JPH05261236A - 当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを浸透により製造する方法及び設備 - Google Patents

当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを浸透により製造する方法及び設備

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JPH05261236A
JPH05261236A JP4299641A JP29964192A JPH05261236A JP H05261236 A JPH05261236 A JP H05261236A JP 4299641 A JP4299641 A JP 4299641A JP 29964192 A JP29964192 A JP 29964192A JP H05261236 A JPH05261236 A JP H05261236A
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high pressure
gas
gaseous mixture
low
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JP4299641A
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Christian Monereau
モンロー・クリスチアン
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 少い投資で高に収率を達成することが可能
な、ガス混合物から軽い低純度ガスを製造する方法と装
置を提供する。 【構成】 設備は、直列に取りつけられた２基の浸透装
置（１，２）、すなわち一つの入口と二つの出口をもっ
た単純浸透装置（１）及び還流浸透装置（２）を有す
る。製造ガスは二つの浸透ガスの合流によって構成され
る。低純度水素の製造に利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、当初のガス状混合物か
ら軽い低純度ガスを浸透によって製造する方法及び設備
に関する。本発明は特に、主として水素、窒素及び炭化
水素で構成された混合物から、水素を製造する方法に適
用される。
【０００２】
【従来の技術】ある工業的利用においては、単純なすな
わち高圧入口、高圧出口及び低圧出口の一つの入口及び
二つの出口をもった浸透装置が得ることのできる純度以
下の低純度水素が必要とされる。
【０００３】純度を下げることによって全水素の抽出収
率を増すために、供給流又は“フィード”の一部をバイ
パスすることが提案された。また同じ目的で、単純浸透
装置の代わりに、水素の分圧を下げるために廃ガスの一
部が低圧空間に返送される還流浸透装置を用いることも
提案された。これらの巧みな方法は水素の抽出収率を増
すこと、又は所定の収率についての投資、すなわち主と
して必要な浸透膜の面積を減らすことを効果的に可能に
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、抽出収率又
は投資の利得を非常に著しい程度に増大することを目的
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】そのため本発明による方
法は、− それぞれ処理すべきガス状混合物の高圧入口，廃ガ
スの高圧出口及び浸透ガスの低圧出口をもった二つの浸
透段階を有する浸透設備が用いられ、その第１段階が、
活動中の一つの入口と活動中の二つの出口、すなわち処
理すべきガス状混合物の高圧入口，廃ガスの高圧出口及
び浸透ガスの低圧出口をもった一つの単純浸透装置，も
しくは直列及び／又は並列に取りつけられた複数の単純
浸透装置で構成され、その第２段階が、活動中の二つの
入口と活動中の二つの出口、すなわち処理すべきガス状
混合物の高圧入口，廃ガスの高圧出口，還流ガス状混合
物の低圧入口及び浸透ガスの低圧出口をもった一つの還
流浸透装置、もしくは直列及び／又は並列に取りつけら
れた複数の還流浸透装置で構成されており、− 当初のガス状混合物が第１段階の高圧入口に導入さ
れ、− 第１段階の廃ガスが第２段階の高圧入口に導入さ
れ、− 設備内で採取され、製品の軽いガスの含有量より少
ない含有量の軽いガスを有する還流ガス状混合物が、第
２段階の低圧入口に導入され、− 製品の軽い低純度ガスを構成するために二つの段階
の浸透ガスが合流されることを特徴としている。還流ガ
ス状混合物は、第２段階の廃ガスから採取することがで
きる。
【０００６】このような方法を実施するための設備は、
それぞれ処理すべきガス状混合物の高圧入口，廃ガスの
高圧出口及び浸透ガスの低圧出口をもった二つの浸透段
階を有し、− その第１段階が、活動中の一つの入口と活動中の二
つの出口、すなわち処理すべきガス状混合物の高圧入
口，廃ガスの高圧出口及び浸透ガスの低圧出口をもった
一つの単純浸透装置、もしくは直列及び／又は並列に取
りつけられた複数の単純浸透装置で構成され、− 第２段階が、活動中の二つの入口と活動中の二つの
出口、すなわち処理すべきガス状混合物の高圧入口，廃
ガスの高圧出口，還流ガス状混合物の低圧入口及び浸透
ガスの低圧出口をもった一つの還流浸透装置、もしくは
直列及び／又は並列に取りつけられた複数の還流浸透装
置で構成されており、− 第１段階の高圧出口が第２段階の高圧入口に接続さ
れ、− 設備が、第１段階の高圧入口に接続された供給管
路、二つの段階の低圧出口に接続された製品管路、及び
第２段階の浸透装置又は各浸透装置についてこの浸透装
置の低圧入口に達し、設備内で採取されて製品の軽い低
純度ガスの含有量より少ない含有量の軽いガスをもった
還流ガス状混合物を運ぶ還流管路を有することを特徴と
している。本発明を実施する実施例は、添付された図面
を参照しながら以下に説明される。
【０００７】
【実施例】図１に示された設備は、直列に取りつけられ
た二つの浸透段階１及び２によって構成されている。当
該実施例では、設備は、９０％以上の水素抽出収率で、
ほぼ８５％の純度をもった低純度水素を製造するように
されている。
【０００８】段階１は単純浸透装置で構成され、その高
圧空間３は高圧入口Ａ及び高圧出口Ｂを有し、その低圧
空間４は低圧出口Ｃのみを有する。段階２は還流浸透装
置で構成され、その高圧空間５は高圧入口Ｄ及び高圧出
口Ｅを有し、その低圧空間６は、低圧出口Ｆのほかに低
圧入口Ｇを有する。
【０００９】設備はさらに、入口Ａに接続された供給管
路７，出口Ｂを入口Ｄに接続する連絡管路８，出口Ｃか
ら出る管路９，出口Ｆを管路９の一点Ｈに接続する管路
１０，点Ｈから出る管路１１，出口Ｅから出る廃ガス排
出管路１２，及び膨張弁１４を備え、管路１２の一点を
入口Ｇに接続する還流管路１３を有する。操業中、例え
ばほぼ５０％の含有量の水素、及び窒素、炭化水素のよ
うなさらに重い製品から主として構成された当初の混合
物は、数十バールの圧力下に管路７を経て導入される。
【００１０】第１段階１は、管路９に第１浸透ガスを製
出し、その廃ガスは管路８を経て第２段階２に供給され
る。第２段階２は、設備の廃ガスを管路１２に、第２浸
透ガスを管路１０に製出する。廃ガスの一部は膨張弁１
４で膨張後、管路１３を経て低圧空間６に戻される。二
つの浸透ガスは、設備の製品である低純度水素を構成す
るためにＨで合流され、管路１１を経て排出される。
【００１１】したがって、単純浸透装置と還流浸透装置
がこの順に直列に取りつけられた上述の組合せは、驚く
べきやり方で、所定の投資に対しての水素抽出収率を著
しく改良し、もしくは所定の収率に対しての投資、すな
わち浸透膜の面積を著しく減少できることが確認され
た。
【００１２】変形では、浸透装置の還流ガスは管路８又
は管路７から採取された。図２に示されたように、各段
階１，２は、図１におけるように単一の浸透装置によっ
てではなく、直列に取りつけられた複数の同様の浸透装
置で構成することができる。
【００１３】さらに正確にはこの変形では、段階１はｎ
基の単純浸透装置１1 ，…，１n で構成される。浸透装
置１1 の高圧入口は、段階１の高圧入口Ａを構成し、一
方浸透装置１1 ，…，１n のそれぞれの高圧出口は、次
の浸透装置の高圧入口に接続され、浸透装置１n の高圧
出口は、第１段階の高圧出口Ｂを構成する。管路９は、
ｎ基の浸透装置の低圧出口の全部に接続される。
【００１４】同様に段階２は、直列に取りつけられたｐ
基の還流浸透装置２1 ，…，２p で構成される。さらに
正確には浸透装置２1 の高圧入口は、管路８によってＢ
に接続される段階２の高圧入口Ｄを構成し、浸透装置２
1 ，…，２p-1 それぞれの高圧出口は、一方では膨張弁
１４1 …１４p-1 を経て同じ浸透装置の低圧入口に接続
され、他方では次の浸透装置の高圧入口に接続される
が、浸透装置２p の高圧出口は第２段階の高圧出口Ｅを
構成する。
【００１５】第１段階の浸透装置の低圧出口全部は同一
点Ｃで接続され、第２段階の浸透装置の低圧出口全部は
同一点Ｆで接続される。図１と同様に管路９及び１０
は、点Ｃ及びＦをそれぞれ同一点Ｈに接続し、そこから
低純度水素製品管路１１が出る。
【００１６】図３の変形では、段階１及び２のそれぞれ
は、並列に取りつけられた一連の同様な浸透装置（段階
１には単純浸透装置、段階２には還流浸透装置）で構成
される。したがって点Ａに到達するフィードはｎ個の供
給流に分割され、浸透装置１1 ，…，１n のｎ個の廃ガ
スは第２段階２の供給混合物を構成するために点Ｂで再
び一緒にされる。それから管路８によって点Ｂに接続さ
れた点Ｄにおいて、この混合物は今度は、浸透装置
２1 ，…，２p にそれぞれ供給されるｐ個の流れに分割
される。第２段階の廃ガスの全部は設備の廃ガス排出管
路１２に集められ、図２におけるように第１段階の浸透
ガスの全部が点Ｃに集められ、第２段階の浸透ガスの全
部が点Ｆに集められ、点Ｃ及びＦは点Ｈで接続され、そ
こから製品管路１１が出る。
【００１７】もちろん、第１段階１が単純浸透装置で構
成され、第２段階２が還流浸透装置で構成される、直列
及び並列の他の浸透装置を考えつくことは可能である。
２基以上の浸透装置を有する設備では、還流ガスとして
役立ついろいろなガス、すなわちフィード以外に浸透装
置のいろいろな廃ガスを自由に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適合した浸透設備を略図的に示した
図。
【図２】本発明の浸透設備の一つの変形を略図的に示し
た図。
【図３】同じく他の変形を略図的に示した図。
【符号の説明】
１ 単純浸透装置で構成された段階（第１段階） ２ 還流浸透装置で構成された段階（第２段階） ３，５ 高圧空間 ４，６ 低圧空間 ７〜１３ 管路 １４ 膨張弁 Ａ，Ｄ 高圧入口 Ｂ，Ｅ 高圧出口 Ｃ，Ｆ 低圧出口 Ｇ 低圧入口 Ｈ 管路９の一点

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 −それぞれ処理すべきガス状混合物の
    高圧入口（Ａ，Ｄ），廃ガスの高圧出口（Ｂ，Ｅ）及び
    浸透ガスの低圧出口（Ｃ，Ｆ）を有する二つの浸透段階
    （１，２）を有する浸透設備が用いられ、 その第１段階（１）が、活動中の一つの入口と活動中の
    二つの出口、すなわち処理すべきガス状混合物の高圧入
    口（Ａ），廃ガスの高圧出口（Ｂ）及び浸透ガスの低圧
    出口（Ｃ）をもった一つの単純浸透装置、もしくは直列
    及び／又は並列に取りつけられた複数の単純浸透装置
    （１1 ，…，１n ）で構成され、 その第２段階（２）が、活動中の二つの入口と活動中の
    二つの出口、すなわち処理すべきガス状混合物の高圧入
    口（Ｄ），廃ガスの高圧出口（Ｅ），還流ガス状混合物
    の低圧入口（Ｅ）及び浸透ガスの低圧出口（Ｆ）をもっ
    た一つの還流浸透装置、もしくは直列及び／又は並列に
    取りつけられた複数の還流浸透装置（２1 ，…，２p ）
    で構成されており、− 当初のガス状混合物が第１段階（１）の高圧入口
    （Ａ）に導入され、− 第１段階（１）の廃ガスが第２段階（２）の高圧入
    口（Ｄ）に導入され、− 設備内で採取され、製品の軽い低純度ガスの含有量
    より少ない含有量の軽いガスを有する還流ガス状混合物
    が第２段階（２）の低圧入口（Ｇ）に導入され、− 製品の軽い低純度ガスを構成するために二つの段階
    （１，２）の浸透ガスが合流されることを特徴とする、
    当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを浸透により製
    造する方法。
  2. 【請求項２】 前記還流ガス状混合物が、第２段階
    （２）の廃ガスから採取されることを特徴とする、請求
    項１記載の当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを浸
    透により製造する方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の当初のガス状混合
    物から軽い低純度ガスを浸透により製造する方法の不純
    水素ガス製造への応用。
  4. 【請求項４】 それぞれ処理すべきガス状混合物の高圧
    入口（Ａ，Ｄ），廃ガスの高圧出口（Ｂ，Ｅ）及び浸透
    ガスの低圧出口（Ｃ，Ｆ）をもった二つの浸透段階
    （１，２）を有し、− その第１段階（１）が、活動中の一つの入口と活動
    中の二つの出口、すなわち処理すべきガス状混合物の高
    圧入口（Ａ），廃ガスの高圧出口（Ｂ）及び浸透ガスの
    低圧出口（Ｃ）をもった一つの単純浸透装置、もしくは
    直列及び／又は並列に取りつけられた複数の単純浸透装
    置（１1 ，…，１n ）で構成され、− 第２段階（２）が、活動中の二つの入口と活動中の
    二つの出口、すなわち処理すべきガス状混合物の高圧入
    口（Ｄ），廃ガスの高圧出口（Ｅ），還流ガス状混合物
    の低圧入口（Ｇ）及び浸透ガスの低圧出口（Ｆ）をもっ
    た一つの還流浸透装置、もしくは直列及び／又は並列に
    取りつけられた複数の還流浸透装置（２1 ，…，２p ）
    で構成されており、− 第１段階（１）の高圧出口（Ｂ）が第２段階（２）
    の高圧入口に接続され、− 設備が、第１段階（１）の高圧入口（Ａ）に接続さ
    れた供給管路（７）、二つの段階（１，２）の高圧出口
    （Ｃ，Ｆ）に接続された製品管路（１１）、及び第２段
    階（２）の浸透装置又は各浸透装置について浸透装置の
    低圧入口（Ｇ）に達し、設備内で採取されて製品の軽い
    不純ガスの含有量より少い含有量の軽いガスをもった還
    流ガス状混合物を運ぶ還流管路（１３）を有することを
    特徴とする、当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを
    浸透により製造する設備。
  5. 【請求項５】 還流管路（１３）が、供給管路（７）又
    は浸透装置の廃ガスを運ぶ管路（８，１２）から分岐さ
    れることを特徴とする請求項４記載の当初のガス状混合
    物から軽い低純度ガスを浸透により製造する設備。
  6. 【請求項６】 還流管路（１３）が、膨張弁（１４；１
    ４1 ，…，１４n ）を介して対応する浸透装置の高圧出
    口（Ｅ）に接続されることを特徴とする、請求項４又は
    ５記載の当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを浸透
    により製造する設備。
JP4299641A 1991-11-18 1992-11-10 当初のガス状混合物から軽い低純度ガスを浸透により製造する方法及び設備 Pending JPH05261236A (ja)

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FR919114167A FR2683737B1 (fr) 1991-11-18 1991-11-18 Procede et installation de production par permeation d'un gaz leger impur a partir d'un melange gazeux contenant ce gaz leger.
FR9114167 1991-12-18

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JPH05261236A true JPH05261236A (ja) 1993-10-12

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US (1) US5314528A (ja)
EP (1) EP0547927B1 (ja)
JP (1) JPH05261236A (ja)
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DE (1) DE69201942T2 (ja)
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