JPS62298402A - 混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法 - Google Patents
混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法Info
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- JPS62298402A JPS62298402A JP13988386A JP13988386A JPS62298402A JP S62298402 A JPS62298402 A JP S62298402A JP 13988386 A JP13988386 A JP 13988386A JP 13988386 A JP13988386 A JP 13988386A JP S62298402 A JPS62298402 A JP S62298402A
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Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば、ＣＯやＣＩＬを原料として、その中
に含まれる（天然中には約１ ｍｏｌｅ％存在する。）
炭素の同位元素Ｃ１１を分離し、これを９９ｎ＋ｏｌｅ
％以上に濃縮する場合などに使用される混合ガス中の高
沸点成分の濃縮方法に関する。
に含まれる（天然中には約１ ｍｏｌｅ％存在する。）
炭素の同位元素Ｃ１１を分離し、これを９９ｎ＋ｏｌｅ
％以上に濃縮する場合などに使用される混合ガス中の高
沸点成分の濃縮方法に関する。
より詳しくは、微量の高沸点成分を含む混合ガスを精溜
塔の頂部に供給し、この精溜塔内の上部に設けられた凝
縮器により混合ガス中の高沸点成分を液化させ、この凝
縮器の下方に配設された清潔部を通して塔底部から取出
し、この取出された被濃縮液を被濃縮ガスとして下流の
清潔塔の頂部に供給するとともに、この下流の清潔塔の
、凝縮器と清潔部との間から取出された廃ガスを上流の
清潔塔の下部に戻し、このような工程を複数の清潔塔間
で繰り返して液化ガス中の高沸点成分を順次濃縮し、最
下流の清潔塔の底部より製品濃縮液を取出す混合ガス中
の高沸点成分の濃縮方法に関する。
塔の頂部に供給し、この精溜塔内の上部に設けられた凝
縮器により混合ガス中の高沸点成分を液化させ、この凝
縮器の下方に配設された清潔部を通して塔底部から取出
し、この取出された被濃縮液を被濃縮ガスとして下流の
清潔塔の頂部に供給するとともに、この下流の清潔塔の
、凝縮器と清潔部との間から取出された廃ガスを上流の
清潔塔の下部に戻し、このような工程を複数の清潔塔間
で繰り返して液化ガス中の高沸点成分を順次濃縮し、最
下流の清潔塔の底部より製品濃縮液を取出す混合ガス中
の高沸点成分の濃縮方法に関する。
この種の混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法としては、
第５図に示すように、上流の清潔塔（Ｔ）の底部から取
出された液体をポンプ（５０）にて昇圧して加熱用熱交
換器（５１）に供給し、この加熱用熱交換器（５１）に
て液体を加温して蒸発させた後、下流の清潔塔（Ｔ）の
頂部に供給するとともに、下流の清潔塔（Ｔ）から取出
された廃ガスをブロワ−（５２）にて昇圧して冷却用熱
交換器（５３）に供給し、この冷却用熱交換器（５３）
で廃ガスを冷却した後、上流の清潔塔（Ｔ）の下部に供
給する方法が知られている。
第５図に示すように、上流の清潔塔（Ｔ）の底部から取
出された液体をポンプ（５０）にて昇圧して加熱用熱交
換器（５１）に供給し、この加熱用熱交換器（５１）に
て液体を加温して蒸発させた後、下流の清潔塔（Ｔ）の
頂部に供給するとともに、下流の清潔塔（Ｔ）から取出
された廃ガスをブロワ−（５２）にて昇圧して冷却用熱
交換器（５３）に供給し、この冷却用熱交換器（５３）
で廃ガスを冷却した後、上流の清潔塔（Ｔ）の下部に供
給する方法が知られている。
この従来の濃縮方法による場合は、隣接する清潔塔（Ｔ
）、（Ｔ）間での被濃縮ガス及び廃ガス等の供給をポン
プ及びブロワ−によって行う為、設備費及びランニング
コストが高く付くばかりでなく、大きなスペースが必要
で、しかも、これらポンプ及びブロワ−の操作及びメン
テナンスが複雑化する問題がある。
）、（Ｔ）間での被濃縮ガス及び廃ガス等の供給をポン
プ及びブロワ−によって行う為、設備費及びランニング
コストが高く付くばかりでなく、大きなスペースが必要
で、しかも、これらポンプ及びブロワ−の操作及びメン
テナンスが複雑化する問題がある。
例えば、ＣＯやＣ１１，を原料として、その中に約１ｍ
ｏｌｅ％含まれる炭素の同位元素ＣＩ３を高純度の９９
ｍｏｌｅ％以上に濃縮した製品を製造する場合、運転圧
を５００〜６００Ｔｏｒｒ、温度−１６０〜−１７０”
Ｃ下で低温清潔方法を用いると、その清潔塔の高さは２
００ ｍ以上にも達する。これを２０ｍ程度の清潔塔を
用いても、ｌＯ塔塔上上必要なるから、これに伴ってポ
ンプ及びブロワ−も各々１ｏ台以上必要となり、そのプ
ロセスは複雑を極め、かつ、極低温機械類を使用するた
め、その設備費は膨大になるとともに、トラブル発生の
大きな一因となっている。
ｏｌｅ％含まれる炭素の同位元素ＣＩ３を高純度の９９
ｍｏｌｅ％以上に濃縮した製品を製造する場合、運転圧
を５００〜６００Ｔｏｒｒ、温度−１６０〜−１７０”
Ｃ下で低温清潔方法を用いると、その清潔塔の高さは２
００ ｍ以上にも達する。これを２０ｍ程度の清潔塔を
用いても、ｌＯ塔塔上上必要なるから、これに伴ってポ
ンプ及びブロワ−も各々１ｏ台以上必要となり、そのプ
ロセスは複雑を極め、かつ、極低温機械類を使用するた
め、その設備費は膨大になるとともに、トラブル発生の
大きな一因となっている。
本発明は、上述の実情に鑑みて勘案されたものであり、
その目的は、隣接する清潔塔間での被濃縮ガス及び廃ガ
ス等の状態変化を利用した合理的な改造をもって、これ
ら被濃縮ガス及び廃ガス等の供給を設備面、ランニング
コスト面、操作面、メンテナンス面で有利に実施するこ
とのできる有用な濃縮方法を提供する点にある。
その目的は、隣接する清潔塔間での被濃縮ガス及び廃ガ
ス等の状態変化を利用した合理的な改造をもって、これ
ら被濃縮ガス及び廃ガス等の供給を設備面、ランニング
コスト面、操作面、メンテナンス面で有利に実施するこ
とのできる有用な濃縮方法を提供する点にある。
本発明による混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法は、上
流の清潔塔の底部から取出された被濃縮液を熱交換器に
て加温して蒸発させ、蒸発された被濃縮ガスをその上昇
力で下流の清潔塔の頂部に供給するとともに、下流の清
潔塔から取出された廃ガスを冷却用熱交換器に供給して
液化させた後、この廃液を比重によるヘッド圧によって
加熱用の熱交換器に供給し、この熱交換器にて廃液を加
温して蒸発させ、この蒸発された廃ガスをその上昇力で
上流の清潔塔の下部に供給する点に特徴を有し、それに
よる作用・効果は次の通りである。
流の清潔塔の底部から取出された被濃縮液を熱交換器に
て加温して蒸発させ、蒸発された被濃縮ガスをその上昇
力で下流の清潔塔の頂部に供給するとともに、下流の清
潔塔から取出された廃ガスを冷却用熱交換器に供給して
液化させた後、この廃液を比重によるヘッド圧によって
加熱用の熱交換器に供給し、この熱交換器にて廃液を加
温して蒸発させ、この蒸発された廃ガスをその上昇力で
上流の清潔塔の下部に供給する点に特徴を有し、それに
よる作用・効果は次の通りである。
上流の清潔塔の底部から取出された液体を被濃縮ガスと
して下流側の清潔塔の頂部に供給する場合には、この上
流側の情溜塔で濃縮された被：ａ菌液を熱交換器にて加
温して蒸発させることにより、従来の濃縮方法のような
ポンプを用いることなく、その上昇力を利用して、蒸発
された被濃縮ガスを下流側の清潔塔の頂部に供給するこ
とができる。また、下流側の清潔塔の、凝縮器と清潔部
との間から取出された廃ガスを上流側の清潔塔の下部に
戻す場合においては、下流側の清潔塔から取出された廃
ガスを、一旦冷却用熱交換器での熱交換によって液化さ
せることにより、この廃液を比重によるヘッド圧を利用
して加熱用熱交換器に供給することができ、さらに、こ
の加熱用熱交換器での熱交換によって蒸発された廃ガス
をその上昇力を利用して上流側の清潔塔の下部に供給す
ることができるから、従来の濃縮方法で用いられていた
プロア−を不要化するこができる。
して下流側の清潔塔の頂部に供給する場合には、この上
流側の情溜塔で濃縮された被：ａ菌液を熱交換器にて加
温して蒸発させることにより、従来の濃縮方法のような
ポンプを用いることなく、その上昇力を利用して、蒸発
された被濃縮ガスを下流側の清潔塔の頂部に供給するこ
とができる。また、下流側の清潔塔の、凝縮器と清潔部
との間から取出された廃ガスを上流側の清潔塔の下部に
戻す場合においては、下流側の清潔塔から取出された廃
ガスを、一旦冷却用熱交換器での熱交換によって液化さ
せることにより、この廃液を比重によるヘッド圧を利用
して加熱用熱交換器に供給することができ、さらに、こ
の加熱用熱交換器での熱交換によって蒸発された廃ガス
をその上昇力を利用して上流側の清潔塔の下部に供給す
ることができるから、従来の濃縮方法で用いられていた
プロア−を不要化するこができる。
従って、隣接清潔塔間での被濃縮ガス及び廃ガス等の供
給に際して、上述の如く熱交換器を用いるものの、従来
方法のポンプ及びプロワ−に比して駆動部が非常に少な
く、しかも、複数の熱交換器を集約配置したり、或いは
、各熱交換器の断熱処理や駆動源等の兼用化を容易に図
ることができるから、隣接清潔塔間での被濃縮ガス及び
廃ガス等の供給を設備面、ランニングコスト面、操作面
、メンテナンス面で有利に実施することができたのであ
る。
給に際して、上述の如く熱交換器を用いるものの、従来
方法のポンプ及びプロワ−に比して駆動部が非常に少な
く、しかも、複数の熱交換器を集約配置したり、或いは
、各熱交換器の断熱処理や駆動源等の兼用化を容易に図
ることができるから、隣接清潔塔間での被濃縮ガス及び
廃ガス等の供給を設備面、ランニングコスト面、操作面
、メンテナンス面で有利に実施することができたのであ
る。
以下、本発明による混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法
の実施例を第１図に基づいて説明する。
の実施例を第１図に基づいて説明する。
微量の高沸点成分を含む混合ガスを導管（Ｐｌ）を通し
て清潔塔（Ｔ）の頂部に供給し、この清潔塔（Ｔ）内の
上部に設けられた凝縮器（１）との熱交換により混合ガ
ス中の高沸点成分を液化分離する。この液化された被濃
縮液は凝縮器（１）の直下に位置する清潔部（２）を通
して塔内下部に配設された加熱器（３）に下降させると
ともに、清潔塔（Ｔ）内の、凝縮器（１）と清潔部（２
）との間に存在する廃ガスは導管（Ｐ２）を通して塔外
に取出す。
て清潔塔（Ｔ）の頂部に供給し、この清潔塔（Ｔ）内の
上部に設けられた凝縮器（１）との熱交換により混合ガ
ス中の高沸点成分を液化分離する。この液化された被濃
縮液は凝縮器（１）の直下に位置する清潔部（２）を通
して塔内下部に配設された加熱器（３）に下降させると
ともに、清潔塔（Ｔ）内の、凝縮器（１）と清潔部（２
）との間に存在する廃ガスは導管（Ｐ２）を通して塔外
に取出す。
この清潔塔（Ｔ）の清潔部（２）においては、凝縮器（
１）で液化されて下降する被濃縮液と、加熱器（３）に
て加温されて蒸発した蒸気とを向流状態で接触させ、被
濃縮液中の低沸点成分を気化させて高沸点成分を清潔分
離する。
１）で液化されて下降する被濃縮液と、加熱器（３）に
て加温されて蒸発した蒸気とを向流状態で接触させ、被
濃縮液中の低沸点成分を気化させて高沸点成分を清潔分
離する。
前記清潔塔（Ｔ）の底部から導管（Ｐ、）を通して取出
された被ｔ；菌液を第１熱交換器（４＾）に供給し、被
濃縮液を加温して蒸発させた後、その上昇力で被濃縮ガ
スを導管（Ｐ４）を通して第２熱交換器（４Ｂ）に供給
する。さらに、この第２熱交換器（４Ｂ）で被濃縮ガス
を加温して上昇力を付加し、膨張弁（５）を有する導管
（Ｐ、）に導くとともに、膨張させて下流に隣接位置す
る清潔塔（Ｔ）の頂部に供給する。
された被ｔ；菌液を第１熱交換器（４＾）に供給し、被
濃縮液を加温して蒸発させた後、その上昇力で被濃縮ガ
スを導管（Ｐ４）を通して第２熱交換器（４Ｂ）に供給
する。さらに、この第２熱交換器（４Ｂ）で被濃縮ガス
を加温して上昇力を付加し、膨張弁（５）を有する導管
（Ｐ、）に導くとともに、膨張させて下流に隣接位置す
る清潔塔（Ｔ）の頂部に供給する。
つまり、この第１熱交換器（４Ａ）と第２熱交換器（４
Ｂ）とをもって、上流の清潔塔（Ｔ）の底部から取出さ
れた被濃縮液を蒸発させる加熱機能と、蒸発された被濃
縮ガスの上昇力を利用して下流の清潔塔（Ｔ）の頂部に
供給する送ガス機能とを備えた加熱用の熱交換器（４）
を構成しである。
Ｂ）とをもって、上流の清潔塔（Ｔ）の底部から取出さ
れた被濃縮液を蒸発させる加熱機能と、蒸発された被濃
縮ガスの上昇力を利用して下流の清潔塔（Ｔ）の頂部に
供給する送ガス機能とを備えた加熱用の熱交換器（４）
を構成しである。
また、下流の情溜塔（Ｔ）から導管（Ｐ６）を通して取
出される廃ガスを冷却用熱交換器（６）に供給し、廃ガ
スを冷却して液化させた後、この廃液の比重によるヘッ
ド圧により導管（Ｐ７）を通して加熱用熱交換器（７）
に供給する。この加熱用熱交換器（７）では廃液を加温
して蒸発させ、その上昇力で膨張弁（８）を備えた導管
（Ｐ８）に導き、膨張させた後、上流に隣接位置する清
潔塔（Ｔ）の、清潔部（２）と加熱器（３）との間にリ
ターンガスとして戻される。この戻された廃ガスは清潔
塔（Ｔ）内を蒸気の一部として上昇する。
出される廃ガスを冷却用熱交換器（６）に供給し、廃ガ
スを冷却して液化させた後、この廃液の比重によるヘッ
ド圧により導管（Ｐ７）を通して加熱用熱交換器（７）
に供給する。この加熱用熱交換器（７）では廃液を加温
して蒸発させ、その上昇力で膨張弁（８）を備えた導管
（Ｐ８）に導き、膨張させた後、上流に隣接位置する清
潔塔（Ｔ）の、清潔部（２）と加熱器（３）との間にリ
ターンガスとして戻される。この戻された廃ガスは清潔
塔（Ｔ）内を蒸気の一部として上昇する。
従って、このような工程を複数の清潔塔（Ｔ）。
（Ｔ）間で繰り返して混合ガス中の高沸点成分を順次濃
縮することにより、最下流に位置する清潔塔（Ｔ）から
高純度の濃縮された製品濃縮液を取出すことができる。
縮することにより、最下流に位置する清潔塔（Ｔ）から
高純度の濃縮された製品濃縮液を取出すことができる。
前記凝縮器（１）及び冷却用熱交換器（６）の冷媒とし
ては、濃縮すべき同位元素が炭素の場合にはＬＮＧ、液
体窒素等があり、また、ボロンの場合には液体窒素等が
ある。
ては、濃縮すべき同位元素が炭素の場合にはＬＮＧ、液
体窒素等があり、また、ボロンの場合には液体窒素等が
ある。
また、前記加熱器（３）、第１熱交換器（４Ａ）、第２
熱交換ａ （４Ｂ）、加熱用熱交換器（７）の熱源とし
ても種々のものが存在するが、フロン等は固化せず、１
ｍ熱が大で、かつ、蒸気圧が低いので最適である。
熱交換ａ （４Ｂ）、加熱用熱交換器（７）の熱源とし
ても種々のものが存在するが、フロン等は固化せず、１
ｍ熱が大で、かつ、蒸気圧が低いので最適である。
次に、別の実施例について説明する。
ビ）第２図に示すように、被濃縮液加熱用の熱交換器（
４）を構成する一方の第１熱交換器（４Ａ）をもって加
熱器（３）を兼用させてもよい。
４）を構成する一方の第１熱交換器（４Ａ）をもって加
熱器（３）を兼用させてもよい。
尚、この実施例の場合、第１熱交換器（４Ａ）の頂部と
清潔塔（Ｔ）の下部とを連通接続する導管（Ｐ９）、及
び、第１熱交換器（４Ａ）の上部と第２熱交換器（４Ｂ
）の下部とを連通接続する導管（Ｐ４）にそれぞれ開閉
弁（ｖ、）、 （Ｖ２）を介在し、これら開閉弁（ｖ＋
） 、（Ｖ＊）の開閉操作により、第１熱交換器（４＾
）で加温して蒸発された被濃縮ガスを清潔塔（Ｔ）と第
２熱交換器（４Ｂ）とに択一的に供給すべく構成しであ
る。
清潔塔（Ｔ）の下部とを連通接続する導管（Ｐ９）、及
び、第１熱交換器（４Ａ）の上部と第２熱交換器（４Ｂ
）の下部とを連通接続する導管（Ｐ４）にそれぞれ開閉
弁（ｖ、）、 （Ｖ２）を介在し、これら開閉弁（ｖ＋
） 、（Ｖ＊）の開閉操作により、第１熱交換器（４＾
）で加温して蒸発された被濃縮ガスを清潔塔（Ｔ）と第
２熱交換器（４Ｂ）とに択一的に供給すべく構成しであ
る。
（２）また、清潔塔（Ｔ）の底部から取り出される被濃
縮液の加熱温度レベルと熱交換器（６）で液化された廃
液の加熱温度レベルが非常に近い場合には、装置の小型
化を図るために、第３図に示すように、被濃縮液加熱用
の熱交換器（４）を構成する一方の第１熱交換器（４Ａ
）と廃液加熱用の熱交換器（７）とを一体化してもよい
。
縮液の加熱温度レベルと熱交換器（６）で液化された廃
液の加熱温度レベルが非常に近い場合には、装置の小型
化を図るために、第３図に示すように、被濃縮液加熱用
の熱交換器（４）を構成する一方の第１熱交換器（４Ａ
）と廃液加熱用の熱交換器（７）とを一体化してもよい
。
（ハ）さらに、上述実施例では、被濃縮液加熱用の熱交
換器（４）を２つの熱交換器（４Ａ） 、 （４１１）
から構成したが、第４図に示すように、第２熱交換器（
４Ｂ）を省略して実施することも可能である。
換器（４）を２つの熱交換器（４Ａ） 、 （４１１）
から構成したが、第４図に示すように、第２熱交換器（
４Ｂ）を省略して実施することも可能である。
第１図は本発明に係る混合ガス中の高沸点成分の濃縮方
法の実施例を示す配管系統図であり、第２図乃至第４図
はそれぞれ別の実施例を示す配管系統図である。第５図
は従来の濃縮方法を示す配管系統図である。 （Ｔ）・・・・・・清潔塔、（１）・・・・・・凝縮器
、（２）・・・・・・清潔部、（４）・・・・・・熱交
換器、（６）・・・・・・冷却用熱交換器、（７）・・
・・・・加熱用熱交換器。
法の実施例を示す配管系統図であり、第２図乃至第４図
はそれぞれ別の実施例を示す配管系統図である。第５図
は従来の濃縮方法を示す配管系統図である。 （Ｔ）・・・・・・清潔塔、（１）・・・・・・凝縮器
、（２）・・・・・・清潔部、（４）・・・・・・熱交
換器、（６）・・・・・・冷却用熱交換器、（７）・・
・・・・加熱用熱交換器。
Claims (1)
- 微量の高沸点成分を含む混合ガスを精溜塔（Ｔ）の頂部
に供給し、この精溜塔（Ｔ）内の上部に設けられた凝縮
器（１）により混合ガス中の高沸点成分を液化させ、こ
の凝縮器（１）の下方に配設された精溜部（２）を通し
て塔底部から取出し、この取出された被濃縮液を被濃縮
ガスとして下流の精溜塔（Ｔ）の頂部に供給するととも
に、この下流の精溜塔（Ｔ）の、凝縮器（１）と精溜部
（２）との間から取出された廃ガスを上流の精溜塔（Ｔ
）の下部に戻し、このような工程を複数の精溜塔（Ｔ）
、（Ｔ）間で繰り返して混合ガス中の高沸点成分を順次
濃縮し、最下流の精溜塔（Ｔ）の底部より製品濃縮液を
取出す混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法であって、上
流の精溜塔（Ｔ）の底部から取出された被濃縮液を熱交
換器（４）にて加温して蒸発させ、蒸発された被濃縮ガ
スをその上昇力で下流の精溜塔（Ｔ）の頂部に供給する
とともに、下流の精溜塔（Ｔ）から取出された廃ガスを
冷却用熱交換器（６）に供給して液化させた後、この廃
液を比重によるヘッド圧によって加熱用の熱交換器（７
）に供給し、この熱交換器（７）にて廃液を加温して蒸
発させ、この蒸発された廃ガスをその上昇力で上流の精
溜塔（Ｔ）の下部に供給することを特徴とする混合ガス
中の高沸点成分の濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13988386A JPS62298402A (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13988386A JPS62298402A (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62298402A true JPS62298402A (ja) | 1987-12-25 |
| JPH0256934B2 JPH0256934B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=15255801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13988386A Granted JPS62298402A (ja) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | 混合ガス中の高沸点成分の濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62298402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1986
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