KR910021340A - 고순도 아르곤의 제조방법 - Google Patents

고순도 아르곤의 제조방법 Download PDF

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KR910021340A
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알란 홉킨스 제프리
마크 맥귀네스 로져
애그로월 라케쉬
로렌스 펠드만 스티븐
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윌리엄 에프. 마쉬
에어프로덕츠 앤드 케미칼스 인코오포레이티드
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Abstract

내용 없음

Description

고순도 아르곤의 제조방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 미정제아르곤 산출물을 회수하기 위한 본 발명의 저온 공기 분리 방법의 개요도이다, 제2도는 미정제아르곤을 정제하기 위한 본 발명의 방법의 개요도이다, 제3도는 미정제아르곤을 정제하기 위한 본 발명의 대안방법의 개요도이다.

Claims (17)

  1. (ａ)고압컬럼, 저압컬럼 아르곤 사이드암(sidearm)컬럼, 및 주 열교환기로 구성된 저온 공기 분리 증류시스템의 상기 저압컬럼으로 부터 아르곤이 농후한 사이드 스트립을 회수하는 단계, (ｂ)상기 아르곤이 농후한 사이드 스트림을 상기 아르곤 사이드암 컬럼으로 통과시켜서 약 0.8몰%이하의 산소를 함유하는 미정제아르곤 스트림을 회수하는 단계, 및 (ｃ)상기 미정제아르곤 스트림을 금속 함유 게터 촉매와의 화학반응에 의해 산소를 제거하기 위한 게터 시스템 및 산소 이외의 불순물을 제거하기 위한 아르곤 정제증류 컬럼으로 배합구성된 최종 정제시스템으로 통과시켜서 상기 최종 정제시스템으로 부터 고순도의 아르곤 스트림을 회수하는 단계등을 포함하는 고순도 아르곤의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아르곤 사이드암 컬럼의 적어도 일부가 구조팩킹을 포함하여 컬럼내에서 기체와 액체상 사이의 물질 전달을 증진시키는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 미정제아르곤 스트림의 제1부는 상기 고압 컬럼의 하부로 부터 미정제액체 산소 스트림 기화와의 간접 열교환에 의해 응결되어 상기 아르곤 사이드암 컬럼으로 환류되어 반송되고, 상기 미정제액체 산소 스트림의 유출속도가 상기 유출량을 이슬점까지 완전히 기화시키는데 필요한 미정제액체 산소 스트림의 이론적인 최소 유출 속도의 약 1.04 내지 약 1.36배인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 미정제아르곤 스트림의 제2부는 상기 미정제액체 산소 스트림 기화와의 간접 열교환에 의해 응결되어 미정제아르곤 생성물을 산출하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 공기 공급 스트림에 대한 상기 미정제아르곤 생성물에서의 아르곤회수율이 적어도 약 90%인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 금속 게터 촉매가 구리, 니켈 및 그들의 배합물로 구성된 군으로 부터 선택된 금속을 함유하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 아르곤 정제증류 컬럼에서 비등 기체는 상기 저온 공기 분리 증류시스템의 제1유체시트림 및 상기 아르곤 정제증류 컬럼의 액체 하부 스트림 사이에서의 간접 열교환에 의해 제공되어 냉각된 제1유체 스트림과 아르고닝 농후한 기체 스트림을 산출하는데, 상기 아르곤이 농후한 기체 스트림의 적어도 일부는 상기 비등기체로서 상기 아르곤 정제증류 컬럼의 하부로 반송되고, 상기 제1유체 스트림은 상기 고압 컬럼으로 부터의 고압질소 또는 상기 고압 걸럼으로의 냉각된 공기 공급 스트림의 일부를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 아르곤 정체 증류 컬럼의 오버헤드 환류 콘덴서 냉각은 상기 컬럼의 오버헤드 기체스트림 및 상기 냉각된 제1유체 스트림을 팽창시킴으로써 수득된 더 냉각된 제1유체 스트림 사이에서의 간접 열교환에 의해 제공되는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 아르곤 정제증류 컬럼의 오버헤드 환류 콘덴서 냉각은 상기 컬럼의 오버헤드 기체스트림 및 상기 고압 컬럼의 액체 질소 스트림의 팽창에 의해 수득된 제2유체 스트림 사이에서의 간접 열교환에 의해 이루어지거나 상기 저온 공기 분류 증류시스템의 상기 주 열교환기로 부터 회수된 액체 공기 스트림을 팽창시킴으로써 수행되는 방법.
  10. 제1항에 있어서, (ａ)상기 미정제아르곤 생성물을 가열하고 상기 미정제아르곤 생성물을 상기 금속 함유게터 촉매의 제1베드로 가스로서 통과시킴으로써, 산소가 상기 촉매에 의해 화학 흡착되고 그로부터 아르곤 중간생성물을 회수하는 단계, 및 (ｂ)상기 아르곤 중간 생성물을 냉각시켜서 아르곤 정제증류 컬럼으로 통과시킨 후 그로부터 상기 고순도 아르곤생성물 및 아르곤과 산소 이외의 불순물의 함유하는 부산물 스트림을 회수하는 단계등의 연속 단계에 의해 산소와 기타 불순물 성분을 상기 미정제아르곤 생성물로 부터 제거하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 금속 함유 게터 촉매의 상기 제1베드가 적어도 1개의 평행 베드중의 하나이며 각각의 베드가 (ａ)산소가 금속 함유 게터 촉매와 반응하여 산화된 금속 게터가 형성되도록 상기 미정제생성물을 베드로 통과시켜서 그로부터 아르곤 중간 생성물을 회수하는 단계, (ｂ)상기 베드를 분리하고 상기 미정제아르곤 생성물을 상기 금속 함유 게터 촉매의 다른 베드로 통과시키는 단계, (ｃ)상기로 부터 가스를 회수함으로써 상기 베드의 압력을 낮추는 단계, (ｄ) 약 0.5 내지 약 3.0몰%의 수소를 함유하는 불활성 가스 스트림을 상기 베드로 통과시킴으로써 수소는 상기 산화된 금속게터와 반응하여 물 및 환원된 금속-함유 게터 촉매를 형성하는 단계, (ｅ)불활성 가스 스트림으로 상기 베드를 퍼어지하여 남아있는 물과 수소를 정화하는 단계, 및 (ｆ) 상기 베드를 상기 아르곤 중 간생성물 스트림으로 고압상태로 유지하고 단계(ａ)를 반복하는 단계등의 단계들을 차례로 거치는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 고순도 아르곤 생성물이 상기 아르곤 정제증류 컬럼으로 부터 액체 상태로 회수되는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 미정제아르곤 생성물이 상기 고압 컬럼으로부터의 고압질소, 상기 고압컬럼으로의 고압공기 공급물 및 상기 고압컬럼으로부터의 미정제액체 산소로 구성된 군으로부터 선택되는 하나의 스트림과 간접 열교환에 의해 가열되는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 아르곤 정제증류컬럼의 비등 기체가 상기 아르곤 중간 생성물의 냉각된 스트림 및 상기 아르곤 정제증류 컬럼으로 부터의 액체 하부 스트림 사이에서의 간접 교환에 의해 제공됨으로써, 더욱 냉각된 아르곤 중간 생성물과 아르곤이 농후한 기체 스트림을 산출하고, 상기 아르곤이 농후한 기체 스트림의 적어도 일부는 상기 아르곤 정제증류 컬럼의 하부로 상기 비등 기체로 반송되고, 상기 더욱 냉각된 아르곤 중간 생성물은 상기 아르곤 정제증류 컬럼으로 공급물을 제공하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, (ａ)상기 미정제아르곤 생성물의 상기 아르곤 정제증류 컬럼으로 통과시키고 그로부터 산소를 불순물로 함유하는 정제된 아르곤 스트림 및 아르곤과 산소이외의 불순물을 함유하는 부산물 스트림을 회수하는 단계, 및 (ｂ)상기 정제된 아르곤 스트림의 적어도 일부를 가열하고 가열된 정제아르곤 스트림을 상기 금속 함유 게터 촉매의 제1베드로 가스상태로 통과시킴으로써 산소가 상기 촉매에 의해 화학흡착되어 그로부터 고순도 아르곤 생성물이 회수되는 단계등의 연속 단계에 의해 산소와 기타 불순물 성분이 제거되는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 금속 함유 게터 촉매의 제1배드가 적어도 2개의 평행 베드중 하나이고 각각의 베드가 (ａ)산소가 금속 함유 게터 촉매와 반응하여 산화된 금속 게터가 형성되도록 상기 미정제생성물을 베드로 통과시켜서 그로부터 아르곤 중간 생성물을 회수하는 단계, (ｂ)상기 베드를 분리하고 상기 미정제아르곤 생성물을 상기 금속 함유 게터 촉매의 다른 베드로 통과시키는 단계, (ｃ)상기로부터 가스를 회수함으로써 상기 베드의 압력을 낮추는 단계, (ｄ)약 0.5 내지 3.0몰%의 수소를 함유하는 불활성 가스스트림을 상기 베드로통과시킴으로써 수소는 상기 산화된 금속 게터와 반응하여 물 및 환원된 금속-함유 게터 촉매를 형성하는 단계, (ｅ)불활성 가스스트림으로 상기 베드를 퍼어지하여 남아있는 물과 수소를 정화하는 단계, 및 (ｆ)상기 베드를 상기 아르곤 중간생성물 스트림으로 고압 상태로 유지하고 단계(ａ)를 반복하는 단계등의 단계들을 차례로 거치는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 고순도 아르곤 생성물이 냉각되어 액화되고, 상기 고순도 아르곤생성물을 액화시키는 필요한 적어도 일부분의 냉각이 상기 고압 컬럼으로 부터의 팽창된 액체 질소 스트림 또는 상기 저온 공기 분리 증류 시스템의 주 열교환기로 부터 회수된 팽창된 액체 공기 스트림과의 간접 열교환에 의해 이루어지는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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