JPS63171616A - 切り換え吸着塔のバルブの制御方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、特定のガス成分を吸着する吸着剤を充填した
２塔以上の吸着塔を交互に切り換えてガスの吸着と吸着
剤の再生を行なってガスを分離する方法における切り換
え吸着塔のバルブの制御方法に関する。

（従来の技術） ＬＮＧ−？ＬＰＧ回収゛装置のように、深冷分離プロセ
スを伴なうプラントでは、氷結による装置トラブルを避
けるため、１ｐｐｆｆｉ以下に水分を除去する必要があ
る。その他、化学プラントで触媒や吸着剤の性能に水分
が悪影響を及ぼす場合（例えば、０Ｏ８ＯＲＢ法、Ｃｕ
ｅ／２／　ＡＩ！ａｔ３　　によるＣＯ吸収分離法）に
も前処理として水分の除去が行われる。

このような場合、モレキュラーシープなどの吸湿剤を充
填した脱湿塔を２塔以上設置し、これらを交互に切り換
えて、水分を吸着した吸収剤は、２００〜３００Ｃの高
温ガスを通して再生させ、繰り返し使用するのが普通で
ある。

吸湿剤は、長期間繰り返し使用している間に強度的にも
弱くなり、割れや粉化が起って充填層の通気抵抗が大き
くなったり、吸着及び再生ガス組成や温度によっては吸
着剤中に不純物が蓄積して吸着性能が低下して来る問題
があり、プロセス条件によって大きく異なるが、従来は
これを吸湿剤の寿命として２〜６年位で新品に入れ替え
るのが常である。

一般にＬＮＧプラントの脱湿用モレキュラーシープは、
４Ａ型の押出成型した３〜５Ｎφ×５〜７￥、長さの円
柱型吸着剤が使用され、常温〜５０Ｃ位で吸着（６〜１
２時間）し、２塔をバルブ操作で切り換えて、水分吸着
後のプロセスガスの一部を加熱炉で２５０〜３００Ｃ４
で加熱したガスを通して吸着した水分を追い出して再生
し、冷却した後、バルブ操作で切り換えて再度吸着操作
を行うサイクル操作が組まれている。

市販の脱湿用モレキュラーシープは基礎試験の結果、吸
着・脱着の繰ジ返し操作でその圧縮強度は相当低下（３
００Ｃ再生、５０サイクルで約３０Ｘ低下）することが
認られ、再生温度や吸着剤によっては一部表面にひび割
れが認められた。しかし、吸着剤の強度が低下したとし
ても充填層中で粉化を起すには、一般的には、（１）吸
着塔本体の振動、（２１ガス流による吸着剤の流動化、
（３）ガス分散口からのガスの吹きつけによる吸着剤の
流動化、など吸着剤の流動が起った場合に粉化が起ると
考えられ、ひとたび粉化が起ると粉による充填床の部分
的閉塞によってガスの偏流が起り、ガス流速の速い部分
で吸着剤の流動化が起シ一層粉化を促進すると考えられ
る。

本発明者らはこの粉化原因を追求している内に、ＬＮＧ
プラントの脱湿塔の如く２塔以上の脱湿塔をバルブ操作
で切換えて吸Ｎ／脱７Ｗを繰り返えすシステムにおいて
、吸着／脱着が加圧下で行なわれ、吸着と脱着の操作圧
が少し異なる場合、この圧力差のためにバルブ操作によ
っては一時部分的に塔内にガスの流れ（差圧・変動）が
起り、吸着剤を流動化させ粉化の原因になることを見い
出した。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来方式によるバルブ切換えシステムの
欠点を解消し、安定した切換え操作を行うことができる
吸着塔のバルブ切換えシステムの制御方法を提供するも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、特定のガス成分を吸着する吸着剤を充填した
２塔以上の吸着塔を交互に切り換えてガスの吸着と吸着
剤の再生を行なってガスを分離する方法において、吸着
と再生に操作圧力差がある場合、吸着塔の切り換え時に
生ずる吸着塔内のガスの流れが吸着剤の流動化開始速度
以下になるように各吸着塔に付設したバルブの開放速度
を制御することを特徴とする切り換え吸着塔のバルブの
制御方法に関する。

従来は吸着／脱着の切り換えは、電磁ソレノイド弁、空
気作動弁、電動モータ駆動弁等を出入口同時に開閉、又
は出口１１１１ｔ−先にあけた後、入口側弁をあけるな
どが一般で、吸・脱着の操作圧が大きく異なる場合、急
激な圧力変動ｆｔまねき、配管振動などを防ぐために、
小さな均圧配管をとってこれを開いた後、メインのバル
ブ切換操作を行うことが実施されているに過ぎない。

本発明方法は、新たに、バルブ切換操作時の一時的な塔
内の差圧変動とこれに伴うガス流れによる充填物の流動
化によって、粉化が起らないように塔内のガス流れが流
動化開始速度以下になるようにバルブ開放速度を制御す
ること特徴とするバルブ切換えシステムである。

かかる特徴を有する本発明は、天然ガス（ＬＮＧ）回収
・精製プラン）（ＬＮＧ脱湿塔）、石油随伴ガス回収・
精製プラン）（ＬＮＧ脱湿塔）、ｃｏ分離・精製１ラン
ト、その他化学ズロセスガスの脱湿装置等に適用できる
。

（作用） 本発明を、天然ガス精製工程とその中に組み込まれてい
るバルブ切換式充填塔式吸着脱湿システムに適用した場
合につき、第１図によってその態様を説明する。

天然ガスｌは脱硫塔２でＨ２ｉ９　’ｉ線除去、フラッ
シュ・ドラム３で同伴ミスト８を除去した後、後流の深
冷分離装置５での氷結トラブルをさけるためにモレキュ
ラーシープなどの吸湿剤６を充填した吸着塔７を通して
ガス中の水分濃度が数ｐｐｍ以下まで脱湿される。吸着
操作は２０〜３０気圧常＠〜３５Ｃ程度で行われる。吸
着塔７は人、Ｂ、・・・２塔以上が組み込まれ４〜１２
時間毎にバルブ８及び９操作で交互に切り換えられ、吸
着、再生が交互に行われ繰り返し使用される。

再生操作は精製ガスの一部１０を後段のコングレッサー
１１中段から抜き取り加熱炉盲２で２５０〜３００Ｃに
加熱し、これを水分を吸着した吸着塔７に通すことによ
って吸着剤を再生し、後冷ガス１３で冷却し、繰り返し
使用される。これらの再生に使用された加熱ガスや冷ガ
ス！４は冷却器１５で冷却し、７ラツシユ・ドラム１６
で水を切つな後プロセスガスとして脱硫塔２の前にライ
ン１７によって戻される。このようにプロセスガスの一
部を加熱し再生ガスとして使用し、使用後のガスをライ
ン１７よりプロセスに戻す場合は、再生操作は吸着操作
よりＩ〜５　ｋｇ　／　ｃｎｒ’程圧力が高くなる。

また、再生用ガスをプロセスに戻さずにプロセス内外の
一般の加熱用燃料ガス１８として使用する場合も多く、
この場合、操作圧力は数ｋ）／　ｃｍ’　ｃで良く、再
生操作圧は低い程再生に有利なことから、吸着と再生で
著しく操作圧力が異なり、バルブ操作で切り換え時に急
激な圧力変動、充填層の流動化が起り、吸着剤の粉化の
原因となる。

今、５ｕｒφの吸湿剤の流動化開始速度を空塔速度で１
．５〜２．ｏｘ／ｓｅｃとすると充填層上、下の空塔容
積にもよるが、バルブ操作によっては数１０秒から１分
程度の流動化が起ることが考えられる。

本発明はこれを防ぐために、第１図に示す吸着−再生の
切換操作バルブ８及び９（ｖｌｌ”１２’ｖ１３・ｖ１
４・ｖ２１・ｖ２２・ｖ２３・ｖ２４）は一般にゝ−タ
ー駆動や空気圧作動になっているので、その開閉のスピ
ードを制御して、切換操作時の吸着塔内のガス流速が流
動化開始速度より充分低い速度に抑えるようにバルブの
切り換えを行うものである。

本発明方法によって、吸着、再生の操作圧が著しく異な
る場合も、バルブによる切り換え操作時の急激な圧力変
動によるショックや、充填層の流動化を防ぎ、吸湿剤の
粉化による圧損上昇や性能劣化を抑えることができる。

（実施例） 第１図と同様な天然ガス精製装置において、下記のよう
な操作条件の下で本発明方法を適用した。

操作条件 吸着塔仕様 なお、切換バルブは各バルブ共電動モーター駆動の玉形
弁で、バルブ開度と開孔比は１次の比例関係に近いもの
であつ念。第１図におけるＶ　とＶ　パ　とＶ　及びＶ
　とＶ　　、Ｖｌｌ　　　　　１２　　　　１３　　　
　１４　　　　　　２１　　　　２２　　　　２５とｖ
２４とは、それぞれ出入口同時に開閉し、モータの減速
比を調整して、閉スピードは１分間、開放スピードは５
分間とすることによって、安定に切換え操作運転ができ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を天然ガスの精製・脱湿工程のフロー
に適用し之場合についての態様を説明する念めの図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 特定のガス成分を吸着する吸着剤を充填した２塔以上の
   吸着塔を交互に切り換えてガスの吸着と吸着剤の再生を
   行なつてガスを分離する方法において、吸着と再生に操
   作圧力差がある場合、吸着塔の切り換え時に生ずる吸着
   塔内のガスの流れが吸着剤の流動化開始速度以下になる
   ように各吸着塔に付設したバルブの開放速度を制御する
   ことを特徴とする切り換え吸着塔のバルブの制御方法。