に配設された吸着筒のうち上流側の吸着筒による水素化物ガスの除去を完了し、下流側の吸着筒による水素化物ガスの除去を開始することを特徴とするアセチレンの製造方法である。 The invention according to claim 3 of the present invention comprises an acetylene generating section, an acetylene purifying section, a purge gas line having a flow rate control mechanism, and an exhaust line having a vacuum device, wherein the acetylene purifying section has a hydride gas. 2 or more adsorption cylinders arranged in series, a temperature adjustment mechanism for heating or cooling the adsorption cylinder, and a flow rate control mechanism, and the purified acetylene is A supply path for filling the adsorption cylinder, a temperature monitoring mechanism for monitoring the temperature in the adsorption cylinder, and an impurity monitor capable of measuring the concentration of impurity components arranged between the adsorption cylinders arranged in series An acetylene production method using an acetylene production apparatus comprising a mechanism, and measuring an impurity component concentration between adsorption cylinders arranged in series, and when the impurity component reaches a predetermined concentration ,straight Complete removal of the hydride gas by the upstream side of the adsorption cylinder of disposed the adsorption column in a method for producing acetylene, characterized in that to start the removal of the hydride gas by the downstream side of the adsorption cylinder.

以上説明したように、本発明のアセチレンの製造装置及び製造方法によれば、アセチレン精製部が１以上の吸着筒と、温度調節機構と、精製されたアセチレンを吸着筒に充填する供給経路と、吸着筒内の温度を監視する温度監視機構と、を備えており、吸着筒から吸着剤が吸着した成分を脱着させた後、精製アセチレンを吸着筒に充填する場合に、吸着筒内の温度を監視し、吸着筒内の温度が所定の温度に到達した際に、精製アセチレンの当該吸着筒内への充填量を制御する構成となっている。このため、再生した吸着筒内に精製アセチレンガスを充填するときの吸着熱暴走を抑制することが可能となり、アセチレンの爆発的な反応を防止することができる。したがって、水素化物ガスを吸着剤で効率よく除去して、精製された高純度のアセチレンガスを簡便に得られるアセチレンの製造装置及び製造方法を提供することができる。 As described above, according to the acetylene production apparatus and production method of the present invention, the acetylene purification unit has one or more adsorption cylinders, a temperature control mechanism, a supply path for filling the adsorption cylinders with the purified acetylene, And a temperature monitoring mechanism for monitoring the temperature in the adsorption cylinder.When the component adsorbed by the adsorbent is desorbed from the adsorption cylinder and then the purified acetylene is filled in the adsorption cylinder, the temperature in the adsorption cylinder is adjusted. Monitoring is performed, and when the temperature in the adsorption cylinder reaches a predetermined temperature, the filling amount of the purified acetylene in the adsorption cylinder is controlled. For this reason, it is possible to suppress runaway heat of adsorption when the regenerated adsorption cylinder is filled with purified acetylene gas, and an acetylene explosive reaction can be prevented. Therefore, it is possible to provide an acetylene production apparatus and production method that can efficiently remove hydride gas with an adsorbent and easily obtain purified high-purity acetylene gas.

また、発明の第２の態様によれば、アセチレン精製部が、直列に配設された２以上の吸着筒と、吸着筒間に配設された不純物監視機構と、を備えており、直列に配設された吸着筒間の不純物成分濃度を計測し、不純物成分が所定の濃度に到達した際に、直列に配設された吸着筒のうち上流側の吸着筒による水素化物ガスの除去を完了し、下流側の吸着筒による水素化物ガスの除去を開始する構成となっている。このように、直列に配設された吸着筒間の上流側の吸着筒の不純物の吸着能力を監視することにより、吸着剤の破過帯の有効範囲を延ばすことが可能となる。 According to the second aspect of the invention, the acetylene purification unit includes two or more adsorption cylinders arranged in series and an impurity monitoring mechanism arranged between the adsorption cylinders. Measures the impurity component concentration between the adsorbing cylinders installed, and completes removal of hydride gas by the upstream adsorbing cylinder among the adsorbing cylinders arranged in series when the impurity component reaches a predetermined concentration Then, the removal of the hydride gas by the downstream adsorption cylinder is started. Thus, by monitoring the adsorption capacity of impurities in the upstream adsorption cylinder between the adsorption cylinders arranged in series, the effective range of the breakthrough zone of the adsorbent can be extended.

図１は、本発明を適用した一実施形態であるアセチレンの製造装置及びガスフローを示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an acetylene production apparatus and gas flow according to an embodiment to which the present invention is applied. 図２は、本発明を適用した一実施形態であるアセチレンの製造装置の他のガスフローを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing another gas flow of the acetylene production apparatus as an embodiment to which the present invention is applied.

以下、本発明を適用したアセチレンの製造装置について、これを用いるアセチレンの製造方法とともに、図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, an acetylene manufacturing apparatus to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings together with an acetylene manufacturing method using the same.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.

図１は、本発明を適用した一実施形態であるアセチレンの製造装置及びガスフローを示す模式図である。
図１に示すように、本実施形態のアセチレンの製造装置（以下、単に「製造装置」という）１は、粗アセチレンガスを生成するアセチレン発生部２と、粗アセチレンガスを精製するアセチレン精製部３と、窒素等の不活性ガスを供給するためのパージガスラインＬ１と、可燃排気ガスを系外に排出するための排気ラインＬ２と、を備えて概略構成されている。 FIG. 1 is a schematic view showing an acetylene production apparatus and gas flow according to an embodiment to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, an acetylene production apparatus (hereinafter simply referred to as “production apparatus”) 1 of the present embodiment includes an acetylene generation unit 2 that generates crude acetylene gas, and an acetylene purification unit 3 that purifies the crude acetylene gas. And a purge gas line L1 for supplying an inert gas such as nitrogen and an exhaust line L2 for discharging combustible exhaust gas out of the system.

アセチレン発生部２は、粗アセチレンガスを生成可能なものであれば、特に限定されるものではない。本実施形態のアセチレン発生部２としては、ユースポイントで利用可能な小規模なアセチレン発生装置を用いることが好ましい。また、アセチレン発生部２で生成される粗アセチレンガスは、粗アセチレンガス貯留タンク４内に一時的に貯留される。 The acetylene generator 2 is not particularly limited as long as it can generate a crude acetylene gas. As the acetylene generator 2 of the present embodiment, it is preferable to use a small-scale acetylene generator that can be used at a use point. Further, the crude acetylene gas generated in the acetylene generator 2 is temporarily stored in the crude acetylene gas storage tank 4.

アセチレン精製部３は、アセチレン発生部２で生成された粗アセチレンガスを一時的に貯留する粗アセチレン貯留タンク４と、水素化物ガスを除去するための吸着剤７が充填された１以上の吸着筒６（６Ａ，６Ｂ）と、吸着筒６で精製された精製アセチレンガスを一時的に貯留する精製アセチレンガス貯留タンク１１と、吸着筒６を並列あるいは直列に接続するための経路Ｌ３〜Ｌ２４と、上記経路に設けられた開閉バルブＶ_１〜Ｖ_２０と、を備えて概略構成されている。さらに、精製アセチレンガス貯留タンク１１から精製アセチレンガスを吸着筒６に充填するための供給経路と、吸着筒６Ａ，６Ｂ間の経路Ｌ２４に設けられたガス検知器（不純物監視機構）１４と、を備えている。 The acetylene purification unit 3 includes one or more adsorption cylinders filled with a crude acetylene storage tank 4 for temporarily storing the crude acetylene gas generated by the acetylene generation unit 2 and an adsorbent 7 for removing hydride gas. 6 (6A, 6B), a purified acetylene gas storage tank 11 for temporarily storing the purified acetylene gas purified by the adsorption cylinder 6, and paths L3 to L24 for connecting the adsorption cylinder 6 in parallel or in series, Open / close valves V _{1 to} V ₂₀ provided in the path are schematically configured. Further, a supply path for filling the adsorption cylinder 6 with the purified acetylene gas from the purified acetylene gas storage tank 11, and a gas detector (impurity monitoring mechanism) 14 provided in a path L24 between the adsorption cylinders 6A and 6B, I have.

祖アセチレン貯留タンク４から吸着筒６に粗アセチレンガスを供給するための経路Ｌ３には、粗アセチレンガスの供給量を制御する流量コントローラー５が設けられている。 A flow rate controller 5 for controlling the supply amount of the crude acetylene gas is provided in the path L3 for supplying the crude acetylene gas from the ancestor acetylene storage tank 4 to the adsorption cylinder 6.

吸着筒６（６Ａ，６Ｂ）は、耐熱性及び耐圧性を備えた筒状の反応容器である。容器の形状については、特に限定されるものではない。吸着筒６の内部には、水素化物ガスを除去するための吸着剤７が充填されている。また、吸着筒６の周壁部には、吸着筒の高さ方向に所定の間隔を空けて複数の温度計（温度監視機構）８が設けられており、吸着筒６の内部の温度を計測可能とされている。さらに、吸着筒６の周囲には、吸着筒６を加熱又は冷却するための加熱・冷却装置（温度調節機構）９が設けられている。更にまた、吸着筒６には、内部の圧力を確認するための圧力計１０が設けられている。 The adsorption cylinder 6 (6A, 6B) is a cylindrical reaction vessel having heat resistance and pressure resistance. The shape of the container is not particularly limited. The adsorbent cylinder 6 is filled with an adsorbent 7 for removing hydride gas. A plurality of thermometers (temperature monitoring mechanisms) 8 are provided on the peripheral wall portion of the adsorption cylinder 6 at predetermined intervals in the height direction of the adsorption cylinder 6 so that the temperature inside the adsorption cylinder 6 can be measured. It is said that. Further, a heating / cooling device (temperature adjustment mechanism) 9 for heating or cooling the adsorption cylinder 6 is provided around the adsorption cylinder 6. Furthermore, the adsorption cylinder 6 is provided with a pressure gauge 10 for confirming the internal pressure.

吸着剤７は、粗アルゴンガス中に含有される硫化水素（Ｈ_２Ｓ）、ホスフィン（ＰＨ_３）あるいはアンモニア（ＮＨ_３）等の水素化物ガスを除去可能なものであれば特に限定されるものではない。上記吸着剤７としては、例えば、活性炭やゼオライト等を例示することができる。 The adsorbent 7 is not particularly limited as long as it can remove hydride gas such as hydrogen sulfide (H ₂ S), phosphine (PH ₃ ) or ammonia (NH ₃ ) contained in the crude argon gas. is not. Examples of the adsorbent 7 include activated carbon and zeolite.

精製アセチレンガス貯留タンク１１から精製アセチレンガスを吸着筒６に充填するための供給経路は、経路と開閉バルブとを適宜選択することによって構築することが可能である。具体的には、例えば、吸着筒６Ａへの供給経路は、経路Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１５，Ｌ８を選択し、途中に設けられたＶ１２，Ｖ_１４，Ｖ_７を開放状態とすることによって構築する。
また、上記供給経路には、精製アセチレンガス貯留タンク１１からの精製アセチレンガスの流量を制御するために、流量コントローラー（流量制御機構）１２が設けられている。 A supply path for filling the adsorption cylinder 6 with the purified acetylene gas from the purified acetylene gas storage tank 11 can be constructed by appropriately selecting the path and the open / close valve. Specifically, for example, the supply path to the adsorption column 6A selects the path L14, L15, L15, L8, constructed by the _V12, V 14, _{V 7} provided in the middle and open.
Further, a flow rate controller (flow rate control mechanism) 12 is provided in the supply path in order to control the flow rate of the purified acetylene gas from the purified acetylene gas storage tank 11.

パージガスラインＬ１は、窒素等の不活性ガスを所定の箇所に供給するために設けられた経路である。パージガスラインＬ１は、経路Ｌ１４と経路Ｌ１５とに分岐されており、吸着筒６を再生する際には、この経路１５を経ることによって吸着筒６内に不活性ガスが供給される。また、上述したように、経路１５に設けられた流量コントローラー１２によって、不活性ガスの流量を制御することが可能である。なお、パージガスラインＬ１は、アセチレン発生部２とアセチレン精製部３との間で共用としても良い。 The purge gas line L1 is a path provided for supplying an inert gas such as nitrogen to a predetermined location. The purge gas line L1 is branched into a path L14 and a path L15, and when the adsorption cylinder 6 is regenerated, the inert gas is supplied into the adsorption cylinder 6 through the path 15. Further, as described above, the flow rate of the inert gas can be controlled by the flow rate controller 12 provided in the path 15. The purge gas line L1 may be shared between the acetylene generation unit 2 and the acetylene purification unit 3.

排気ラインＬ２は、可燃排気ガスを系外に排出するために設けられた経路である。アセチレン精製部３においては、吸着筒６Ａ，６Ｂから経路Ｌ２２，Ｌ２３に設けられた開閉バルブＶ_１９，Ｖ_２０を開放状態とすることによって、それぞれ接続することが可能である。また、排気ラインＬ２には、真空ポンプ（真空装置）１３が設けられており、径内を強制的に排気することが可能とされている。また、排気ラインＬ２には、真空ポンプ１３を迂回する経路Ｌ２５が接続されており、排気ラインＬ２内に可燃排気ガスが滞留しないように構成されている。なお、排気ラインＬ２は、アセチレン発生部２とアセチレン精製部３との間で共用としても良い。 The exhaust line L2 is a path provided for discharging combustible exhaust gas out of the system. In the acetylene refining unit 3, the open / close valves V ₁₉ and V ₂₀ provided in the paths L 22 and L 23 from the adsorption cylinders 6 A and 6 B can be connected to each other to be opened. The exhaust line L2 is provided with a vacuum pump (vacuum device) 13 so that the inside of the diameter can be forcibly exhausted. The exhaust line L2 is connected to a path L25 that bypasses the vacuum pump 13, and is configured so that combustible exhaust gas does not stay in the exhaust line L2. The exhaust line L2 may be shared between the acetylene generation unit 2 and the acetylene purification unit 3.

＜第１の実施形態＞
上記製造装置１を用いた第１の実施形態のアセチレンの製造方法（以下、単に「製造方法」と記載する）について説明する。
本実施形態の製造方法は、吸着筒６Ａ及び６Ｂを並列に接続して、これらを精製工程と、再生工程とを切り替えることによって、全体としてアセチレンガスを連続精製するものである。本実施形態では、図１に示すように、吸着筒６Ａにおいて粗アセチレンガスを精製している間、吸着筒６Ｂを再生する方法を例として説明する。 <First Embodiment>
A method for producing acetylene according to the first embodiment using the production apparatus 1 (hereinafter simply referred to as “production method”) will be described.
In the manufacturing method of this embodiment, the acetylene gas is continuously purified as a whole by connecting the adsorption cylinders 6A and 6B in parallel and switching between the purification process and the regeneration process. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a method of regenerating the adsorption cylinder 6B while purifying the crude acetylene gas in the adsorption cylinder 6A will be described as an example.

（精製工程）
図１に示すように、先ず、アセチレン精製部３の開閉バルブＶ_１，Ｖ_３，Ｖ_５，Ｖ_７，Ｖ９，Ｖ_１１を開放し、開閉バルブＶ_２，Ｖ_１０，Ｖ_１４，Ｖ_１６，Ｖ_１８，Ｖ_２０を閉止する。これにより、粗アセチレンガス貯留タンク４から流量コントローラー５を介して経路Ｌ６側から吸着筒６Ａ内に粗アセチレンガスを供給する。そして、吸着剤７によって水素化物ガスが除去されて精製されたアセチレンガスが経路Ｌ８，Ｌ１０，Ｌ１２を経て精製アセチレンガス貯留タンク１１内に貯留される。なお、精製アセチレンガスは、経路Ｌ１３に設けられた開閉バルブＶ_１１を開放することで、製造装置１からユースポイントに供給することができる。 (Purification process)
As shown in FIG. 1, first, the opening / closing valves V ₁ , V ₃ , V ₅ , V ₇ , V 9, V ₁₁ of the acetylene purification unit 3 are opened, and the opening / closing valves V ₂ , V ₁₀ , V ₁₄ , V ₁₆ , V ₁₈ and V ₂₀ are closed. Thus, the crude acetylene gas is supplied from the coarse acetylene gas storage tank 4 via the flow rate controller 5 into the adsorption cylinder 6A from the path L6 side. The acetylene gas purified by removing the hydride gas by the adsorbent 7 is stored in the purified acetylene gas storage tank 11 via the paths L8, L10, and L12. Incidentally, purified acetylene gas by opening and closing valve V ₁₁ provided in the path L13, it can be supplied from the manufacturing apparatus 1 in the point of use.

（再生工程）
一方、充填された吸着剤７の吸着量が不純物成分で飽和された吸着筒６Ｂでは、再生工程を実施する。
本実施形態の再生工程は、吸着筒６Ｂから吸着剤７が吸着した成分を脱着させる第１の過程と、精製アセチレンを吸着筒６Ｂに充填する第２の過程と、を備えて概略構成されている。 (Regeneration process)
On the other hand, in the adsorption cylinder 6B in which the adsorption amount of the filled adsorbent 7 is saturated with the impurity component, a regeneration process is performed.
The regeneration process of the present embodiment is roughly configured to include a first process for desorbing the component adsorbed by the adsorbent 7 from the adsorption cylinder 6B and a second process for filling the adsorption cylinder 6B with purified acetylene. Yes.

（第１の過程）
第１の過程では、吸着成分が脱着する温度まで加熱し、脱着した成分を押し出し、または引っ張り出すことでこれら成分を除去する。本実施形態の製造方法に用いる製造装置１には、不純物成分が脱着するまで吸着筒６を加熱できる加熱・冷却装置９が設けられている。また、吸着材７から脱着した成分を押し出すためのパージガスラインＬ１を有している。さらに、パージガスを吸着筒６内に導入した後、引っ張り出すための真空ポンプ１３を備えた排気ラインＬ２を有している。
これらを適宜操作することにより、吸着筒６Ｂから吸着剤７が吸着した成分を脱着して除去することができる。 (First process)
In the first process, the adsorbed components are heated to a temperature at which they are desorbed, and these components are removed by extruding or pulling out the desorbed components. The manufacturing apparatus 1 used in the manufacturing method of the present embodiment is provided with a heating / cooling apparatus 9 that can heat the adsorption cylinder 6 until the impurity component is desorbed. Moreover, it has the purge gas line L1 for extruding the component desorbed from the adsorbent 7. Furthermore, after introducing the purge gas into the adsorption cylinder 6, it has an exhaust line L2 provided with a vacuum pump 13 for pulling out.
By appropriately operating these, the components adsorbed by the adsorbent 7 can be desorbed and removed from the adsorption cylinder 6B.

（第２の過程）
第２の過程では、精製アセチレンを第１の過程後の吸着筒６Ｂに充填する。具体的には、開閉バルブＶ_８，Ｖ_１２，Ｖ_１３を開放し、開閉バルブＶ_６，Ｖ_１０，Ｖ_１４，Ｖ_１５，Ｖ_２１を閉止する。これにより、精製アセチレンタンク１１に貯留された精製アセチレンガスの一部が、経路Ｌ９，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６を経て吸着筒６Ｂ内に充填される。 (Second process)
In the second process, purified acetylene is filled into the adsorption cylinder 6B after the first process. Specifically, the opening / closing valves V ₈ , V ₁₂ , V ₁₃ are opened, and the opening / closing valves V ₆ , V ₁₀ , V ₁₄ , V ₁₅ , V ₂₁ are closed. As a result, a portion of the purified acetylene gas stored in the purified acetylene tank 11 is filled into the adsorption cylinder 6B via the paths L9, L14, L15, and L16.

ところで、第１の過程後の吸着筒６Ｂ内の吸着剤７は、精製能力が高い状態となっている。そして、吸着剤７を構成する活性炭やゼオライト等は、アセチレンガスをより吸着しやすい状態となっている。このような場合に、再生された吸着筒６Ｂにアセチレンガスを流すと、全量が吸着平衡に達するまで吸着材７にアセチレンガスが吸着されるため、アセチレンの吸着熱によって吸着筒６Ｂ内の温度上昇が続くことになる。ここで、アセチレンは爆発性に富むガスであるため、このような吸着筒６Ｂ内の温度上昇により、爆発の危険が高まるおそれがあった。 By the way, the adsorbent 7 in the adsorption cylinder 6B after the first process is in a state of high purification capacity. And the activated carbon, zeolite, etc. which comprise the adsorbent 7 are in the state which tends to adsorb | suck acetylene gas more. In such a case, if the acetylene gas is allowed to flow through the regenerated adsorption cylinder 6B, the acetylene gas is adsorbed to the adsorbent 7 until the total amount reaches the adsorption equilibrium. Therefore, the temperature rise in the adsorption cylinder 6B due to the adsorption heat of acetylene Will continue. Here, since acetylene is a gas with high explosive properties, there is a risk that the risk of explosion may increase due to such a temperature rise in the adsorption cylinder 6B.

そこで、本実施形態の製造方法では、上述した第２の過程において、吸着筒６Ｂ内の温度を複数の温度計（温度監視機構）８によって監視し、吸着筒６Ｂ内の温度が所定の温度に到達した際に、精製アセチレンの精製アセチレンガス貯留タンク１１から吸着筒６Ｂ内への充填量を流量計１２によって制御している。 Therefore, in the manufacturing method of the present embodiment, in the second process described above, the temperature in the adsorption cylinder 6B is monitored by a plurality of thermometers (temperature monitoring mechanisms) 8, and the temperature in the adsorption cylinder 6B becomes a predetermined temperature. When it reaches, the filling amount of the purified acetylene from the purified acetylene gas storage tank 11 into the adsorption cylinder 6B is controlled by the flow meter 12.

これにより、吸着熱による吸着筒６Ｂ内の過度の温度上昇を抑制することができるため、アセチレンの爆発する危険性を低減することができる。
また、吸着筒６Ｂ内の温度上昇を抑制するために、吸着筒６Ｂを加熱・冷却装置（温度調節機構）９によって冷却することも効果的である。 Thereby, since the excessive temperature rise in adsorption cylinder 6B by adsorption heat can be controlled, the danger that acetylene will explode can be reduced.
It is also effective to cool the adsorption cylinder 6B by a heating / cooling device (temperature adjusting mechanism) 9 in order to suppress the temperature rise in the adsorption cylinder 6B.

以上説明したように、本実施形態のアセチレンの製造方法によれば、アセチレン精製部３が１以上の吸着筒６（６Ａ，６Ｂ）と、加熱・冷却装置９と、精製されたアセチレンを吸着筒６に充填する供給経路（Ｌ１４，Ｌ１５等）と、吸着筒６内の温度を監視する複数の温度計８と、を備えており、吸着筒６から吸着剤７が吸着した成分を脱着させた後、精製アセチレンを吸着筒６に充填する場合に、吸着筒６内の温度を監視し、吸着筒６内の温度が所定の温度に到達した際に、精製アセチレンの当該吸着筒６内への充填量を制御する構成となっている。このため、再生した吸着筒６内に精製アセチレンガスを充填するときの吸着熱暴走を抑制することが可能となり、アセチレンの爆発的な反応を防止することができる。したがって、水素化物ガスを吸着剤で効率よく除去して、精製された高純度のアセチレンガスを簡便に得られるアセチレンの製造装置１及び製造方法を提供することができる。 As described above, according to the acetylene production method of the present embodiment, the acetylene purification unit 3 has one or more adsorption cylinders 6 (6A, 6B), the heating / cooling device 9, and the purified acetylene adsorption cylinder. 6 and a plurality of thermometers 8 for monitoring the temperature in the adsorption cylinder 6, and the components adsorbed by the adsorbent 7 are desorbed from the adsorption cylinder 6. Thereafter, when the purified acetylene is filled in the adsorption cylinder 6, the temperature in the adsorption cylinder 6 is monitored, and when the temperature in the adsorption cylinder 6 reaches a predetermined temperature, the purified acetylene enters the adsorption cylinder 6. The filling amount is controlled. For this reason, it becomes possible to suppress the runaway heat of adsorption when the regenerated adsorption cylinder 6 is filled with the purified acetylene gas, and an acetylene explosive reaction can be prevented. Therefore, it is possible to provide an acetylene production apparatus 1 and a production method that can efficiently remove hydride gas with an adsorbent and easily obtain purified high-purity acetylene gas.

＜第２の実施形態＞
上記製造装置１を用いた第２の実施形態の製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法は、吸着筒６Ａ及び６Ｂを直列に接続し、これらの間にガス検知器（不純物監視機構）１４を設置して、吸着筒の切り替えサイクルを長くしながらアセチレンガスを精製するものである。本実施形態では、図２に示すように、吸着筒６Ｂが上流側、吸着筒６Ａが下流側となるように直列に接続された場合を例として説明する。 <Second Embodiment>
A manufacturing method of the second embodiment using the manufacturing apparatus 1 will be described.
In the manufacturing method of this embodiment, the adsorption cylinders 6A and 6B are connected in series, and a gas detector (impurity monitoring mechanism) 14 is installed between them to purify acetylene gas while lengthening the adsorption cylinder switching cycle. To do. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a case where the suction cylinder 6B is connected in series so that the suction cylinder 6B is on the upstream side and the suction cylinder 6A is on the downstream side will be described as an example.

図２に示すように、本実施形態の製造方法では、開閉バルブＶ_２，Ｖ_４〜Ｖ_９，Ｖ_１１，Ｖ_１５，Ｖ_１８，Ｖ_２２を開放し、それ以外の開閉バルブを閉止する。これにより、粗アセチレンガス貯留タンク４から吸着筒６Ｂ内に粗アセチレンガスを供給する。そして吸着剤７によって水素化物ガスが除去されて精製されたアセチレンガスが経路Ｌ９，Ｌ１８，Ｌ２４，Ｌ２４に設けられたガス検知器１４，Ｌ２０，Ｌ６，吸着筒６Ａ，Ｌ８，Ｌ１０，Ｌ１２を経て精製アセチレンガス貯留タンク１１内に貯留される。 As shown in FIG. 2, in the manufacturing method of the present embodiment, the on-off valves V ₂ , V _{4 to} V ₉ , V ₁₁ , V ₁₅ , V ₁₈ , V ₂₂ are opened, and the other on-off valves are closed. Thus, the crude acetylene gas is supplied from the crude acetylene gas storage tank 4 into the adsorption cylinder 6B. The acetylene gas purified by removing the hydride gas by the adsorbent 7 passes through the gas detectors 14, L20, L6 and the adsorption cylinders 6A, L8, L10, L12 provided in the paths L9, L18, L24, L24. It is stored in the purified acetylene gas storage tank 11.

ところで、２以上の吸着筒を並列に接続して、２筒を切り替えることでアセチレンガスを連続精製する場合、一方の吸着筒で一定時間粗アセチレンガス精製した後、他方の吸着筒に切り替えて使用する。この方法では、吸着筒の後段において不純物が検知されるとそのまま精製アセチレンに混入されてしまうため、吸着剤のマージンが必要となる。また、破過帯が長い特性の吸着剤を充填した場合に、吸着剤の吸着能力が残っていた場合であっても、残っている吸着能力を破棄しなければならないという問題があった。 By the way, when two or more adsorption cylinders are connected in parallel and the acetylene gas is continuously purified by switching between the two cylinders, the crude acetylene gas is purified in one adsorption cylinder for a certain period of time and then switched to the other adsorption cylinder. To do. In this method, if impurities are detected in the subsequent stage of the adsorption cylinder, they are mixed in the purified acetylene as they are, so that an adsorbent margin is required. In addition, when an adsorbent having a long breakthrough zone is filled, there is a problem that even if the adsorbing capacity of the adsorbent remains, the remaining adsorbing capacity must be discarded.

そこで、本実施形態の製造方法では、直列に配設された吸着筒６Ａ，６Ｂ間の不純物成分濃度をガス検知器１４によって計測し、不純物成分が所定の濃度に到達した際に、直列に配設された吸着筒のうち上流側の吸着筒６Ｂによる水素化物ガスの除去を完了し、下流側の吸着筒６Ａによる水素化物ガスの除去を開始する。これにより、上流側の吸着筒６Ｂ内に充填された吸着剤７の不純物濃度が飽和するまで使用することができるようになる。したがって、吸着剤７の吸着性能を十分に使用して、効率よくアルゴンガスを精製することが可能となる。 Therefore, in the manufacturing method of the present embodiment, the impurity component concentration between the adsorption cylinders 6A and 6B arranged in series is measured by the gas detector 14, and when the impurity component reaches a predetermined concentration, it is arranged in series. Of the provided adsorption cylinders, the removal of the hydride gas by the upstream adsorption cylinder 6B is completed, and the removal of the hydride gas by the downstream adsorption cylinder 6A is started. As a result, the adsorbent 7 filled in the upstream adsorption cylinder 6B can be used until the impurity concentration is saturated. Therefore, it is possible to efficiently purify the argon gas by fully using the adsorption performance of the adsorbent 7.

以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、アセチレン精製部３が、直列に配設された２以上の吸着筒６Ａ，６Ｂと、吸着筒間の経路Ｌ２４に配設されたガス検知器１４と、を備えており、直列に配設された吸着筒６Ａ，６Ｂ間の不純物成分濃度を計測し、不純物成分が所定の濃度に到達した際に、直列に配設された吸着筒のうち上流側の吸着筒６Ｂによる水素化物ガスの除去を完了し、下流側の吸着筒６Ａによる水素化物ガスの除去を開始する構成となっている。このように、直列に配設された吸着筒６Ａ，６Ｂ間の上流側の吸着筒６Ｂの不純物の吸着能力を監視することにより、吸着剤７の破過帯の有効範囲を延ばすことが可能となる。 As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the acetylene purification unit 3 has two or more adsorption cylinders 6A and 6B arranged in series and the gas arranged in the path L24 between the adsorption cylinders. A detector 14, and measures the concentration of the impurity component between the adsorption cylinders 6A and 6B arranged in series. When the impurity component reaches a predetermined concentration, the adsorption cylinder arranged in series. Among them, the removal of the hydride gas by the upstream adsorption cylinder 6B is completed, and the removal of the hydride gas by the downstream adsorption cylinder 6A is started. Thus, by monitoring the adsorption capacity of impurities in the upstream adsorption cylinder 6B between the adsorption cylinders 6A and 6B arranged in series, the effective range of the breakthrough zone of the adsorbent 7 can be extended. Become.

以下、具体例を示す。
（実施例１）
図１に示すガスフロー状態のアセチレンの製造装置１を用いて、吸着筒の再生および精製アセチレンの充填を実施した。再生した活性炭を充填した吸着筒にアセチレンを空筒速度３０ｃｍ／ｓｅｃで連続的に流した。そして、温度上昇幅が１５℃／ｓｅｃ以上になった際に、精製アセチレンガスの充填を停止し、温度上昇幅が−０．１℃／ｓｅｃ以下になった際に、精製アセチレンガスの充填を開始することを繰り返した。その結果、最大上昇温度は９０℃程度となった。 Specific examples are shown below.
Example 1
The acetylene production apparatus 1 in the gas flow state shown in FIG. 1 was used to regenerate the adsorption cylinder and to fill with purified acetylene. Acetylene was continuously passed through the adsorption cylinder filled with the regenerated activated carbon at an empty cylinder speed of 30 cm / sec. When the temperature rise width becomes 15 ° C./sec or more, the filling of the purified acetylene gas is stopped, and when the temperature rise width becomes −0.1 ° C./sec or less, the filling of the purified acetylene gas is performed. Repeated to start. As a result, the maximum rising temperature was about 90 ° C.

（実施例２）
図２に示すガスフロー状態のアセチレンの製造装置１を用いて、粗アセチレンガスを空筒速度３０ｃｍ／ｓｅｃで吸着筒に導入し、吸着筒出口の不純物成分を硫化水素（Ｈ_２Ｓ）に固定して、濃度測定を実施した。その結果、吸着筒間の硫化水素を検知するまでに、２筒並列で接続する場合の時間管理よりも２倍の時間分使用することができ、検知してから濃度が飽和するまで、約３時間程度かかった。２筒並列で接続する場合の時間管理方法では、この差分の吸着能力を破棄していたこととなり、効率的に吸着剤が使用できることを確認した。 (Example 2)
Using the acetylene production apparatus 1 in the gas flow state shown in FIG. 2, crude acetylene gas is introduced into the adsorption cylinder at an empty cylinder speed of 30 cm / sec, and the impurity component at the outlet of the adsorption cylinder is fixed to hydrogen sulfide (H ₂ S). Then, concentration measurement was performed. As a result, it is possible to use twice as much time as the time management when connecting two cylinders in parallel until the hydrogen sulfide between the adsorption cylinders is detected. It took about an hour. In the time management method in the case where two cylinders are connected in parallel, the adsorption capacity of this difference was discarded, and it was confirmed that the adsorbent can be used efficiently.

１・・・アセチレンの製造装置
２・・・アセチレン発生部
３・・・アセチレン精製部
４・・・粗アセチレンガス貯留タンク
５・・・流量コントローラー
６（６Ａ，６Ｂ）・・・吸着筒
７・・・吸着剤
８・・・温度計（温度監視機構）
９・・・加熱・冷却装置（温度調節機構）
１０・・・圧力計
１１・・・精製アセチレンガス貯留タンク
１２・・・流量コントローラー（流量制御機構）
１３・・・真空ポンプ（真空装置）
１４・・・ガス検知器（不純物監視機構）
Ｌ１・・・パージガスライン
Ｌ２・・・排気ライン
Ｌ３〜Ｌ２５・・・経路
Ｖ_１〜Ｖ_２３・・・開閉バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Manufacturing apparatus of acetylene 2 ... Acetylene generation part 3 ... Acetylene refinement | purification part 4 ... Coarse acetylene gas storage tank 5 ... Flow controller 6 (6A, 6B) ... Adsorption cylinder 7. ..Adsorbent 8 ... Thermometer (temperature monitoring mechanism)
9 ... Heating / cooling device (temperature control mechanism)
10 ... Pressure gauge 11 ... Purified acetylene gas storage tank 12 ... Flow rate controller (flow rate control mechanism)
13 ... Vacuum pump (vacuum device)
14 ... Gas detector (impurity monitoring mechanism)
L1 · · · purge gas line L2 · · · exhaust line L3～L25 · · · route _{_V} 1 _{~V 23} ··· off valve

Claims

An acetylene generation unit, an acetylene purification unit, a purge gas line having a flow rate control mechanism, and an exhaust line having a vacuum device,
The acetylene purification unit has one or more adsorption cylinders filled with an adsorbent for removing hydride gas, a temperature adjustment mechanism for heating or cooling the adsorption cylinder, and a flow rate control mechanism, and has been purified. The crude acetylene gas produced by the acetylene generator is produced using an acetylene production apparatus comprising a supply path for filling the adsorption cylinder with the acetylene and a temperature monitoring mechanism for monitoring the temperature in the adsorption cylinder. a method for manufacturing acetylene purified by acetylene purification unit,
A first step of desorbing a component adsorbed by the adsorbent from the adsorption cylinder;
A second step of filling the adsorption cylinder with purified acetylene,
In the second process, the temperature in the adsorption cylinder is monitored,
A method for producing acetylene, comprising controlling a filling amount of purified acetylene into the adsorption cylinder when the temperature in the adsorption cylinder reaches a predetermined temperature.

The acetylene purification unit includes two or more adsorption cylinders arranged in series, and an impurity monitoring mechanism capable of measuring an impurity component concentration,
The method for producing acetylene according to claim 1, wherein the impurity monitoring mechanism is arranged between the adsorption cylinders arranged in series.

An acetylene generation unit, an acetylene purification unit, a purge gas line having a flow rate control mechanism, and an exhaust line having a vacuum device,
The acetylene refining unit is filled with an adsorbent for removing hydride gas and has two or more adsorption cylinders arranged in series, a temperature adjustment mechanism for heating or cooling the adsorption cylinder, and a flow rate control mechanism. And a supply path for filling the adsorption cylinder with the purified acetylene, a temperature monitoring mechanism for monitoring the temperature in the adsorption cylinder, and impurities arranged between the adsorption cylinders arranged in series An acetylene production method using an acetylene production apparatus comprising an impurity monitoring mechanism capable of measuring a component concentration ,
The impurity component concentration between the adsorption cylinders arranged in series is measured, and when the impurity component reaches a predetermined concentration, the hydride gas of the adsorption cylinder upstream from the adsorption cylinders arranged in series is measured. A method for producing acetylene, characterized in that the removal is completed and the removal of hydride gas by an adsorption cylinder on the downstream side is started.