JPS6039951B2 - アルゴンの分離方法 - Google Patents

アルゴンの分離方法

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JPS6039951B2 JP51124245A JP12424576A JPS6039951B2 JP S6039951 B2 JPS6039951 B2 JP S6039951B2 JP 51124245 A JP51124245 A JP 51124245A JP 12424576 A JP12424576 A JP 12424576A JP S6039951 B2 JPS6039951 B2 JP S6039951B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気液化糟溜法によってアルゴンを分離する方
法に係り、安定したアルゴン採取を可能としたものであ
る。
空気液化精溜法によってアルゴンを採取するには、空気
を圧縮、冷却した後、複式精溜塔において酸素と窒素に
分離すると共に、アルゴン含有量の高い酸素を抽出して
精溜及び精製するのが普通であるが、アルゴン濃度の高
い酸素からアルゴンを分離する方法を第１図により説明
する。
下部塔１、凝縮器２および上部塔３よりなる空気分離用
複式精溜塔の上部塔３中段よりアルゴン５〜１５％と徴
量の窒素を含む酸素が粗アルゴン原料ガスとして管４よ
り抜き出され、粗アルゴン塔５下部に吸引される。粗ア
ルゴン塔５の上部には凝縮器６が設けてあり、前記下部
塔１より管７を介して導出し、膨脹弁８によって膨脹し
た液体空気が還流用冷却源として導入され、塔内を上昇
した酸素が液化糟溜される。その結果、粗アルゴン塔５
頂部よりアルゴン９０％以上、酸素、窒素共に数％以下
の組成をもった粗アルゴンが、管９を介して導出され、
底部よりは液体酸素が管１０を介して上部塔３に戻され
る。又、凝縮器６に供給された液体空気は気化した後管
１１より上部塔３に導入される。粗アルゴン塔５頂部よ
り管９によって導出した粗アルゴンは熱交換器１２にお
いて戻りガスを冷却し、自身はほぼ大気温度まで昇温し
た後、管１３よりガスホルダー１４を経て圧縮機１５に
送られ、必要圧力に圧縮される。
圧縮された粗アルゴンガスはついで管１６を流れる過程
で水素供給設備１７より粗アルゴンガス中に含有する酸
素分を酸素、水素反応によって除去するに充分な量の水
素を添加されて脱酸器１８に導入される。脱酸器１８に
は酸素、水素反応を促進する触媒が充填されており、粗
アルゴンガス中の酸素は添加水素と反応して水を生成し
、これは管１９を介した水分離器２０において分離され
、更には管２１を介して設けてなる切換式の乾燥器２２
において除去される。このように酸素の除去された粗ア
ルゴンガスは管２３より乾燥器２２を導出した後、前記
熱交換器１２に導入し、冷却されて管２４より高純アル
ゴン塔２５に導入される。高純アルゴン塔２５は、その
下部に前記下部塔１より管２６で供Ｖ給される中圧窒素
によるリボィラー２７が形成されると共に、その上部に
は凝縮器２８が設けられ、リボイラー２７で液化し且つ
膨脹弁２９で膨脹した液体窒酸及び下部塔１より管３０
を介して導出し、弁３１で膨脹した液体窒素が供給され
た冷却される。
この結果高純アルゴン塔２５に供給された粗アルゴンは
液化糟溜され、該塔２５頂部より窒素、水素の混合ガス
が管３２を介して導出し、これは前記熱交換器１２を通
った後排出され、又底部より管３３を介して高純度アル
ゴンが導出し採取される。なお高純度アルゴン塔２５頂
部の管３４からは凝縮器２８を冷却した結果気化し窒素
ガスが導出され、これは上部塔３頂部より分離された窒
素と合流する。空気液化精溜法によるアルゴン採取は一
般に上記の如く行なわれるが、上部塔３内に流量変動が
生ずるとアルゴン純度が不安定になることは周知である
。即ちアルゴンを採取する空気分離装置は蓄冷器又はリ
バーシング熱交換器と称する原料空気の冷却と同伴する
水分、炭酸ガス等の除去とを同時に行なう切襖式の再生
式熱交換器が使用されるが、該熱交換器の切襖時ガス流
れの中断によって精溜塔内の流量が変動する。この現像
は上部塔３より粗アルゴン塔へ抽気する粗アルゴン原料
ガスであるアルゴンを含有した酸素の流量変動をもたら
し、アルゴン純度の不安定となるが、これはアルゴンが
大気中極微量で且つその沸点が酸素、窒素の中間にある
ため分離が困難等の条件から安定したガス組成が望まれ
る。従来はこれを製品収率を下げて製品ガス純度を保持
する運転操作によって処理していたため、複雑な操作を
必要とするばかりか生産コストの増加をもたらし、好ま
しくなかつた。本発明はこのようなことから再生式熱交
換器の切換によって流量変動が生じても、上部塔３から
管４を介して粗アルゴン塔５へフィ−ドされる粗アルゴ
ン原料がガス量が常に一定になるようにすることによっ
て安定したアルゴン採取を可能としたものである。
即ち上部塔３の粗アルゴン原料ガスの抜出部附近を泡鐘
式糟溜板と目皿式精溜板を交互に組合せてなる流量変動
緩衝部を設け、該緩衝部よりアルゴン原料となる酸素ガ
スを抜き出し、上託した手段によって高純アルゴンを採
取するものである。以下その詳細を説明すると、一般に
空気分離用糟溜塔に使用されている精溜板は目皿式のも
のであるが、これは糟溜効果が大きいためによる。例え
ば第２図は段効率を蒸気負荷によって求めたものであり
、目皿式精溜板（曲線Ａで示す）は蒸気負荷が大きい場
合に適していることは明らかである。又、曲線Ｂは泡鐘
式糟溜板の場合であるが、これは目皿式とは逆に蒸気負
荷が小さいと段効率が高くなる。これより判ることは目
皿式糟溜板は流量変動が生じ糟溜板上の液の増減に対処
できないが、泡鐘式糟溜板は液深が一定に保たれるので
比較的対処できるということである。換信すると目皿式
渚溜板は精溜効果は大きいが流量変動に欠点があり、泡
鐘式糟溜板は精溜効果は大きくないが流量変動に対処で
きる長所があり、これらの長所のみを活用して交互に組
合せた結果曲線Ｃが得られた。即ち流量変動によって目
皿式糟溜板より液が落ち過ぎてもその下にある泡鐘式糟
溜板が吸収し、流量変動が緩衝されるため段効率を比較
的一定に保持できる。以上の説明から明らかなように、
一般にこの種のアルゴン採取方法においては再生式熱交
換器の切襖操作による流量変動は避けられず、そのため
高度の運転技術を要し、その上製品収率の低下を招く不
都合があったが、本発明方法によれば粗アルゴン塔への
フィードガス組成はほぼ一定のものが得られるので純度
の安定したアルゴンを収率よく採取できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は空気液化糟溜法によってアルゴンを分離する方
法の１例を示した系統図、第２図は糟溜板の段効率を示
す図である。 ３・・・・・・上部塔、５・・・・・・粗アルゴン塔、
２５・・・・・・高純アルゴン塔。 第１図 第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 再生式熱交換器を用いてなる空気液化分離装置の上
    部塔中間段より粗アルゴン原料ガスを抽出して粗アルゴ
    ン塔に供給し、液化精溜により粗アルゴンを得た後これ
    を精製しかつ精溜して高純度アルゴンとするアルゴン分
    離方法において、前記上部塔の粗アルゴン原料ガス抜出
    部を目皿式精溜板と泡鐘式精溜板とを交互に組合せてな
    る流量変動緩衝部によつて前記再生式熱交換器の切換等
    によつて生ずる流量変動を緩衝せしめ、粗アルゴン塔へ
    供給する粗アルゴン原料ガス組成を安定化することを特
    徴としたアルゴンの分離方法。
JP51124245A 1976-10-16 1976-10-16 アルゴンの分離方法 Expired JPS6039951B2 (ja)

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