TWI525077B - 丙烷之純化方法及純化裝置 - Google Patents
丙烷之純化方法及純化裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI525077B TWI525077B TW100120917A TW100120917A TWI525077B TW I525077 B TWI525077 B TW I525077B TW 100120917 A TW100120917 A TW 100120917A TW 100120917 A TW100120917 A TW 100120917A TW I525077 B TWI525077 B TW I525077B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- propane
- adsorber
- purity
- gas
- low
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/12—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
- C07C7/13—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers by molecular-sieve technique
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
- B01D2253/302—Dimensions
- B01D2253/308—Pore size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
- B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
- B01D2259/40096—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating by using electrical resistance heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
本發明係關於一種用以藉由減少其雜質而將含有乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質之低純度丙烷高純度化之純化方法及純化裝置。
液化石油氣(LPG,Liquefied Petroleum Gas)或火力發電用燃料等中所使用之丙烷通常藉由分餾作為原料之石油而進行工業純化。因此,通常所普及之丙烷係含有來自原料之乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質,且其純度為98.5 vol%左右之低純度者。
另一方面,近年來,越來越需要雜質濃度較低之高純度丙烷。例如,作為高耐壓碳化矽(SiC)半導體之原料,丙烷之需求不斷提高,為了實現此種碳化矽之高耐壓性,較佳為將丙烷之雜質濃度設為未達10 volppm。
因此,考慮藉由對通常所普及之純度為98.5 vol%左右之低純度丙烷進行蒸餾而純化高純度丙烷。但是,於對低純度丙烷進行蒸餾而純化高純度丙烷之情形時,設備之規模變大且需要大量之能源,尤其於含有丙烯作為雜質之情形時,因丙烷與丙烯之沸點差較小,故藉由蒸餾之純化變得困難。再者,為了使作為烯烴之丙烯自作為鏈烷烴之丙烷中分離,已知有使含有硝酸銀之水溶液選擇性地吸收丙烯之方法(參照專利文獻1),但該方法無法使作為鏈烷烴之丙烷、乙烷、異丁烷、正丁烷相互分離,故即便採用該方法,亦無法純化為高純度丙烷。
[專利文獻1]國際專利公開2009/110492號
先前之純化技術存在如下之問題:無法不利用蒸餾技術而使低純度丙烷中所包含之作為雜質之乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷變成極微量,為了獲得高純度丙烷,設備大規模化且能源成本增加。本發明之目的在於提供一種可解決此種先前技術之課題的丙烷之純化方法及純化裝置。
本案發明者等人著眼於構成低純度丙烷之丙烷、乙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷各自之特性,想到藉由使用分子篩及活性碳作為吸附劑之純化技術自低純度丙烷純化高純度丙烷之本發明。
即,若將分子篩之細孔之有效孔徑設定為使異丁烷、正丁烷之分子進入至細孔內之值,則丙烷分子亦進入至細孔內,故無法僅藉由分子篩使雜質自丙烷中分離。另一方面,乙烷、丙烯與異丁烷、正丁烷相比,難以吸附於活性碳上。因此,於僅藉由無分子篩功能之活性碳吸附雜質之情形時,異丁烷、正丁烷優先吸附於吸附劑上而阻礙乙烷、丙烯之吸附,故亦無法僅藉由活性碳使雜質自丙烷中分離。尤其,乙烷與異丁烷、正丁烷相比分子量較小且對於活性碳之吸附力較弱,故僅藉由活性碳使雜質自丙烷中分離較困難。
本發明之方法係一種用以將含有乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質之低純度丙烷高純度化之純化方法,其特徵在於:向吸附器內填充較丙烷優先吸附乙烷及/或丙烯之分子篩、及較丙烷優先吸附異丁烷及/或正丁烷之活性碳,繼而,藉由向上述吸附器內導入氣體狀之上述低純度丙烷,而利用上述分子篩及上述活性碳吸附上述雜質,繼而,將通過了上述吸附器之氣體作為高純度丙烷加以回收。
藉此,利用分子篩將與異丁烷、正丁烷相比難以吸附於活性碳之乙烷及/或丙烯自丙烷中分離。又,異丁烷及/或正丁烷因分子量及凡得瓦力(van der Waals force)大於丙烷,故對於活性碳之吸附力較強,因此可利用活性碳使異丁烷及/或正丁烷自丙烷中分離。藉此,可將通過了吸附器之氣體作為高純度丙烷加以回收。
本發明之裝置係一種用以將含有乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質之低純度丙烷高純度化之純化裝置,其特徵在於:具備填充有較丙烷優先吸附乙烷及/或丙烯之分子篩、及較丙烷優先吸附異丁烷及/或正丁烷之活性碳的吸附器,上述吸附器具有連接於上述低純度丙烷之供給源之氣體導入口、及連接於高純度丙烷之回收容器之氣體回收口,利用上述分子篩及上述活性碳吸附自上述氣體導入口導入至上述吸附器內之氣體狀之上述低純度丙烷中所包含的上述雜質,藉此將通過了上述吸附器之氣體作為高純度丙烷經由上述氣體回收口而回收至上述回收容器內。
根據本發明之裝置,可實施本發明之方法。
上述分子篩較佳為設為4A型。藉此,可使用通用之分子篩。
於本發明方法中,較佳為自上述吸附器之氣體導入口導入上述低純度丙烷,並且自上述吸附器之氣體回收口回收上述高純度丙烷,藉此於超過大氣壓之壓力下吸附上述雜質,並且回收上述高純度丙烷,於回收上述高純度丙烷之後,以使上述吸附器之內壓成為大氣壓之方式,經由上述氣體導入口使上述吸附器之內部與大氣壓區域連通,藉此將殘存於上述吸附器內之氣體排出至大氣壓區域,然後,於上述吸附器內使內部溫度上升,並且使再生用氣體自上述氣體回收口朝向上述氣體導入口流通。藉此,可藉由於超過大氣壓之壓力下吸附雜質而提高吸附效率。又,於藉由使吸附器之內部與大氣壓區域連通而排出殘存於吸附器內之氣體後,使吸附器之內部溫度上升並使再生用氣體於吸附器內流通,藉此可使分子篩及活性碳再生。
於此情形時,為了實施本發明之方法,較佳為本發明之裝置包括:第1連接切換機構,其將上述氣體導入口擇一地連接於上述低純度丙烷之供給源及大氣壓區域中之任一者;第2連接切換機構,其將上述氣體回收口擇一地連接於上述回收容器及再生用氣體之供給源中之任一者;背壓調整器,其調整上述吸附器之內部壓力;以及溫度調整器,其調整上述吸附器之內部溫度。
於本發明之方法中,較佳為所獲得之高純度丙烷之純度為99.9 vol%以上,更佳為99.99 vol%以上。例如,於將所回收之上述高純度丙烷用作碳化矽半導體之原料方面,更佳為所回收之上述高純度丙烷之純度為99.999 vol%以上。
根據本發明,可提供一種用以自低純度丙烷獲得高純度丙烷之簡便、能源利用效率優異、且於工業上有利之方法及裝置,可將所獲得之高純度丙烷用作碳化矽半導體之原料。
圖1所示之丙烷之純化裝置1係用以將含有乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質之低純度丙烷高純度化者,其包括具有第1吸附塔2a及第2吸附塔2b之吸附器2。於第1吸附塔2a內填充有較丙烷優先吸附乙烷及丙烯之分子篩α。於第2吸附塔2b內填充有較丙烷優先吸附異丁烷及正丁烷之活性碳β。該低純度丙烷只要含有乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質即可,其純度並無特別限定,但較佳為設為95~99 vol%,通常可使用藉由分餾石油而進行工業純化之純度為98.5 vol%以下之低純度丙烷。所獲得之高純度丙烷之純度只要高於作為純化對象之低純度丙烷,則並無特別限定,但較佳為99.9 vol%以上,更佳為99.99 vol%以上,於用作碳化矽半導體之原料方面,更佳為設為99.999 vol%以上。
將填充於第1吸附塔2a內之分子篩α之細孔的有效孔徑設定為使乙烷分子及丙烯分子進入至細孔內,並且使丙烷分子不進入至細孔內之值,藉此可使乙烷及丙烯較丙烷優先吸附於分子篩α上。本實施形態之分子篩α被設為4A型,藉此分子篩α之細孔之有效孔徑被設為0.4 nm(4)。作為分子篩α,例如可使用分子篩活性碳或分子篩沸石,特佳為使用乙烷及丙烯之吸附速度較快之分子篩活性碳。再者,分子篩α之細孔之有效孔徑若成為0.3 nm,則無法使乙烷分子進入至細孔內,若成為0.5 nm,則異丁烷分子及正丁烷分子亦可進入至細孔內。因此,於使用4A型以外之分子篩α之情形時,只要以可取得根據尺寸挑選分子之分子篩功能之方式,將細孔之有效孔徑設定為0.3 nm~0.5 nm之間,即,使乙烷分子及丙烯分子進入至細孔內,並且使丙烷分子不進入至細孔內之均勻化之值即可。分子篩α之形態並無特別限定,例如可設為粒狀或顆粒狀。又,於低純度丙烷中含有乙烷及丙烯中之一者作為雜質之情形時,分子篩α之細孔之有效孔徑只要設定為使該一者的分子進入至細孔,並且使丙烷分子不進入至細孔內之均勻化之值即可,可藉由設定為0.4 nm而使用4A型之分子篩α。
填充於第2吸附塔2b中之活性碳β只要具有較丙烷優先吸附異丁烷及正丁烷之特性即可,較佳為細孔徑未被均勻化、不取得分子篩功能,且細孔之平均有效孔徑為0.5 nm以上。不取得分子篩功能之通常之活性碳的細孔之平均有效孔徑為0.5 nm以上,可使異丁烷及正丁烷之分子進入至細孔內。又,為了防止雜質混入至高純度丙烷中,較佳為使用未添加有酸、鹼等化學品者作為活性碳β,例如可使用椰殼活性碳或煤質活性碳。活性碳β之形態並無特別限定,例如可設為粒狀或顆粒狀。再者,活性碳β若並非對乙烷、丙烯、丙烷、異丁烷、及正丁烷取得分子篩功能者,則亦可使其細孔徑均勻化。該情形下之活性碳β之細孔的有效孔徑較佳為以異丁烷及正丁烷之各分子可進入至細孔內之方式,設為0.5 nm以上。
第1吸附塔2a及第2吸附塔2b係串聯地進行配管連接。設置於第1吸附塔2a上之氣體導入口2c係經由開關閥3、流量調整器4、壓力調整器5、開關閥6而與低純度丙烷之供給源7進行配管連接。設置於第2吸附塔2b上之氣體回收口2d係經由調整吸附器2之內部壓力之背壓調整器9、開關閥11而連接於高純度丙烷之回收容器12。於各吸附塔2a、2b上設置有作為用以調整吸附器2之內部溫度之溫度調整器的電加熱器16a、16b。設置有測定各吸附器2之內部溫度之溫度計17a、17b。設置有測定氣體回收口2d與背壓調整器9間之壓力之壓力計20。背壓調整器9與開關閥11之間係經由開關閥21而與大氣壓區域連通。設置有對回收容器12內之高純度丙烷進行加熱或冷卻之恆溫水循環裝置24。
氣體導入口2c係經由開關閥13而與大氣壓區域連通。藉此,開關閥3、開關閥13構成將氣體導入口2c擇一地連接於低純度丙烷之供給源7、回收容器12、及大氣壓區域中之任一者的第1連接切換機構。
氣體回收口2d係經由開關閥18而連接於再生用氣體供給源19。藉此,開關閥11、開關閥18構成將氣體回收口2d擇一地連接於回收容器12及再生用氣體之供給源19中之任一者的第2連接切換機構。
根據上述純化裝置1,可實施如下之純化方法:將由供給源7所供給之氣體狀之低純度丙烷自氣體導入口2c導入至吸附器2內,於第1吸附塔2a中藉由分子篩α而吸附乙烷及/或丙烯,於第2吸附塔2b中藉由活性碳β而吸附異丁烷及/或正丁烷,然後將通過了吸附器2之氣體作為高純度丙烷自氣體回收口2d回收至回收容器12內,藉此將低純度丙烷高純度化。
為了有效利用作為吸附劑之分子篩α及活性碳β之吸附容量,較佳為將吸附器2中之吸附壓力設為丙烷於常溫下不會液化之超過大氣壓之壓力,例如以錶壓計設為0.5~0.6 Mpa左右。因此,於本實施形態中,最初進行如下之初始吸附步驟:藉由低純度丙烷之導入而使吸附器2內之壓力變成特定值,且將於後述之再生步驟中使用之再生用氣體自吸附器2內排出。即,於初始吸附步驟中,打開開關閥3、6、21,並關閉開關閥11、13、18,藉由流量調整器4而調整低純度丙烷之流量,藉由壓力調整器5而調整壓力,藉由電加熱器16a、16b而使吸附器2內變成室溫,藉由背壓調整器9而將吸附器2內之壓力設定為吸附壓力。使藉由壓力調整器5所調整之低純度丙烷之壓力高於藉由背壓調整器9所設定之吸附器2內之壓力。藉此,向吸附器2內導入低純度丙烷,並經由開關閥21而排出吸附器2內之再生用氣體。較理想的是藉由該初始吸附步驟,於吸附器2內再生用氣體濃度為10 volppm以下、且剩餘由低純度丙烷填滿。該吸附器2內之再生用氣體於接下來之純化步驟中到達回收容器12內,但藉由純化之進行而變得稀薄且濃度降低,因此不需要分離再生用氣體之步驟。
若初始吸附步驟結束,則關閉開關閥21,並打開開關閥11,藉由壓力調整器5而將由供給源7所供給之低純度丙烷之壓力調整為預先設定之值,藉由流量調整器4而調整流量。使藉由壓力調整器5所調整之低純度丙烷之壓力高於藉由背壓調整器9所設定之吸附器2內之壓力。因此,進行如下之純化步驟:將低純度丙烷自氣體導入口2c導入至吸附器2內,於吸附器2內,在超過大氣壓之壓力下利用分子篩α及活性碳β吸附低純度丙烷中所包含之雜質,然後將通過了吸附器2之氣體作為高純度丙烷回收至回收容器12內。利用恆溫水循環裝置24對回收容器12內之高純度丙烷進行冷卻,藉此使回收容器12內之壓力低於由壓力計20所指示之吸附器2內之壓力。
純化步驟係於吸附器2內之吸附劑喪失所期望之吸附功能而開始失效之前結束。該開始失效之前的時間只要藉由實驗而預先求出即可。若純化步驟結束,則關閉開關閥3、6、11。其後,藉由打開開關閥13,吸附器2之內部經由氣體導入口2c而與大氣壓區域連通。藉此,將殘存於吸附器2內之氣體排出至大氣壓區域,直至吸附器2內之壓力成為大氣壓,並進行大氣壓清洗步驟。
大氣壓清洗步驟結束之後,一面利用電加熱器16a、16b使吸附器2之內部溫度上升,一面利用溫度計17a、17b進行確認。又,藉由打開開關閥18,將來自供給源19之再生用氣體自氣體回收口2d導入至吸附器2內,然後自氣體導入口2c排出至大氣壓區域。藉此,進行在與純化步驟中之低純度丙烷之流動方向相反的方向上,使再生用氣體於吸附器2內流通之再生步驟。再生步驟中之吸附器2內之溫度較佳為200℃~300℃,更佳為設為250℃左右。若該溫度未達200℃,則再生用時間變長,若超過300℃,則存在能源成本上升,並且分子篩α及活性碳β發生粉化之可能性。若將自氣體導入口2c排出之再生用氣體中所包含之各種雜質的濃度變成50 ppm以下,則可使吸附容量恢復至分子篩α及活性碳β之初始吸附容量之90%以上。如此,吸附容量恢復之前之再生時間會根據再生用氣體之流量、雜質之吸附量、吸附器2內之溫度而變動,因此較佳為以實驗方式求出。再者,作為再生用氣體,較佳為使用對於再生步驟中所接觸之丙烷、分子篩α、活性碳β、純化裝置1等不具有活性之氣體,例如氦氣或氬氣等惰性氣體。若再生步驟結束,則關閉開關閥13、18。其後,使吸附器2內之溫度下降至室溫為止,而返回至上述初始吸附步驟。
根據上述實施形態,利用分子篩α將低純度丙烷中所含有之雜質之中,與異丁烷、正丁烷相比難以吸附於活性碳之乙烷及/或丙烯自丙烷中分離,又,利用活性碳β將異丁烷及/或正丁烷自丙烷中分離,藉此可將通過了吸附器2之氣體作為高純度丙烷加以回收。由於該分子篩α設為4A型,故可使用通用之分子篩。又,藉由於超過大氣壓之壓力下吸附雜質,可提高吸附效率,於分子篩α及活性碳β之吸附能力下降之情形時,藉由使吸附器2之內部與大氣壓區域連通,而將殘存於吸附器2內之氣體排出,其後,使吸附器2之內部溫度上升並使再生用氣體於吸附器2內流通,藉此可使分子篩α及活性碳β再生。
使用上述實施形態之純化裝置1,於以下之條件下自低純度丙烷純化高純度丙烷。
第1吸附塔2a係設為直徑為28.4 mm、高度為1000 mm之圓管狀,且自其下端至980 mm之位置為止填充有分子篩α。使用直徑為2.3 mm之4A型粒狀分子篩活性碳(Japan Enviro Chemicals製造,CMS-4A-B)作為分子篩α。第2吸附塔2b係設為直徑為28.4 mm、高度為1000 mm之圓管狀,且自其下端至980 mm之位置為止填充有活性碳β。使用粒度為10~20篩目之椰殼破碎碳(Kuraray Chemical製造,Kuraray Coal GG)作為活性碳β。
作為初始吸附步驟,將含有未達0.1 volppm之乙烷、未達0.1 volppm之丙烯、未達0.1 volppm之異丁烷、未達1 volppm之正丁烷的高純度丙烷導入至吸附器2內,對在蓄壓步驟前被設為大氣壓之吸附器2內所填充之作為再生用氣體的氦氣進行置換,將藉由氣相層析儀-熱導度檢測器(GC-TCD,Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)所測定之氦氣濃度變成1 vol%以下,並利用背壓調整器9將兩吸附塔2a、2b內之吸附壓力以錶壓計設定為0.50 MPa。
其次,作為純化步驟,將含有6868 volppm之乙烷、3961 volppm之丙烯、2820 volppm之異丁烷、2210 volppm之正丁烷的氣體狀之低純度丙烷導入至吸附器2內,純化高純度丙烷。此時,將壓力調整器5之設定壓以錶壓計設為0.53 MPa,將流量調整器4之設定流量於標準狀態下設為570 mL/min,將兩吸附塔2a、2b內之溫度設為室溫,將純化時間設為250分鐘。
圖2表示純化步驟中自氣體回收口2d所回收之純化丙烷之純度(vol%)的經時變化、及該純化丙烷中所含有之各種雜質之濃度(volppm)的經時變化。該純化丙烷之純度與各種雜質之濃度係藉由氣相層析儀-火焰離子化檢測器(GC-FID,Gas Chromatography-Flame Ionization Detector)進行測定。於將各種雜質之濃度之測定值達到1 volppm的時間點設為針對各種雜質之吸附劑之失效時間點的情形時,關於自純化開始至失效為止之時間,乙烷為107分鐘,異丁烷為91分鐘,正丁烷為225分鐘,丙烯於純化時間內未失效。
根據實施例1,若將純化時間設為91分鐘,則可純化含有0.1 volppm之乙烷、未達0.1 volppm之丙烯、0.2 volppm之異丁烷、未達0.1 volppm之正丁烷的純度為99.999 vol%以上之高純度丙烷。該情形時之高純度丙烷之獲得量為102 g,產率為51.3%。
於初始吸附步驟中,藉由背壓調整器9而將吸附壓力設定為0.60 MPa,於純化步驟中,將壓力調整器5之設定壓以錶壓計設為0.62 MPa,除此以外,以與實施例1相同之條件自低純度丙烷純化高純度丙烷。
圖3表示純化步驟中自氣體回收口2d所回收之純化丙烷之純度(vol%)的經時變化、及該純化丙烷中所含有之各種雜質之濃度(volppm)的經時變化。該純化丙烷之純度與各種雜質之濃度係藉由氣相層析儀-火焰離子化檢測器(GC-FID)進行測定。於將各種雜質之濃度之測定值達到1 volppm的時間點設為針對各種雜質之吸附劑之失效時間點的情形時,關於自純化開始至失效為止之時間,乙烷為119分鐘,異丁烷為129分鐘,正丁烷為228分鐘,丙烯於純化時間內未失效。
根據實施例2,若將純化時間設為121分鐘,則可純化含有0.4 volppm之乙烷、未達0.1 volppm之丙烯、未達0.1 volppm之異丁烷、未達0.1 volppm之正丁烷的純度為99.999 vol%以上之高純度丙烷。該情形時之高純度丙烷之獲得量為135 g,產率為52.6%。
本發明並不限定於上述實施形態或實施例。例如,本發明中所應用之低純度丙烷於上述實施例中設為含有乙烷、丙烯、異丁烷、及正丁烷作為雜質者,但因低純度丙烷中之雜質之濃度存在不均,故只要含有乙烷與丙烯中之至少一者、及正丁烷與異丁烷中之至少一者作為雜質即可。
又,本發明中所應用之低純度丙烷亦可含有乙烷、丙烯、異丁烷、及正丁烷以外之雜質。於上述實施形態中,於利用分子篩α吸附乙烷及/或丙烯之後,利用活性碳β吸附異丁烷及/或正丁烷,但亦可藉由更換第1吸附塔2a及第2吸附塔2b之配置使吸附順序相反。利用分子篩吸附乙烷及/或丙烯與利用活性碳吸附異丁烷及/或正丁烷之順序並無限定。於上述實施形態中,將分子篩α與活性碳β填充至個別之吸附塔2a、2b中,但亦可利用填充有分子篩及活性碳之單一之吸附塔構成吸附器。於此情形時,於單一之吸附塔內分子篩與活性碳可不進行混合而堆積成層狀,亦可進行混合。
1...純化裝置
2...吸附器
2a...第1吸附塔
2b...第2吸附塔
2c...氣體導入口
2d...氣體回收口
3、13...開關閥(第1連接切換機構)
4...流量調整器
5...壓力調整器
6...開關閥(第1連接切換機構)
7...丙烷之供給源
9...背壓調整器
11、18...開關閥(第2連接切換機構)
12...回收容器
16a、16b...電加熱器(溫度調整器)
19...再生用氣體之供給源
20...壓力計
21...開關閥(第2連接切換機構)
24...循環裝置
α...分子篩
β...活性碳
圖1係本發明之實施形態之丙烷之純化裝置的構成說明圖。
圖2係表示本發明之第1實施例中之丙烷純度之經時變化及雜質濃度之經時變化的圖。
圖3係表示本發明之第2實施例中之丙烷純度之經時變化及雜質濃度之經時變化的圖。
1...純化裝置
2...吸附器
2a...第1吸附塔
2b...第2吸附塔
2c...氣體導入口
2d...氣體回收口
3、6、13...開關閥(第1連接切換機構)
4...流量調整器
5...壓力調整器
7...丙烷之供給源
9...背壓調整器
11、18、21...開關閥(第2連接切換機構)
12...回收容器
16a、16b...電加熱器(溫度調整器)
17a、17b...溫度計
19...再生用氣體之供給源
20...壓力計
24...循環裝置
α...分子篩
β...活性碳
Claims (5)
- 一種丙烷之純化方法,其係用以將含有乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質之低純度丙烷高純度化之純化方法,其特徵在於:其係向吸附器內填充較丙烷優先吸附乙烷及/或丙烯之分子篩、及較丙烷優先吸附異丁烷及/或正丁烷之活性碳,繼而,藉由向上述吸附器內導入氣體狀之上述低純度丙烷,而利用上述分子篩及上述活性碳吸附上述雜質,繼而,將通過了上述吸附器之氣體作為高純度丙烷加以回收者,其中自上述吸附器之氣體導入口導入上述低純度丙烷,並且自上述吸附器之氣體回收口回收上述高純度丙烷,藉此於超過大氣壓之壓力下吸附上述雜質,並且回收上述高純度丙烷,於回收上述高純度丙烷之後,以使上述吸附器之內壓成為大氣壓之方式,經由上述氣體導入口使上述吸附器之內部與大氣壓區域連通,藉此將殘存於上述吸附器內之氣體排出至大氣壓區域,然後,於上述吸附器內使內部溫度上升,並且使再生用氣體自上述氣體回收口朝向上述氣體導入口流通。
- 如請求項1之丙烷之純化方法,其中上述分子篩係設為4A型。
- 如請求項1或2之丙烷之純化方法,其中回收之上述高純 度丙烷之純度為99.9vol%以上。
- 一種丙烷之純化裝置,其係用以將含有乙烷及/或丙烯、以及異丁烷及/或正丁烷作為雜質之低純度丙烷高純度化之純化裝置,其特徵在於:具備填充有較丙烷優先吸附乙烷及/或丙烯之分子篩、及較丙烷優先吸附異丁烷及/或正丁烷之活性碳的吸附器,上述吸附器具有連接於上述低純度丙烷之供給源之氣體導入口、及連接於高純度丙烷之回收容器之氣體回收口,利用上述分子篩及上述活性碳吸附自上述氣體導入口導入至上述吸附器內之氣體狀之上述低純度丙烷中所包含的上述雜質,藉此將通過了上述吸附器之氣體作為高純度丙烷經由上述氣體回收口而回收至上述回收容器內。
- 如請求項4之丙烷之純化裝置,其包括:第1連接切換機構,其將上述氣體導入口擇一地連接於上述低純度丙烷之供給源及大氣壓區域中之任一者;第2連接切換機構,其將上述氣體回收口擇一地連接於上述回收容器及再生用氣體之供給源中之任一者;背壓調整器,其調整上述吸附器之內部壓力;以及溫度調整器,其調整上述吸附器之內部溫度。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010140509 | 2010-06-21 | ||
JP2010196697A JP5807945B2 (ja) | 2010-06-21 | 2010-09-02 | プロパンの精製方法および精製装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201211002A TW201211002A (en) | 2012-03-16 |
TWI525077B true TWI525077B (zh) | 2016-03-11 |
Family
ID=45371315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW100120917A TWI525077B (zh) | 2010-06-21 | 2011-06-15 | 丙烷之純化方法及純化裝置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5807945B2 (zh) |
KR (1) | KR101805943B1 (zh) |
CN (1) | CN102906056B (zh) |
TW (1) | TWI525077B (zh) |
WO (1) | WO2011162121A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5986477B2 (ja) | 2012-10-18 | 2016-09-06 | 住友精化株式会社 | パラフィンの製造方法および製造装置 |
CN103990434B (zh) * | 2014-05-16 | 2016-02-17 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用 |
KR102447748B1 (ko) * | 2015-01-29 | 2022-09-27 | 스미토모 세이카 가부시키가이샤 | 프로판의 제조 방법 및 프로판 제조 장치 |
JP7502962B2 (ja) * | 2020-10-27 | 2024-06-19 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製装置及びガス精製方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2519342A (en) * | 1946-03-22 | 1950-08-22 | Union Oil Co | Adsorption process |
US2519343A (en) * | 1946-05-03 | 1950-08-22 | Union Oil Co | Adsorption process and apparatus |
US6098425A (en) * | 1993-10-01 | 2000-08-08 | Stothers; William R. | Thermodynamic separation |
CA2107504A1 (en) * | 1993-10-01 | 1995-04-02 | William Stothers | Thermodynamic separation |
DE4340881A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Hoechst Ag | Verfahren zur Trennung von Propylen-Propan-Gemischen |
KR100228238B1 (ko) * | 1997-12-31 | 1999-11-01 | 최수현 | 고순도 이소부탄의 흡착분리정제장치 및 공정 |
JP2000026319A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-25 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ポリオレフィン製造装置オフガスから低級炭化水素類を回収する方法 |
IT1318603B1 (it) * | 2000-06-29 | 2003-08-27 | Enichem Spa | Procedimento per separare miscele di isomeri idrocarburici in fase gassu setacci molecolari. |
JP2003019415A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-21 | Kuraray Chem Corp | 混合ガスの分離方法 |
-
2010
- 2010-09-02 JP JP2010196697A patent/JP5807945B2/ja active Active
-
2011
- 2011-06-13 CN CN201180025741.XA patent/CN102906056B/zh active Active
- 2011-06-13 KR KR1020127029348A patent/KR101805943B1/ko active IP Right Grant
- 2011-06-13 WO PCT/JP2011/063508 patent/WO2011162121A1/ja active Application Filing
- 2011-06-15 TW TW100120917A patent/TWI525077B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201211002A (en) | 2012-03-16 |
CN102906056B (zh) | 2014-07-16 |
JP5807945B2 (ja) | 2015-11-10 |
WO2011162121A1 (ja) | 2011-12-29 |
KR20130093491A (ko) | 2013-08-22 |
JP2012025729A (ja) | 2012-02-09 |
CN102906056A (zh) | 2013-01-30 |
KR101805943B1 (ko) | 2017-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI554497B (zh) | 丙烷之純化方法及純化系統 | |
TWI382956B (zh) | 氣體純化方法 | |
EP2961688B1 (en) | Adsorbent composition for argon purification | |
TWI525077B (zh) | 丙烷之純化方法及純化裝置 | |
JP2008537720A (ja) | 三フッ化窒素の精製 | |
JP6286077B2 (ja) | イソプロピルアルコールの製造方法および装置 | |
WO2016024456A1 (ja) | 水素ガスの精製方法及びその精製装置 | |
JP2013129606A5 (zh) | ||
TWI491558B (zh) | Ammonia purification system and ammonia purification method | |
JP6483465B2 (ja) | 塩化水素の製造方法 | |
JP5901849B2 (ja) | メタンと窒素の分離方法 | |
JP6698762B2 (ja) | 水素ガス回収システムおよび水素ガスの分離回収方法 | |
TW200902440A (en) | Method and device of enriching xenon | |
JP2018513197A (ja) | 244bb中の1233xfの濃度を減少させる方法 | |
US10364199B2 (en) | Propane production method and propane production apparatus | |
JP2000334257A (ja) | 有機化合物の脱水方法 | |
JP4719598B2 (ja) | 空気液化分離における前処理方法及び装置 | |
JP2012153545A (ja) | アンモニア精製システムおよびアンモニアの精製方法 | |
JP4820596B2 (ja) | 一酸化窒素精製方法 | |
KR100841183B1 (ko) | 니켈 및 구리함침 제올라이트 흡착제를 이용한 삼불화질소(nf₃)의 정제방법 | |
KR101801387B1 (ko) | 클러스레이트 화합물을 이용한 올레핀-파라핀 분리 장치 및 방법 | |
JP2019177314A (ja) | 気体精製装置及び気体精製方法 | |
JPH05154303A (ja) | キシレン異性体混合物からエチルベンゼン又はエチルベンゼンとパラキシレン混合物を分離する方法 | |
CN102351626A (zh) | 一种采用吸附分离提纯正丁烷的方法 | |
CN105481629A (zh) | 一种高纯度烷烃的分离与提纯方法 |