JPS60126572A - 高純アルゴンの製造方法 - Google Patents

高純アルゴンの製造方法

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JPS60126572A JP58232055A JP23205583A JPS60126572A JP S60126572 A JPS60126572 A JP S60126572A JP 58232055 A JP58232055 A JP 58232055A JP 23205583 A JP23205583 A JP 23205583A JP S60126572 A JPS60126572 A JP S60126572A
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argon
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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】 本発明は空気を液化精溜して酸素、窒素を製造すると同
時に粗アルゴン塔、高純アルゴン塔により高純度アルゴ
ンを製造する方法に関する。
一般にアルゴンの製造は空気液化分離装置の複精面塔上
部塔の中段より１０〜１２％のフルボーンと微量の窒素
を含む酸素ガスを原料ガスとして抜き出し、これを粗ア
ルゴン塔に送って精面を行ない、得られた粗アルゴン中
の酸素を水素と反応させて除去した後、高純アルゴン塔
で液化精溜して窒素Ｊ３よび水素を除去して高純度アル
ゴンを得る方法によって行なわれている。これを第１図
によって説明すると約５１ＶｉＧに圧縮され低温の帰還
ガスと熱交換して冷却された低ｍ＃１製空気が管１より
下部塔２下部へ導入される。下部塔２で（よ空気の精面
が行なわれ、頂部に窒素、底部に液体空気が分離される
下部塔２底部の液体空気は管３、液空濾過器４を経て二
分し、一方は管５、膨張弁６を経て上部塔７へ供給され
る。二分した他方は管８、膨張弁９を経て粗アルゴンｊ
！＞　１０の凝縮器１１の蒸発側に導入され、該粗アル
ゴン塔１０の上昇ガスを冷却し、自身は蒸発して管１２
より上部塔７中部に導入される。下部塔２頂部の液体窒
素は管１３より上部塔７頂部に導入され該上部塔７の還
流液となる。下部塔２頂部の液体窒素は更に管１４、膨
張弁１５を経て高純アルゴン塔１６の凝縮器１７蒸発側
に導入されて該高純アルゴン塔内上昇ガスを凝縮させる
。また同じ下部Ｊδ２頂部の窒素ガスは管１８を経て高
純アルゴン塔１６下部の蒸化器１９に導入され、該塔１
６下部の液アルゴンを蒸発させた後管２０、膨張弁２１
を経て前記高純アルゴン塔１６の凝縮器１７に導入され
る。該凝縮器１７に於て寒冷を与えて気化した窒素は管
２２より導出され、前記上部塔７頂部より導出された窒
素と共に管２３より系外へ排出される。上部塔７中段よ
り管２４によって導出されたアルゴン１０〜１２％、微
量の窒素、残り酸素よりなる原料アルゴンガスは前記粗
アルゴン塔１０の下部に導入され、精面によってアルゴ
ンを分離した液体酸素は該粗アルゴン塔１０底部より管
２５を経て前記上部塔７の中段に戻される。粗アルゴン
塔１０で分離された粗アルゴンは該塔１０上部より管２
６により導出され熱交換器２７に入り昇温してアルゴン
精製器２８に入り、該アルゴン精製器２８において、該
粗アルゴン中に含まれる酸素を水素と反応させ−Ｃ除去
する。不純物としての酸素を完全に除去された粗アルゴ
ンガスは再び粗アルゴン熱交換器２７に導入されて降温
し管２９より前記高純アルゴン塔１６に導入される。該
高純アルゴン塔１６に於て精面にＪ：り含有する窒素、
水素を分離され高純度となったアルゴンは管３０より導
出され、分離された窒素、水素は管３１より糸外へ排出
される。
しかしながら上記従来法には次の様な不都合があった。
即ち（１）粗アルゴン塔１０および高純アルゴン塔１６
の運転状態と主精面塔の運転状態が相互に影響を受けや
すく、安定運転を継続するために高度の運転技術を必要
とする、（２）下部Ｊ！５２上部上り管１４により導出
される液体窒素および管１８により導出される窒素ガス
は夫々高純アルゴン塔１６の凝縮器１７および蒸化器１
９で消費されるのぐその分下部塔２および上部塔７の還
流液が不足する、（３）下部塔２下部より導出さ−れた
液体空気の一部は粗アルゴン塔１ｏ凝縮器１１で気化さ
れ、然る後土部塔７十部に戻されるＩ（め上部塔７の液
体空気供給段以下の還流液が不足する、等である。
本発明は上記従来技術の不都合点を解決するためになさ
れたもので、主精面塔上部塔中段よりアルゴン原料ガス
を導出して粗アルゴン塔に供給し粗アルゴンを分離し、
更にＭ索を除去した後高純アルゴン塔に導入して精製し
高純アルゴンを製造する方法に於て、粗アルゴン塔凝縮
器の寒冷源、高純アルゴン塔の加熱源として循環窒素を
用い、該窒素を圧縮・液化・蒸発させる窒素サイクルを
構成すると共に、高純アルゴン塔凝縮器の寒冷源を粗ア
ルゴン塔塔底液または主精面塔凝縮器の液体酸素にめる
ことによって、高純アルゴンを高収率で安定して採取す
ると共に建設費を低減することを可能にした方法ぐある
。
以下本発明を図によって説明する。
第２図は本発明方法の一実施例を示す系統図であり、第
１図に示した従来方法と同一部分は同一記号をもって示
す。
下部塔２での精面により該塔２底部に生成した液体空気
は管３、吸着器４、管５を経て全ｍ上部塔７へ導入され
、また下部塔２上部の液体窒素は管１３を経て大部分が
上部塔７へ供給される。次に粗アルゴン塔１０の冷却お
よび、高純アルゴン塔１６の加熱方法について説明する
と、粗アルゴン塔１０の凝縮器１１より導出した窒素ガ
スは管３２を経て窒素熱交換器３３の通路３４に入って
向流寸゛る圧縮窒素と熱交換して昇温し、窒素熱交換器
３３を導出して窒素圧縮機３５に入って約５に９１ｃｒ
ｌ　Ｇまで加圧された後、再び熱交換器３３に導入され
通路３６を通って通路３４を向流する上記低温窒素ガス
と熱交換し降温して管３７へ導出づる。管３７は三分し
てその一つ管３８へ前記加圧窒素の大部分が流れ、高純
アルゴン塔１６底部に設けられた蒸化器１９に入って該
高純アルゴン塔１６底部に溜った液体アルゴンと熱交換
し、該高純アルゴン塔１６の加熱源となると共に自身は
液化して管２０へ導出し弁２１、管３９を経て粗アルゴ
ン塔１０の凝縮器１１の蒸発側へ導入される。
前記三分した加圧窒素の一つは管４０より熱交換器４１
の通路４２に入って粗アルゴン塔１０のｊ６底より供給
される液体酸素と熱交換してこれを気化させ自身は液化
して導出し弁４３を経τｎ０記弁２１を経て来た液体窒
素と合流し、管３９を経て前記粗アルゴン塔１０の凝縮
器１１に入り、該粗アルゴン塔１０の寒冷源となる。こ
の際上記弁２１と弁４３を調節して管２０おにび管４２
を通る窒素量を調節することにより熱交換器４２で気化
する液体酸素量を調節する。即ち弁２１と弁４３によっ
て高純アルゴン塔１６の還流比を調節する。
前記三分した加圧窒素の残り一つは管４４、弁４５を経
て主精面塔下部塔２上部へ尋人される。
一方粗アルゴン塔１０の塔底に館山した液体酎素は管４
６より導出して粗アルゴン塔１０より低い位置に設けら
れた高純アルゴン塔の凝縮器１７の蒸発側に入り、該高
純アルゴン塔１６内を上昇して来たガスど熱交換して寒
冷を与え、自身は気化し、て酸素ガスとなり管４７より
導出して主精面塔７の中部へ戻される。この際前記液体
酸素の一部は管４８より前記熱交換器４１に入り前記管
４０よりの圧縮窒素と熱交換して気化し管４９を軽て凝
縮器１７に帰還後管４７より上部塔７の中部に戻される
。上記管４８及び管４９は第３図の如く管４８′、管４
９′としても良いことは勿論である。前記管４４、弁４
５を経て下部塔２に戻された分の窒素は管１３より導出
される液体窒素が管５０へ分岐して弁５１を経て前記粗
アルゴン塔１０の凝縮器１１へ導入され循環する。
次に第４図に本発明の他の実施例を示す。本実施例に於
ても第１図と同一記号で示した部分は説明を省略する。
また本実施例に於−Ｃも粗アルゴン塔１０の凝縮器１１
の寒冷源および高純アルゴン塔１６の蒸化器１９の加熱
源としての窒素循環系統は第２図の場合と同じである。
第２図の実施例と本実施例の異なる点は高純アルゴン塔
１６の凝縮器１７の寒冷源である。即ち本実施例に於て
は粗アルゴン塔１０の塔底液は第１図の場合と同様に管
２５を経て上部塔７の中部に戻される。そして主精面塔
上部塔７下部の凝縮器５２に溜った液体酸素が管５３に
より導出され前記高純アルゴン１５１６の凝縮器１７に
導入されて該高純アルゴン塔１６の寒冷源となる。即ち
、該凝縮器１７に導入された液体酸素は高純アルゴン塔
１６内を上昇してまたガスと熱交換してこれを冷却液化
して還流液とし、自身は気化して管５４より前記主精面
塔上部ｐ５７の凝縮器５２へ戻される。
本発明は以上の如く粗アルゴン塔凝縮器の寒冷源、高純
アルゴン塔凝縮器の加熱源として循環窒素を用いると共
に高純アルゴン塔凝縮器の寒冷源を粗アルゴン塔塔底液
または主精面塔凝縮器の液体酸素にめる様にしたことを
特徴とするがこれによって次の様な効果が得られる。
（１）粗アルゴン塔凝縮器の寒冷源に液体窒素を使用し
たため液体空気を使用する従来装置に比してアルゴン原
料ガス中に窒素分が増加しても粗アルゴン塔の運転状態
が不安定になることが無く、主精面塔上部塔の最大アル
ゴンビーク点より原料アルゴンを導出することが出来る
。
（２）高純アルゴン塔蒸化器の加熱源を循環窒素とし、
更にこの蒸化器で液化した窒素を粗アルゴン塔凝縮器の
寒冷源としたため、従来装置の如く主精面塔下部塔の窒
素を消費することが無く、従って上部塔上部に供給する
還流液としての液体窒素が不足することが無く、主精面
塔、粗アルゴン塔、高純アルゴン塔の運転状態が相互に
影響し合うことが無く、安定運転が可能になった。
（３〉粗アルゴン塔凝縮器の寒冷源に液体窒素を使用し
たため、従来装置の如くアルゴン収率の向上のためアル
ゴン原料ガスのフィード徂の僧門に伴い粗アルゴン塔凝
縮器用液体空気を増重することによる上部塔中部の還流
液量の不足が起らなくなった。即ち、循環窒素圧縮機の
処理量を増加することにより上部塔の精面状態即ち酸素
の収率に悪影響を与えることなくアルゴン原料ガスのフ
ィード最の増重が可能になった。
（４）前記循環窒素系統に弁２１と弁４３を設けこれを
調節することにより主精面塔の運転状態と無関係に高純
アルゴン塔の還流液の増減が可能となったため高純アル
ゴン塔に供給される精製アルゴンガス中に含まれる窒素
ガスが増加しても高純アルゴン塔頂部より排出される水
素、窒素、アルゴン混合ガス中のアルゴン濃度を極小に
する様に運転が可能になった。
（５）第２図に示ず方法の場合は粗アルゴン堝塔底液を
高純アルゴン塔凝縮器で気化させ、ガスで上部塔中部に
戻すので粗アルゴン塔の据付位置を従来より低くするこ
とが出来、装置建設費が減少した。
（６）また、上部塔下部の上昇ガス量が少なくなるので
この部分の塔径を小さくすることが出来る。
また主精面塔凝縮器の面積を小さくすることが出１来、
装置建設費を減少させた。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の高純アルゴンの製造方法を示す系統図、
第２図及び第３図は本発明の第１発明を説明するだめの
もので、第２図は第１実施例を示す系統図、第３図はＭ
２実施例の要部を示−す系統図、第４図は第２発明の一
実施例を示す系統図である。 ２は下部塔、７は上部塔、１０は粗アルゴン塔、１１は
粗アルゴン塔凝縮器、１６は高純アルゴン塔、１７は高
純アルゴン塔凝縮器、１９は高純アルゴン塔蒸化器、３
５は窒素圧縮機である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、空気を液化精面して酸素、窒素を採取すると共に、
    複式精溜塔の上部塔中部より粗アルゴン原料ガスを抜き
    出し、粗アルゴン塔次いで高純アルゴン塔に導入して高
    純アルゴンを製造する方法において、粗アルゴン塔凝縮
    器蒸発側より導出した窒素ガスを窒素圧縮機によって昇
    圧後、高純アルゴン塔塔底に設けた蒸化器に導入して該
    高純アルゴン塔塔底液と熱交換し、液化した窒素を前記
    別アルゴン塔凝縮器に戻す循環窒素系統を設けると共に
    、粗アルゴン塔の塔底液を高純アルゴン塔の凝縮器蒸発
    側に導入して該高純アルゴン塔の還流液製出の寒冷を与
    え、自身は気化して主精溜塔上部塔中部に導入されるこ
    とを特徴とツる高純アルゴンの製造方法。 ２、空気を液化精面して酸素、窒素を採取すると共に複
    式精溜塔の上部塔中部にり粗アルゴン原料ガスを抜き出
    し、粗アルゴン塔次いで高純アルゴン塔に導入して高純
    アルゴンを製造する方法において、粗アルゴン塔凝縮器
    蒸発側より導出した窒素ガスを窒素圧縮機によってＲ圧
    接、高純アルゴン塔塔底に設けた蒸化器に導入して該高
    純アルゴン塔塔底液と熱交換し、液化した窒素を前記粗
    アルゴン塔凝縮器に戻す循環窒素系統を設けると共に、
    前記上部塔下部の液体酸素を抜き出し高純アルゴン塔凝
    縮器蒸発側に供給して高純アルゴン塔の還流液製出の寒
    冷を与え、自身は気化して上記上部ｊｂ下部へ導入され
    ることを特徴とザる高純アルゴンの製造方法。
JP58232055A 1983-12-08 1983-12-08 高純アルゴンの製造方法 Granted JPS60126572A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104315803A (zh) * 2014-10-21 2015-01-28 杭州中泰深冷技术股份有限公司 用部分冷凝代替纯氩冷凝器的装置及其冷凝方法

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