JPS62191029A - 重炭素メタン分離装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原料メタンの供給路に接続した蒸留塔の上部
に、メタンガスを冷却して液化メタンを還流するコンデ
ンサーを接続し、液化メタンを加熱してメタンガスを還
流する加熱器を前記蒸留塔の下部に接続し、重炭素メタ
ンの少ないメタンガスの回収路を前記コンデンサーに接
続し、重炭素メタンの多い液化メタンの回収路を前記加
熱器に接続した重炭素メタン分離装置に関し、詳しくは
コンデンサーの改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、コンデンサーの冷却管に、メタンガスの凝縮に必
要な極低温の液体窒素を直接供給していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、コンデンサーにおいて大量の窒素ガスが発生し
、窒素ガスを大量に必要とする需要先が一般には無いた
め、コンデンサーからの窒素ガスを放出しなければなら
ず、液体窒素の消費に起因して運転経費が膨大になる欠
点があった。

本発明の目的は、コンデンサーによるメタンガスの冷却
凝縮に要する経費を大１１に少なくで、きるようにする
点にある。

（問題点を解決するための手段〕 本発明の特徴構成は、蒸留塔からのメタンガスを’Ｉ：
ｔ１？ｔ、て液化メタンを還流するためのコンデンサー
が、メタンを冷媒とする圧縮式ヒートポンプの蒸発器と
一体成形され、そのヒートポンプの放熱器が、液化天然
ガスによってメタン冷媒を冷却する熱交換器から成り、
前記蒸発器と放熱器の間に、メタン冷媒の圧縮、冷却及
び圧縮をその順に行う圧縮手段を介装し、前記圧縮手段
のメタン冷媒冷却部と前記放熱器を、その順に液化天然
ガスが供給されるように接続したことにあり、その作用
効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、コンデンサー内のメタンガスは約０．８ａｔａ
、−１６３℃である。他方、１０ａｔａ、−１５０℃の
液化天然ガス（ＬＮＧ）を冷熱源として圧縮式ヒートポ
ンプを運転し、かつ、冷媒としてメタンを利用すると、
ヒートポンプの蒸発器に約０．３５ａ　ｔａ、−１７３
℃の液化メタンを供給でき、コンデンサー内のメタンガ
スをヒーとポンプの蒸発器によって十分に冷却凝縮でき
る。

その上、ヒーとポンプの蒸発器からのメタン冷媒を、圧
縮手段によって圧縮した後冷却し、さらにその後で圧縮
し、あるいは、さらに冷却と圧縮を繰返して放熱器に供
給すると共に、冷熱源としてのＬＮＧを圧縮手段のメタ
ン冷媒冷却部から放熱器に供給することによってヒート
ポンプの必要動力量を十分に少なくできる。

ちなみに、重炭素メタンを１．１％含む原料メタンを２
１．８Ｘ１０″ｇ／ｄａｙで処理して、重炭素メタンを
９９％含む製品を１００８／ｄａｙで得る場合、圧縮機
を１台だけ設けた場合には１１５ＰＳの動力が必要であ
るが、第１圧縮機とメタン冷媒冷却部と第２圧縮機を設
けた場合、第１圧縮機に４７ＰＳ、第２圧縮機に４８Ｐ
Ｓ、合計で９５ＰＳの動力で済み、高価な電力の消費を
十分に節減できる。

また、放熱器からの天然ガス（Ｎ　Ｇ）は、燃料等とし
て大量の需要があり、放出せずに有価物として回収利用
でき、全体として、電力消費を少なくすると共に、ＬＮ
Ｇを無駄にしないで、コンデンサーでのメタンガスの冷
却凝縮をトータルコストとして大巾に経費節減した状態
で行える。

〔発明の効果〕

その結果、同位元素検査のトレーサ等に有用な原子量が
１３の炭素から成るメタン、つまり重炭素メタンを、製
造コストを大巾に低減して安価に提供できるようになっ
た。

〔実施例〕

次に第１図により実施例を示す。

蒸留塔（１）に原料メタンの供給路（２）を接続し、蒸
留塔（１）からの重炭素メタンの少ないメタンガスを冷
却して液化メタンを蒸留塔（１）に還流するコンデンサ
ー（３）を、蒸留塔（１）の上部に接続し、重炭素メタ
ンの少ないメタンガスの回収路（４）をコンデンサー（
３）に接続してある。

第１圧縮ｔａ（５ａ）とメタン冷媒冷却部（５ｂ）と第
２圧縮機（５ｃ）から成る圧縮手段（５）、放熱器（６
）、減圧弁（７）、蒸発器（８）の順に冷媒としてのメ
タンを循環させる圧縮式ヒートポンプ（Ａ）を設け、そ
の蒸発器（８）をコンデンサー（３）と一体成形してあ
り、また、放熱器（６）は、ＬＮＧ供給管（１１）でメ
タン冷媒冷却部（５ｂ）に接続され、ＬＮＧによってメ
タン冷媒を冷却する熱交換器から成り、その放熱器（６
）からのＮＯを回収するガスホルダーを設けである。

蒸留塔（１）からの重炭素の多い液化メタンを加熱して
メタンガスを蒸留塔（１）に還流する加熱器（９）を、
蒸留塔（１）の下部に接続し、重炭素メタンの多い液化
メタンの回収路（１０）を加熱器（９）に接続してある
。加熱器（９）の加熱管（９ａ）は、液状炭素水素系の
熱搬送媒体により液化メタンを気化させるものである。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

原料メタンやメタン冷媒は、例えば高純度に製造された
もの、ＬＮＧの気化で得たもの、その他適当なものを利
用できる。

蒸留塔（１）の具体構成は、例えば多段塔型式や充填型
塔式、その他適宜変更が可能であり、また、複数又は多
数の蒸留塔（１）を多段式に接続して、つまり回収路（
１０）を後段の蒸留塔（１）にかつ回収路（４）を前段
の蒸留塔（１）に接続して設置してもよい。

コンデンサー（３）や加熱器（９）の型式は適当に変更
できる。

圧縮式ヒートポンプ（Ａ）の具体構成は適当に変更でき
る。例えば圧縮手段を形成するに、第２図に示すように
、１台の軸流型圧縮機（５ａ）に、その周壁をＬＮＧで
冷却するメタン冷媒冷却部（５ｂ）を備えさせて、メタ
ン冷媒の圧縮と冷却が多数回繰返されるように構成して
もよく、要するに、圧縮手段（５）は、メタン冷媒の圧
縮、冷却、圧縮を少なくとも１回その順に行う機能があ
ればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローシー１−１第２図
は本発明の別実施例を示すフローシートである。 （１）・・・・・・蒸留塔、（２）・・・・・・原料メ
タンの供給路、（３）・・・コンデンサー、　（４）・
・・・・・メタンガスの回収路、（５）・・・・・・圧
縮手段、（５ｂ）・・・・・・メタン冷媒冷却部、（６
）・・・・・・放熱器、（８）・・・・・・蒸発器、（
９）・・・・・・加熱器、（１０）・・・・・・液化メ
タンの回収路、（Ａ）・・・・・・圧縮式ヒートポンプ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原料メタンの供給路（２）に接続した蒸留塔（１）の上
   部に、メタンガスを冷却して液化メタンを還流するコン
   デンサー（３）を接続し、液化メタンを加熱してメタン
   ガスを還流する加熱器（９）を前記蒸留塔（１）の下部
   に接続し、重炭素メタンの少ないメタンガスの回収路（
   ４）を前記コンデンサー（３）に接続し、重炭素メタン
   の多い液化メタンの回収路（１０）を前記加熱器（９）
   に接続した重炭素メタン分離装置であって、前記コンデ
   ンサー（３）が、メタンを冷媒とする圧縮式ヒートポン
   プ（Ａ）の蒸発器（８）と一体成形され、そのヒートポ
   ンプ（Ａ）の放熱器（６）が、液化天然ガスによってメ
   タン冷媒を冷却する熱交換器から成り、前記蒸発器（８
   ）と放熱器（６）の間に、メタン冷媒の圧縮、冷却及び
   圧縮をその順に行う圧縮手段（５）を介装し、前記圧縮
   手段（５）のメタン冷媒冷却部（５ｂ）と前記放熱器（
   ６）を、その順に液化天然ガスが供給されるように接続
   してある重炭素メタン分離装置。