TWI675823B - 丙烷之製造方法及丙烷製造裝置 - Google Patents

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桑名晃裕
Akihiro Kuwana
川上純一
Junichi Kawakami
津野修司
Shuji Tsuno
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日商住友精化股份有限公司
Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.
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Abstract

本發明係關於一種能夠高效率地、高產率地獲得高純度之丙烷的丙烷之製造方法及丙烷製造裝置。本發明之丙烷之製造方法包括如下步驟：氫化反應步驟，其係於觸媒之存在下，藉由使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷；及雜質去除步驟，其係將氫化反應步驟中所獲得之粗丙烷所含有之雜質去除，而獲得經精製之丙烷。上述雜質去除步驟包括如下階段：吸附去除階段，其係藉由使粗丙烷與吸附劑接觸之吸附處理，吸附去除該粗丙烷中作為雜質而含有之水、乙烷及丙烯；及分離去除階段，其係藉由對吸附去除階段中吸附處理後之粗丙烷進行分凝或蒸餾，而分離去除該吸附處理後之粗丙烷中作為雜質而含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。

Description

丙烷之製造方法及丙烷製造裝置
本發明係關於一種丙烷之製造方法及丙烷製造裝置。
丙烷係用於作為下一代功率裝置材料之SiC之原料用途等半導體電子材料領域，且係以氫氣稀釋之丙烷氣體、及丙烷之純氣體之形式使用。關於該用途，對於丙烷要求更高純度。
作為高純度丙烷之原料所使用之以丙烷為主成分之原料氣體中，高濃度包含例如乙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷作為雜質。作為自該原料氣體精製丙烷之方法，可列舉：蒸餾、膜分離、吸附分離、吸收分離等方法。
專利文獻1中記載有藉由蒸餾法將丙烯與丙烷分離之方法。如專利文獻1所記載之技術，藉由蒸餾法，例如於將丙烯與丙烷分離之情形時，由於該等之沸點相近(沸點差4.9℃)，故而於該等之分離中需要以多階段反覆進行蒸餾。因此，需要大規模之設備及精密設定蒸餾條件，而於實用化方面成為巨大障礙。
專利文獻2中記載有使用活性碳將異丁烷及正丁烷與丙烷吸附分離，且使用分子篩活性碳將乙烷及丙烯與丙烷吸附分離之方法。於專利文獻2所記載之技術中，雖然能夠於不進行蒸餾之類的繁雜操作之情況下獲得高純度之丙烷，但存在使用活性碳將異丁烷及正丁烷與丙烷吸附分離時，於活性碳上之丙烷之吸附量較大，丙烷之產率較差之問題。
作為解決此種問題之方法，專利文獻3中記載有藉由使丙烯與氫氣接觸而進行氫化反應，從而生成丙烷之方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-356448號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-129606號公報
[專利文獻3]美國專利第3509226號說明書
於專利文獻3所記載之丙烷之製造方法中，由於藉由氫化反應由丙烯生成丙烷，故而能夠於不進行蒸餾之類的繁雜操作之情況下高效率地製造丙烷。
然而，於專利文獻3所記載之丙烷之製造方法中，於由丙烯生成丙烷之伴有發熱之氫化反應中，若反應溫度變得過高，則會生成甲烷或乙烷等雜質，結果無法獲得高純度之丙烷。
本發明之目的在於提供一種能夠高效率地、高產率地獲得高純度之丙烷的丙烷之製造方法及丙烷製造裝置。
本發明係一種丙烷之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：氫化反應步驟，其係於觸媒之存在下，藉由使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷；及雜質去除步驟，其係將上述氫化反應步驟中所獲得之上述粗丙烷所含有之上述雜質去除，而獲得經精製之丙烷。
又，本發明之丙烷之製造方法之特徵在於，上述雜質至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者。
又，本發明之丙烷之製造方法之特徵在於，上述雜質去除步驟 包括如下階段：吸附去除階段，其係藉由使上述粗丙烷與吸附劑接觸之吸附處理，吸附去除該粗丙烷中作為雜質而含有之水、乙烷及丙烯；及分離去除階段，其係藉由對上述吸附去除階段中之吸附處理後之粗丙烷進行分凝或蒸餾，而分離去除該吸附處理後之粗丙烷中作為雜質而含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。
又，本發明之丙烷之製造方法之特徵在於，上述吸附劑為分子篩(篩)沸石及分子篩活性碳。
又，本發明之丙烷之製造方法之特徵在於，上述分子篩沸石及分子篩活性碳為具有細孔徑4埃之細孔之多孔質體。再者，「埃(Å)」之長度為10-10m，4埃相當於0.4nm(奈米)。
又，本發明之丙烷之製造方法之特徵在於，上述吸附去除階段中之上述吸附處理係於溫度為5~50℃，且壓力為0.1~0.5MPaG之條件下進行。再者，上述「G」表示壓力為錶壓標準，以下之壓力之表示亦相同。
又，本發明之丙烷製造裝置之特徵在於包括：氫化反應部，其係於觸媒之存在下，藉由使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷；及雜質去除部，其係將上述氫化反應部中所獲得之上述粗丙烷所含有之上述雜質去除，而獲得經精製之丙烷。
根據本發明，丙烷之製造方法包括氫化反應步驟及雜質去除步驟。於氫化反應步驟中，藉由在觸媒之存在下使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷。
於藉由氫化反應而生成丙烷之情形時，若伴有發熱之氫化反應之反應溫度變得過高，則會生成甲烷或乙烷等雜質，因此為了獲得高 純度之丙烷，變得需要進行高精度地控制反應溫度之複雜之溫度控制。藉由此種高精度地控制反應溫度之氫化反應而製造高純度之丙烷之方法難言為效率良好之方法。
因此，於本發明之丙烷之製造方法中，並非高精度地控制氫化反應之反應溫度，而於雜質去除步驟中，將氫化反應步驟中所獲得之粗丙烷所含有之雜質(主要雜質至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者)去除，而獲得經精製之丙烷。因此，本發明之丙烷之製造方法能夠高效率地、高產率地獲得經精製之高純度之丙烷。
又，根據本發明，雜質去除步驟包括吸附去除階段及分離去除階段。於吸附去除階段中，藉由使粗丙烷與吸附劑(作為具有細孔徑4埃之細孔之多孔質體的分子篩沸石及分子篩活性碳)接觸之吸附處理，吸附去除粗丙烷中作為雜質而含有之水、乙烷及丙烯。再者，吸附去除階段中之吸附處理係於溫度為5~50℃，且壓力為0.1~0.5MPaG之條件下進行。
然後，於分離去除階段中，藉由對吸附去除階段中吸附處理後之粗丙烷進行分凝或蒸餾，而分離去除該吸附處理後之粗丙烷中作為雜質所含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。藉此，能夠高效率地去除氫化反應步驟中所獲得之粗丙烷中作為雜質所含有之至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者之雜質，而能夠獲得高純度之丙烷。
又，根據本發明，丙烷製造裝置包括氫化反應部及雜質去除部。氫化反應部係於觸媒之存在下，藉由使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷。並且，雜質去除部將氫化反應部中所獲得之粗丙烷所含有之雜質(主要雜質至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者)去除，而獲得精製丙 烷。因此，本發明之丙烷製造裝置能夠高效率地、高產率地獲得經精製之高純度之丙烷。
1‧‧‧原料丙烯貯存罐
1a‧‧‧罐沖洗流路配管
2‧‧‧氣化器
2a‧‧‧氣化器沖洗流路配管
3‧‧‧氫化反應塔
4‧‧‧第1吸附塔
5‧‧‧第2吸附塔
6‧‧‧分凝器
7‧‧‧回收容器
8‧‧‧填充儲氣瓶
11‧‧‧原料供給流路配管
11a‧‧‧流路開關閥
12‧‧‧氫氣導入流路配管
12a‧‧‧流路開關閥
13‧‧‧粗丙烷流出流路配管
13a‧‧‧流路開關閥
14‧‧‧粗丙烷供給流路配管
14a‧‧‧流路開關閥
15‧‧‧流路配管
16‧‧‧一次精製丙烷流出流路配管
16a‧‧‧流路開關閥
17‧‧‧一次精製丙烷供給流路配管
17a‧‧‧流路開關閥
18‧‧‧液相成分流出流路配管
18a‧‧‧流路開關閥
19‧‧‧氣相成分流出流路配管
19a‧‧‧流路開關閥
20‧‧‧回收氣相成分流出流路配管
20a‧‧‧流路開關閥
21‧‧‧氣相成分排出流路配管
21a‧‧‧流路開關閥
22‧‧‧氣相成分供給流路配管
22a‧‧‧流路開關閥
22b‧‧‧流路開關閥
23‧‧‧精製丙烷流出流路配管
23a‧‧‧流路開關閥
24‧‧‧再生氣體供給流路配管
25‧‧‧再生氣體排出流路配管
26‧‧‧回收氣相成分排出流路配管
26a‧‧‧流路開關閥
100‧‧‧丙烷製造裝置
200‧‧‧丙烷製造裝置
201‧‧‧蒸餾塔
201a‧‧‧冷凝器
201b‧‧‧加熱裝置
藉由下述詳細之說明及圖示，本發明之目的、特色及優點變得更明確。
圖1係表示本發明之一實施形態之丙烷之製造方法之步驟的步驟圖。
圖2係表示本發明之第1實施形態之丙烷製造裝置100之構成的圖。
圖3係表示本發明之第2實施形態之丙烷製造裝置200之構成的圖。
圖1係表示本發明之一實施形態之丙烷之製造方法之步驟的步驟圖。本實施形態之丙烷之製造方法包括原料供給步驟s1、氫化反應步驟s2、包括吸附去除步驟s31及分離去除步驟s32之雜質去除步驟s3、氫氣沖洗步驟s4、及製品回收步驟s5。又，本實施形態之丙烷之製造方法進而包括對吸附去除步驟s31中所使用之吸附劑進行再生處理之吸附劑再生步驟s311。
圖2係表示本發明之第1實施形態之丙烷製造裝置100之構成的圖。本實施形態之丙烷製造裝置100包括原料丙烯貯存罐1、氣化器2、作為氫化反應部發揮功能之氫化反應塔3、作為雜質去除部而發揮功能之第1吸附塔4、第2吸附塔5及分凝器6、回收容器7、以及填充儲氣瓶8。該丙烷製造裝置100係實施本實施形態之丙烷之製造方法的裝置，原料丙烯貯存罐1及氣化器2實行原料供給步驟s1，氫化反應塔3實行氫化反應步驟s2，第1吸附塔4及第2吸附塔5實行雜質去除步驟s3之吸附去除步驟s31及吸附劑再生步驟s311，分凝器6實行分離去除步 驟s32及氫氣沖洗步驟s4，回收容器7及填充儲氣瓶8實行製品回收步驟s5。
原料丙烯貯存罐1係貯存成為下述氫化反應塔3中之氫化反應之反應原料之粗丙烯的罐。粗丙烯中，如表1所示含有甲烷、乙烷、丙烷、氮氣及氧氣作為主要雜質。
又，如表1所示，粗丙烯與一般可購得之粗丙烷相比，異丁烷(i-丁烷)及正丁烷(n-丁烷)之雜質含有濃度較低。如此，因粗丙烯中由於異丁烷及正丁烷之雜質含有濃度較低，故而藉由使用該粗丙烯而製造丙烷，無需如專利文獻2中所記載之技術般藉由使用活性碳之吸附處理而吸附去除異丁烷及正丁烷。
於本實施形態中，使用異丁烷、正丁烷及戊烷之雜質含有濃度分別未達1.0vol.ppm之粗丙烯作為原料丙烯。又，粗丙烯之純度為95莫耳%以上，較佳為99莫耳%以上。
原料丙烯貯存罐1係以使上部形成氣相之方式貯存液體狀之粗丙烯。原料丙烯貯存罐1之上部設置有罐沖洗流路配管1a。原料丙烯貯存罐1中所貯存之液體狀之粗丙烯所含有之氮氣及氧氣能夠經由罐沖洗流路配管1a而去除。
又，於原料丙烯貯存罐1與下述氫化反應塔3之間設置有原料供給流路配管11。使粗丙烯自原料丙烯貯存罐1流出時，可使氣體狀之粗丙烯自原料丙烯貯存罐1之氣相流出，亦可使液體狀之粗丙烯自原 料丙烯貯存罐1之液相流出。
於使液體狀之粗丙烯自原料丙烯貯存罐1之液相流出之情形時，該液體狀之粗丙烯於氣化器2中氣化，並以氣體狀之粗丙烯被供給至氫化反應塔3。氣化器2可使自原料丙烯貯存罐1之液相流出之液體狀之粗丙烯全部氣化，亦可使自原料丙烯貯存罐1之液相流出之液體狀之粗丙烯之一部分氣化。於使自原料丙烯貯存罐1之液相流出之液體狀之粗丙烯之一部分氣化之情形時，氣化器2以全部液體狀之粗丙烯之85~98體積%發生氣化之氣化率，使液體狀之粗丙烯之一部分氣化。藉此，例如於粗丙烯中含有異丁烷及正丁烷等作為雜質之情形時，可將該等雜質以液體成分之形式經由氣化器沖洗流路配管2a而去除。
自原料丙烯貯存罐1之氣相流出之氣體狀之粗丙烯、或自原料丙烯貯存罐1之液相流出並於氣化器2中被氣化之氣體狀之粗丙烯係於開啟及關閉原料供給流路配管11之流路之流路開關閥11a被打開之狀態下，流過原料供給流路配管11內，並流入氫化反應塔3。
於原料供給流路配管11中，原料丙烯貯存罐1與氫化反應塔3之間連接有氫氣導入流路配管12。流過原料供給流路配管11內之氣體狀之粗丙烯，於開啟及關閉氫氣導入流路配管12之流路之流路開關閥12a打開之狀態下，流過氫氣導入流路配管12內，而與流入原料供給流路配管11內之氫氣混合。如此，於原料供給流路配管11內，粗丙烯與氫氣混合而成之混合氣體流過原料供給流路配管11內，而被供給至氫化反應塔3。
將被供給至氫化反應塔3之粗丙烯與氫氣混合而成之混合氣體之混合比以莫耳比計為粗丙烯/氫氣=1/0.8~1/100，較佳為粗丙烯/氫氣=1/1.1~1/10。於氫氣相對粗丙烯之莫耳比未達0.8之情形時，丙烯未被充分地氫化為丙烷。若氫氣相對於粗丙烯之莫耳比超過100，則 所製造之丙烷中大量殘留未反應之氫氣，而難以分離去除該氫氣。
氫化反應塔3藉由在觸媒之存在下使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷。氫化反應塔3具有中空之內部空間，該內部空間中填充有觸媒。又，氫化反應塔3中安裝有用以將氫化反應塔3內維持於所需溫度之溫度調整裝置。於氫化反應塔3內，藉由在觸媒之存在下使粗丙烯與氫氣接觸而進行氫化反應，從而生成粗丙烷。
作為氫化反應塔3內所填充之觸媒，只要為還原觸媒，則無特別限定，較佳為包含選自例如鈀(Pd)、銠(Rh)、白金(Pt)、釕(Ru)、及鎳(Ni)中之至少1種觸媒，尤佳為包含鈀(Pd)之觸媒。可藉由在此種觸媒之存在下進行丙烷之氫化反應，而提高氫化反應之效率，從而可提高丙烷之生產性。
再者，亦可於將氧化鋁球或陶瓷球等與觸媒混合之狀態下填充至氫化反應塔3內。藉此，可抑制氫化反應塔3內之氫化反應所伴隨之發熱，因此可將反應溫度保持固定。
又，於氫化反應塔3內，將粗丙烯與氫氣混合而成之混合氣體之空間速度SV為例如10~50000/小時，較佳為100~1000/小時。於空間速度SV未達10/小時之情形時，氫化反應所使用之觸媒之量變多，成本變高。若空間速度SV超過50000/小時，則有無法進行充分之氫化反應之虞。
又，氫化反應塔3內之溫度例如為0~700℃，較佳為50~200℃。若溫度超過700℃，則耗費用以穩定溫度之設備成本，進而有引起高濃度之丙烯之分解之虞。
又，氫化反應塔3內之壓力例如為0.0~1.0MPaG(錶壓)，較佳為0.0~0.5MPaG。若壓力超過1.0MPaG，則會促進氫化反應，但會大量產生反應熱，而成為穩定反應溫度之障礙。進而，於1.0MPaG以上 之壓力下，若溫度成為25℃以下，則作為原料之丙烯及所生成之丙烷會液化，因而反應之控制變得困難。又，於壓力未達0.0MPaG時氫化反應變得難以進行。
又，眾所周知氫化反應所使用之觸媒若存在一氧化碳，則會引起觸媒劣化。於大量包含一氧化碳之情形時，可藉由定期地於高溫下對觸媒通入氫氣等進行再生，而反覆使用。於觸媒中一氧化碳濃度極高之情形時，一般使用市售之一氧化碳吸附劑去除一氧化碳後，用於氫化反應即可。
藉由氫化反應塔3中之氫化反應所獲得之粗丙烷中至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷、及丙烯中之任一者作為主要雜質。粗丙烷中之氫氣及丙烯係未反應而殘留者。粗丙烷中之甲烷及乙烷係包含於粗丙烯中者、粗丙烯中之乙烯與乙炔氫化而生成之乙烷、藉由因氫化反應之發熱所致之分解反應所生成之甲烷及乙烷。粗丙烷中之氮氣及氧氣係包含於粗丙烯中者。粗丙烷中之水係氧氣與氫氣反應所生成者。
於藉由氫化反應塔3中之氫化反應所獲得之粗丙烷中，關於雜質含有濃度，例如氫氣為4.7~10.0vol.%，氧氣為0~10vol.ppm，氮氣為50~500vol.ppm，水為1~50vol.ppm，甲烷為1~50vol.ppm，乙烷為10~200vol.ppm，丙烯為0~100vol.ppm。再者，氧氣與氫氣發生反應而大部分變為水，丙烯若完全進行氫化反應則成為「0」。
氫化反應塔3之塔底部連接有粗丙烷流出流路配管13，於開啟及關閉粗丙烷流出流路配管13之流路之流路開關閥13a打開之狀態下，藉由氫化反應所獲得之氣體狀之粗丙烷流過粗丙烷流出流路配管13內。粗丙烷流出流路配管13上連接有粗丙烷供給流路配管14，該粗丙烷供給流路配管14與第1吸附塔4連接。流過粗丙烷流出流路配管13內之粗丙烷於開啟及關閉粗丙烷供給流路配管14之流路之流路開關閥 14a打開之狀態下，流過粗丙烷供給流路配管14內，並被供給至第1吸附塔4。又，第1吸附塔4上經由流路配管15而串聯連接有第2吸附塔5。
第1吸附塔4及第2吸附塔5藉由使自氫化反應塔3流出之氣體狀之粗丙烷與吸附劑接觸之吸附處理，而吸附去除該粗丙烷中作為雜質而含有之水、乙烷及丙烯。
第1吸附塔4及第2吸附塔5具有中空之內部空間，該內部空間中填充有吸附劑。又，第1吸附塔4及第2吸附塔5中安裝有用以將各吸附塔內維持於所需溫度之溫度調整裝置。
第1吸附塔4及第2吸附塔5內所填充之吸附劑為分子篩沸石及分子篩活性碳。分子篩沸石及分子篩活性碳係具有細孔徑均勻之細孔之多孔質體，根據分子形狀之不同而分離粗丙烷中各成分。分子篩沸石對水之吸附能力較高，分子篩活性碳對乙烷及丙烯之吸附能較高。再者，分子篩沸石及分子篩活性碳之形態無特別限定，可製成例如粒狀或顆粒狀。
又，就不吸附丙烷而吸附作為雜質之水、乙烷及丙烯之吸附選擇性優異之觀點而言，分子篩沸石及分子篩活性碳較佳為具有細孔徑4埃之細孔之多孔質體。
又，較佳為於進行前階段之吸附處理之第1吸附塔4中填充分子篩活性碳，於進行後階段之吸附處理之第2吸附塔5中填充分子篩沸石。
又，於第1吸附塔4及第2吸附塔5內，粗丙烷之空間速度SV例如為1~1000/小時，較佳為10~200/小時。於空間速度SV未達1/小時之情形時，第1吸附塔4及第2吸附塔5之尺寸變大，若空間速度SV超過1000/小時，則雜質變得難以被吸附劑吸附，吸附帶長度變長，因此有第1吸附塔4及第2吸附塔5之可使用時間縮短之虞。
又，第1吸附塔4及第2吸附塔5內之溫度例如為5~50℃。若溫度未達5℃，則有因吸附塔之壓力丙烷發生液化之虞。若溫度超過50℃，則被吸附劑所吸附之雜質脫離，吸附量顯著降低。第1吸附塔4及第2吸附塔5內之溫度係選自丙烷不發生液化之上述範圍，於上述範圍內，低溫之吸附處理時間延長。
又，第1吸附塔4及第2吸附塔5內之壓力例如為0.1~0.5MPaG(錶壓)，較佳為0.1~0.3MPaG。
又，於本實施形態中，第1吸附塔4及第2吸附塔5分別具有兩個吸附塔並聯連接之結構，例如利用其中一個第1吸附塔4及第2吸附塔5進行粗丙烷之吸附處理之過程中，為了使使用過之另一個第1吸附塔4及第2吸附塔5能夠進行再次吸附處理，可對填充至另一個第1吸附塔4及第2吸附塔5之吸附劑進行再生處理。
第1吸附塔4及第2吸附塔5中之吸附劑之再生處理係藉由在將第1吸附塔4及第2吸附塔5內之溫度保持為特定溫度之狀態下藉由如下方式進行，即，將包含氦氣或氬氣等惰性氣體之再生氣體經由再生氣體供給流路配管24導入至第1吸附塔4及第2吸附塔5，並經由再生氣體排出流路配管25，自第1吸附塔4及第2吸附塔5排出再生氣體。
吸附劑之再生處理時之第1吸附塔4及第2吸附塔5之溫度較佳為例如200℃~300℃，更佳為設定為250℃左右。若處理溫度未達200℃，則吸附劑之再生處理所需時間變長，若超過300℃，則有耗能增加，並且分子篩活性碳之粉化進行之虞。
若經由再生氣體排出流路配管25，自第1吸附塔4及第2吸附塔5排出之再生氣體所含有之雜質成分各自之濃度設定為50vol.ppm以下，則吸附容量可恢復至分子篩活性碳之初期吸附容量之90%以上。分子篩沸石較分子篩活性碳更易再生，因此若於分子篩活性碳之終點進行管理，則無問題地完成再生。吸附劑之再生處理所需之時間根據 再生氣體之流量、雜質之吸附量、吸附塔內之溫度而變動，因此較佳為藉由實驗而求出。
第2吸附塔5之塔底部連接有一次精製丙烷流出流路配管16，於開啟及關閉一次精製丙烷流出流路配管16之流路之流路開關閥16a打開之狀態下，吸附處理後之氣體狀之一次精製丙烷流過一次精製丙烷流出流路配管16內。一次精製丙烷流出流路配管16上連接有一次精製丙烷供給流路配管17，該一次精製丙烷供給流路配管17與分凝器6連接。流過一次精製丙烷流出流路配管16內之一次精製丙烷於開啟及關閉一次精製丙烷供給流路配管17之流路之流路開關閥17a打開之狀態下，流過一次精製丙烷供給流路配管17內，而被供給至分凝器6。
分凝器6係藉由對第1吸附塔4及第2吸附塔5中之吸附處理後之一次精製丙烷進行分凝，而分離去除一次精製丙烷中之作為雜質而含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。
作為分凝器6，可使用多管式熱交換器、雙管式熱交換器、玻璃襯裏製熱交換器、線圈式熱交換器、螺旋型熱交換器、平板式熱交換器、蛇管型熱交換器、不滲透性石墨製熱交換器等。
作為分凝器6之材質，可適當地使用鑄鐵、不鏽鋼(SUS304、SUS316、SUS316L等)等。又，亦可適當地使用玻璃、耐熱玻璃或石英玻璃等玻璃材質，將該等材質塗佈於金屬表面之材料、例如玻璃襯裏材料亦可利用於分凝器6。
又，分凝器6之設定條件只要為使一次精製丙烷中之一部分丙烷液化之條件，則無特別限定，較下述回收容器7低1~3℃左右即可，例如較佳為將分凝溫度設定為-35℃~15℃。於分凝溫度未達-35℃之情形時，需要用以降低溫度之特殊之冷凍劑，結果用以將其冷卻之耗能增加，故而欠佳。又，於分凝溫度超過15℃之情形時，由於氣相成分之壓力增大，需要耐壓之設備，故而欠佳。再者，利用冷媒循環 器，分凝器6內之分凝溫度被保持為特定溫度。
又，分凝器6內之壓力較佳為例如0.05~0.3MPaG。藉由分凝器6之分凝操作，一部分氣體狀之一次精製丙烷因分凝而液化成液相成分，未液化之部分仍以氣體之形式殘留，而成為氣相成分。分凝器6上連接有氣相成分流出流路配管19、氣相成分排出流路配管21及液相成分流出流路配管18。
氣相成分流出流路配管19上連接有氣相成分供給流路配管22，於開啟及關閉氣相成分流出流路配管19之流路之流路開關閥19a、及開啟及關閉氣相成分供給流路配管22之流路之流路開關閥22a、22b打開之狀態下，自分凝器6流出之氣相成分流過氣相成分流出流路配管19及氣相成分供給流路配管22內，作為再利用原料而被供給至氫化反應塔3內。
藉由利用分凝器6所進行之分凝而分離為氣相之包含氫氣、氧氣及甲烷之雜質氣相成分於開啟及關閉氣相成分排出流路配管21之流路之流路開關閥21a打開之狀態下，流過氣相成分排出流路配管21內，而被排出至外部。
藉由利用分凝器6所進行之分凝而分離為液相之經精製之高純度之丙烷(純度99.999vol.%以上)於開啟及關閉液相成分流出流路配管18之流路之流路開關閥18a打開之狀態下，流過液相成分流出流路配管18內，而被供給至回收容器7。
回收容器7係用以將自分凝器6流出並流過液相成分流出流路配管18內之分凝器6之液相成分作為液體狀之丙烷之精製物(以下，稱為「精製丙烷」)而回收，並貯存該精製丙烷之容器。利用冷媒循環器，將回收容器7之內部溫度保持為特定溫度。
又，回收容器7係以回收容器7之上部形成氣相之方式貯存液體狀之精製丙烷。回收容器7之氣相側之上部連接有回收氣相成分流出 流路配管20及回收氣相成分排出流路配管26。
於開啟及關閉回收氣相成分流出流路配管20之流路之流路開關閥20a打開之狀態下，自回收容器7流出之氣相成分流過回收氣相成分流出流路配管20內，而回到分凝器6。
又，於回收容器7內，分離為氣相之氣相成分於開啟及關閉回收氣相成分排出流路配管26之流路之流路開關閥26a打開之狀態下，流過回收氣相成分排出流路配管26內，而被排出至外部。
又，回收容器7之液相側之下部連接有精製丙烷流出流路配管23，於開啟及關閉精製丙烷流出流路配管23之流路之流路開關閥23a打開之狀態下，回收容器7內所貯存之液體狀之精製丙烷流過精製丙烷流出流路配管23內，而被供給至填充儲氣瓶8內。填充儲氣瓶8係於加壓狀態下貯存精製丙烷。
根據本實施形態之丙烷製造裝置100、及利用該丙烷製造裝置100所實行之丙烷之製造方法，氫化反應塔3藉由在觸媒之存在下使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷。
於藉由氫化反應而生成丙烷之情形時，若伴有發熱之氫化反應之反應溫度變得過高，則會生成甲烷或乙烷等雜質，因此為了獲得高純度之丙烷，有必要進行高精度地控制反應溫度之複雜之溫度控制。藉由此種高精度地控制反應溫度之氫化反應而製造高純度之丙烷之方法無法說是高效率之方法。
因此，於本實施形態之丙烷製造裝置100中，並非高精度地控制氫化反應之反應溫度，而是於第1吸附塔4、第2吸附塔5及分凝器6中，將氫化反應塔3中所獲得之粗丙烷所含有之雜質(主要雜質至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者)去除，而獲得經精製之高純度之精製丙烷。因此，本實施形態之丙烷製造裝置100能夠高效率地、高產率地獲得經精製之高純度之精製丙烷。
又，根據本實施形態之丙烷製造裝置100，第1吸附塔4及第2吸附塔5藉由使粗丙烷與吸附劑(較佳為作為具有細孔徑4埃之細孔之多孔質體的分子篩沸石及分子篩活性碳)接觸之吸附處理，而吸附去除粗丙烷中作為雜質而含有之水、乙烷及丙烯。
然後，分凝器6藉由對第1吸附塔4及第2吸附塔5中吸附處理後之一次精製丙烷進行分凝，而分離去除該一次精製丙烷中作為雜質所含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。藉此，能夠高效率地去除氫化反應塔3中所獲得之粗丙烷中作為雜質所含有之氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯，而能夠獲得高純度之精製丙烷(純度99.999vol.%以上)。
圖3係表示本發明之第2實施形態之丙烷製造裝置200之構成的圖。本實施形態之丙烷製造裝置200與上述丙烷製造裝置100類似，對於對應部分附上相同之參照符號並省略說明。丙烷製造裝置200具備蒸餾塔201代替上述丙烷製造裝置100所具備之分凝器6。丙烷製造裝置200除了具備蒸餾塔201以外，與丙烷製造裝置100同樣地構成。
蒸餾塔201藉由對第1吸附塔4及第2吸附塔5中之吸附處理後之一次精製丙烷進行蒸餾，而分離去除一次精製丙烷中作為雜質所含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。
蒸餾塔201自下依序形成底部空間部、下部蒸餾部、中央空間部、上部蒸餾部上部空間部，底部空間部設置有加熱裝置201b，上部空間部設置有冷凝器201a。例如加熱水等加熱介質自外部被供給至加熱裝置201b，該加熱裝置支持一次精製丙烷之再沸，例如冷卻水等冷卻介質自外部被供給至冷凝器201a，該冷凝器支持一次精製丙烷之冷凝。
於蒸餾塔201之中央空間部，經由一次精製丙烷供給流路配管17，自第2吸附塔5所供給之氣體狀之一次精製丙烷上升至上部蒸餾 部，並與流下之回流液及氣液接觸被精餾。即，上升之氣相中所含一次精製丙烷於回流液中發生溶解液化，溶解至回流液中之揮發性較高之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷被氣化。此時，作為揮發性較高之雜質之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷被去除而進行精製之高純度之精製丙烷流至底部空間部後，除去回流至上部蒸餾部之上部之一部分，使之自底部空間部流出。另一方面，作為揮發性較高之雜質之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷上升至上部空間部，成為濃縮氣體，利用冷凝器201a進行冷卻處理，並作為廢氣連續地經由氣相成分排出流路配管21而排出至外部。
作為蒸餾塔201中之蒸餾條件，無特別限定，例如第1吸附塔4及第2吸附塔5內之壓力設定為0.3MPaG，且第1吸附塔4及第2吸附塔5中吸附處理後之一次精製丙烷包含9vol.%之氫氣作為雜質之情形時，將蒸餾塔201設定為壓力0.2MPaG，溫度-25~-15℃，回流比0.5~2，回收率90%之條件，為了獲得氫氣雜質含有濃度為1vol.ppm以下之液化丙烷，蒸餾塔201之塔段數為3~6段左右(塔高為3m左右之情形時)。上述蒸餾塔201之蒸餾條件可基於氣液分離比而容易地算出。
於本實施形態之丙烷製造裝置200中，並非高精度地控制氫化反應之反應溫度，而於第1吸附塔4、第2吸附塔5及蒸餾塔201中，將氫化反應塔3中所獲得之粗丙烷所含有之雜質(主要雜質至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者)去除，而獲得經精製之高純度之精製丙烷。因此，本實施形態之丙烷製造裝置200能夠高效率地、高產率地獲得經精製之高純度之精製丙烷。
以下，基於實施例進而對本發明進行詳細地說明，本發明並非僅限定於此實施例。
[雜質含有濃度之分析]
於以下之實施例及比較例中，使用氣相層析儀氫氣火焰離子化 型檢測器(GC-FID)對丙烷純度、甲烷、乙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷及戊烷之濃度進行分析，使用氣相層析儀脈衝放電光離子化檢測器(GC-PDD)對氫氣、氧氣及氮氣之濃度進行分析，使用靜電容量式露點計對水之濃度進行分析。
(實施例1)
使用圖2所示之丙烷製造裝置100，於以下之條件下製造高純度之丙烷。首先，於原料丙烯貯存罐1中貯存液體狀之粗丙烯。於該液體狀之粗丙烯中，雜質含有濃度為：甲烷1.0vol.ppm、乙烷100vol.ppm、丙烷4000vol.ppm、異丁烷未達1.0vol.ppm，正丁烷未達1.0vol.ppm、戊烷未達1.0vol.ppm、氮氣200vol.ppm、氧氣5.0vol.ppm、水分2.0vol.ppm。
於液體狀之粗丙烯中，異丁烷、正丁烷及戊烷之含有濃度如上所述未達1.0vol.ppm，因此將自原料丙烯貯存罐1流出之液體狀之粗丙烯全部量於氣化器2中進行氣化，並使該氣化之氣體狀之粗丙烯流入氫化反應塔3。氫化反應塔3係製成填充有Pd/Al2O3觸媒，內徑34mm、高度400mm之圓筒管。具體而言，Pd/Al2O3觸媒係使用將Pd(0.5重量%)/Al2O3觸媒(N1182AZ，日揮觸媒化成製造，直徑3.0mm之球狀)進行氧化鋁球(直徑3.0mm之球狀)稀釋為1重量%而成者。
氫化反應塔3係保持為室溫(25℃)、壓力0.33MPaG，並使氣體狀之粗丙烯1.0L/min與氫氣(純度99.999vol.%)1.1L/min之混合氣體(氫氣/粗丙烯=1.1/1)通過該氫化反應塔3中。再者，氫化反應塔3中之氫化反應時之發熱溫度約為140℃，粗丙烯中之丙烯大部分被氫化為丙烷，自氫化反應塔3之塔底部流出之氣體狀之粗丙烷之流量為1.1L/min。此處，於自氫化反應塔3之塔底部流出之氣體狀之粗丙烷中，雜質含有濃度為：甲烷11vol.ppm、乙烷93vol.ppm、丙烯6.0vol.ppm、異丁烷未達1.0vol.ppm、正丁烷未達1.0vol.ppm、戊烷未達 1.0vol.ppm、氫氣9.0vol.%、氮氣182vol.ppm、氧氣未達1.0vol.ppm、水分11.0vol.ppm。認為因氫化反應塔3中之氫化反應時之發熱，引起丙烷或丙烯之分解，與化學計量相比甲烷、乙烷較增加，因氧氣與氫氣之反應而使水分增加。又，認為丙烯係以未發生之狀態殘留6.0vol.ppm者。
藉由氫化反應塔3中之氫化反應所獲得之氣體狀之粗丙烷係流入第1吸附塔4及第2吸附塔5。第1吸附塔4係製成填充有分子篩活性碳，內徑95.6mm、高度1930mm之圓筒管。具體而言，分子篩活性碳係使用直徑2.3mm之粒狀且具有細孔徑4埃之細孔的4A型之多孔質體(Japan Enviro Chemicals製造，CMS-4A-B)。又，第2吸附塔5係製成填充有分子篩沸石，且內徑42.6mm、高度1500mm之圓筒管。具體而言，分子篩沸石係使用直徑3.0mm之粒狀且具有細孔徑4埃之細孔的4A型之多孔質體(東曹製造，MS-4A)。
使氣體狀之粗丙烷通過第1吸附塔4及第2吸附塔5，對作為再生氣體之氦氣進行沖洗將其置換為丙烷。置換之終點設定為利用氣相層析法(TCD分析)所獲得之氦濃度為5vol.%以下。第1吸附塔4及第2吸附塔5之壓力係保持為0.3MPaG。蓄壓至吸附壓力所需之時間為130分鐘。又，第1吸附塔4及第2吸附塔5之溫度係保持為25℃。如此，於置換為丙烷後，開始進行第1吸附塔4及第2吸附塔5中之吸附處理。於第1吸附塔4中，主要進行粗丙烷中之乙烷及丙烯之吸附去除，於第2吸附塔5中，主要進行粗丙烷中之水分之吸附去除。
於第1吸附塔4及第2吸附塔5中之吸附處理後，自第2吸附塔5之塔底部流出之氣體狀之一次精製丙烷中之雜質含有濃度為：甲烷11vol.ppm、乙烷未達1.0vol.ppm、丙烯未達1.0vol.ppm、異丁烷未達1.0vol.ppm、正丁烷未達1.0vol.ppm、戊烷未達1.0vol.ppm、氫氣9.0vol.%、氮氣182vol.ppm、氧氣未達1.0vol.ppm、水分未達1.0 vol.ppm，確認已去除乙烷、丙烯。
自第2吸附塔5之塔底部流出之氣體狀之一次精製丙烷於流入分凝器6被分凝後，使液體狀之精製丙烷流入回收容器7。此時，將分凝器6之丙烷冷凝領域之壓力設定為0.1MPaG，將自氣相成分排出流路配管21排出之分凝器6內之氣相成分之排出流量設定為0.2L/min，將回收容器7之溫度設定為-30℃。又，將上述第1吸附塔4及第2吸附塔5中之吸附處理之處理時間與分凝器6中之分凝處理之處理時間之合計時間設定為1000分鐘。於分凝器6中之分凝處理後，將分凝器6及回收容器7密封。
將上述氫化反應塔3中之氫化反應、第1吸附塔4及第2吸附塔5中之吸附處理、及分凝器6中之分凝處理反覆進行合計8次，將以氣體換算而為7200L之精製丙烷貯存於回收容器7。
其次，將分凝器6與回收容器7之間設為連通狀態，並將自氣相成分排出流路配管21排出之分凝器6內之氣相成分之排出流量設定為1.0L/min，而實施分凝器6內之氣相成分排出至外部之動作。該分凝器6內之氣相成分排出至外部之動作係進行420分鐘。
於藉由上述方式回收至回收容器7內之精製丙烷中，雜質含有濃度為：甲烷未達1.0vol.ppm、乙烷未達1.0vol.ppm、丙烯未達1.0vol.ppm、異丁烷未達1.0vol.ppm、正丁烷未達1.0vol.ppm、戊烷未達1.0vol.ppm、氫氣未達1.0vol.ppm、氮氣未達1.0vol.ppm、氧氣未達1.0vol.ppm、水分未達1.0vol.ppm，獲得純度99.999vol.%以上之高純度之精製丙烷。於該情形時，精製丙烷之獲取量以氣體換算而為6780L，以重量換算而為13.3kg。此時之產率為75vol.%(產率={6780L/((130L+1000L)×8)}×100)。
(實施例2)
將工業用丙烯(三井化學製造，純度99.5%)供給至使用硝酸銀水 溶液作為吸收液之丙烯精製部並進行精製。具體而言，作為包括氣泡塔之吸收塔及汽提塔，分別使用不鏽鋼製之圓筒管(內徑54.9mm×高度500mm，容積1185mL)。將5mol/L之硝酸銀水溶液735mL(吸收液之液面高度310mm)貯存於吸收塔，將同濃度之硝酸銀水溶液355mL(吸收液之液面高度150mm)貯存於汽提塔。
作為吸收塔之條件，將內部壓力設定為0.5MPaG，內部溫度為25℃。作為汽提塔之條件，將內部壓力設定為0.1MPaG，內部溫度為25℃。貯存於吸收塔及汽提塔之硝酸銀水溶液係以流量成為25mL/min之方式循環。於汽提塔中，以637mL/min導出汽提氣(精製丙烯氣體)，回收率為96.1莫耳%，純度為99.99莫耳%。又，於吸收塔中，以26mL/min排出非吸收氣體，排出率為3.9莫耳%。
將如此而獲得之經精製之高純度之丙烯用作供給至氫化反應塔3之原料丙烯。
氫化反應塔3係製成內徑34mm、高度550mm之圓筒管，該圓筒管填充有於氧化鋁球(直徑3.0mm之球狀)中被稀釋為15重量%之Pd(0.5重量%)/Al2O3觸媒(N1182AZ，日揮觸媒化成製造，直徑3.0mm之球狀)。以0.8L/min(NTP(Normal Temperature And Pressure，標準溫度及標準壓力)，表示0℃、1atm時換算成流量之值)之流量，將以上述方式進行精製之原料丙烯氣體(純度99.99莫耳%)供給至該氫化反應塔3，以1.2L/min(NTP)之流量，將原料氫氣(住友精化股份有限公司製造，EG等級，純度99.9999莫耳%)供給至該氫化反應塔3。氫化反應塔3內各氣體之莫耳比為丙烯/氫氣=2/3(=1/1.5)。作為氫化反應塔3中之氫化反應條件，將內部壓力設定為0.3MPaG。此時，氫化反應塔3中之氫化反應時之反應溫度上升至350℃。
使自氫化反應塔3之塔底部流出之氣體狀之粗丙烷流入至與實施例1同樣地構成之第1吸附塔4及第2吸附塔5，其後經由與實施例1同樣 地構成之分凝器6將精製丙烷回收至回收容器7內。於藉由上述方式回收至回收容器7內之精製丙烷中，雜質含有濃度為：甲烷未達1.0vol.ppm、乙烷未達1.0vol.ppm、丙烯未達1.0vol.ppm、異丁烷未達1.0vol.ppm、正丁烷未達1.0vol.ppm、戊烷未達1.0vol.ppm、氫氣未達1.0vol.ppm、氮氣未達1.0vol.ppm、氧氣未達1.0vol.ppm、水分未達1.0vol.ppm，獲得純度99.999vol.%以上之高純度之精製丙烷。
(比較例1)
不使用藉由氫化反應塔3中之氫化反應所獲得之粗丙烷，使雜質含有濃度為氮氣2vol.ppm、氧氣未達0.1vol.ppm、二氧化碳0.2vol.ppm、水分2vol.ppm、乙烷4595vol.ppm、丙烯3vol.ppm、異丁烷484vol.ppm、正丁烷15vol.ppm之粗丙烷流入至串聯連接之3個吸附塔中。
第1吸附塔係製成內徑42.6mm、高度1500mm之圓筒管，該圓筒管中填充有作為直徑3.0mm之粒狀，具有細孔徑4埃之細孔之4A型之多孔質體(東曹製造，MS-4A)的分子篩沸石。第2吸附塔被製成內徑95.6mm、高度1930mm之圓筒管，該圓筒管填充有作為直徑2.3mm之粒狀，具有細孔徑4埃之細孔之4A型之多孔質體(Japan Enviro Chemicals製造，CMS-4A-B)的分子篩活性碳。第3吸附塔係製成內徑28.4mm、高度1800mm之圓筒管，該圓筒管中填充有作為篩孔粒度為10~20之椰子殼破碎碳(可樂麗化學製造，Kuraray Coal GG)之活性碳γ。
使粗丙烷通過第1、第2、第3吸附塔，對作為再生氣體之氦氣進行沖洗而置換為丙烷。置換之終點設定為藉由氣相層析法(TCD分析)所獲得之氦濃度為1vol.%以下。第1、第2、第3吸附塔之壓力係保持為0.5MPaG。蓄壓至吸附壓力所需之時間為252分鐘。又，第1、第2、第3吸附塔之溫度係保持為25℃。如此，於置換為丙烷後，開始進 行第1、第2、第3吸附塔中之吸附處理。
自第1、第2、第3吸附塔之塔底部流出之氣體狀之一次精製丙烷流入分凝器被分凝後，液體狀之精製丙烷流入至回收容器。此時，將分凝器之丙烷冷凝領域之壓力設定為0.1MPaG，將自氣相成分排出流路配管排出之分凝器內氣相成分之排出流量設定為0.15L/min，將回收容器之溫度設定為-30℃。又，將上述第1、第2、第3吸附塔中之吸附處理之處理時間與分凝器中分凝處理之處理時間之合計時間設定為195分鐘。
於藉由上述方式回收至回收容器內之精製丙烷中，雜質含有濃度為：甲烷未達1.0vol.ppm、乙烷未達1.0vol.ppm、丙烯未達1.0vol.ppm、異丁烷未達1.0vol.ppm、正丁烷未達1.0vol.ppm、戊烷未達1.0vol.ppm、氫氣未達1.0vol.ppm、氮氣未達1.0vol.ppm、氧氣未達1.0vol.ppm、水分未達1.0vol.ppm，獲得純度99.999vol.%以上之高純度之精製丙烷。於該情形時，精製丙烷之產率為53.2vol.%。
(比較例2)
除了不使用第1吸附塔4、第2吸附塔5及分凝器6以外，與實施例2同樣地藉由氫化反應塔3中之氫化反應而生成丙烷。於該比較例2中，於藉由氫化反應塔3中之氫化反應所生成之丙烷中，雜質含有濃度為：甲烷900vol.ppm、乙烷650vol.ppm，因此無法獲得純度99.999vol.%以上之高純度之丙烷。
本發明可於不脫離其精神或主要之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僅為例示，本發明之範圍係申請專利範圍所揭示者，不受說明書本文之任何限制。進而，屬於申請專利範圍之變化或變更均係本發明之範圍內者。

Claims (5)

  1. 一種丙烷之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：氫化反應步驟，其係於觸媒之存在下，藉由使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷；及雜質去除步驟，其係將上述氫化反應步驟中所獲得之上述粗丙烷所含有之上述雜質去除，而獲得經精製之丙烷，上述雜質至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者，上述雜質去除步驟包括如下階段：吸附去除階段，其係藉由使上述粗丙烷與吸附劑接觸之吸附處理，吸附去除該粗丙烷中作為雜質而含有之水、乙烷及丙烯；及分離去除階段，其係藉由對上述吸附去除階段中吸附處理後之粗丙烷進行分凝(partial condensation)或蒸餾，而分離去除該吸附處理後之粗丙烷中作為雜質而含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。
  2. 如請求項1之丙烷之製造方法，其中上述吸附劑為分子篩沸石及分子篩活性碳。
  3. 如請求項2之丙烷之製造方法，其中上述分子篩沸石及上述分子篩活性碳係具有細孔徑4埃之細孔之多孔質體。
  4. 如請求項1至3中任一項之丙烷之製造方法，其中上述吸附去除階段中之上述吸附處理係於溫度為5~50℃，且壓力為0.1~0.5MPaG之條件下進行。
  5. 一種丙烷製造裝置，其特徵在於包括：氫化反應部，其係於觸媒之存在下，藉由使粗丙烯與氫氣進行氫化反應，而獲得包含雜質之氣體狀之粗丙烷；及雜質去除部，其係將上述氫化反應部中所獲得之上述粗丙烷所含有之上述雜質去除，而獲得經精製之丙烷，上述雜質至少包含氫氣、氧氣、氮氣、水、甲烷、乙烷及丙烯中之任一者，上述雜質去除部包括：吸附去除部，其係藉由使上述粗丙烷與吸附劑接觸之吸附處理，吸附去除該粗丙烷中作為雜質而含有之水、乙烷及丙烯；及分離去除部，其係藉由對以上述吸附去除部進行吸附處理後之粗丙烷進行分凝(partial condensation)或蒸餾，而分離去除該吸附處理後之粗丙烷中作為雜質而含有之氫氣、氧氣、氮氣及甲烷。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016160440A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Uop Llc Compound bed design with additional regeneration steps
KR102648454B1 (ko) * 2018-12-18 2024-03-15 바젤 폴리올레핀 게엠베하 에틸렌 중합체의 기상 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3509226A (en) * 1966-05-25 1970-04-28 Exxon Research Engineering Co Process for hydrogenating propylene
JP2002356448A (ja) * 2001-05-30 2002-12-13 Sumitomo Chem Co Ltd プロピレンの精製分離方法
TW201420564A (zh) * 2012-11-06 2014-06-01 Sumitomo Seika Chemicals 石蠟之製造方法及石蠟製造裝置
US20140343341A1 (en) * 2011-12-20 2014-11-20 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Purification method and purification system for propane

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730142B2 (en) 2002-03-19 2004-05-04 Exxonmobil Research And Engineering Company Separation of propylene from hydrocarbon mixtures
ES2249183B1 (es) 2004-09-15 2007-12-01 Universidad Politecnica De Valencia Uso de material cristalino microporoso de naturaleza zeolitica con estructura lta (itq-29) en procesos de adsorcion y separacion de compuestos organicos.
JP5807945B2 (ja) 2010-06-21 2015-11-10 住友精化株式会社 プロパンの精製方法および精製装置
JP5715427B2 (ja) 2011-01-25 2015-05-07 株式会社神戸製鋼所 プロピレンガスの分離回収方法
JP2013063951A (ja) 2011-08-26 2013-04-11 Sumitomo Chemical Co Ltd 不飽和炭化水素と飽和炭化水素との分離方法及び分離装置、並びに金属錯体
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
JP6034653B2 (ja) * 2012-10-22 2016-11-30 住友精化株式会社 パラフィンの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3509226A (en) * 1966-05-25 1970-04-28 Exxon Research Engineering Co Process for hydrogenating propylene
JP2002356448A (ja) * 2001-05-30 2002-12-13 Sumitomo Chem Co Ltd プロピレンの精製分離方法
US20140343341A1 (en) * 2011-12-20 2014-11-20 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Purification method and purification system for propane
TW201420564A (zh) * 2012-11-06 2014-06-01 Sumitomo Seika Chemicals 石蠟之製造方法及石蠟製造裝置

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