JPH03267680A - ガス分離装置 - Google Patents
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- JPH03267680A JPH03267680A JP6713790A JP6713790A JPH03267680A JP H03267680 A JPH03267680 A JP H03267680A JP 6713790 A JP6713790 A JP 6713790A JP 6713790 A JP6713790 A JP 6713790A JP H03267680 A JPH03267680 A JP H03267680A
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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。
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の製品ガスを供給する
装置に係り、特に製品ガス中の製品より低沸Ａ不純物を
除去し高純度の製品ガスを精留分離するガス分離装置に
関するものである。
装置に係り、特に製品ガス中の製品より低沸Ａ不純物を
除去し高純度の製品ガスを精留分離するガス分離装置に
関するものである。
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３図に示す。Ｉ！３図において、水素・メタン
等を含む一酸化炭素（以下ＣＯと略す）を主成分とする
原料ガスは導管１５より約３５Ｋｐ／ｃｄＧの圧力で入
り、熱交換器１． ２において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１８によ
り分離器４に入る。
統図を第３図に示す。Ｉ！３図において、水素・メタン
等を含む一酸化炭素（以下ＣＯと略す）を主成分とする
原料ガスは導管１５より約３５Ｋｐ／ｃｄＧの圧力で入
り、熱交換器１． ２において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１８によ
り分離器４に入る。
ここで、００より低沸点成分の水素等を主成分とする未
凝縮ガス（以下水素ガスと称す）は分離され、熱交換器
２にて若干温度回復されたのち導管ｎより膨張タービン
８に入り、約１５Ｋｐ／７Ｇ近くまで膨張される。水素
ガスはこの膨張により約−１９５℃まで低下し、導管り
を経て熱交換器２゜１を経ることにより原料ガスを所定
の温度まで下げる寒冷源となるとともに、常温まで回復
されたのち導管漢より送出され、水素ガスとして使用さ
れる。
凝縮ガス（以下水素ガスと称す）は分離され、熱交換器
２にて若干温度回復されたのち導管ｎより膨張タービン
８に入り、約１５Ｋｐ／７Ｇ近くまで膨張される。水素
ガスはこの膨張により約−１９５℃まで低下し、導管り
を経て熱交換器２゜１を経ることにより原料ガスを所定
の温度まで下げる寒冷源となるとともに、常温まで回復
されたのち導管漢より送出され、水素ガスとして使用さ
れる。
また、分縮器４にて分離された００を主成分とする液化
留分は、弁丘にて大気圧程度まで減圧されたのち、熱交
換器２を経て導管蕊よりＣＯ精留＠７に供給される。こ
こで液化留分は精留分離され、ＣＯ精留塔７上部より製
品００ガスを、下部よりメタンを生成分とする燃料ガス
を送出する。
留分は、弁丘にて大気圧程度まで減圧されたのち、熱交
換器２を経て導管蕊よりＣＯ精留＠７に供給される。こ
こで液化留分は精留分離され、ＣＯ精留塔７上部より製
品００ガスを、下部よりメタンを生成分とする燃料ガス
を送出する。
他方、常温まで温度回復された製品ＣＯガスの一部は導
管４１．４２を経てＣＯ圧縮機９にて約７Ｋｐ／ｄＧま
で圧縮されたのち、導管藝を経て熱交換器１にて飽和温
度近くまで冷却され、導管荀よりＣＯ精留塔７のリボイ
ラーＨに送られ、炊上げ用として使用される一方、ガス
自体は液化され、導管４７．４８を経てＣＯ精留塔７頂
部に送られ、環流用液として使用される。
管４１．４２を経てＣＯ圧縮機９にて約７Ｋｐ／ｄＧま
で圧縮されたのち、導管藝を経て熱交換器１にて飽和温
度近くまで冷却され、導管荀よりＣＯ精留塔７のリボイ
ラーＨに送られ、炊上げ用として使用される一方、ガス
自体は液化され、導管４７．４８を経てＣＯ精留塔７頂
部に送られ、環流用液として使用される。
次に、第４図にさらに高純度の製品ＣＯガスを回収する
従来の装置の系統図を示す。１１１３図と異なる点は、
第３図では分離器４よりの液化管分を弁上にて膨張させ
、ＣＯ精留塔７に供給する１段膨張であるのに対し、第
４図では、分離器４よりの液化留分を弁球にて常圧程度
まで膨張させ、次の分離器５に供給後、分離器５の液化
留分を弁１３にて大気圧程度まで膨張させＣＯ精留塔７
に供給する２段膨張のフローとした点である。
従来の装置の系統図を示す。１１１３図と異なる点は、
第３図では分離器４よりの液化管分を弁上にて膨張させ
、ＣＯ精留塔７に供給する１段膨張であるのに対し、第
４図では、分離器４よりの液化留分を弁球にて常圧程度
まで膨張させ、次の分離器５に供給後、分離器５の液化
留分を弁１３にて大気圧程度まで膨張させＣＯ精留塔７
に供給する２段膨張のフローとした点である。
この方法により、第３図では製品ＣＯガス純度が９０数
チであるのに対して、９９１程度の製品００ガスを回収
することができるものである。なお、この種の５ｋｆｆ
ｉとして関連するものには、例えば、特開昭５９−１９
０２０９号公報が挙げられる。
チであるのに対して、９９１程度の製品００ガスを回収
することができるものである。なお、この種の５ｋｆｆ
ｉとして関連するものには、例えば、特開昭５９−１９
０２０９号公報が挙げられる。
上記従来技術によれば、製品ＣＯガス中の低沸点成分の
濃度は分縮・膨張操作のみで決まってしまい、ＣＯガス
よりも低沸点成分である水素等の分離除去の点について
配慮がされておらず、従来技術で得られる製品００ガス
純度より更に高純度（例えば、９９．９−以上）を得ら
れないという問題点があった。
濃度は分縮・膨張操作のみで決まってしまい、ＣＯガス
よりも低沸点成分である水素等の分離除去の点について
配慮がされておらず、従来技術で得られる製品００ガス
純度より更に高純度（例えば、９９．９−以上）を得ら
れないという問題点があった。
本発明は、００ガスよりも低沸点成分である水素等の分
離除去を従来の分離・膨張操作に加え精留操作を設ける
ことを目的とし、これにより従来よりも更に高純度の製
品ＣＯガスを安定して提供することにある。
離除去を従来の分離・膨張操作に加え精留操作を設ける
ことを目的とし、これにより従来よりも更に高純度の製
品ＣＯガスを安定して提供することにある。
上記目的を達成するために、分離器より得られた液化留
分を弁により膨張させ、その後、−旦、脱水素塔に供給
してリボイラーよりの炊上げによりＣＯよりも低沸点成
分である水素等を蒸発分離後、リボイラー部の液をＣＯ
精留塔へ供給し、今度は００より高沸点成分であるメタ
ン等を凝縮分離し、従来より高純度の製品ＣＯガスを得
ることを可能にしたものである。
分を弁により膨張させ、その後、−旦、脱水素塔に供給
してリボイラーよりの炊上げによりＣＯよりも低沸点成
分である水素等を蒸発分離後、リボイラー部の液をＣＯ
精留塔へ供給し、今度は００より高沸点成分であるメタ
ン等を凝縮分離し、従来より高純度の製品ＣＯガスを得
ることを可能にしたものである。
原料ガスは低温の戻りガスにより冷却・一部液化された
のち、分離器にて未凝縮ガスと液化留分に分けられる。
のち、分離器にて未凝縮ガスと液化留分に分けられる。
この分縮操作により、ＣＯより低沸点不純物である水素
等はほとんど未凝縮ガス中に含まれるが、圧力が高いた
め液化留分中にも例えば、５チ程度含まれる。
等はほとんど未凝縮ガス中に含まれるが、圧力が高いた
め液化留分中にも例えば、５チ程度含まれる。
従来技術で９０％程度の製品ＣＯガス純度なら、この液
化留分を弁により膨張させ、００精留塔で００より高沸
点成分であるメタン等を精留分離し、９０数−の製品０
０ガスを回収する。更に、高純度の製品ＣＯガスを必要
とする場合は、この液化留分を膨張させ、水素等を蒸発
させたあと、再度分離器により未凝縮ガスと液化留分に
分離する。
化留分を弁により膨張させ、００精留塔で００より高沸
点成分であるメタン等を精留分離し、９０数−の製品０
０ガスを回収する。更に、高純度の製品ＣＯガスを必要
とする場合は、この液化留分を膨張させ、水素等を蒸発
させたあと、再度分離器により未凝縮ガスと液化留分に
分離する。
このときの液化留分中の水素等の低沸点不純物は、たと
えばｏ、 ５ ％程度含まれる。この液化留分をＣＯ精
留塔に供給してメタン等を除去しても水素等の低沸点成
分は除去できないため、製品００ガスの純度としては、
９９％程度のガスしか回収できない。
えばｏ、 ５ ％程度含まれる。この液化留分をＣＯ精
留塔に供給してメタン等を除去しても水素等の低沸点成
分は除去できないため、製品００ガスの純度としては、
９９％程度のガスしか回収できない。
本発明では、液化留分中の水素等の低沸点不純物なｏ、
ｉ＊以下にするため、この液化留分を弁により膨張させ
、まず、脱水素塔に供給する。脱水素塔下部にはりボイ
ラーが設けられており、上部より降下した水素・メタン
等の不純物を含む００を主成分とする液なりボイラーに
て炊上げることにより、００より低沸点成分である水素
等を蒸発分離させる。蒸発した水素を主成分とする蒸発
ガス（以下、オフガスと称す）は脱水素塔頂部より抜出
される。
ｉ＊以下にするため、この液化留分を弁により膨張させ
、まず、脱水素塔に供給する。脱水素塔下部にはりボイ
ラーが設けられており、上部より降下した水素・メタン
等の不純物を含む００を主成分とする液なりボイラーに
て炊上げることにより、００より低沸点成分である水素
等を蒸発分離させる。蒸発した水素を主成分とする蒸発
ガス（以下、オフガスと称す）は脱水素塔頂部より抜出
される。
上記操作により脱水素塔リボイラー部には、ＣＯより低
沸点成分である水素等の不純物のほとんどない００より
高沸点成分であるメタン等を含むＣＯを主成分とする液
のみとなる。
沸点成分である水素等の不純物のほとんどない００より
高沸点成分であるメタン等を含むＣＯを主成分とする液
のみとなる。
次に、上記の液をＯＯ精留培に供給して従来と同じ方法
によりＣＯより高沸点成分であるメタン等の不純物を精
留分離し、００精留塔頂部より製品００ガスを抜出すこ
とにより、従来より更に高純度の製品ＣＯガスを抜出す
ことができる。
によりＣＯより高沸点成分であるメタン等の不純物を精
留分離し、００精留塔頂部より製品００ガスを抜出すこ
とにより、従来より更に高純度の製品ＣＯガスを抜出す
ことができる。
以下、本発明の実施例を１！１図および第２図により説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例を示し、本装置の全体構成は
、熱交換器ｌ、２２分離器４．脱水素塔６、ＣＯ精留塔
７．を張タービン８，１０．圧縮機９、その他導管等か
らなる。
、熱交換器ｌ、２２分離器４．脱水素塔６、ＣＯ精留塔
７．を張タービン８，１０．圧縮機９、その他導管等か
らなる。
原料ガスは、導管すより約３５Ｋｐ１５ｊＧの圧力で導
管１６を経て供給され、熱交換器１，２および脱水素Ｎ
ｒ６のりボイラーｌＯにおいて膨張タービン８により冷
却された水素ガス等の低温の戻りガスにより冷却・一部
液化され、導管１８より分離器４に入る。ここで、ＣＯ
より低沸点不純物の水素等を主成分とする水素ガスは分
離され、熱交換器２を経て膨張タービン８へ送られる。
管１６を経て供給され、熱交換器１，２および脱水素Ｎ
ｒ６のりボイラーｌＯにおいて膨張タービン８により冷
却された水素ガス等の低温の戻りガスにより冷却・一部
液化され、導管１８より分離器４に入る。ここで、ＣＯ
より低沸点不純物の水素等を主成分とする水素ガスは分
離され、熱交換器２を経て膨張タービン８へ送られる。
また、分離器４にて分離されたＣＯを主成分とする液化
留分は、弁球にて常圧程度まで減圧されたのち、脱水素
埼６に送られる。この液化留分中には、００より低沸点
不純物である水素等が数チから０．数−程度含まれてい
るため、リボイラー１０にて炊上げることにより水素等
を蒸発分離させ、水素を主成分とするオフガスを頂部よ
り抜出す。
留分は、弁球にて常圧程度まで減圧されたのち、脱水素
埼６に送られる。この液化留分中には、００より低沸点
不純物である水素等が数チから０．数−程度含まれてい
るため、リボイラー１０にて炊上げることにより水素等
を蒸発分離させ、水素を主成分とするオフガスを頂部よ
り抜出す。
上記操作により、リボイラー１０には水素等をほとんど
含まない００より高沸点成分であるメタン等を含むＣＯ
を主成分とする液のみとなる。この液を導管により抜出
し、熱交換器２を経て導管あによりＣＯ精留塔７へ供給
する。ここで上記液は精留分離され、ＣＯ精留塔７頂部
より９９，９チ以上の製品００ガスを、下部よりメタン
を主成分とする燃料ガスを抜出す。
含まない００より高沸点成分であるメタン等を含むＣＯ
を主成分とする液のみとなる。この液を導管により抜出
し、熱交換器２を経て導管あによりＣＯ精留塔７へ供給
する。ここで上記液は精留分離され、ＣＯ精留塔７頂部
より９９，９チ以上の製品００ガスを、下部よりメタン
を主成分とする燃料ガスを抜出す。
なお、常温まで温度回復された製品００ガスの一部はＯ
Ｏ圧縮機９にて約７ＫＰ／ｃｊＧまで圧縮されたのち導
管藝を経て熱交換器ｌに送られ、冷却されたのち導管柘
よりＣＯ精留ｗＩ７のリボイラーＨに送られ炊上げ用と
して使用される。一方、ガス自体は液化され、導管４７
．４８を経てＣＯ精留塔７頂部に送られ環流用液として
使用される。
Ｏ圧縮機９にて約７ＫＰ／ｃｊＧまで圧縮されたのち導
管藝を経て熱交換器ｌに送られ、冷却されたのち導管柘
よりＣＯ精留ｗＩ７のリボイラーＨに送られ炊上げ用と
して使用される。一方、ガス自体は液化され、導管４７
．４８を経てＣＯ精留塔７頂部に送られ環流用液として
使用される。
１ｇ２図は、本発明の他の実施例で分離器が複数基の場
合を示す。全体構成およびフローは１１１図とほぼ同様
であるが、分離器を複数基（分離器４および５）にする
ことにより、脱水素塔６頂部よりのオフガス中のＣＯ濃
度を低くし、製品ＣＯガスの００回収率を向上させるよ
うにしたものである。
合を示す。全体構成およびフローは１１１図とほぼ同様
であるが、分離器を複数基（分離器４および５）にする
ことにより、脱水素塔６頂部よりのオフガス中のＣＯ濃
度を低くし、製品ＣＯガスの００回収率を向上させるよ
うにしたものである。
し発明の効果〕
本発明によれば、従来技術の深冷分離法では得られない
製品ＣＯガス純度を脱水素塔を設置することにより得る
ことができ、常温側に製品００ガス中の水素等の不純物
を除去する除去装置を追設する必要もないため、その性
能向上および装置の簡略化の点で効果がある。
製品ＣＯガス純度を脱水素塔を設置することにより得る
ことができ、常温側に製品００ガス中の水素等の不純物
を除去する除去装置を追設する必要もないため、その性
能向上および装置の簡略化の点で効果がある。
１８１図は本発明にょる一実施例を示す系統図、第２図
は本発明による他の実施例を示す系統図、！！３．４図
は従来法によるそれぞれ異なる実施例を示す系統図であ
る。 １、 ２． ３・・・・・・熱交換器、４． ５・・間
分離器、６・・・・・・脱水素塔、７・・曲ＣＯ精留塔
、８・・聞膨張タービン、９・・・・・・ＣＯ圧縮機、
１０．ｎ・・曲 リボイラー、Ｌｌ！−１４−一部、１
５〜５０・・間導管才 ３ 図 第４ 閃
は本発明による他の実施例を示す系統図、！！３．４図
は従来法によるそれぞれ異なる実施例を示す系統図であ
る。 １、 ２． ３・・・・・・熱交換器、４． ５・・間
分離器、６・・・・・・脱水素塔、７・・曲ＣＯ精留塔
、８・・聞膨張タービン、９・・・・・・ＣＯ圧縮機、
１０．ｎ・・曲 リボイラー、Ｌｌ！−１４−一部、１
５〜５０・・間導管才 ３ 図 第４ 閃
Claims (1)
- １、水素・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原
料熱交、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一つ又は複数の分離器および一酸化
炭素を精留分離する精留塔からなるガス分離装置におい
て、一つ又は複数の分離器より抜出した液を供給する下
部にリボイラーを持つ脱水素塔を設け、かつ、脱水素塔
リボイラー部の液を精留塔へ供給するように構成したこ
とを特徴とするガス分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6713790A JPH03267680A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | ガス分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6713790A JPH03267680A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | ガス分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267680A true JPH03267680A (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13336215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6713790A Pending JPH03267680A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | ガス分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03267680A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6266976B1 (en) | 2000-06-26 | 2001-07-31 | Air Products And Chemicals, Inc. | Cryogenic H2 and carbon monoxide production with an impure carbon monoxide expander |
-
1990
- 1990-03-19 JP JP6713790A patent/JPH03267680A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6266976B1 (en) | 2000-06-26 | 2001-07-31 | Air Products And Chemicals, Inc. | Cryogenic H2 and carbon monoxide production with an impure carbon monoxide expander |
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