201231385 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種將粗氨純化之氨純化系統及氨之純化 方法。 【先前技術】 於半導體製造步驟及液晶製造步驟中，作為氮化物覆膜 之製作等中所使用之處理劑而利用高純度之氨。該種高純 度之氨係藉由對粗氨進行純化除去雜質而獲得。 於粗氨中，作為雜質而包含甲烷、乙烷、丙烷等低價 烴、進而具有較多碳數之高價烴、水分、及氫、氮、氧、 氬、一氧化碳等低沸點氣體。一般而言，可獲得之粗氨之 純度為9 9.5重量％左右。 氨中之雜質之影響方式會根據半導體製造步驟及液晶製 造步驟中之使用氨之步驟之種類而不同。作為氨之純度， 需要99.9999重量％以上，更佳為99 99999重量％以上。 作為除去粗氨中所含有之雜質之方法，已知有使用矽 膠、合成沸石、活性碳等吸附劑將雜質吸附除去之方法、 及將雜質蒸餾除去之方法。 例如’於日本專利特開20〇6·2〇641〇號公報中揭示有一 種氨純化系統，其包含：自液體狀之粗氨中除去高沸點雜 質之第1蒸餾塔；藉由吸附劑將自第i蒸餾塔導出之氣體狀 之氨中所含有之雜質（主要為水分）吸附除去之吸附塔；及 從自吸附塔導出之氣體狀之氨中除去低沸點雜質之第2蒸 餾塔。又，於日本專利特開2003-183021號公報中揭示有 160339.doc 201231385 如下方法’即於以包含氧化鋇之吸附劑將氣體狀之粗氨中 所含有之水分吸附除去之後，藉由蒸餾將氨純化。 於曰本專利特開2006-206410號公報及曰本專利特開 2003-183021號公報中揭示之將氨純化之技術中，以吸附 塔將粗氛中所含有之雜質吸附除去，進而，以蒸餾塔蒸館 除去而將氨純化，但自蒸餾塔導出之純化後之氣體狀之氧 係冷凝後作為液體氨加以回枚。即，於日本專利特開 2006-206410號公報及日本專利特開2003-183021號公報中 揭示之將氨純化之技術中，將粗氨中所含有之雜質吸附、 蒸餾除去’進而冷凝而獲得純化之液體氨，故而作為將氨 純化之方法並非簡單，將氨純化時需要較多之能量。 【發明内容】 因此，本發明之目的在於提供一種可以簡單化之方法將 氨純化，並且可抑制能量之消耗而有效率地將氨純化之氨 純化系統及氨之純化方法。 本發明係一種氨純化系統，其特徵在於，其係將含有雜 質之粗氨純化者，且包含： 儲存部’其儲存液體狀之粗氨； 第1吸附部，其藉由活性碳將上述儲存部中儲存之液體 狀之粗氨中所含有之油分吸附除去而導出液體狀之氨丨 第2及附部，其藉由合成沸石將自上述第1吸附部導出之 液體狀之氨中所含有之沸點高於氨之高沸點雜質吸附除去 而導出液體狀之氨；及 汽化部，其將自上述第2吸附部導出之液體狀之氨以特 160339.doc 201231385 定之π化率π化而分離為氣相成分與液相成分，藉此，將 /弗點低於氨之低沸點雜質作為氣相成分分離除去而獲得純 化之液體氨作為液相成分。 根據本發明’氛純化系統係將含有雜質之粗氨純化之系 統，且包含儲存部、第1吸附部、第2吸附部、及汽化部。 第1吸附藉由活性碳將儲存部中儲存之液體狀之粗氣中 所含有之油分吸附除去。第2吸附部藉由合成沸石將自第i 吸附。P導出之液體狀之氨中所含有之高沸點雜質吸附除 去。然後’汽化部係將自第2吸附部導出之液體狀之氨以 特定之汽化率汽化而分離為氣相成分與液相成分，藉此， 將低沸點雜質作為氣相成分分離除去而獲得純化之液體氨 作為液相成分。 、於本發明之氨純化系統中，由於汽化部將吸附除去油 t、,水分'高價烴等高沸點雜質之後之液體狀之氨以特 定之汽化率汽化而分離為氣相成分與液相成分，故而可將 甲烷、乙烷、丙烷等低價烴、及氫、氮、氧、氦、一氧化 碳等低沸點氣體等低沸點雜質作為氣相成分分離除去，從 而獲得純化之液體教作為液相成分。因此，於本發明之氨 純化系統中，不如先前技術般進行伴隨回流之蒸顧，而可 以簡單化之方法將氛純化，並且可抑制能量之消耗而有效 率地將氨純化。 又，本發明之氨純化系統進而包含分析部，該分析部對 自上述第2吸附部導出之液體狀之氨中所含有之雜質之濃 度進行分析，且 160339.doc 201231385 較佳為’上述汽化部根據上述分析部之分析結果而設定 將自上述第2吸附料出之液體狀之氨汽化時之上 之汽化率》 根據本發明，氨純化系統進而包含分析部。該分析部對 自第2吸附部導出之液體狀之氣中所含有之雜質之濃度進 行分析。然後’汽化部根據分析部之分析結果而設定將自 第2吸附部導出之液體狀之氨汽化時之汽化率。如此，汽 ，部根據分析部之分析結果而設定將液體狀之氨汽化時之 汽化率，故而可抑制能量之消耗而有效率地將氨純化。 又’本發明之氨純化純較佳為’上述汽化部將使自上 述第2吸附部導出之液體狀之氨汽化時之上述特定之汽化 率設定為5〜20體積％。 根據本發明’ 化部將自第2吸附部導^之液體狀之氨 =5〜難積％之汽化率汽化而分離為氣相成分與液相成 分。藉此，將吸附除去油分及高沸點雜質之後之液體狀之 氨中所含有之低彿點雜質作為氣相成分分離㈣，從而可 產率佳地獲得純化之液體氨作為液相成分。 又，本發明之氨純化系統較佳為，上述汽化部於_5〇〜3〇<>(： 之:皿度下將自上述第2吸附部導出之液體狀之氨汽化而分 離為氣相成分與液相成分。 根據本發明，汽化部於·5〇〜3〇它之溫度下將自第2吸附 :導出之液體狀之氨汽化而分離為氣相成分與液相成分。 错此，可效率佳地將吸附除去油分及高沸點雜質之後之液 體狀之氨汽化而獲得已分離除去低滞點雜質之液體象，並 160339.doc 201231385 且可提高液體氨之純度。 又，本發明之氨純化系統較佳為，上述第2吸附部包含 填充MS-3 A作為合成沸石之第1吸附區域、及填充13X 作為合成沸石之第2吸附區域。 根據本發明，第2吸附部包含填充MS-3A作為合成沸石 之第1吸附區域、及填充MS-13X作為合成沸石之第2吸附 區域。合成彿石之MS-3A對水分有優異之吸附能力之吸附 劑，M S -1 3 X係對水分及烴具有優異之吸附能力之吸附 劑。藉由形成包含填充有具有該種吸附能力之Mg_3 a及 MS-13X之吸附區域之第2吸附部，而可效率佳地將自第i 吸附部導出之液體狀之氨中所含有之水分、高價烴等高沸 點雜質吸附除去。 又，本發明之氨純化系統較佳為，上述第2吸附部包括 作為將自上述第1吸附部導出之液體狀之氨中所含有之高 /弗點雜質吸附除去之複數個吸附部、且串列或並列連接之 複數個吸附部。 根據本發明，第2吸附包含串列或並列連接之複數個吸 附邛。於第2吸附部包含串列連接之複數個吸附部之情形 時’可提尚對自第1吸附部導出之液體狀之氨中所含有之 高沸點雜質之吸附除去能力。又，甘 。又’於第2吸附部包含並列
160339.doc 201231385 其他吸附部再次進行吸附除去動作。 又，本發明係一種氨之純化方法，其特徵在於，其係將 含有雜質之粗氨純化者，且包括： 儲存步驟，儲存液體狀之粗氨； 第1吸附步驟，藉由活性碳將上述儲存步驟中儲存之液 體狀之粗氨十所含有之油分吸附除去； 第2吸附步驟，藉由合成沸石將上述第1吸附步驟中吸附 除去油分之液體狀之氨中所含有之沸點高於氨的高沸點雜 質吸附除去；及 汽化步驟，將上述第2吸附步驟中吸附除去高沸點雜質 之液體狀之氨以特定之汽化率汽化而分離為氣相成分與液 相成分，藉此將沸點低於氨之低沸點雜質作為氣相成分分 離除去而獲得純化之液體氨作為液相成分。 根據本發明，氨之純化方法係將含有雜質之粗氨純化之 方法，且包括儲存步驟、第丨吸附步驟、第2吸附步驟、及 汽化步驟。於第1吸附步驟中，藉由活性碳將儲存步驟中 儲存之液體狀之粗氨中所含有之油分吸附除去。於第2吸 附步驟中，藉由合成沸石將第1吸附步驟中吸附除去油分 之液體狀之氨中所含有之高沸點雜質吸附除去。而且，於 汽化步驟中，將第2吸附步驟中吸附除去高沸點雜質之液 體狀之氨以特定之汽化率汽化而分離為氣相成分與液相成 分，藉此將低沸點雜質作為氣相成分分離除去而獲得純化 之液體氨作為液相成分。 於本發明之氨之純化方法中，由於在汽化步驟中將吸附 160339.doc 201231385 除去油分、及水分、高價烴等高沸點雜質之後之液體狀之 氨以特定之汽化率汽化而分離為氣相成分與液相成分，故 而將曱烷、乙烷、丙烷等低價烴、及氫、氮、氧、氦、一 氧化碳等低沸點氣體等低沸點雜質作為氣相成分分離除 去’從而可獲得純化之液體氨作為液相成分。因此，於本 發明之氨之純化方法中，不如先前技術般進行伴隨回流之 蒸館，而可以簡單化之方法將氨純化，並且可抑制能量之 消耗而有效率地將氨純化。 本發明之目的、特點、及優勢可根據下述之詳細說明與 圖式而明確。 【實施方式】 [較佳實施形態之詳細說明] 圖1係表示本發明之第1實施形態之氨純化系統1 〇〇之構 成之圖。本實施形態之氨純化系統100係將含有雜質之液 體狀之粗氨純化之系統。於液體狀之粗氨中，作為雜質而 包含油分、及甲烷、乙烷、丙烷等低價烴、進而具有較多 碳數之高價烴、水分、&氫、氮、氧、氬、一氧化碳等低 沸點氣體。即，於液體狀之粗氨中，包含油分、沸點低於 氨（沸點為-33.44°C )之低價烴、低沸點氣體等低沸點雜 質、沸點高於氨之高價烴、水分等高沸點雜質。 氨純化系統100包括作為儲存部之儲存槽丨、作為第^及 附部之油分吸附塔2、作為第2吸附部之高沸點雜質吸附部 3、分析部4、作為汽化部之汽化器5、及回收槽“構成。 又，氨純化系統100實現本發明之氨之純化方法，且以儲 160339.doc -10- 201231385 行儲存步驟，以油分吸附塔2執行第ι吸附步驟， 冋/點雜質吸附部3執行第2吸附步，^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 汽化步驟。 八飞化器5執仃 錯存槽1係儲存粗氨者1本實施形態中，儲存槽】中儲 存之粗氨之純度為99_5重量％左右。 、s子、1 /、要為具有耐壓性及耐腐蝕性之保溫容器，則 並無特別限制。該儲存槽i係將粗4作為液體狀之氨儲 存’且以成為固定條件之方式控制溫度及遷力。於儲存槽 1儲存有液體狀之粗氨之狀態下，於儲存槽i之上部形成‘ 相’且於下部形成液相。於本實施形態中，於將粗氨自儲 存槽1導出至油分吸附塔2時，將减自上述液相作為液體 狀之粗氨導出。於儲存槽1與油分吸附塔2之間連接有第J 配管81，自儲存槽丨導出之液體狀之粗氨流過第1配管μ而 供給至油分吸附塔2。 於第1配管81設置有打開或封閉第1配管81中之流路之第 1閥811 ^於向油分吸附塔2供給液體狀之粗氨時，打開第} 閥811而使液體狀之粗氨自儲存槽丨朝向油分吸附塔2流過 第1配管81内。 於自儲存槽1導出之液體狀之粗氨中含有2~15 ppm左右 之壓縮機等機器用潤滑油等油分。該液體狀之粗氨中所含 有之油分之含量可藉由利用油分濃度計（〇CMA-355，堀場 製作所股份公司製造）測定使粗氨汽化後殘留之成分而求 出0 油分吸附塔2藉由包含活性碳之吸附劑將自儲存槽丨導出 160339.doc -11 - 201231385 之液體狀之粗氨中所含有之油分吸附除去。作為填充於油 分吸附塔2之活性碳，可列舉揶子殼活性碳（Kuraray ，
Kuraray Chemical股份公司製造）等。 自油分吸附塔2導出之液體狀之氨流過第2配管82而供給 至與南彿點雜質吸附部3連接之第3配管8 3。 於第2配管82設置有用以將自油分吸附塔2朝向第3配管83 流過之液體狀之氨中所含有之重金屬除去之過濾器7。於本 實施形態中，過攄器7具有聚丙稀（PP，p〇lypr〇pylene)製之 5 μιη之過濾器、與聚四氟乙烯（pTFE，p〇iytetraflu〇rethyiene)/pp 製之0.01 μπι之過濾器串列連接之雙層結構。再者，過濾 器7並不限定於直接連接並配置於較油分吸附塔2更靠氨之 流過方向下游側，亦可配置於較後述之高沸點雜質吸附部 3更靠氨之流過方向下游側。又，於圖〗中表示於第2配管 8 2 β又置1個過;慮器之構成，但並不限定於此構成，亦可將 複數個過濾器7並列連接於第2配管82。例如，於形成將2 個過濾器7並列連接於第2配管82之構成之情形時，於以一 方之過濾器7將自油分吸附塔2導出之液體狀之氨中所含有 之重金屬過濾分離除去之期間，可進行使用過之另一過遽 器7之更換作業。 又’於第2配管82上’打開或封閉第2配管82中之流路之 第2閥821設置於較過濾器7更靠氨之流過方向上游側。於 液體狀之氨自油分吸附塔2朝向第3配管83供給時，將第2 閥821打開而使液體狀之氨通過過濾器7並流過第2配管82 内。 160339.doc •12· 201231385 流過第2配管82内而供給至第3配管83之液體狀之氧導入 至鬲沸點雜質吸附部3。高沸點雜質吸附部3藉由包含合成 彿石之吸附劑將自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之液體 狀之氨中所含有之沸點高於氨的高沸點雜質吸附除去。於 本實施形態中，高沸點雜質吸附部3包含複數個吸附部即 第1吸附塔31、第2吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸附塔34 而構成。 第1吸附塔3 1及第3吸附塔33並列連接於第3配管83。於 第3配管8 3設置有打開或封閉第3配管8 3中之流路之第3閥 831及第4閥832。於第3配管83中，第3閥831配置於第1吸 附塔31之上游側（即’第1吸附塔31之塔頂部側），第4閥832 配置於第3吸附塔3 3之上游側（即，第3吸附塔3 3之塔頂部 側）。於自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨 向第1吸附塔3 1供給時，打開第3閥83 1且封閉第4閥832而 使液體狀之氨自過濾器7朝向第1吸附塔3 1流過第3配管83 内。又，於自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之液體狀之 氨向第3吸附塔33供給時，將打開第4閥832且封閉第3閥 831而使液體狀之氨自過濾器7朝向第3吸附塔33流過第3配 管83内。 如此，藉由高沸點雜質吸附部3包含並列連接之第1吸附 塔31及第3吸附塔33，而將自油分吸附塔2導出且通過過濾 器7之液體狀之氨於加以區分之狀態下分別導入至並列連 接之第1吸附塔31及第3吸附塔3 3，因此，例如於以第1吸 附塔31吸附除去之期間，可對使用過之第3吸附塔33進行 160339.doc 201231385 再生處理’以便能以使用過之第3吸附塔33再次進行吸附 除去動作。 第2吸附塔32經由第4配管84而與第1吸附塔3 1串列連 接。即，於第4配管84中，一端部連接於第1吸附塔3丨之塔 底部’另一端部連接於第2吸附塔32之塔頂部。藉此，自 油分吸附塔2導出且通過過濾器7而導入至第1吸附塔31之 液體狀之氣流過第4配管84而導入至第2吸附塔32。如此， 藉由南彿點雜質吸附部3包含串列連接之第1吸附塔3 1及第 2吸附塔32，而能夠以第！吸附塔31及第2吸附塔32將自油 分吸附塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨中所含有之高 沸點雜質吸附除去，因此，可提高對高沸點雜質之吸附除 去能力。 自第2吸附塔32導出之液體狀之氨流過第5配管85而供給 至與汽化器5連接之第1〇配管90。 於第5配管85設置有打開或封閉第5配管85中之流路之第 5閥851及第6閥852。於第5配管85中，第5閥851配置於氨 之流過方向上游側（即，第2吸附塔32側），第6閥852配置於 氨之流過方向下游側（即，第10配管90側）。於自第2吸附塔 32導出之液體狀之氣向第1〇配管90供給時，打開第5間851 及第6閥852而使液體狀之氨自第2吸附塔32朝向第10配管 90流過第5配管85内。 又，於本實施形態之氨純化系統1 〇 〇中，於第5閥8 5 1與 第6閥852之間設置有自第5配管85分支且連接於分析部4之 第8配管88。於該第8配管88設置有打開或封閉第§配管μ 160339.doc -14· 201231385 中之流路之第9閥881。第9閥881於自油分吸附塔2導出且 通過過濾器7之液體狀之氨導入至第丨吸附塔31及第2吸附 塔32時一直打開，而使分析所需要之極少量之氨朝向分析 部4流過第8配管8 8内。 第4吸附塔34經由第6配管86而與第3吸附塔33串列連 接。即，於第6配管86中，一端部連接於第3吸附塔33之塔 底部’另一端部連接於第4吸附塔34之塔頂部。藉此，自 /由刀吸附塔2導出且通過過遽器7而導入至第3吸附塔33中 之液體狀之氛流過第6配管86而導入至第4吸附塔34中。如 此，藉由高沸點雜質吸附部3包含串列連接之第3吸附塔33 及第4吸附塔34，而能夠以第3吸附塔33及第4吸附塔34將 自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨中所含有 之高沸點雜質吸附除去，因此，可提高對高沸點雜質之吸 附除去能力。 自第4吸附塔34導出之液體狀之氨流過第7配管87而供給 至與汽化器5連接之第1〇配管9〇。 於第7配管87設置有打開或封閉第7配管87中之流路之第 7閥871及第8閥872。於第7配管87中，第7閥871配置於氨 之流過方向上游侧（即，第4吸附塔34側），第8閥872配置於 氨之流過方向下游側（即，第10配管9〇側）。於自第4吸附塔 34導出之液體狀之氨向第1〇配管9〇供給時，打開第7閥871 及第8閥872而使液體狀之氨自第4吸附塔34朝向第1〇配管 90流過第7配管87内。 又’於本實施形態之氨純化系統〗〇〇中，於第7閥87丨與 160339.doc 15 201231385 第8閥872之間設置有自第7配管87分支且連接於分析部4之 第9配管89。於該第9配管89設置有打開或封閉第9配管89 中之流路之第10閥891。第10閥891於自油分吸附塔2導出 且通過過濾器7之液體狀之氣導入至第3吸附塔33及第4吸 附塔3 4時一直打開，而使分析所需要之極少量之氨朝向分 析部4流過第9配管89内。 又’於本實施形態中，第1吸附塔3 1包含填充MS-3 A(細 孔控3 A之多孔質合成沸石）作為合成沸石之第1吸附區域 311、及填充MS-13X(細孔徑9 A之多孔質合成沸石）作為合 成沸石之第2吸附區域312。於第1吸附塔3 1中，第1吸附區 域311與第2吸附區域312串列連接，第1吸附區域311配置 於塔頂部側，第2吸附區域312配置於塔底部側。 再者，第2吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸附塔34分別 與第1吸附塔31相同地構成《具體而言，於第2吸附塔32 中’填充有MS-3A之第1吸附區域321配置於塔頂部側，填 充有MS-13X之第2吸附區域322配置於塔底部側。於第3吸 附塔33中，填充有MS-3 A之第1吸附區域331配置於塔頂部 側，填充有MS-13X之第2吸附區域332配置於塔底部侧。 於第4吸附塔34中，填充有MS-3A之第1吸附區域341配置 於塔頂部側，填充有MS-13X之第2吸附區域342配置於塔 底部側。 合成沸石之MS-3 A係對水分具有優異之吸附能力之吸附 劑，MS-13X係對水分及烴具有優異之吸附能力之吸附 劑。藉由設為包含填充有具有該種吸附能之MS-3A之第1 160339.doc -16 - 201231385 吸附區域、及填充有MS-13X之第2吸附區域之第1吸附塔 31、第2吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸附塔34，而可效 率佳地將自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨 中所含有之水分、高價烴等高沸點雜質吸附除去。 包含本實施形態中使用之MS-3A及MS-13X等合成沸石 之吸附劑可藉由加熱、減壓、加熱及減壓中之任一處理使 吸附之雜質（水分及烴）脫離而再生。例如，於藉由加熱處 理使吸附於吸附劑中之雜質脫離之情形時，只要於 200〜350°C之溫度下進行加熱即可。 於本實施形態之氨純化系統1〇〇中，第1吸附塔3丨、第2 吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸附塔34係溫度被控制於 0~60°C，且壓力被控制於0.1〜1.〇 MPa。於第1吸附塔31、 第2吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸附塔34之溫度未達 之情形時，存在需要將吸附除去雜質時所產生之吸附熱除 去之冷卻而導致能量效率下降之虞。於第1吸附塔31、第2 吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸附塔34之溫度超過60°c之 情形時’存在吸附劑對雜質之吸附能力下降之虞。又，於 第1吸附塔31、第2吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸附塔34 之壓力未達0.1 MPa之情形時，存在吸附劑對雜質之吸附 能力下降之虞。於第1吸附塔31、第2吸附塔32、第3吸附 塔33及第4吸附塔34之壓力超過1.〇 MPa之情形時，需要較 多之能量以維持於固定壓力，從而有能量效率下降之虞。 又，第1吸附塔31、第2吸附塔32、第3吸附塔33及第4吸 附塔34之線速度（iinear vei〇city)較佳為，將每單位時間向 160339.doc -17· 201231385 各吸附塔31、32、33、34供給液體狀氨之量換算為 NTP(normal temperature and pressure，標準溫旬下之氣體 體積’並除以各吸附塔31、32、33、34之空塔剖面面積而 求出之值之範圍為0.01〜0.5 m/秒。於線速度未達〇 〇1 m/秒 之情形時，由於雜質之吸附除去需要花費較長之時間，故 而欠佳，於線速度超過0.5 m/秒之情形時，存在無法充分 地將吸附除去雜質時所產生之吸附熱除去而導致吸附劑之 雜質之吸附能下降之虞。 自第2吸附塔32導出且流過第8配管88之液體狀之氨、或 自第4吸附塔34導出且流過第9配管89之液體狀之氨導入至 分析部4。 分析部4對自第2吸附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀 之我中所含有之雜質之；農度進行分析。於本實施形態中， 分析部4為氣相層析分析裝置（GC(Gas chromatograph)- PDD(Pulsed Discharge Detector):脈衝放電型檢測器）。作 為氣相層析分析裝置，可列舉例如GC-4000(GL Sciences股 份公司製造）。於本實施形態中’利用分析部4對自第2吸 附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀之氨分析甲烷濃度及 氧濃度。後述之汽化器5根據該分析部4之分析結果’而設 定將自第2吸附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀之氨汽化 時之汽化率。 自第2吸附塔32導出且供給至第1〇配管9〇中之液體狀之 氨、或自第4吸附塔34導出且供給至第1〇配管9〇中之液體 狀之氨流過第10配管90而導入至汽化器5。 160339.doc 201231385 汽化器5將自第2吸附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀 之氨以特定之汽化率汽化而分離為氣相成分與液相成分， 藉此，將沸點低於氨之低沸點雜質作為氣相成分分離除 去’從而以液相成分獲得純化之液體氨。 於本實施形態中，汽化器5根據分析部4之分析結果，而 將自第2吸附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀之氨以5〜2〇 體積％之汽化率汽化而分離為氣相成分與液相成分。於此 情形時，自第2吸附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀之氨 之5〜20體積％成為氣相成分，8〇〜95體積％成為液相成分。 具體而言，汽化器5於分析部4之分析結果為甲烷及氧中 之至少任一者之濃度未達3〇 ppb之情形時，將汽化率設定 為5體積％，於甲烷及氧中之至少任一者之濃度為3〇 ppb& 上且未達50 ppb之情形時將汽化率設定為1〇體積％，於曱 烷及氧中之至少任一者之濃度為5〇 ppb以上且未達l〇〇 之情形時將汽化率設定為15體積％，於曱烷及氧中之至少 任一者之濃度為100 ppb以上之情形時將汽化率設定為 體積％。 於本實施形態之氨純化系統1〇〇中，汽化器5將藉由油分 吸附塔2吸附除去油分且藉由高沸點雜質吸附部3吸附除去 水分、高價烴等高沸點雜質之後之液體狀之氨以特定之汽 化率八化，而分離為氣相成分與液相成分，因此，可將曱 烧、乙烧、丙貌等低價烴、及氫、氮、氧、氦、一氧化碳 等低沸點氣體等低彿點雜f作為氣相成分分離除去而以液 相成分獲得純化之液體氨。因此，於本實施形態之氨純化 160339.doc -19- 201231385 中’並未如先前技術般進行伴隨回流之蒸德而 :夠以簡單化之方法將氨純化，並且可抑制能量之消耗而 有效率地將氨純化。 又’作為汽化器5之汽化條件，只要為如使自第2吸附塔 32或第4吸附塔34導出之液體狀之氨以特^之汽化率汽化 般之條件’則並無限定，只要適當設定溫度、壓力及時間 即可。於本實施形態中，汽化器5較佳構成為以於.3〇ec 之溫度下將自第2吸附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀之 教汽化而分離為氣相成分與液相成分。藉此，可效率佳地 將吸附除去油分及高沸點雜質之後之液體狀之教汽化而獲 得已分離除去低滞點雜質之液體氨，並且可提高該液體氨 之純度。當於汽化器5中對液體狀之氨進行汽化時之溫度 未達-50t時，由於冷卻需要較多之能量，故而欠佳於 咖度超過3GC之情形時，由於作為液相成分而獲得之液體 氨中所含有之雜質濃度變高，故而欠佳。 又，汽化器5較佳構成為於山丨〜丨〇厘以之壓力下將自第 2吸附塔32或第4吸附塔34導出之液體狀之氨汽化 而分離為 乳相成分與液相成分。當於汽化器5中對液體狀之氨進行 π化時之壓力未達〇.! MPai情形時，由於使氨汽化之溫 度變低，故而冷卻需要較多之能量，因而欠佳，於壓力超 過1 ·0 MPa之情形時，由於使氨汽化之溫度變高，故而以 液相成分獲得之液體氨中所含有之雜質濃度變高，因而欠 佳》 於汽化器5連接有設置有第lu^911之第u配管91、及設 160339.doc -20- 201231385 ，有第12閥921之第12配管92β再者，第12配管92連接於 汽化器5與回收槽6之間。 ' 於汽化器5中，作為氣相成分自氨分離除去之低沸點雜 質於打開第11閥川之狀態下’流過㈣配管91而排出至 系統外部。又’於汽化器5中叫乍為液相成分獲得之液體 氨於打開第12閥921之狀態下，流過第12配管92而供給至 回收槽6中。 回收槽6儲存作為液相成分而於汽化器5獲得之液體氨。 該回收槽6較佳為以固定條件控制溫度及壓力以便可作為 液體氨加以儲存。 圖2係表示本發明之第2實施形態之氨純化系統2〇〇之構 成之圖。本實施形態之氨純化系統2〇〇類似於上述氨純化 系統100，對相對應之部分標註相同之參照符號，並省略 說明。氨純化系統200除高沸點雜質吸附部2〇1之構成與上 述高沸點雜質吸附部3之構成不同以外，與氨純化系統1〇〇 相同。 氨純化系統200中所包含之高沸點雜質吸附部2〇 1藉由包 含合成沸石之吸附劑將自油分吸附塔2導出且通過過濾器7 之液體狀之氨中所含有之沸點高於氨之高沸點雜質吸附除 去。於本實施形態中，高沸點雜質吸附部2〇丨包含複數個 吸附部即第1吸附塔2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔 2 013而構成。 第1吸附塔2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔2013係與 上述第1吸附塔31相同地構成。具體而言，於第1吸附塔 160339.doc •21· 201231385 2011中，填充有MS-3A之第1吸附區域20111配置於塔頂部 側，填充有MS-13X之第2吸附區域20112配置於塔底部 側。於第2吸附塔2012中，填充有MS-3A之第1吸附區域 20121配置於塔頂部側，填充有MS-13X之第2吸附區域 20122配置於塔底部側。於第3吸附塔2013中，填充有MS-3A之第1吸附區域20131配置於塔頂部側，填充有MS-13X 之第2吸附區域20132配置於塔底部側。 又，於本實施形態之氨純化系統200中，第1吸附塔 2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔2013係將溫度控制於 0〜60°C，且將壓力控制於〇·1〜1.0 MPa。於第1吸附塔 2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔2013之溫度未達0°C之 情形時，存在需要將吸附除去雜質時所產生之吸附熱除去 而導致能量效率下降之虞。於第1吸附塔2011、第2吸附塔 2012及第3吸附塔2013之溫度超過60°C之情形時，有吸附 劑之雜質之吸附能力下降之虞。又，於第1吸附塔2011、 第2吸附塔2012及第3吸附塔2013之壓力未達0.1 MPa之情 形時’存在吸附劑對雜質之吸附能下降之虞。於第1吸附 塔2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔2013之壓力超過1.0 MPa之情形時，需要較多之能量以維持於固定壓力，因而 有能量效率下降之虞。 又，第1吸附塔2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔2013 之線速度（linear velocity)較佳為，將每單位時間向各吸附 塔2011、2012、2013供給液體狀氨之量換算為NTP下之氣 體體積，並除以各吸附塔2011、2012、2013之空塔剖面面 160339.doc •22· 201231385 積而求出之值之範圍為〇 ·〇1〜〇5 m/秒。於線速度未達o.oi m/秒之情形時，由於雜質之吸附除去需要花費較長之時 間’故而欠佳，於線速度超過〇.5 m/秒之情形時，存在無 法充分地將吸附除去雜質時所產生之吸附熱除去而導致吸 附劑對雜質之吸附能下降之虞。 而且，於本實施形態中，於自油分吸附塔2導出且通過 過濾器7之液體狀之氨流過之第3配管83連接有自第3配管 83分支之第π配管202、第14配管203及第15配管204。 第13配管202自第3配管83分支且連接於第1吸附塔2〇 11 之塔頂部。於該第13配管2〇2設置有打開或封閉第13配管 202中之流路之第13閥2〇21。第14配管203自第3配管83分 支且連接於第2吸附塔2012之塔頂部。於該第14配管2〇3設 置有打開或封閉第14配管203中之流路之第14閥203 1。第 15配管204自第3配管83分支且連接於第3吸附塔2013之塔 頂部。於該第15配管204設置有打開或封閉第15配管204中 之流路之第15閥2041。 又，於第1吸附塔2011之塔底部連接有自第i吸附塔20 η 導出之液體狀之氮流過之第16配管205。於該第16配管205 設置有打開或封閉第16配管205中之流路之第16閥205 1。 於第2吸附塔2012之塔底部連接有自第2吸附塔2〇 12導出之 液體狀之氨流過之第17配管206 »於該第17配管206上設置 有打開或封閉第17配管206中之流路之第17閥2〇61。於第3 吸附塔2013之塔底部連接有自第3吸附塔2〇13導出之液體 狀之氨流過之第18配管207。於該第18配管2〇7設置有打開 160339.doc -23- 201231385 或封閉第18配管207中之流路之第18閥2071。 又’於第16配管205連接有自第16配管205分支之第19配 管208。該第19配管208自第16配管205分支且連接於第14 配管203 ’成為用以將自第1吸附塔2011導出之液體狀之氨 導入至第2吸附塔2012中之流路。於第19配管208設置有打 開或封閉第19配管208中之流路之第19閥2081。於該第19 配管208連接有自第19配管208分支之第20配管209。該第 20配管209自第19配管208分支且連接於第15配管204，成 為用以將自第1吸附塔2011導出之液體狀之氨導入至第3吸 附塔2013中之流路。於第20配管209設置有打開或封閉第 20配管209中之流路之第20閥2091。 又’於第17配管206連接有自第17配管206分支之第21配 管210及第22配管211。第21配管210自第17配管206分支且 連接於第13配管202，成為用以將自第2吸附塔2012導出之 液體狀之氨導入至第1吸附塔2011中之流路。於第21配管 210設置有打開或封閉第21配管210中之流路之第21閥 2101 »第22配管211自第17配管206分支且連接於第15配管 204，成為用以將自第2吸附塔2012導出之液體狀之氨導入 至第3吸附塔2013中之流路。於第22配管211設置有打開或 封閉第22配管211中之流路之第22閥2111。 又，於第18配管207連接有自第18配管207分支之第23配 管212 »該第23配管212自第18配管207分支且連接於第13 配管202 ’成為用以將自第3吸附塔2013導出之液體狀之氨 導入至第1吸附塔2011中之流路。於第23配管21 2設置有打 160339.doc -24- 201231385 開或封閉第23配管212中之流路之第23閥2121。於該第23 配管212上連接有自第23配管212分支之第24配管213。該 第24配管213係自第23配管212分支且連接於第14配管 2〇3 ’成為用以將自第3吸附塔2013導出之液體狀之氨導入 至第2吸附塔2012中之流路。於第24配管213設置有打開或 封閉第24配管213中之流路之第24閥2131。 又，於第16配管205、第17配管206及第18配管207中， 於液體狀之氨之流過方向下游側端部連接有第25配管 214。自第1吸附塔2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔2013 中之任1個吸附塔導出之液體狀之氨供給至該第25配管214 中。而且’於第25配管214設置有自第25配管214分支且連 接於分析部4之第8配管88、及自第25配管214分支且連接 於汽化器5之第10配管90。 於如上述般構成之氨純化系統200中，關於第1吸附塔 2011、第2吸附塔2012及第3吸附塔2013之連接，有以下6 種連接模式。 第1連接模式係使自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之 液體狀之氨依序通過第1吸附塔2011、第2吸附塔2012之連 接模式。於第1連接模式中，使第13閥2021、第17閥2061 及第19閥2081打開，且使第14閥203 1、第15閥2041、第16 閥 2051、第 18 闊 2071、第 20 閥 2091、第 21 閥 2101、第 22閥 2111、第23閥2121及第24閥2131封閉。藉此，自油分吸附 塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨流過第π配管202而 導入至第1吸附塔2011中，自第1吸附塔2011導出之液體狀 160339.doc •25· 201231385 之氨流過第16配管205及第19配管208而導入至第2吸附塔 2012中，自第2吸附塔2012導出之液體狀之氨流過第17配 管206而供給至第25配管214，液體狀之氨自該第25配管 214導入至分析部4及汽化器5中。於該種第1連接模式中， 由於能夠以第1吸附塔2011及第2吸附塔2012將液體狀之氨 中所含有之高沸點雜質吸附除去，故而可提高對高沸點雜 質之吸附除去能力。再者，於第1連接模式中，由於未執 行第3吸附塔2013之吸附除去動作，故而可對該第3吸附塔 2013進行再生處理。 第2連接模式係使自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之 液體狀之氨依序通過第1吸附塔2011、第3吸附塔2013之連 接模式。於第2連接模式中，使第13閥2021、第18閥2071 及第20閥2091打開，且使第14閥2031、第15閥2041、第16 閥 2051、第 17閥 2061、第 19閥 2081、第 21閥 2101、第 22閥 2111、第23閥2121及第24閥2131封閉。藉此，自油分吸附 塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨係流過第丨3配管202 而導入至第1吸附塔2011中，自第1吸附塔2〇 11導出之液體 狀之氨流過第16配管205 '第19配管208及第20配管209而 導入至第3吸附塔2013中，自第3吸附塔2013導出之液體狀 之氨流過第1 8配管207而供給至第25配管214中，液體狀之 氨自第25配管214導入至分析部4及汽化器5中。於該種第2 連接模式中，由於能夠以第1吸附塔20!〗及第3吸附塔2013 將液體狀之氨中所含有之高沸點雜質吸附除去，故而可提 高對高沸點雜質之吸附除去能力。再者，於第2連接模式 160339.doc -26- 201231385 中，由於未執行第2吸附塔2012之吸附除去動作，故而可 對該第2吸附塔2012進行再生處理。 第3連接模式係使自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之 液體狀之氨依序通過第2吸附塔2012、第1吸附塔2011之連 接模式。於第3連接模式中，使第14閥2031、第16閥2051 及第21閥2101打開，且使第13閥2021、第15閥2041、第17 閥 2061、第 18閥 2071、第 19閥 2081、第 20閥 2091、第 22閥 2111、第23閥2121及第24閥2131封閉。藉此，自油分吸附 塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨流過第14配管203而 導入至第2吸附塔2012中’自第2吸附塔2012導出之液體狀 之氨流過第17配管206及第21配管210而導入至第1吸附塔 2011中，自第1吸附塔2011導出之液體狀之氨流過第16配 管205而供給至第25配管214中’液體狀之氨自該第25配管 214導入至分析部4及汽化器5中。於該種第3連接模式中， 由於能夠以第1吸附塔2011及第2吸附塔2012將液體狀之氨 中所含有之高沸點雜質吸附除去，故而可提高對高沸點雜 質之吸附除去能力。再者，於第3連接模式中，由於未執 行第3吸附塔2013之吸附除去動作，故而可對該第3吸附塔 2013進行再生處理。 第4連接模式係使自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之 液體狀之氨依序通過第2吸附塔2012、第3吸附塔2013之連 接模式。於第4連接模式中’使第14閥2031、第18閥2071 及第22閥2111打開，且使第13閥2021、第15閥2041、第16 閥 2051、第 17閥 2061、第 19闊 2081、第 20閥 2091、第 21閥 160339.doc -27- 201231385 2101、第23閥2121及第24閥2131封閉。藉此，自油分吸附 塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨流過第14配管203而 導入至第2吸附塔2012中，自第2吸附塔2012導出之液體狀 之氨流過第17配管206及第22配管211而導入至第3吸附塔 2013中，自第3吸附塔2013導出之液體狀之氨流過第18配 管207而供給至第25配管214中，液體狀之氨自該第25配管 214導入至分析部4及汽化器5中。於該種第4連接模式中， 由於能夠以第2吸附塔20 12及第3吸附塔2013將液體狀之氨 中所含有之高沸點雜質吸附除去，故而可提高對高沸點雜 質之吸附除去能力。再者，於第4連接模式中，由於未執 行第1吸附塔2011之吸附除去動作，故而可對該第1吸附塔 2011進行再生處理。 第5連接模式係使自油分吸附塔2導出且通過過渡器7之 液體狀之氨依序通過第3吸附塔2013、第1吸附塔2011之連 接模式。於第5連接模式中，使第15閥2041、第16閥205 1 及第23閥2121打開，且使第13閥2021、第14閥2031、第17 閥 2061、第 18閥 2071、第 19閥 2081、第 20閥 2091、第 21 閥 2101、第22閥2111及第24閥2131封閉。藉此，自油分吸附 塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨流過第15配管2〇4而 導入至第3吸附塔2013中’自第3吸附塔2013導出之液體狀 之氣流過第18配管207及第23配管212而導入至第1吸附塔 2011中’自第1吸附塔2011導出之液體狀之氨流過第16配 管205而供給至第25配管214中，液體狀之氨自該第25配管 214導入至分析部4及汽化器5中。於該種第5連接模式中， 160339.doc -28- 201231385 由於能夠以第1吸附塔2011及第3吸附塔2013將液體狀之氨 中所含有之高沸點雜質吸附除去，故而可提高對高沸點雜 質之吸附除去能力。再者’於第5連接模式中，由於未執 行第2吸附塔2012之吸附除去動作，故而可對該第2吸附塔 2012進行再生處理。 第6連接模式係使自油分吸附塔2導出且通過過濾器7之 液體狀之氨依序通過第3吸附塔2013、第2吸附塔2012之連 接模式。於第6連接模式中，使第15閥2041、第17閥2061 及第24閥2131打開，且使第13閥2021、第14閥2031、第16 閥 2051、第 18 閥 2071、第 19 閥 2081、第 20 閥 2091、第 21 閥 2101、第22閥2111及第23閥2121封閉。藉此，自油分吸附 塔2導出且通過過濾器7之液體狀之氨流過第15配管204而 導入至第3吸附塔2013中，自第3吸附塔2013導出之液體狀 之氨流過第18配管207、第23配管212、及第24配管213而 導入至第2吸附塔2012中’自第2吸附塔2012導出之液體狀 之氨流過第17配管206而供給至第25配管214中，將液體狀 之氨自該第25配管214導入至分析部4及汽化器5中。於該 種第6連接模式中，由於能夠以第2吸附塔2〇12及第3吸附 塔2013將液體狀之氨中所含有之高沸點雜質吸附除去，故 而可提高對高沸點雜質之吸附除去能力。再者，於第6連 接模式中，由於未執行第i吸附塔2〇11之吸附除去動作， 故而可對該第1吸附塔2011進行再生處理。 本發明可於不脫離其精神或主要特徵之情況下，以其他 各種形態實施。因此，上述實施形態於所有方面只不過為 160339.doc •29· 201231385 例不’本發明之範圍係示於申請專利範圍中者，並不受說 書本文任何限制。進而，屬於申請專利範圍之變形或變 更均屬於本發明之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之第1實施形態之氨純化系統之構成之 圖。 圖2係表示本發明之第2實施形態之氨純化系統之構成之 圖0 【主要元件符號說明】 1 儲存槽 2 油分吸附塔 3 高沸點雜質吸附部 4 分析部 5 汽化器 6 回收槽 7 過濾器 31 第1吸附塔 32 第2吸附塔 33 第3吸附塔 34 第4吸附塔 81 第1配管 82 第2配管 83 第3配管 84 第4配管 160339.doc .30- 201231385 85 86 87 88 89 90 91 92 100 200 311 312 321 322 331 332 341 342 811 821 831 832 851 852 160339.doc 第5配管 第6配管 第7配管 第8配管 第9配管 第10配管 第11配管 第12配管 氨純化系統 氨純化系統 第1吸附區域 第2吸附區域 第1吸附區域 第2吸附區域 第1吸附區域 第2吸附區域 第1吸附區域 第2吸附區域 第1閥 第2閥 第3閥 第4閥 第5閥 第6閥 -31 201231385 871 第7閥 872 第8閥 881 第9閥 891 第10閥 911 第11閥 921 第12閥 2011 第1吸附塔 2012 第2吸附塔 2013 第3吸附塔 20111 第1吸附區域 20112 第2吸附區域 20121 第1吸附區域 20122 第2吸附區域 20131 第1吸附區域 20132 第2吸附區域 GC 氣相層析分析裝置 160339.doc 32 ·