JPS63295518A - アセチレンガスの精製方法 - 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、アセチレンガスの精製方法に関するものであ
り、ざらに詳しくは、アセチレンガスを選択的に吸収さ
せるために組合せ混合された溶媒にアセチレンガスを吸
収させた俊、アセチレンガスを同溶媒より放散させるこ
とにより、不純物の極めて少ない高い純度のアセチレン
ガスを得る方法に関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕従来、
溶媒を用いたアセチレンガスの吸収・放散による精製方
法は、一般にアセトン、Ｎ・Ｎ′−ジメチルホルムアミ
ド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、液
体アンモニア、メタノールなど（化学便覧改訂３版・応
用編９．５８４に記載）が使用されている。しかしなが
ら、これらの吸収・放散によるアセチレンガス精製方法
において、液体アンモニアおよびメタノールを用いた場
合、−３０℃〜−７０℃の吸収温度が要求されるため冷
凍設備など付帯設備が必要となり、設備費および運転費
の面で経済的でない。液体アンモニアは、二酸化炭素の
吸収溶媒としても知られており、原料ガス中に二酸化炭
素が存在すると、二酸化炭素はアセチレンガス同様の挙
動を示し、高い純度のアセチレンガスを得ることができ
ない。アセトン、ジメチルスルホキシドを使用する場合
、いずれの溶媒も常温でアセチレンガスの良好な吸収能
力を示すが、アセトンの場合、蒸気圧が高く、放散後、
得られるガス中に溶媒が多聞に存在することになり、溶
媒除去のための設備費及び運転費の面で経済的でない。

ジメチルスルホキシドは、融点が１８．５℃であり、冬
期配管等の閉塞の危険性があるため、運転管理上好まし
くない。これらに対して、特開昭４７−４２６０４号公
報、特開昭４９−７２２０２号公報、特開昭５６−１５
００２５号公報、特開昭５７−１３ｉ７３０号公報に記
載されているごとくＮ・Ｎ′−ジメチルホルムアミドお
よびＮ−メチルピロリドンは常温でアセチレンガスの吸
収能力に優れ、α、Ｎ２、ＣＯ等の無機ガス類に対し低
い吸収能力を示すことより、アセチレンガスの吸収溶媒
として広く使用されている。

Ｎ−Ｎ’　−ジメチルホルムアミド及びＮ−メチルピロ
リドンのアセチレンガス吸収能力と他の低級炭化水素類
吸収能力を比較すると、Ｎ−メチルピロリドンは両者の
成分に対して、高い吸収能力を示している。すなわち、
吸収・放散によるアセチレンの精製方法において、Ｎ−
メチルピロリドンを使用した場合、アセチレンガス吸収
能力に非常に優れている反面、他の低級炭化水素に対し
ても高い吸収能力を示し、原料アセチレンガス中にこれ
らの不純物が存在すると、放散後、アセチレンガス中に
吸収時溶解した他の低級炭化水素が混入し、高い純度の
アセチレンガスが得られない問題があった。

また、Ｎ−Ｎ’　−ジメチルホルムアミドは、Ｎ−メチ
ルピロリドンと比較すると、他の低級炭化水素は、比較
的低い吸収能力を示す反面、アセチレン吸収能力も低い
。従って、吸収・放散によるアセチレンの精製方法にお
いて、Ｎ・Ｎ′−ジメチルホルムアミドを使用した場合
、比較的高い純度のアセチレンガスは得られるが、アセ
チレンガスの吸収能力が低いためアセチレンガスの製品
回収率が低いという問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、上記問題を解決する方法について鋭意検
討した結果、ある特定の混合溶媒を用いることにより、
容易かつ経済的に高い純度のアセチレンガスを製造する
方法を見出し本発明を完成した。

本発明の目的は、不純物の極めて少ないアセチレンガス
の精製方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、アセチレンの吸収能力に優れ、かつ、アセチ
レン以外の不純物成分に対する吸収能力を抑制する混合
溶媒を用いて、アセチレンガスを吸収させ、その後放散
させることにより、極めて高い純度のアセチレンガスを
容易かつ経済的に製造することを特徴とするアセチレン
ガスの精製方法である。

本発明の要旨とする所は原料アセチレンガスを溶媒と接
触させて、溶媒にアセチレンガスを吸収させた後、アセ
チレンガスを放散させ、精製アセチレンガスを得るアセ
チレンガスの精製方法において、上記のアセチレンを吸
収・放散させる溶媒が、Ｎ−Ｎ’−ジメチルアセトアミ
ドあるいはＮ−メチルピロリドンに対してホルムアミド
、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−Ｎ’−ジメチルホルム
アミド、Ｎ−メチルアセトアミドより選ばれた少なくと
も１種のアミド類溶媒および／または２−ピロリドンを
混合した溶媒であることを特徴とするアセチレンガスの
精製方法に存するものである。

本発明で使用される溶媒はアミド類溶媒およびピロリド
ン類溶媒の組合せよりなるが、具体的にはＮ−Ｎ’　−
ジメチルアセトアミドとＮ・Ｎ′−ジメチルアセトアミ
ド以外のアミド類溶媒および／またはＮ−メチルピロリ
ドン以外のピロリドン類溶媒との混合溶媒あるいはＮ−
メチルピロリドンと上記のＮ−Ｎ’　−ジメチルアセト
アミド以外のアミド類溶媒および／またはＮ−メチルピ
ロリドン以外のピロリドン類溶媒との混合溶媒でおる。

上記のＮ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミド以外のアミド
類溶媒としてはホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド
、Ｎ・Ｎ′−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセト
アミドから選ばれた少なくとも１種が有利に用いられ、
また上記のＮ−メチルピロリドン以外のピロリドン類溶
媒としては２−ピロリドンが有利に用いられる。

〔作　用〕

上記、アミド類溶媒の中で、従来、アセチレンガス吸収
用溶媒としては、Ｎ−Ｎ’　−ジメチルホルムアミドが
一般的に使用されているが、アセチレンガス吸収能力が
Ｎ−メチルピロリドンより低いという問題を有している
。本発明者らは、アセチレンガスの溶媒に対して、鋭意
検討した結果、アミド類溶媒の中で、Ｎ−Ｎ’−ジメチ
ルアセトアミドがＮ−メチルピロリドンと同等のアセチ
レン吸収能力を有していることを見い出したが、ＮφＮ
′−ジメチルアセトアミドは他の低級炭化水素に対して
も、Ｎ−メチルピロリドンと同等の吸収能力を有してお
り、Ｎ−メチルピロリドンと同様な問題点を有している
。

しかしながら、アセチレン吸収能力の優れているＮ−Ｎ
’−ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチルピロリドン
に対して、Ｎ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミド以外のア
ミド類溶媒およびＮ−メチルピロリドン以外のピロリド
ン類溶媒の中から選ばれた溶媒を混合使用することによ
り、混合した溶媒の相乗効果により、Ｎ−Ｎ’−ジメチ
ルアセトアミドあるいはＮ−メチルピロリドンの各単独
の溶媒より、高い純度のアセチレンガスが得られ、ざら
に、Ｎ−Ｎ’　−ジメチルホルムアミド単独の溶媒より
高いアセチレン吸収能力が得られることを知り、本発明
に到達した。

本発明の混合溶媒組成は、Ｎ−Ｎ’　−ジメチルアセト
アミドとＮ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミド以外のアミ
ド類溶媒および／またはＮ−メチルピロリドン以外のピ
ロリドン類溶媒との混合溶媒の場合、Ｎ−Ｎ’　−ジメ
チルアセトアミドの含有量は５モル％〜９５モル％、好
ましくは、２０モル％〜９０モル％の範囲が望ましい。

またＮ−メチルピロリドンとＮ−Ｎ’　−ジメチルアセ
トアミド以外のアミド類溶媒および／またはＮ−メチル
ピロリドン以外のピロリドン類溶媒との混合溶媒の場合
、Ｎ−メチルピロリドンの含有量は、５モル％〜９０モ
ル％、好ましくは１５モル％、〜８０モル％の範囲で使
用されるのが望ましい。

Ｎ−Ｎ’−ジメチルアセトアミドあるいはＮ−メチルピ
ロリドンが、上記範囲の含有量より多い場合には、夫々
アセチレンの吸収能力は高くなる反面、不純物の吸収能
力がそれ以上に増加し、高い純度のアセチレンガスを得
ることができず、また、Ｎ−Ｎ’　−ジメチルアセトア
ミドあるいはＮ−メチルピロリドンが、上記範囲の含有
量より少ない場合、夫々不純物の吸収能力が抑制される
反面、アセチレン吸収能力がそれ以上に抑制され、混合
溶媒による効果は認められないと同時にＮ−Ｎ’　−ジ
メチルアセトアミド混合溶媒あるいはＮ−メチルピロリ
ドン混合溶媒の凝固点が夫々高くなり、配管等の閉塞の
危険性が生じ、好ましくない。

本発明において、アセチレン吸収圧力は高い程吸収能力
が増大し好ましいが、絶対圧２に’ｊ／−以上になると
アセチレン自体の分解爆発の危険が生じ、絶対圧２　Ｋ
ｙ　／　ｃｄ未満、好ましくは絶対圧１．５　Ｋｇ／ｃ
ｄ未満で吸収操作を行なうのが好ましい。吸収温度は特
に規定するものではないが、低温すぎると設備面で経済
的ではなく、また高温すぎると、アセチレン吸収能力が
低下し、製品回収率が低下するため、経済的でない。従
って、吸収温度は一１０℃〜４０℃の範囲、好ましくは
Ｏ℃〜４０℃の範囲で行なうのがよい。

また、混合溶媒中に水分が多量に存在すると、アセチレ
ンの吸収能力が低下し、好ましくなく、使用する溶媒中
の水分は少なくとも１１０００ｐｐ以下、好ましくはａ
ｏｏｐｐｍ以下に保たれるべきである。

本発明によれば、アセチレンガス吸収混合溶媒を放散さ
せることにより、高い純度のアセチレンガスを得ること
ができる。放散温度は吸収温度より高温であることが望
ましいが、高温すぎるとガス中に同伴する溶媒蒸気憬が
増加し好ましくなく、−１０℃〜８０℃、好ましくは０
１〜６０℃の範囲で行なうのがよい。同伴溶媒蒸気の処
理法として、活性炭などの通常の吸着剤を用いて容易に
吸着・除去することができる。放散圧力は吸収圧力以上
にすると、製品回収率が低下し好ましくないが大気の混
入防止のために大気圧以上の圧力で操作するのがよく、
絶対圧１．０　Ｋｇ／ｒ−ｄ　〜２．ｏ　Ｋｙ／ａＡ、
好ましくは１．０Ｋｇ／７〜１．４　Ｋｙ／ｒｅｄの範
囲で行なうのがよい。放散後の溶媒は、アセチレンガス
吸収のため循環使用される。

本発明による混合溶媒を用いたアセチレンガスの吸収・
放散により、十分に高い純度のアセチレンガスが得られ
るが、放散により得られる高い純度アセチレンガスとア
セチレン吸収溶媒とを気液接触処理させることにより、
より高い純度のアセチレンガスを得ることができる。こ
の場合、アセチレン吸収溶媒と気液接触する放散ガス量
は多い程、高い純度のアセチレンガスを得ることができ
るが、全放散ガス量の５０〜９０％を用いるのがよい。

気液接触後のアセチレンガスは、原料アセチレンガス純
度よりも高い純度のガスであり、吸収工程に循環使用す
ることが、より高い純度のアセチレンガスを得るために
役立つと同時に製品回収率を高めるためにも好ましい。

（発明の効果〕 本発明方法によれば、容易かつ経済的に極めて高い純度
のアセチレンガスを得ることができ、工業的価値大なる
ものがある。

〔実施例〕

実施例１（比較例１） 低級炭化水素類（以下、ＴＨＣと略す。）の含有量が３
００ｐｐｍの原料アセチレンガスを、流量毎分４００　
ｍで容量５００Ｉｄのフラスコに導き、フラスコ中に存
在する表−１に示す組成の１００１ｎｉの溶媒と２０℃
、大気圧下で接触させ、各成分が飽和状態になった後、
溶媒中に溶解したアセチレン１１度及びＴＨＣ１度をガ
スクロマトグラフ（検出器ＦＩＤ）を用いて分析した。

表−１に実施例１として、Ｎ−Ｎ’−ジメチルアセトア
ミドとＮ−Ｎ’　−ジメチルホルムアミドの混合割合を
変化させた時の、混合溶媒中に溶解したアセチレン濃度
及びＴＨ（４１度を、比較例１としてＮ−Ｎ’　−ジメ
チルアセトアミド、Ｎ−Ｎ’−ジメチルホルムアミド各
単独の溶媒を用いた時の、溶媒中に溶解したアセチレン
濃度及びＴＨＣ濃度を示した。

尚、使用した溶媒中の水分はいずれも８００ｐｐｍであ
った。

表−１ ＊１ＤＭＡＣ＝Ｎ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミド＊２
　ＤＭＦ＝Ｎ−Ｎ’　−ジメチルホルムアミド実施例２
（比較例２） 使用溶媒にＮ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミドとＮ−メ
チルホルムアミドを用いた他は、実施例１、比較例１と
同様の操作を行ない、得られた結果を表−２に示した。

表−２ ＄Ｉ　ＤＭＡＣ＝Ｎ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミド−
２ＮＭＦ＝Ｎ−メチルホルムアミド 実施例３（比較例３） 使用溶媒にＮ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミドとＮ−メ
チルアセトアミドを用いた他は、実施例１、比較例１と
同様の操作を行ない、得られた結果を表−３に示した。

表−３ ＄Ｉ　ＤＭＡＣ＝Ｎ−Ｎ’−ジメチルアセトアミド−２
ＮＡＡ＝Ｎ−メチルアセトアミド 実施例４（比較例４） 使用溶媒にＮ−メチルピロリドンと２−ピロリドンを用
いた他は、実施例１、比較例１と同様の操作を行ない、
得られた結果を表−４に示した。

表−４ −Ｉ　ＮＭＰ＝Ｎ−メチルピロリドン −２２−Ｐ＝２−ピロリドン 実施例５（比較例５） 使用溶媒にＮ−メチルピロリドンとＮ−Ｎ’−ジメチル
ホルムアミドを用いた他は、実施例１、比較例１と同様
の操作を行ない、得られた結果を表−５に示した。

表−５ −Ｉ　ＮＭＰ＝Ｎ−メチルピロリドン ＄２　ＤＭＦ＝Ｎ−Ｎ’−ジメチルホルムアミド実施例
６（比較例６） 使用溶媒にＮ−メチルピロリドンとホルムアミドを用い
た他は、実施例１、比較例１と同様の操作を行ない、得
られた結果を表−６に示した。

表−６ ＄Ｉ　ＮＭＰ−Ｎ−メチルピロリドン ＄２　ＦＡ−ホルムアミド 実施例７（比較例７） 使用溶媒にＮ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミド（７０１
１０１％）＋Ｎ−Ｎ’　−ジメチルホルムアミド（３０
１１０１％）と２−ピロリドンの溶媒を用いた他は、実
施例１、比較例１と同様の操作を行ない、得られた結果
を表−７に示した。

＊１ＤＭＡＣ＋ＤＭＦ＝Ｎ−Ｎ’　−ジメチルアセトア
ミド（７０ｍｏ１％）十ＮΦＮ′−ジメチルホ！レムア
ミド（３０ｍｏ１％）の混合溶媒 ＊２２−Ｐ＝２−ピロリドン 実施例８（比較例８） 使用溶媒にＮ−メチルピロリドン（７０ｍｏ１％）＋Ｎ
−Ｎ’　−ジメチルホルムアミド（３０ｍｏ１％）と２
−ピロリドンの溶媒を用いた他は、実施例１、比較例１
と同様の操作を行ない、得られた結果を表−８に示した
。

＊Ｉ　ＮＭＰ＋ＤＭＦ＝Ｎ−メチルピロリドン（７０ｍ
ｏ１％）　＋Ｎ−Ｎ’−ジメＮルールムアミド（３０ｍ
ｏ１％）の混合溶媒＄２２−Ｐ＝２−ピロリドン 実施例９ アセチレンガス吸収溶媒として、Ｎ−Ｎ’−ジメチルア
セトアミド５０モル％、Ｎ−Ｎ’　−ジメチルホルムア
ミド５０モル％の混合溶媒を用い、充填塔式の吸収塔下
部に原料アセチレンガスを供給し、吸収塔頂部よりアセ
チレンガス吸収用溶媒を供給し、向流接触させた後の溶
媒を放散塔に導き、溶媒よりアセチレンガスを放散させ
、得られたガスを製品ガスとし、放散後の溶媒は、再び
吸収塔に導き、繰り返し使用した。使用した吸収塔は、
材質ＳＵＳ　３０４　、内径１インチ、長さ１．５而で
、塔頂より０．２ｍ〜０．８亀の間にラッシヒリングを
充填し、その下部０．１ｍの部分より原料ガスを導入し
、以下は液溜め部とした。

また、ラッシヒリング充填部は、二重管式になっており
、外管に熱媒体を通すことにより、温度制御を行なった
。放散塔は、材質・形状は吸収塔と同じとし、放散後、
塔頂より製品ガスを得た。吸収条件は、圧力１．４　Ｋ
ｇ／ｃｄ　（絶対圧）、温度１０℃、アセチレンガス流
量毎分４１、液流量毎分０．２１とした。成敗条件は、
圧力１．０Ｋｇ／ｃｒＡ（絶対圧）、温度４０℃とシタ
。

以下、上記記載の混合溶媒を使用し、得られた結果を表
−９に示した。尚、原料アセチレンガス組成および製品
ガス組成は、ガスクロマトグラフ（検出器ＦＩＤ及びＴ
ＣＤ）で測定を行なった。

表−９使用溶媒 Ｎ−Ｎ’　−ジメチルアセトアミド　　５０モル％傘Ｎ
Ｄ：検出せず 比較例９ アセチレンガス吸収溶媒として、比較例１のＮ−Ｎ’　
−ジメチルアセトアミド１００％の溶媒を用いた他は、
実施例９と同様の操作を行ない、得られた結果を表−１
０に示した。

表−１０使用溶媒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料アセチレンガスを溶媒と接触させて、溶媒に
   アセチレンガスを吸収させた後、アセチレンガスを放散
   させ、精製アセチレンガスを得るアセチレンガスの精製
   方法において、上記のアセチレンを吸収・放散させる溶
   媒が、Ｎ・Ｎ′−ジメチルアセトアミドあるいはＮ−メ
   チルピロリドンに対してホルムアミド、Ｎ−メチルホル
   ムアミド、Ｎ・Ｎ′−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチ
   ルアセトアミドより選ばれた少なくとも１種のアミド類
   溶媒および／または２−ピロリドンを混合した溶媒であ
   ることを特徴とするアセチレンガスの精製方法。
2. （２）Ｎ・Ｎ′−ジメチルアセトアミドとアミド類溶媒
   および／または２−ピロリドンとの混合溶媒であって、
   Ｎ・Ｎ′−ジメチルアセトアミドが混合溶媒中に５モル
   ％〜９５モル％含まれることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。
3. （３）Ｎ−メチルピロリドンとアミド類溶媒および／ま
   たは２−ピロリドンとの混合溶媒であつて、Ｎ−メチル
   ピロリドンが混合溶媒中に５モル％〜９０モル％含まれ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。