JPS59190207A - 純ｃｏガスの回収方法および装置 - Google Patents

純ｃｏガスの回収方法および装置

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JPS59190207A
JPS59190207A JP59059716A JP5971684A JPS59190207A JP S59190207 A JPS59190207 A JP S59190207A JP 59059716 A JP59059716 A JP 59059716A JP 5971684 A JP5971684 A JP 5971684A JP S59190207 A JPS59190207 A JP S59190207A
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pure
mixture
cooled
expanded
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ライナ−・フアビイアン
フライム−ト・マロルト
デイ−タ−・ラチン
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Linde GmbH
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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】 〔発明の技術分野〕 本′Ａ明は、酸素供与成分としてのＣｏ２の存在下（こ
炭化水素の吸熱接触酸化を行うことにより生成きれた、
王Ｖこ水素及び−酸化炭素から成る混合ガスから、純ｃ
ｏカスを回収する方法、並ひにそのだめの装置に関する
。
〔従来技術〕
ＣＯ成分約７り容邦〕、Ｈ２成分約６ｏ谷量係並びに無
視可能な量のＣｏ２及びｃＩ■４がら成る混合カスを酸
素供与成分としてのＣｏ２の存在下にほぼ大気圧下に炭
化水素を吸熱接触酸化させて回収することは、ドイツ連
邦共和国％肝第２７１１９９１号によって公知である。
〔発明の概女〕 本発明の目的は、前述の既知のＨ２−ＣＱ混合カスから
簡単でコストのかがらない方法で純ｃｏカスを回収する
ことにある。
本発明の要旨は、酸素供カ剤としてのＣｏ２の存在下に
炭化水素の吸熱接触酸化を行うことにより生成された、
主に水素及び−酸化炭素から成る混合ガスから紳ｃｏを
回収する方法及び装置であシ、上記目的を達成するため
に、生ノ戎された混合カスを圧縮機によって圧縮し、な
おも含有されているＣＯ２と水とを吸着ユニットによっ
て除去し、ｃ。
の主食部分を凝縮に至るまで熱交換器により冷却し、−
力残留する気体部分を前記熱交換器によシ加熱して排出
し、凝縮したＣＯを分離し、溶存するＨ２をガス化させ
るために減圧弁によシ膨張はせ気化したＨ２と混合ガス
に戻し、残留するＣＯの一部は減圧弁により蒸発させ、
ＣＯ生成物として排出させ、他の一部は熱交換器により
気化後に、仕事をするように膨張タービンによシ膨張さ
せ、混合ガスに戻す方法及びその方法を実現するための
装置にある。
また上冗本発明の目的は、後述する実施態様例によれは
生成された混合ガスを圧縮し、なお含有されているＣＯ
２と水とを吸着によって除去し、ＣＯの主要部分を凝縮
に至る址で冷却し、残留する気体部分を加熱して排出し
、凝縮したＣＯを分離し、溶存するＨ２を気化させるた
めに膨張させ、気化したＨ２を該混合カスに戻し、残留
するＣＯの一部は蒸発させ、生成物として排出し、他の
一部は、気化後に、仕４１をするように膨張させ、該混
合カスに戻すことによって達成される。
これによシ、ＣＯの主要部の凝縮後に残留する気体の部
分は、冷却すべきＨ２−Ｃｏ混合物との熱交換によって
加熱される。気化したＨ２は、好１しくは、混合ガスに
戻される前に、再び圧縮し、部分流である液状ＣＯと混
合し、冷却すべきＨ２−Ｃｏ混合物との熱交換によって
蒸発きせる。生成物として排出するＣＯは、好ましくは
、冷却すべ＠Ｈ７−ＣＯ混合物との熱交換によって予め
蒸発させる。気化させたＨ２は、混合カスに戻す前に、
仕事をするように膨張させることもできる。
生成した混合ガスは、６〜２０ノ〈−ル（６，１〜２０
、４　ｋｇ／ｆｆｌ　）好筐しくは９〜１５／く−ル（
９，２〜１５．３　ｋｇ＝／’：ｃ＋ｔ：、）　′、の
圧力に圧縮し、凝縮させたＣＯは４〜１０バール（４１
〜１０．２　ｋｇ／ｉ　）の圧力に圧縮し、また気化さ
せたＨ２は１．６〜２．５７＜−ル（１，６〜２．６　
ｋｇ／　ＣＩ？Ｌ）の圧力に膨張させることが望ましい
。
〔実施例〕
次に本発明を実施例によって述べる。
本発明の好せしい実施態様例によれば機械的な仕事をす
るターピノに導かれるｃｏ生成カス流は４〜７バール（
４，１〜７．１　ｋｇ／ｃｒｌ　）の圧力捷で減圧され
、それにより熱交換器内の低温発生能力が増大する。熱
交換器内において、Ｈ２−Ｃｏ混合物は、網体温度７０
〜８０°Ｋ（−２０６，１５〜−１９３゜１５℃）に冷
却される。本発明の更に別の実施態様によれば、−残留
する気体部分は、吸着ユニットの再生ガスとして、排出
前に使用される。
本発明の回収方法によって得られたＣＯ生成物は、排出
圧力に従って、０．５〜１５容量係のＨ２をなお含有し
ている。Ｈ２の含有量がこのように高いこと（〆ま、多
くの適用例において、じよう乱の原因になシイ（する。
そのため、本発明の更に別の実施態様によれば、生成さ
れた混合ガスを６〜２０バール（６，１〜２０．４　ｋ
ｇ／　ａｔ！　）好捷しくは７〜１５バール＜　７．１
〜１５．３ｋｇ、／’ｃ１ｄｌの圧力に圧縮し、斤お含
イイされているＣＯ□及びＨ２Ｏを吸着にょシ除去し、
Ｈ２−ＣＯ混合物を網体温度８０〜９５°Ｋ（−１９５
，１５〜−１７８，１５°Ｃ）に冷却し、残留する気体
部分を更に絶体温［７０〜７５°Ｋ（−２０３，１５〜
−１９３，１５°Ｃ）に冷却し、　この際に脱カスされ
る部分を、冷却すべき気体部分との熱交換により加熱し
て排出し、この際に凝縮されるＣＯを冷却すべさ気体部
分との熱交換により蒸発させて混合ガスに添加し、最初
の冷却の際に凝縮きれるＣＯは６つの部分流に分流させ
、そのうちの主要流はＣＯストリツビノグにかけ、第１
部分流は、ストリッピングガスとして使用し、第２部分
流は４〜７バール（４，１〜７．１　ｋｇ／ｉ　）の圧
力に膨張させ、冷却すべきＨ２−Ｃｏ混合物との熱交換
により蒸発させ、仕事をするように膨張さぜ、更に加熱
した後に、混合カスに送給する この実施態様によれは、純ＣＯ中になお少量のＨ２が溶
存しているが、その量は、０．５〜１，５容量係ではな
く、その１／１０以下である。
との実施態様において、ストリッピングにより＃製され
たＣＯ生國物は、冷却すべきＨ２−Ｃｏ混合物との熱交
換によって蒸発させ、加熱して排出し、Ｈ２負荷された
ストリッピングカスは、膨張させ、冷却すべきＨ，−Ｃ
ｏ混合物との熱交換によシ加熱し、混合ガスに添加する
ことが特に好都合である。これにより、低温発生能力が
改善される、この最後の尖施例による回収方法を実施す
るだめの回収装置は、別の熱交換器及びストリッピング
タワーを備えていることを特徴とする。
次に添付図面に基づいて本発明を一層詳細に説明する。
第１図において、先行する炭化水素の吸熱接触酸化工程
（図示し々い）において生成させた主にＨ２とＣＯとか
ら成る混合ガスは、配管１によって供給され、次の工程
である以下に詳述する低温分解工程において生成された
ガスを配管２．ろＶこより供給し混合し、圧縮機４に３
いて、６〜２０バール（６，１〜２０．４　ｋ！ｉ’／
ｆｆｌ　）好ましくは９〜１５バール（９２〜１５．３
　ｋｇｌｃｔ＆　）の圧力に圧縮される。生ｂ’ｙ、　
した混合ガスは、冷却器５において冷却水と接触でせて
冷却させ、吸着ユニット６において水及びＣＯ２を分離
する。熱交換器７において、Ｈ７−〇〇混合ガスを給体
温度約７０〜７５°Ｋ（−２０３，１５〜−１９８，１
５℃）に冷却し、大部分のＣＯを凝縮させ、分離器８に
おいて分離する。残留した気体部分、Ｈ２及び約７容量
係のｃｏを、熱交換器７において加熱し、吸着ユニット
乙において。
再生ガスとして使用し、圧力下に配管１７を経て排出す
る。
分離器８からの液は、弁９に２いて、ＣＯ排出圧力４〜
１０バール（４，１〜ｉ　０．２　ｋｇ／Ｃ１１１より
も少し高い圧力に派出する。溶存Ｈ２は分離器１４にお
いて気化する。生成したＨ２ガスは弁１０において１．
６〜２．５バール（１，６〜２．６　ｋｇ　／　ｃｙａ
　）の圧力に減圧され、分ＮＩ器８において残留する気
体部分の部分流と弁１１においで、更に別の部分流と弁
１２において、それぞれ混合さｎる。弁１２（儂分離器
８又は分離器１４がら液体を受ける。熱交換器７内の配
管２において混合物が気化することによって、分離器８
内の低温かｎ」能（でなる。配管２内の混合物は、蒸発
及び加熱を受けた後、混合ガスに添加される。
分離器１４から取出されたｃｏ生成物は、弁１６におい
て調圧され、熱交換器７にふ・して蒸発し、加熱δれて
配管１８を介して排出さγしる。
分離器１４（必費ならばそのほかに分離器８）からの液
状のｃｏ生成物の一部は、所要の低温を生成させるため
に、弁１５により、比較的低い圧力（４〜７バール：　
４．１〜７１　ｋｇ／ｒ、ｙｒＩ　ｌ　１で減圧され、
熱交換器７において蒸発されると共に加熱され、次の減
圧タービン１６において膨張し、機械的な仕事をする。
このガス流は熱交換器７にょυ配管６を通る曲に更に加
熱され、配管１の混合ガスと圧縮機４の前方において混
合される。
第２図ンこおいて、化成した混合カスは、次の工程であ
る低温分解工程（以下に詳述する）において生成された
、配管２．６からのカスと、配管１０１ｉＣおいて混合
され、圧縮機１０４において、６〜２０バール（６，１
〜２０．４に９１ｃｒｌ　ｌ　、好ましく（１７〜１５
バール（７，１〜１５．６ｋｇ／　７）の圧力まで圧縮
される。混合ガスは冷却器１０５において、冷却水との
接触によって冷却され、吸沼ユニット１０６においてＨ
，Ｏとｃｏ２が吸着によって分離される。Ｈ２−ＣＱ混
合ガスは熱交換器１０７に訃いて、絶体温１虻約９０°
Ｋ（約−１８６°Ｇ）に冷却され、ここで大部分のＣＯ
が凝縮し、分離器１０８において分離される。残留する
気体部分（配’ｆｆｆ１０９）は熱交換器１１０におい
て給体温度約７０〜７５°Ｋ（−２０３，１５〜−１９
８，１５°Ｃ）壕で再び冷却され、この際にＣＯが更に
凝縮し、分離器１１１において分離される。この際に残
留した気体部分は、熱交換器１１０　、１０７において
加熱され、吸着ユニット１０６において、再生ガスとし
て用いられ、不純Ｈ２として圧力下に配管１２．１５を
経て約７容量係のＣＯと共に排出される。
分離器１１１からの液体状ＣＯは、弁１１２において減
圧され、弁１１６を経て、央部のＨ２と混合される７配
管１１４を通るこの混合が「、は、熱交換器１１０にお
いて蒸発し、それにより分離器１１１内の低温を可能に
する。混合流、は、熱交換器１０７において更に蒸発し
た後、生成ガス流に、配’Ｐ、１０２を経て混合される
。
分離器１０８からの液流は、６つの部分流に分流ちれる
。主要流は、ｃｏ排出圧力よりも少し高圧にろるストリ
ソピングタワ−１１６に弁１１５を経て導かれる。少量
の第２流は、弁１１７にニジ減圧され、熱交換器１０７
において蒸発され、ストリノビノグガスとして、ストリ
ッピングタワー１１６のす／プ側に尋かれる。第６流は
弁１１８において、約４〜７バール（４，１〜７．１　
ｋｇ／ｃｒｉｔ　）の圧力に減圧でれ　熱交換器１０７
において蒸発され、加熱され、蒸発タービン１１９にお
いて膨張し、仕事をする。
この流れは、熱交換器１０７において刀口熱された後配
管１０１内の混合カスに、配管１０６を経て混合される
。
弁１１５からの液は、弁１１７からの蒸発による気体流
によりストリソピ／グタワ−１１６の内部において、沸
点まで加熱されるため、Ｈ２の一部は溶存している。こ
のようにして精表されたＣＯは、弁１２０を経−Ｃスト
リソピングタワ−１１６を離れ、熱交換器１０７におい
て蒸発し、加熱され、ＣＯ生成物として配管１２４から
排出される。
ストリソピングタワ−１１６の頂端の生成物、Ｈ２−Ｃ
Ｏ混合ガスは、弁１２１において減圧され、配管１１４
の流れに添加さ扛、熱交換器１０７において２口熱さ不
し、配％’１０１の混合カスに配Ｗｉ０２を経で添加さ
れる。
分離器１０８からの液状ＣＯを、弁１１２を経て減圧し
、熱交換器１０７において蒸発させ、タービン排出ガス
に添加することは、分離器１０８内の温度を安定させる
うえに有意義である。
第６図に示した実施例は、不質的には、循環流とタービ
ン流とを合流させる点にふ・いて、第１図に示した実施
例と相違する。升＋０．１１．１２において生成させた
循環流ｔよ、比戦的筒い圧力（１，６〜２．５バール：
１６〜２．６　ｋｇ／　ｃｔｉＸではなく、３〜８バー
ル：６１〜８．２　Ｋ９／こ研の圧力）で蒸発させる。
低圧時と同様の低温プロフィルを得るには、よｐ多沼−
のＨ２冨化カス升１１を経て済り加する必要がある。こ
の流れは、完全に気化されかつ必、要ならば過熱された
後、ターピノ１６に秀いて膨張される。配管１９内の流
力１：は椙１図にかける配管２，３内の原音よシも少く
なるため、再圧縮に必要なエネルギーはそれに対応して
減少する。
第４図に示した実施例は、本質的に、第２図の実施例に
対応している。ストリッピングタワー１１６の頂部のＨ
２Ａ化生成ガスは、弁１１８がらのタービン流に、弁１
２１及び配管１２６を経て混合さレル。この例でも気化
圧力をこのようにして高くし、それにょジタービン１１
９の圧力降下を増大させることができる。同じ低温出力
要求に対して、弁１１８からの流量を少くでき、それに
ょシ配管１０６内の流れの圧縮エネルギーをこの場合に
も節減できる。配置１１４から配管１０２への流れはそ
の贅＼残されるが、これは、配管１０２　、１０３の流
れを合流させることが有意義でない場合もあシ得るから
である。しかし破線で示した配管１２５にょシこの合流
が図示されている。これにょシ再圧縮のエネルギーが更
に節減される。
〔発明の効果〕
本発明の純ｃｏガスの回収方法および装置によれば、１
０バー”　（Ｉ　Ｃｌ２ｋ１９／ｆｆ１）以下０）排出
圧力と９５１Ｄも高いＣＯ収率において、９８答量係の
純度のｃｏ生成物を得ることができる。排出圧力をこれ
よりも高くすることは、物理的に可能でも、経済的では
ない、、寸だ本発明による回収装置は構造が簡単なため
、設備コストが低線である。即ち、本発明による回収装
置は、単に圧縮機と、吸着ユニットと、熱交換器と、膨
張タービンとを備えていることを特徴とする、 本発明による純ＣＯカスの回収方法および装置は、約２
００〜１００ＯＮ？ｎ′ＣＯ／ｈの矧、楔の回収設備に
適用されることが有利であるがこれより大きいか又は小
さい設イＭ５に用いても好成績を得るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例による回収方法を示す工程図、
第２図はＨ２の分離を改善するだめの本発明による回収
方法を示す工程図、第６図は第１図の回収方法の実施例
変形を示す工程図、第４図は巣２図の回収方法の実施例
変形を示す工程図でりる。 符号の説明 ４．１０４・・・・・・圧縮機、５．１０５・・・・・
・冷却器、６．１０６・・・・吸着ユニット、７．１０
７・・・・・・熱交換器、８．１４．１０８．１１１・
・・・・・分離器、９・・・・・・弁、１６．１１９・
・−・・クーピノ、１１６・・・・・・ストリツピンク
タワー。 代理人弁理士　木　村　三　朗

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）酸素供与成分としてのＣＯ２の存在下に炭化水素の
    吸熱接触酸化を行うことによシ生成された主に水素及び
    −酸化炭素から成る混合ガスから、純ＣＯを回収する方
    法において、該混合ガスを圧縮し、なお含有されている
    ＣＯ２と水とを吸着によって除去し、ＣＯの主要部分を
    凝縮に至るまで冷却し、残留する気体部分を加熱して排
    出し、凝縮したＣＯを分離し、溶存するＨ２を気化させ
    るために膨張させ、気化したＨ２を該混合ガスに戻し、
    残留するＣＯの一部を蒸発させ、生成物として排出し、
    他の一部は気化後に仕事をするように膨張させ、該混合
    ガスに戻すことを特徴とする純ＣＯガスの回収方法。 ２）前記ＣＯの主要部分を凝縮後に残留する気体部分を
    、冷却すべきＨ２−ＣＯ混合物との熱交換により加熱す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の純ＣＯ
    ガスの回収方法。 ろ）前記気化させたＨ２を、混合ガスに戻す前に更に膨
    張させ、ＣＯの液状部分流と混合し、冷却すべきＨ２−
    Ｃｏ混合物との熱交換により蒸発きせることを特徴とす
    る特許請求の恥、間第１項記載の純ＣＯガスの回収方法
    。 ４）前記生成物として排出するＣＯを冷却すべきＨ２−
    Ｃｏ混合物との熱交換によって予め蒸発させることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の純ＣＯガスの回収
    方法。 ５）前記気化させたＨ２を混合ガスに戻す前に、仕事を
    するように膨張させることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の純ＣＯカスの回収方法。 ６）生成させた混合ガスを６．１〜２０．４ｉｃｇ／ｆ
    ｆｌ、好てしくけ、９２〜１５．ろｋＲ／　（？７＋Ｊ
    θ〕圧力に圧縮し、凝縮させたｃｏを４１〜１０．２に
    ！？／爾の圧力に、また気化芒せたＨ２は１，６〜２．
    ６に９／ｃｒｔｔの圧力に膨張させることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１阜目ピ載
    の純ＣＯガスの回収方法。 ７）前記仕事をするため膨張に導くべきＣＯ生取流を蒸
    発前に４．１〜７．１　’に９　／　ｃｒｌの圧力まで
    膨張きせることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
    第６項のいずれか１項記載の純ＣＯカスの回収方法。 ８）前記Ｈ２−Ｃｏ混合物を給体温度７０〜８０°に壕
    で冷却することを特徴とする特許６〜求の範囲第１項乃
    至第７項のいずれか１項記載の純ＣＯガスの回収方法。 ９）前記残留する気体部分を吸着ユニットの再生カスと
    して排出前に使用することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項乃至第８項のいずれか１項記載の純ＣＯガスの回
    収方法。 １０）前記生成させた混合ガスを６．１〜２０．４ｋｇ
    ／ｄ、好ましくは７．１〜１５．３　ｋｇ／Ｃｎｌの圧
    力に圧縮し、なお含有されているＣＯ２及びＨ２Ｏを吸
    着によシ除去しＨ２−Ｃｏ混合物を給体温度８０〜９５
    °Ｋに冷却し、残留する気体部分を更に給体温度７０〜
    ７５°Ｋに冷却し、その際に脱ガスされる部分を冷却す
    べき気体部分との熱交換により加熱して排出し、その際
    に＃縮されるｃｏは、冷却すべき気体部分との熱交換に
    より蒸発きせて混合ガスに添加し、最初の冷却の際にｋ
    　縮されるｃｏを６つの部分流に分流宴せ、そのうらの
    主要泥ばｃｏストリツピ／グにかけ、第１部分流（・址
    、ストリッピノグガスとして使用し、第２部分ｂＩＬは
    ４．１〜７．１　ｋｙ／ｄの圧力に膨張させ、冷却すべ
    ＠Ｈ，−ＣＯ混合物との熱交換により蒸発させ、仕事を
    するように膨張でせ、更に加熱し）ζ後に、混合ガスに
    送給することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    純ｃｏカスの回収方法。 １１）ストリンビッグによ”　Ｖ’Ｔ４　’Ａされたｃ
    ｏ生成物は、冷却すべきＨ２−Ｃｏ混合物との熱交換に
    よって蒸発させ、加熱して排出し、Ｈ２狛荷されたスト
    リンビッグガスは、膨張させ、冷却すべさＨ２−ＣＯ混
    合物との熱交換により加熱し、混合ガスに添加すること
    を特徴とする特許ｍｌ求の範囲第１０項記載の純ＣＯガ
    スの回収方法。 １２）酸素供与成分としてのＣｏ２の存在下に炭化水素
    の吸熱接触酸化を行うことにより生成された主にＨ２Ｃ
    Ｏから成る混合カスから純ＣＯを回収する装置において
    、該混合ガスを圧縮する圧黙イぶとＨ２−Ｃｏ混合物中
    に含不されるＣｏ２と水火吸着するだめの１吸着ユニッ
    トと、吸着ユニットからのＣＯＯ主費部分を６０１．に
    至る芥で冷却シフ、凝縮後の残留気体部分を加熱するだ
    めの熱交換器と、凝看１．後泪イコ：するＨ２を気化さ
    せるために膨張させる膨張クーピノとから１戻ることを
    特徴とする純ｃｏガスの１９１収装随。 Ｌ５＋７ｉｆ記かｉ！　ＣＯカスの回収装置ｆｊ、に２
    いて、凝脆Ｌ　ｒｃ　ｃ　（）　＞更に梢徒するノζめ
    のストリソビッグタワー及び楯りＣＯ生成物と前記ｒｉ
    、、−ｃｏ混合ｑ力とを熱交換器ぜるための第２の熱交
    換器を備えていることを特徴とする特、ｆｌ：請求の範
    囲第１２項記載の椀ＣＯカスの回収装置。
JP59059716A 1983-04-12 1984-03-29 純ｃｏガスの回収方法および装置 Pending JPS59190207A (ja)

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