JPH05231766A - 一酸化炭素及び水素の製造方法及び設備 - Google Patents

一酸化炭素及び水素の製造方法及び設備

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 主として一酸化炭素、水素及びメタンを含む
ガス状混合物から、ガス状一酸化炭素の圧縮に伴なう危
険を招くことなく、一酸化炭素及び水素を製造する方法
及び装置を提供する。 【構成】 出発ガス混合物が、第１の塔１内で液体メタ
ンにより洗浄され、洗浄液体に溶解された水素が、第２
の塔２内で洗浄液体から分離され、残りの液体が製品一
酸化炭素を供給するために第３の塔３内で精留により分
離される。各塔を冷却クローズドサイクル６によって加
熱及び／又は冷却し、製品一酸化炭素を第３の塔から液
状で取出し、次いでポンプ５によって使用圧力に昇圧
し、この使用圧力で熱交換器４加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として一酸化炭素、
水素及びメタンを含むガス状混合物から、一酸化炭素及
び水素を製造する方法に関し、その方法は、出発ガス状
混合物は、ガス状水素及び洗浄液体を供給するために第
１の塔内で液体メタンにより洗浄され、洗浄液体に溶解
された水素は、第２の塔内で洗浄液体から分離され、残
りの液体は、第３の塔の塔頂に製品一酸化炭素を供給す
るために、第３の塔内で精留により分離される種類の方
法である。
【０００２】設備全体について１基の圧縮機しか使用し
ないためには、従来の技術では、一酸化炭素は第３の塔
からガス状で取出され、３本の塔の加熱及び／又は冷却
を確実にするためのサイクルガスに用いている。
【０００３】このような一酸化炭素のオープンサイクル
（開放サイクル）の使用は、次のよう欠点を有してい
る。 −一方では、一酸化炭素の圧縮は、特に潜在的に、分離
装置、圧縮装置の信頼度を低下させる化合物（炭素、二
酸化炭素等）の生成に導く、一酸化炭素分子の分解化学
反応を圧縮中に行うといういくつかの難点を提示する。 −他方では、一酸化炭素サイクルの使用は、事故の場合
に危険の原因となるこのガスを、液状及びガス状で装置
内に多量に残している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、設備
全体について１基の圧縮機を保ちながら、これらの欠点
を避け、すなわちガス状一酸化炭素の圧縮に伴なう危険
を除き、ガス状及び液状一酸化炭素の大量の残存量に伴
なう潜在的危険を減少する方法の提供を目的としてい
る。本発明はまた、そのような方法を実施するための設
備も目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため本発明の方法
は、前記した種類の方において、各塔を冷却クローズド
サイクル（閉サイクル）によつて加熱及び／又は冷却す
ること、及び製品一酸化炭素を第３の塔から液状で取出
し、次いでポンプによつて使用圧力に昇圧し、この使用
圧力で加熱することを特徴としている。
【０００６】またこのような方法を実施する設備は、塔
底槽にガス状混合物の入口、頂部に液体メタンの入口を
備えた第１の塔、塔底槽に気化器、頂部に第１の塔の塔
底槽と接続された液体メタンの入口を備えた第２の塔、
塔底槽に気化器、頂部に還流製造手段及び一酸化炭素取
出し手段、中間点に第２の塔の塔底槽と接続された入口
を備えた第３の塔、３本の塔の加熱及び／又は冷却を確
実に行う冷却サイクルを有する種類の設備において、冷
却サイクルがクローズドサイクルであること、一酸化炭
素取出し手段が、ポンプの吸込み側に接続された液体取
出し手段であり、設備が前記ポンプによつて押込まれる
流体の加熱手段を有することを特徴としている。本発明
の実施例は、本発明による一酸化炭素及び水素の製造設
備を示す添付の図面を参照して以下に述べられる。
【０００７】
【実施例】図に示された設備は、主として一酸化炭素、
水素及びメタンを含む当初のガス状混合物から、圧力下
にある一酸化炭素（ＣＯ）及び同様に圧力下にある水素
を製造するためのものである。例えば炭化水素のリフォ
ーミングガス又は部分酸化ガスであり、あらかじめ乾燥
され、二酸化炭素を除去されたこのガス状混合物は、一
般に微量の重いＣｘＨｙ不純物、及び窒素、アルゴンの
ようなＣＯより軽い不純物を含んでいる。
【０００８】前記設備は主として、第１の塔又は洗浄塔
１、第２の塔２、第３の塔又は精留塔３、間接式で熱交
換関係にある流体が向流で流れる熱交換器４、ポンプ
５、及び冷却サイクル６を有している。前記冷却サイク
ル６は、圧縮機７、膨張タービン８、膨張弁９及び気液
分離器１０を有している。
【０００９】冷却サイクル６によつて３本の塔１〜３を
確実に加熱及び／又は冷却するために、洗浄塔１は中間
高さに凝縮機１１を有し、第２の塔２は塔底槽に気化器
１２を有し、精留３は塔底槽に気化器１３、塔頂に凝縮
器１４を有する。
【００１０】例えばほぼ１５〜４０バール（絶対圧力）
の圧力下にあつて、管路１５を経て洗浄塔１の塔底槽に
導入された当初のガス状混合物は、管路１６を経て塔頂
に導入された液体メタンによつて洗浄塔１内で洗浄さ
れ、この塔の中間部の冷却は凝縮器１１によつて確実に
行われる。
【００１１】圧力下にある製品ガス状水素の流れは、管
路１７を経て洗浄塔１の頂部で取出され、一方、主とし
て一酸化炭素、メタン及び水素からなる塔底液は、膨張
弁１８Ａを備えた管路１８を経て、第２の塔２の頂部に
送られる。第２の塔２は塔底槽を気化器１２によつて加
熱され、溶解水素は、ほぼ５〜１０バールの圧力で、第
２の塔２内で液体から分離され、管路１９を経て塔頂か
ら排出される。
【００１２】主としてメタン及び一酸化炭素からなる第
２の塔の塔底液は、膨張弁２０Ａを備えた管路２０を経
て、精留塔３の中間点に導入される。塔底槽を気化器１
３によつて加熱され、塔頂を凝縮器１４によつて冷却さ
れる精留塔３は、ほぼ１〜２．５バールの圧力下での精
留によつて２種類の液体成分を分離する。重い不純物を
含む液体メタンは、管路２１を経て精留塔３の塔底槽か
ら取出され、軽い不純物を含む液体一酸化炭素は、管路
２２を経て同じ塔の塔頂から取出される。
【００１３】一方液体メタンは、一部は排出され、一部
はポンプ２１Ｂを備えた管路２１Ａを経て、洗浄塔１の
塔頂に供給する管路１６へ戻され、液体一酸化炭素は、
所望の使用圧力にポンプ５によつて昇圧され、次いでこ
の圧力下で熱交換器４の通路２３内で加熱され、そこか
ら管路２４を経てガス状製品の形で出て行く。
【００１４】窒素クローズドサイクル、すなわちサイク
ル流体が窒素であるサイクルで、これまでにのべられた
流体回路とは完全に分けられている冷却サイクル６につ
いて次に述べる。高圧管路２５で圧縮機７によつて圧縮
されたサイクル窒素は、熱交換器４の通路２６内で冷却
され、次に気化器１３次いで気化器１２内で凝縮され
る。高圧の液体窒素は膨張弁９で膨張され、気液分離器
１０で二つの相に分離される。
【００１５】この分離器１０から出て低圧のガス状窒素
は、管路２７及び熱交換器４の通路２８を経て圧縮機７
の低圧吸込み側に送られ、一方低圧の液体窒素は、凝縮
器１１及び凝縮器１４内で気化され、この気化によるガ
ス状窒素も管路２７内に送られる。通路２６を出る高圧
のガス状窒素の一部は、膨張タービン８で中間圧力に膨
張され、次いで熱交換器４の通路２９内で加熱され、圧
縮機７の中間段に送られる。
【００１６】上に述べられた設備は、特に一般に寒冷貯
蔵として用いられる、気液分離器１０内に液状で貯蔵さ
れるサイクル流体の量が窒素からなるという事実によつ
て、設備内に存在する一酸化炭素の量を、最少に減少す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による一酸化炭素及び水素の製造設備
のフローシート。
【符号の説明】
１ 第１の塔又は洗浄塔 ２ 第２の塔 ３ 第３の塔又は精留塔 ４ 熱交換器 ５，２１Ｂ ポンプ ６ 冷却サイクル ７ 圧縮機 ８ 膨張タービン ９ 膨張弁 １０ 気液分離器 １１，１４ 凝縮器 １２，１３ 気化器 １８Ａ，２０Ａ 膨張弁 ２３，２６，２８，２９ 熱交換器４の通路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 出発ガス混合物が、ガス状水素及び洗浄
    液体を供給するために第１の塔（１) 内で液体メタンに
    より洗浄され、洗浄液体に溶解された水素が、第２の塔
    （２）内で洗浄液体から分離され、残りの液体が、第３
    の塔（３）の頂部に製品一酸化炭素を供給するために前
    記第３の塔（３）内で精留により分離される種類の、主
    として一酸化炭素、水素及びメタンを含むガス状混合物
    から一酸化炭素及び水素を製造する方法において、各塔
    （１，２，３）を冷却クローズドサイクルによつて加熱
    及び／又は冷却すること、製品一酸化炭素を第３の塔
    （３）から液状で取出し、次いでポンプ（５）によつて
    使用圧力に昇圧し、この使用圧力で加熱することを特徴
    とする一酸化炭素及び水素の製造方法。
  2. 【請求項２】 冷却サイクルが窒素サイクルであること
    を特徴とする請求項１記載の一酸化炭素及び水素の製造
    方法。
  3. 【請求項３】 塔底槽にガス状混合物の入口（１５）、
    頂部に液体メタンの入口（１６）を備えた第１の塔
    （１）、塔底槽に気化器（１２）、頂部に第１の塔
    （１）の塔底槽と接続された液体メタンの入口を備えた
    第２の塔（２）、塔底槽に気化器（１３）、頂部に還流
    製造手段（１４）及び一酸化炭素取出し手段（２２）、
    中間点に第２の塔（２）の塔底槽に接続された入口を備
    えた第３の塔（３）、３本の塔（１〜３）の加熱及び／
    又は冷却を確実に行う冷却サイクル（６）を有する種類
    の、主として一酸化炭素、水素及びメタンを含むガス状
    混合物から一酸化炭素及び水素を製造する設備におい
    て、冷却サイクル（６）がクローズドサイクルであるこ
    と、一酸化炭素取出し手段（２２）が、ポンプ（５）の
    吸込み側に接続された液体取出し手段であり、設備が前
    記ポンプ（５）によつて押込まれる流体の加熱手段
    （４）を有することを特徴とする一酸化炭素及び水素製
    造設備。
  4. 【請求項４】 冷却サイクルが窒素サイクルであること
    を特徴とする請求項３記載の一酸化炭素及び水素製造設
    備。
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