JPH01111189A - ガス分離装置 - Google Patents

ガス分離装置

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JPH01111189A
JPH01111189A JP62266415A JP26641587A JPH01111189A JP H01111189 A JPH01111189 A JP H01111189A JP 62266415 A JP62266415 A JP 62266415A JP 26641587 A JP26641587 A JP 26641587A JP H01111189 A JPH01111189 A JP H01111189A
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tower
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Shigeo Watanabe
茂雄 渡辺
Yoshio Okabayashi
岡林　芳夫
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、深冷分離により高純度製品ガスを供給する装
置に係り、特に精留塔にリボイラーな設けて精留分離す
るガス分離装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の深冷分離法による一酸化炭素回収装置における系
統図を第２図に示す。図において、水素・窒素・メタン
等を含む一酸化炭奏（以下ＣＯと呼ぶ）を主成分とする
原料ガスは導管１５より約３５　Ｋｙ　／　ｄｌ　Ｇの
圧力で、熱交換器１．２に入り、低温の戻りガスにより
約−１９０℃程度まで冷却・一部液化され、導管１７よ
り低温分離器３に入る。
ここで、ＣＯより低沸点成分の水素・窒素を主成分とす
る未凝縮ガス（以下水素ガスと呼ぶ）は分離され、導管
１８を経て熱交換器２にて若干温度回復さｎたのち導管
１９．２２より膨張タービン５にて約１５Ｋｐ／ｉＧ近
くまで膨張される。水素ガスはこの膨張により約−１９
５℃まで温度が低下し。
導管幻を経て熱交換器２．１を経ることにより原料ガス
を所定の温度ソで下げる寒冷源となるとともに、常ｍｔ
で回復さｎたのち、導管５より送出さ口水索ガスとして
使用される。
また、低温分離器３にて分離されたＣＯを主成分とする
液化留分は、導管がを経て弁８にて大気圧程度まで減圧
された後、導管が、熱交換Ｂ２を経て導管ＺよりＣＯ精
留塔４に供給される。ここで精留分離されＣＯ精留塔４
上部より導管四、熱交換器１．導管（資）を経て常温ま
で回復された冒純度の製品ＣＯガスを、導管３１より供
給する。また。
下部よりメタンを主成分とする燃料ガスが導管４１１＋
。
熱交換器工、導管４１より送出さする。
他方、常温まで温度回復された製品ＣＯガスの一部はＣ
Ｏ圧縮機６にて約７Ｋｐ／ｃＩＩＱまで圧縮さｎだのも
、導管間を経て熱交換器１にて飽和温度近くまで冷却さ
ｎたのち、導管３４．３７よりＣＯ精留塔４のリボイラ
ー７に送らし炊上げ用として使用される一方、ガス自体
は液化さね、導管オ、３９を経てＣＯ精留塔４頂部に送
らｎｍ流用液として使用さｎる。また、製品ＣＯガスの
循環経路に熱交換器１の遠隔操作用のバイパス経路を導
管３５゜友、調節弁１１により構成し、循環用製品ＣＯ
ガスの熱交換器１の出口温度が低下した場合、温度記録
計４２の記録値により調節弁１１を操作し、常温の製品
ガスを供給し所定の温度に調節していた。なお、この種
の装置として関連するものには例えば特開昭５９−２４
１６８号が挙げられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、設計条件の流量および組成をベースに
製品ＣＯガス純度１回収率および副産物の水素ガス性状
・機器仕様を設計するため、原料ガス条件の変動時番こ
も安定して高純度の製品ＣＯガスを供給するという点に
ついては配慮がされていなかった。
従来の装置ではＣＯ精留塔のリボイラー製品ＣＯガスを
一部循猿させて、図２の熱交換器ｌで飽和温度近くまで
冷却して炊上げ用として供給しているが、この循環用製
品ＣＯガスは上記のとおり飽和温度近く（飽和温度より
１〜２℃高い程度）まで冷却さｎるため、原料ガス条件
が変動し、たとえば、Ｈ２組成の割合が高くなると回収
水素量が多くなり膨張タービンでの寒冷発生量が多くな
って熱交換器１．２の冷ｍ温度が寒冷発生量の増加・　
３　・ 分だけ低下する。この場合、循環用製品ＣＯガスは熱交
換器１で同様に冷却されすぎてし葦い、−部又は全量液
化さｎてＣＯ精留塔リボイラーに供給される。しかし、
循環用製品ＣＯガスは炊上げ用として使用されるため、
液化した場合は炊上げ用熱量が少な鳴なり精留塔内の上
昇ガス量が少なくなって精留不足となり製品ＣＯガスの
純度が悪くなるとともに塔内の圧力も低下し製品ＣＯガ
スの供給不足となってしまう問題があった。
このため、従来技術では循環用製品ＣＯガスの熱交換器
１の出口温度が低下した場合、温度記録計の記録値を読
みとり、手動で遠隔操作器を操作し、調節弁を作用させ
て常温の循環用製品ＣＯガスを供給して所定の温度に調
節していた。
本発明の目的は、原料ガス条件が変動しても自動的番こ
循環用製品ＣＯガスを所定の混度薔こ調節して製品ＣＯ
ガスを安定して供給するガス分離装置を提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、原料ガス条件が変動しても、循環・　４　
・ 用製品ＣＯガスの熱交換器出口の冷端温度を、ＣＯ精留
上塔の上部に設けた圧力調節計により間接的に検知し、
該検知結果により、バイパスラインに設けた調節弁を自
動的に調節して、ＣＯ精留塔下部のりボイラーにて原料
ガス条件に応じた熱負荷を供給することにより、達成さ
れる。
〔作　　　用〕 原料ガス条件が変動したとき、例えば、原料ガス中のＨ
２濃度が増加したとき、回収水素量が増加し膨張タービ
ンでの寒冷発生量が増加する。寒冷発生量の増加分だけ
熱交換器の冷端温度が低（なり循環用製品ＣＯガスの冷
却温度も低下し、一部又は全量液化してしまう。通常運
転時には循環用製品ＣＯガスは飽和温度に近いガスにて
ＣＯ精留塔のリボイラーに供給されるため、リボイラ一
部にて炊上げ用として供給される熱量ＱはＱ＝ＦｘＬ＋
Ｆｘ△ＴｘＣＰである。
ここで、Ｆは循環用製品ＣＯガス量、Ｌは循環用製品Ｃ
Ｏガスの蒸発潜熱、ＣＰは循環用製品ＣＯガスの比熱、
△Ｔは循環用製品ＣＯガスの温度と飽和温度との差。Ｆ
×△ＴＸＣＰはＦＸＬの熱量に比較して小さいため、二
〇を無視すると、リボイラーにて循環用製品ＣＯガスが
供給する熱量はＱ＝ＦＸＬである。このため、循環用製
品ＣＯガスが液化すると、その割合だけ供給する熱量Ｑ
も減少してしまうため、精留塔内の上昇ガス量が少な（
なり精留不足となって製品ＣＯガスの純度が悪くなると
同時に塔内の圧力も低下してしまう。
しかし、精留塔の上部に設けた圧力調節針により精留塔
内の圧力が低下すると循環用製品ＣＯガスの熱交換器１
のバイパスラインに設けた自動弁が徐開さｎ、常温の循
環用製品ＣＯガスが供給されて熱交換器ｌの出口の循環
用製品ＣＯガスの温度が所定の温度まで調節されて精留
塔のリボイラーに供給さｎるため、炊上げ用熱量も所定
の熱量となり、精留不足も解消さｎ塔内の圧力も回復す
る。
〔実　施　例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
図において、本装置の全体構成は、熱交換器１゜２、低
温分離器３．ＣＯ精留塔４．膨張タービン５、ＣＯ圧縮
機６．リボイラー７、弁８〜１２．圧力調節計１３．導
管１５〜４１からなる。原料ガスは導管１５より約３５
　Ｋｙ／ｄ　Ｇの圧力で熱交換器１．　２に入り膨張タ
ービン５により冷却さした水素ガス等の低温の戻りガス
により冷却される。
また、ＣＯ圧縮機６にて昇圧さ口た循環用製品ＣＯガス
は熱交換器口こて冷却さｎたのち、導管ア、３７を経て
ＣＯ精留塔リすイラー７に送らｎる。
原料ガス条件、例えば原料ガス中のＨ２濃度が増加した
場合、膨張タービン５の寒冷発生量が増加し、循環用製
品ＣＯガスの温度が所定の温度より低下し熱交換器１の
出口にて液化してしまい、ＣＯ精留塔１のリボイラー７
にて炊上げ用として供給さしる熱量が減少し塔内の上昇
ガス量が少なくなって製品ガス純度および塔内の圧力が
低下してし１う。
この場合、ＣＯ精留塔４の上部に設けた圧力調節計１３
の設定値より塔内の圧力が低下するため、・　７　・ 圧力調節計１３の働きにより熱交換器１の循環用製品Ｃ
Ｏガスのバイパスラインア、３６に設けた調節弁１１が
徐開さｎ、熱交換器ｌの出口の循環用製品ＣＯガス溌度
が所定の温度に調節さｎる。こｎによりＣＯ精留塔４の
リボイラー７１こて供給さｎる熱量が所定の熱量となり
、塔内の上昇ガス量も回復して塔内の圧力が規定値にな
り、製品ＣＯガスを安定して供給することが可能となる
。
本実施例によれば、原料ガス条件が変動しても自動的に
循環用製品ＣＯガスを所定の冷却温度に保つことが可能
なため、製品ＣＯガスを安定して供給することができる
。また、製品ＣＯガスを使用する後流設備へ悪影響を及
ぼすことなく安定した運転を継続できる効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によｎば、原料ガス条件が変動しても循環用製品
ＣＯガス温度を自動的に制御しＣＯ精留塔のリボイラー
に安定して熱量を供給することができるため、製品ＣＯ
ガスを安定して供給することができる効果がある。
・　８　・
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す一酸化炭素回収装置の
系統図、第２図は従来法による一酸化炭素回収装置の系
統図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、水素・窒素およびメタン等の不純物を含む一酸化炭
    素を主成分とする原料ガスから一酸化炭素を精留回収す
    るために、原料ガスを冷却・液化させ所定の温度まで冷
    却させる熱交換器、装置に必要な寒冷を発生させる膨張
    タービン、液とガスを分離する低温分離器および一酸化
    炭素を精留分離するＣＯ精留塔からなるガス分離装置に
    おいて、ＣＯ精留塔上部に圧力調節計を設け、該圧力調
    節計を熱交換器を経由する循環用製品ＣＯガスの経路に
    並列に形成したバイパスラインに設けた調節弁に連絡し
    たことを特徴とするガス分離装置。
JP62266415A 1987-10-23 1987-10-23 ガス分離装置 Pending JPH01111189A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1479989A1 (en) * 2003-05-19 2004-11-24 L'Air Liquide S. A. à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Process and installation for providing gaseous carbon monoxide and/or a mixture containing carbon monoxide
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