JPH06234511A - 圧縮熱を使用する精製方法及び装置 - Google Patents

圧縮熱を使用する精製方法及び装置

Info

Publication number
JPH06234511A
JPH06234511A JP6011280A JP1128094A JPH06234511A JP H06234511 A JPH06234511 A JP H06234511A JP 6011280 A JP6011280 A JP 6011280A JP 1128094 A JP1128094 A JP 1128094A JP H06234511 A JPH06234511 A JP H06234511A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
feed stream
oxidizing species
hydrogen
carbon monoxide
stream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6011280A
Other languages
English (en)
Inventor
John Henry Royal
ジョン・ヘンリー・ロイアル
Mary Louise Markowski
メアリー・ルイーズ・マルコウスキ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praxair Technology Inc
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of JPH06234511A publication Critical patent/JPH06234511A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/044—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a single pressure main column system only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/72—Refluxing the column with at least a part of the totally condensed overhead gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/24—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using regenerators, cold accumulators or reversible heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/80—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using membrane, i.e. including a permeation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/82—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a reactor with combustion or catalytic reaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/42—Nitrogen or special cases, e.g. multiple or low purity N2
    • F25J2215/44—Ultra high purity nitrogen, i.e. generally less than 1 ppb impurities

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素含有供給流れから一酸化炭素、水素及び
／又はメタンのような酸化性不純物を除去する方法を提
供する。 【構成】 酸素と一酸化炭素、水素及びメタンのうちの
少なくとも１種からなる酸化性種とを含む供給流れを圧
縮して圧縮熱を発生させ、次いで中間冷却を行わずにそ
の圧縮した供給流れを接触帯域で反応させて酸化種を形
成し、その後に供給流れから酸化種を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、酸素含有流れから一酸化炭
素、水素及び／又はメタンの如き酸化性不純物を除去す
ることに関する。本発明は、極低温空気分離プラントへ
の供給流れを清浄するのに特に有用である。
【０００２】
【発明の背景】窒素や酸素のような工業ガスを製造する
ための空気の極低温精留では、供給空気を空気分離プラ
ントの極低温精留塔に送る前に供給空気から二酸化炭
素、水蒸気及び大部分の炭化水素の如き高沸点不純物が
除去される。もしも供給流れからかかる高沸点不純物が
除去されないと、それらは、極低温精留を実施する際の
温度において凝縮して固化し、かくしてその分離プロセ
スに過酷な負担をしいる。一般には、これらの高沸点不
純物は、供給空気流れを逆転熱交換器又はモレキュラシ
ーブ若しくは他の吸着剤を含む吸着剤床に通すことによ
って極低温精留塔よりも上流側で供給空気流れから除去
される。
【０００３】極低温精留プラントへの供給空気流れは、
一酸化炭素や水素及びメタンのような微量炭化水素の如
き低沸点不純物も含有する場合がある。これらの低沸点
不純物は、極低温精留を通してガス状の状態のままであ
り、かくして上記の高沸点不純物のようには分離の負担
にならない。この理由のために、これらの低沸点不純物
は一般には極低温精留プラントへの供給空気から除去さ
れずに、どちらかと言えば、系を通されて生成物主とし
てより揮発性の生成物（これは一般には窒素である）と
共に極低温精留から出される。
【０００４】低沸点不純物の一酸化炭素及び水素を少量
含有する窒素はたいていの用途に対して好適である。し
かしながら、エレクトロニクス産業で使用される半導体
製造プロセスの不活性化におけるような窒素のいくらか
の用途では、一酸化炭素や水素が実質上除去された超高
純度窒素が要求される。これらの場合には、使用点の直
前で窒素流れから一酸化炭素及び水素を除去する精製器
がその使用点で通常使用される。また、極低温空気分離
プラントの酸素生成物からメタンを除去するにもその使
用点で精製器を使用することができる。かかる使用点に
ある精製器は例えば窒素から一酸化炭素や水素を除去す
るのに極めて有効であったが、しかしそれらは使用上の
費用及び困難の如きある種の欠陥を有する。その上、使
用点にある精製器の他の欠点は、それらが常に粒状物質
を発生させそしてこの粒状物質を窒素流れが精製器を通
過する間にその流れ中に混入せしめることである。これ
は、窒素が極高純度を有することを要求する用途で窒素
を使用しようとするときには特に有害である。
【０００５】従って、極低温精留プラントから取られた
生成物を処理するのに使用点にある精製器を使用するこ
とを回避するのが望ましい。これを行うことができる１
つの方法は、供給空気流れを極低温精留塔に導入する前
にそれから一酸化炭素及び水素を除去することである。
この態様で、窒素の如き極低温精留プラントからの生成
物からこれらの低沸点不純物が実質上除去され、かくし
てかかる生成物は使用点での精製を必要とせずに極高純
度用途において直接使用することができる。供給空気流
れから一酸化炭素や水素のような不純物を除去するため
の方法や装置が知られているけれども、それらは一般に
は費用がかかりしかも効率的な操作を得るには高い温度
を必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、供給流れから一酸化炭素、水素及び／又はメタンの
如き酸化性不純物を除去するための方法及び装置を提供
することである。
【０００７】本発明の他の目的は、極低温精留プラント
との関連で特に有用な供給流れから一酸化炭素、水素及
び／又はメタンの如き酸化性不純物を除去するための改
良された方法及び装置を提供することである。
【０００８】
【発明の概要】本明細書の開示を通読するときに当業者
に明らかになるであろう上記の目的及び他の目的はここ
に本発明によって達成されるが、本発明の１つの面は、
（Ａ）酸素と、一酸化炭素、水素及びメタンよりなる群
からの少なくとも１種の酸化性種とを含む供給流れを、
圧縮間に発生される圧縮熱によって供給流れの温度を高
めながら圧縮し、（Ｂ）圧縮熱を含有する供給流れを、
酸化触媒を収容する接触帯域に通し、（Ｃ）接触帯域で
供給流れ中の酸化性種を酸化させて酸化種を生成し、そ
して（Ｄ）供給流れから酸化種を除去する、ことを含む
供給流れからの酸化性種の除去法である。
【０００９】本発明の他の面は、（Ａ）圧縮器及び触媒
床、（Ｂ）供給流れを圧縮器に送るための手段及び供給
流れを冷却手段に通さずに圧縮器から触媒床に送るため
の手段、（Ｃ）流れから酸化種を除去するための精製
器、及び（Ｄ）供給流れを精製器に送るための手段及び
精製器から供給流れを抜き出すための手段、を含む供給
流れから酸化性種を除去するための装置である。
【００１０】本明細書で使用する用語「床」は、容器内
に保持されたペレット化固体粒子の許容可能な凝集体を
意味する。
【００１１】用語「塔」は、蒸留若しくは精留塔又は帯
域、即ち、例えば塔内に配置された一連の垂直方向に空
間を置いたトレー又はプレート及び／又は充填部材（こ
れは構造部材及び／又はランダムな充填部材であってよ
い）の如き気液接触部材上で液相及び気相を向流接触さ
せて流体混合物を分離させるような接触塔又は帯域を意
味する。蒸留塔の更なる説明については、米国ニューヨ
ーク州所在のマックグロー・ヒル・ブック・カンパニー
ニによって発行されたケミカル・エンジニヤズ・ハンド
ブック第五版（アール・エイチ・ペリー及びチー・エイ
チ・チルトン両氏編）のページ１３−３のセクション１
３にある“連続蒸留法”におけるビー・ディー・スミス
氏の“蒸留”を参照されたい。
【００１２】用語「精留」又は「連続蒸留」は、気相及
び液相の向流処理によって得られるような連続的部分蒸
留及び凝縮を結合させた分離プロセスを意味する。極低
温精留は、１５０°Ｋ又はそれ以下の温度の如き低温度
において少なくとも一部分実施される精留プロセスであ
る。極低温精留プラントは１つ以上の塔を含む。
【００１３】用語「間接的熱交換」は、２つの流体流れ
を互いに物理的に接触又は混合させずに熱交換関係にす
ることを意味する。
【００１４】用語「供給空気」は、空気のように主とし
て窒素及び酸素を含む混合物を意味する。
【００１５】用語「圧縮器」は、ガスの存在を増大させ
るための装置を意味する。
【００１６】用語「圧縮熱」は、圧縮器によって供給空
気の如きガスに与えられるエネルギー入力であって、ガ
スの温度上昇によって表わされるものを意味する。
【００１７】
【発明の具体的な説明】本発明は、一酸化炭素、水素及
び／又はメタンの他に酸素も含む流れを先ず高められた
圧力に圧縮して圧縮熱を発生させそしてその流れが酸化
触媒を収容する接触帯域を通るときに流れ中に圧縮熱を
維持することによって、かかる流れから一酸化炭素、水
素及び／又はメタンを除去する。圧縮熱は、接触反応が
より高い効率と共に進行するのを可能にし、かくして酸
化性種の酸化種への転化を促進させることができる。本
発明の実施では、一酸化炭素が存在する場合には二酸化
炭素に転化され、水素が存在する場合には水に転化さ
れ、そしてメタンが存在する場合には二酸化炭素と水と
の転化される。この二酸化炭素及び水は、逆転熱交換
器、モレキュラシーブ吸着剤床又はゲルトラップの使用
によるが如き慣用法によって流れから除去される。
【００１８】空気の極低温精留では、供給空気は典型的
にはその分離を促進させるために高められた圧力に圧縮
される。次いで、供給空気は、典型的には、生じた圧縮
熱を除去するために冷却される。本発明は、かかる極低
温精留のために供給流れを処理するのに特に有用であ
る。というのは、本発明では、いかにしても発生されそ
してこれまで使用されずに除去されていた圧縮熱が有益
下に使用されるからである。
【００１９】ここで図面を参照しながら本発明を詳細に
説明する。図１を説明すると、酸素と一緒に一酸化炭
素、水素及び／又はメタンを含む供給流れ２０は圧縮器
２１に送られる。供給流れは更なる処理操作への供給材
料とするものであってもよく、又はそれは酸化性種の除
去直後に回収しようとするものであってもよい。特に好
ましい供給流れは、極低温精製プラントへの供給材料と
して使用しようとする周囲空気である。典型的には、か
かる周囲空気は、一酸化炭素を１〜５，０００ｐｐｂ
（１０億部当たりの部数）の範囲内の平均濃度で含有し
そして水素を０．５〜２０，０００ｐｐｂの範囲内の平
均濃度で含有する。
【００２０】供給流れが圧縮器２１を通されると、供給
流れの圧力は、一般には、供給材料の温度を高める圧縮
熱を発生するプロセスにおいて４０〜４００ポンド／ｉ
ｎ2絶対圧（ｐｓｉａ）の範囲内に高められる。好まし
くは、圧縮器２１から抜き出された供給流れ２２の温度
は少なくとも９０℃の温度そして一般には８０〜２００
℃の範囲内の温度にある。
【００２１】特に供給材料が水蒸気も含有する周囲空気
であるような場合には、接触帯域の前で供給材料から水
蒸気を除去するのが望ましい。このような場合には、供
給材料は水分の除去のために水分除去器２３を通すこと
ができる。水分除去器２３は、膜及び／又はペレット乾
燥剤を含むことができる。
【００２２】流れ２２は、次いで、接触帯域２４に送ら
れてそこを通される。流れ２２は、圧縮熱をなお含有し
且つ少なくとも８０℃の温度にある間に接触帯域２４に
送られ、しかして供給材料は圧縮器２１と接触帯域２４
との間で熱交換又は冷却手段を通らない。圧縮器と接触
帯域との間で流れ２２のいくらかの熱損失が生じる可能
性があることが認識される。本発明の実施では、圧縮器
と接触帯域との間には、流れ２２から熱を除去するのを
唯一の又は主な機能とする手段は全く存在しない。
【００２３】接触帯域又は触媒床２４は、ルテニウム、
銅、オスミウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金及び錫から選択される少なくとも１種の金属元素を
含む。触媒床は、これらの金属元素のうちの２種以上か
らなる混合物を含むことができる。触媒中に含有される
金属は、一般には、アルミナ、イオン交換済モレキュラ
シーブ、ゲル及び／又はハネカム構造のような表面上の
被覆の形態で担持される。
【００２４】供給材料が触媒床２４を通るときに、流れ
２２中の酸化性種は閉じ込められて供給材料中の酸素で
酸化され、しかして場合によって二酸化炭素及び／又は
水を生成する。
【００２５】接触帯域２４から抜き出された供給流れ２
５は精製器２６に送られ、そこで二酸化炭素及び／又は
水蒸気が除去される。精製器は、例えば、逆転熱交換
器、吸着剤床又はゲルトラップであってよい。供給材料
が極低温精製塔に送られるような場合には、天然に産出
する高沸点不純物を除去するために精製器が既に適所に
設置されているのが通常である。かくして、本発明は、
低沸点不純物を除去するのが困難なものを高沸点不純物
を除去するのが容易なものに転換する都合のよい働きを
する。先に記載したように、水分除去器２３は使用され
る必要はなく、接触酸化によって発生されるものを含め
たすべての水は精製器２６によって除去することができ
る。一般には、供給流れ２５は、精製器２６に送る前に
冷却される。
【００２６】精製器２６を通過した後に、供給材料３１
は使用点に送られる。極低温精留の場合には、使用点は
窒素、酸素及び／又はアルゴンの如き生成物を生成する
１つ以上の塔を含む極低温精留プラントである。かかる
極低温精製プラントは、図１に参照数字２７によって示
されている。極低温精製プラントでは、供給材料は極低
温精留によって窒素２８及び廃棄物２９の如き生成物に
分離される。図１に例示されるように、廃棄物の一部分
３０を使用して精製器２６及び／又は水部除去器２３を
再生することができる。
【００２７】本発明は、供給材料中の一酸化炭素及び水
素濃度が百万部当たり１部（ｐｐｍ）以上であるときに
最も有用であり、そしてこれらの不純物を０．１ｐｐｍ
以下の低い濃度まで除去することができる。供給材料が
一酸化炭素、水素及び又は／メタンの他に他の酸化性種
を含有する場合には、存在する酸化性種に依存してかか
る種も本発明の実施の過程で除去することができる。例
えば、供給材料はエタン又は他の炭化水素を含有する可
能性がある。
【００２８】図２は、本発明と関連させて使用すること
ができる窒素生成物の製造のための単一塔からなる極低
温精留プラントの１つの具体例を例示するものである。
図２を説明すると、図１の流れ３１に相当する供給空気
３は塔４に送られ、そこで極低温精留によって窒素に富
む上方蒸気と酸素に富んだ底部液体とに分離される。酸
素に富んだ底部液体は、凝縮する窒素に富む上方蒸気に
対する間接的熱交換によって気化されて塔に還流を提供
する。図２に示される具体例では、これは上部凝縮器７
で行われる。酸素に富んだ底部液体は、流れ６として弁
８を経て上部凝縮器７に送られる。窒素に富む上方蒸気
は流れ５として上部凝縮器７に送られ、そこでそれは凝
縮されて流れ９として還流のために塔４に戻される。生
じた酸素に富んだ蒸気１０は、系から廃棄物として取り
出される。流れ５の一部分１１は、生成物窒素として回
収される。生成物窒素は少なくとも９０％の窒素濃度
（これは９９．９９９９９９％まで又はそれ以上になり
得る）を有し且つ極めて低いレベルの一酸化炭素及び水
素を含有し、しかしてこの生成物窒素は、使用点にある
精製器を通す必要なしに極高純度用途において使用する
ことができる。一般には、生成物窒素は、１ｐｐｍ又は
それ以下の一酸化炭素濃度及び１ｐｐｍ又はそれ以下の
水素濃度を有する。
【００２９】
【実施例】次の実施例は、本発明を更に例示するもので
あって、いかなる点においても本発明を限定するもので
はない。
【００３０】例１ 周囲空気を５６ｐｓｉａの圧力に圧縮し、そしてその温
度を圧縮熱によって１００℃に上げた。周囲空気は、
４，０００〜６，０００ｐｐｍの水蒸気含量を有しそし
て一酸化炭素を１．４ｐｐｍの濃度で水素を１．０ｐｐ
ｍの濃度で含有していた。圧縮した空気を、長さ６イン
チで直径７／８インチの寸法を有しそしてアルミナ担体
にパラジウムを担持させてなる５０ｇの触媒物質を収容
する接触反応器に５リットル／分の流量で通した。接触
反応器から、連続基準で０．１０ｐｐｍ未満の一酸化炭
素及び０．３０ｐｐｍ未満の水素を含有する供給物を排
出させた。生じた一酸化炭素及び水は、モレキュラシー
ブ吸着剤によって供給物から除去された。
【００３１】例２ 流量が２．６リットル／分であったことを除いて例１に
記載したと同様な操作を実施した。接触反応器から排出
された供給物は、連続基準で０．１０ｐｐｍ未満の一酸
化炭素及び０．１５ｐｐｍ未満の水素を含有していた。
【００３２】
【発明の効果】ここに本発明の使用によって、所望なら
ば極低温精留プラント（これは、使用点にある精製器を
必要とせずに極高純度用途で使用することができる生成
物を生成することができる）への供給材料として使用す
ることができる酸素含有流れから酸化性不純物を容易に
除去することができる。本発明の他の有用性は、プラン
ト生成物中の酸化性種をばらつきのないレベルに制御す
ることである。ある用途では、不純物のばらつき性は低
不純物レベルよりも重要である。本発明はプラント生成
物中の不純物レベルの変動を狭くすることができ、かく
してプラントによって供給される生成物のばらつき性を
改善することができる。
【００３３】ある種の好ましい具体例に関して本発明を
詳細に説明したけれども、当業者には本発明の精神及び
特許請求の範囲内で本発明の他の具体例が明らかになる
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の精製方法を簡単に示す概略フロシート
である。
【図２】本発明の精製方法に関連して使用することがで
きる極低温精製プラントの１つの具体例の概略図であ
る。
【符号の説明】
４ 塔 ７ 凝縮器 ２１ 圧縮器 ２３ 水分除去器 ２４ 接触帯域 ２６ 精製器 ２７ 極低温精製プラント
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０１Ｂ 23/00 Ｌ Ｆ２５Ｊ 3/08 8925−4Ｄ // Ｂ０１Ｄ 53/04 Ｚ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 供給流れから酸化性種を除去するに際し
    て、 （Ａ）酸素と、一酸化炭素、水素及びメタンよりなる群
    からの少なくとも１種の酸化性種とを含む供給流れを、
    圧縮間に発生される圧縮熱によって供給流れの温度を高
    めながら圧縮し、 （Ｂ）圧縮熱を含有する供給流れを、酸化触媒を収容す
    る接触帯域に通し、 （Ｃ）接触帯域で供給流れ中の酸化性種を酸化させて酸
    化種を生成し、そして （Ｄ）供給流れから酸化種を除去する、ことを含む供給
    流れからの酸化性種の除去法。
  2. 【請求項２】 供給流れが供給空気である請求項１記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 圧縮した供給流れが少なくとも１８０℃
    の温度を有する請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 酸化触媒がルテニウム、ロジウム、パラ
    ジウム、オスミウム、銅、イリジウム、白金又は錫を含
    む請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 酸化触媒がルテニウム、ロジウム、パラ
    ジウム、オスミウム、銅、イリジウム、白金又は錫のう
    ちの２種以上を含む請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 供給流れを少なくとも１つの塔を含む極
    低温精留プラントに送り、そして極低温精留プラントか
    ら生成物を回収することを更に含む請求項１記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 生成物が窒素である請求項６記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 生成物が酸素である請求項６記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 生成物がアルゴンである請求項６記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 酸化性種が一酸化炭素でありそして酸
    化種が二酸化炭素である請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 酸化性種が水素でありそして酸化種が
    水である請求項１記載の方法。
  12. 【請求項１２】 酸化性種がメタンでありそして酸化種
    が二酸化炭素及び水である請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 酸化性種が一酸化炭素及び水素であり
    そして酸化種が二酸化炭素及び水である請求項１記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 酸化性種が一酸化炭素、水素及びメタ
    ンでありそして酸化種が二酸化炭素及び水である請求項
    １記載の方法。
  15. 【請求項１５】 供給流れが、一酸化炭素、水素又はメ
    タ以外の少なくとも１種の酸化性種を更に含む請求項１
    記載の方法。
  16. 【請求項１６】 供給流れから酸化性種を除去するため
    の装置において、 （Ａ）圧縮器及び触媒床、 （Ｂ）供給流れを圧縮器に送るための手段及び供給流れ
    を冷却手段に通さずに圧縮器から触媒床に送るための手
    段、 （Ｃ）流れから酸化種を除去するための精製器、及び （Ｄ）供給流れを精製器に送るための手段及び精製器か
    ら供給流れを抜き出すための手段、を含む装置。
  17. 【請求項１７】 少なくとも１つの塔を含む極低温精留
    プラントと、供給流れを精製器から極低温精留プラント
    に送るための手段と、極低温精留プラントから生成物を
    抜き出すための手段とを更に含む請求項１６記載の装
    置。
JP6011280A 1993-01-06 1994-01-05 圧縮熱を使用する精製方法及び装置 Withdrawn JPH06234511A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US89393A 1993-01-06 1993-01-06
US000893 1993-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06234511A true JPH06234511A (ja) 1994-08-23

Family

ID=21693473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6011280A Withdrawn JPH06234511A (ja) 1993-01-06 1994-01-05 圧縮熱を使用する精製方法及び装置

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0606081A1 (ja)
JP (1) JPH06234511A (ja)
KR (1) KR940018642A (ja)
CN (1) CN1091331A (ja)
BR (1) BR9400024A (ja)
CA (1) CA2112823A1 (ja)
MX (1) MX9400277A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11217201A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Japan Pionics Co Ltd 酸素ガスの精製方法およびその精製器
WO2000001467A1 (fr) * 1998-07-07 2000-01-13 Nippon Sanso Corporation Procede et dispositif permettant de produire de l'air sec tres pur
JP2012101976A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Seika Chem Co Ltd アルゴンガスの精製方法および精製装置
JP2013155091A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Sumitomo Seika Chem Co Ltd アルゴンガスの精製方法および精製装置
JP2015140281A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 信越半導体株式会社 シリコン単結晶製造装置からのアルゴンガス回収精製方法及びアルゴンガス回収精製装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2739304B1 (fr) * 1995-09-29 1997-10-24 Air Liquide Procede et dispositif d'epuration d'air comprime, procede et installation de distillation d'air les utilisant
US6531105B1 (en) * 1996-02-29 2003-03-11 L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for removing carbon monoxide from a gas stream
FR2751561A1 (fr) * 1996-07-29 1998-01-30 Air Liquide Procede d'epuration de l'air en ses impuretes co et co2
FR2765493B1 (fr) * 1997-07-04 1999-08-06 Air Liquide Procede et dispositif de traitement de flux gazeux par oxydation et/ou reduction catalytique
FR2961270B1 (fr) * 2010-06-11 2017-07-28 Air Liquide Procede et appareil de sechage et de compression d'un flux riche en co2
CN105817182B (zh) * 2016-03-29 2018-06-08 北京石油化工学院 用于催化氧化反应的变压催化方法与装置
CN110467164B (zh) * 2019-08-20 2022-11-25 中国科学院合肥物质科学研究院 一种惰性气体高温纯化系统
CN110849023B (zh) * 2019-11-01 2021-02-02 西安交通大学 一种压缩空气与热化学耦合储能的冷热电联产系统及方法
CN111637685A (zh) * 2020-07-03 2020-09-08 上海迎飞能源科技有限公司 一种带氩气循环和氢气循环的单塔低温精馏回收氩气系统及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60200815A (ja) * 1984-03-21 1985-10-11 Hitachi Ltd アルゴン回収装置
JPH0633934B2 (ja) * 1985-04-02 1994-05-02 大同ほくさん株式会社 空気分離装置
JP2645137B2 (ja) * 1989-05-22 1997-08-25 テイサン株式会社 窒素製造装置用原料空気の精製装置
JPH03170786A (ja) * 1990-11-14 1991-07-24 Nippon Sanso Kk 高純度窒素製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11217201A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Japan Pionics Co Ltd 酸素ガスの精製方法およびその精製器
WO2000001467A1 (fr) * 1998-07-07 2000-01-13 Nippon Sanso Corporation Procede et dispositif permettant de produire de l'air sec tres pur
JP2012101976A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Sumitomo Seika Chem Co Ltd アルゴンガスの精製方法および精製装置
JP2013155091A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Sumitomo Seika Chem Co Ltd アルゴンガスの精製方法および精製装置
JP2015140281A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 信越半導体株式会社 シリコン単結晶製造装置からのアルゴンガス回収精製方法及びアルゴンガス回収精製装置
WO2015115031A1 (ja) * 2014-01-29 2015-08-06 信越半導体株式会社 シリコン単結晶製造装置からのアルゴンガス回収精製方法及びアルゴンガス回収精製装置
US9890044B2 (en) 2014-01-29 2018-02-13 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for recovering and purifying argon gas from silicon single crystal manufacturing apparatus and apparatus for recovering and purifying argon gas

Also Published As

Publication number Publication date
CN1091331A (zh) 1994-08-31
BR9400024A (pt) 1994-07-26
MX9400277A (es) 1994-07-29
EP0606081A1 (en) 1994-07-13
KR940018642A (ko) 1994-08-18
CA2112823A1 (en) 1994-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3351815B2 (ja) 不活性ガスの精製方法
US6210467B1 (en) Carbon dioxide cleaning system with improved recovery
KR930001207B1 (ko) 고순도 아르곤의 제조방법
KR100433872B1 (ko) 극저온 정류를 이용하여 용광로와 직접 환원로를 통합하는 방법
US5275742A (en) Treatment of water
KR101301805B1 (ko) 가스로부터 불순물을 제거하는 방법
JPH06234511A (ja) 圧縮熱を使用する精製方法及び装置
US20180238618A1 (en) Production of helium from a gas stream containing hydrogen
KR19980079857A (ko) 크립톤 및 크세논 추출 방법
EP3208563A1 (en) Method for argon production via cold pressure swing adsorption
JPH11100203A (ja) 気体流を処理するための方法および装置
KR20010066890A (ko) 연료 및 고순도 메탄을 제조하기 위한 극저온 정류 시스템
JPH04295587A (ja) 粗ネオン製造方法及び装置
US20030064014A1 (en) Purification of gases by pressure swing adsorption
KR101954809B1 (ko) 혼합가스로부터 고순도 네온 회수 방법 및 장치
JPH0463993B2 (ja)
JP2872631B2 (ja) 窒素・酸素製造システム
JPH10130009A (ja) 炭酸ガスの精製方法及び装置
JPH05262506A (ja) アルゴン製造方法及び装置
KR19990014226A (ko) 고순도의 비활성 가스를 제조하는 방법 및 장치
JP2001046827A (ja) ガス流中の水、二酸化炭素及び一酸化炭素除去方法
JP3325805B2 (ja) 空気分離方法および空気分離装置
KR19980070061A (ko) 저순도 산소 및 고순도 질소 제조용 저온 혼합식 장치
JPH05220319A (ja) ガスから炭化水素不純物を除去する装置
JPH0751441B2 (ja) 高純度水素の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010306