(57)【要約】  本発明は、低温蒸留により一酸化炭素を生産するための方法に関する。この方法は、一酸化炭素、水素および窒素を含有するガス混合物（１）を冷却し、部分的に凝縮させて、冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を生成する工程、前記冷却され部分的に凝縮されたガス混合物（５）を分離して、水素富化ガスと一酸化炭素富化液体を生成する工程、前記一酸化炭素富化液体の流れをストリッピングカラム（１７）に送って、水素フリーの液体一酸化炭素（１９）と、水素富化一酸化炭素ガス（ＲＳＤ）を生成する工程、前記水素フリーの一酸化炭素の流れを、蒸留カラム（２３）の第１の中間レベルに送る工程、前記蒸留カラムに供給される流れに比べてメタンに富む液体流（２７）を、前記蒸留カラムの底部から取り出す工程、前記第１の中間点の上にある第２の中間点から、一酸化炭素リッチの流れ（２９）を取り出す工程、前記蒸留カラムに供給される流れに比べて窒素と任意に水素とが富化された流れ（ＲＳＤ  Ｎ２）を、前記蒸留カラムの頂部から取り出す工程を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）一酸化炭素、水素および窒素を含有するガス混合物（１）を冷却し、部分的に凝縮させて、冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を生成する工程、
ｉｉ）前記冷却され部分的に凝縮されたガス混合物（５）を分離して、水素富化ガスと一酸化炭素富化液体を生成する工程、
ｉｉｉ）前記一酸化炭素富化液体の流れをストリッピングカラム（１７）に送って、水素フリーの液体一酸化炭素と、水素富化一酸化炭素ガスを生成する工程、
ｉｖ）前記水素フリーの一酸化炭素の流れ（１９）を、蒸留カラム（２３）の第１の中間レベルに送る工程、
ｖ）前記蒸留カラムに供給される流れに比べてメタンに富む液体流（２７）を、前記蒸留カラムの底部から取り出す工程、
ｖｉ）前記第１の中間点の上にある第２の中間点から、一酸化炭素リッチの流れ（２９）を取り出す工程、
ｖｉｉ）前記蒸留カラムに供給される流れに比べて窒素と任意に水素とが富化された流れを、前記蒸留カラムの頂部から取り出す工程
を含む、低温蒸留により一酸化炭素を生産するための方法。
【請求項２】
前記蒸留カラムから取り出された一酸化炭素リッチの流れ（２９）が、液体流である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
一酸化炭素サイクル（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）が、前記蒸留カラム（２３）の頂部を冷却し、および／または前記ストリッピングカラム（１７）の底部を加熱する請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
サイクル一酸化炭素をタービン（３７）内で膨張させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ａ）一酸化炭素、水素および窒素を含有するガス混合物（１）を冷却し、部分的に凝縮させて、冷却され部分的に凝縮されたガス混合物（５）を生成するための熱交換器（３）、
ｂ）前記冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を分離して、水素富化ガスと一酸化炭素富化液体を生成するための分離器（７）、
ｃ）前記冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を前記熱交換器から前記分離器に搬送するための手段、
ｄ）ストリッピングカラム（１７）と、前記一酸化炭素富化液体の少なくとも一部をストリッピングカラムに送るための手段、
ｅ）水素富化ガスを前記ストリッピングカラムの頂部から取り出すための手段と、水素フリーの液体（１９）を前記ストリッピングカラムの底部から取り出すための手段、
ｆ）蒸留カラムと、前記水素フリーの液体の流れを前記蒸留カラムの第１の中間点に送るための手段と、底部液体（２７）を前記蒸留カラムから取り出すための手段と、塔頂ガス（ＲＳＤ  Ｎ２）を前記蒸留カラムから取り出すための手段と、前記第１の中間点より上にある第２の中間点で中間流体（２９）を取り出すための手段
を備える、低温蒸留により一酸化炭素を生産するための設備。
【請求項６】
前記蒸留カラム（２３）が、頂部凝縮器および／または底部リボイラを有する請求項５に記載の設備。
【請求項７】
前記ストリッピングカラム（１７）が、底部リボイラを有する請求項５または６に記載の設備。
【請求項８】
前記カラムが、一酸化炭素ガスサイクルを用いて加熱および／または冷却される請求項５または６に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、低温蒸留により一酸化炭素を生産するための方法および設備に関する。
【０００２】
部分酸化または改質により生産された合成ガスは、しばしば、あるパーセンテージの窒素を含有する。
【０００３】
言及される全てのパーセンテージは、モルパーセンテージである。
【０００４】
生産された一酸化炭素中の窒素のパーセンテージを、窒素および一酸化炭素分離カラムを用いて減少させることが知られている（ＥＰ−Ａ−９２８９３６）。
【０００５】
本発明の目的は、実質的に窒素を含有しない一酸化炭素を、先行技術より少ないカラムを用いて生産するための低温分離設備を提供することである。
【０００６】
本発明の１つの目的によると、
ｉ）一酸化炭素、水素および窒素を含有するガス混合物を冷却し、部分的に凝縮させて、冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を生成する工程、
ｉｉ）前記冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を分離して、水素富化ガスと一酸化炭素富化液体を生成する工程、
ｉｉｉ）前記一酸化炭素富化液体の流れをストリッピングカラムに送って、水素フリーの液体一酸化炭素と、水素富化一酸化炭素ガスを生成する工程、
ｉｖ）前記水素フリーの一酸化炭素の流れを、蒸留カラムの第１の中間レベルに送る工程、
ｖ）前記蒸留カラムに供給される流れに比べてメタンに富む液体流を、前記蒸留カラムの底部から取り出す工程、
ｖｉ）前記第１の中間点の上にある第２の中間点から、一酸化炭素リッチの流れを取り出す工程、
ｖｉｉ）前記蒸留カラムに供給される流れに比べて窒素と任意に水素とが富化された流れを、前記蒸留カラムの頂部から取り出す工程
を含む、低温蒸留により一酸化炭素を生産するための方法が提供される。
【０００７】
任意に、
−  前記蒸留カラムから取り出された一酸化炭素リッチの流れは、液体流である；
−  一酸化炭素サイクルは、前記蒸留カラムの頂部を冷却し、および／または前記ストリッピングカラムの底部を加熱する；
−  サイクル一酸化炭素をタービン内で膨張させる。
【０００８】
本発明のさらなる目的によると、
ａ）一酸化炭素、水素および窒素を含有するガス混合物を冷却し、部分的に凝縮させて、冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を生成するための熱交換器、
ｂ）前記冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を分離して、水素富化ガスと一酸化炭素富化液体を生成するための分離器、
ｃ）前記冷却され部分的に凝縮されたガス混合物を前記熱交換器から前記分離器に搬送するための手段、
ｄ）ストリッピングカラムと、前記一酸化炭素富化液体の少なくとも一部をストリッピングカラムに送るための手段、
ｅ）水素富化ガスを前記ストリッピングカラムの頂部から取り出すための手段と、水素フリーの液体を前記ストリッピングカラムの底部から取り出すための手段、
ｆ）蒸留カラムと、前記水素フリーの液体の流れを前記蒸留カラムの第１の中間点に送るための手段と、底部液体を前記蒸留カラムから取り出すための手段と、塔頂ガスを前記蒸留カラムから取り出すための手段と、前記第１の中間点より上にある第２の中間点で中間流体を取り出すための手段
を備える、低温蒸留により一酸化炭素を生産するための設備が提供される。
【０００９】
任意に、
−  前記蒸留カラムは、頂部凝縮器および／または底部リボイラを有する；
−  前記ストリッピングカラムは、底部リボイラを有する；
−  前記カラムは、一酸化炭素ガスサイクルを用いて加熱および／または冷却される。
【００１０】
本発明を、図１を参照してより詳細に説明する。
【００１１】
図１において、合成ガス１は、４０％の水素、５８％の一酸化炭素、０．１％のメタン、０．５％の窒素、および１．３％のアルゴンを含有する。
【００１２】
このガスを、熱交換器３内で冷却して、冷却された流れ５を生成し、これを分離器ポット７に送り、そこでそれを部分的に凝縮させる。生成した水素リッチのガス９を熱交換器３内で加熱し、消費者に送る。
【００１３】
液体１１を弁１３内で膨張させて、流れ１５を生成する。例えば一酸化炭素サイクルの一部であり得る、底部リボイラに送られた流れＱ１により底部で加熱されたストリッピングカラム１７の頂部に、この液体流１５を送る。水素富化廃ガス流ＲＳＤは、ストリッピングカラム１７の頂部を出る。水素フリーの液体流１９を、カラム１７の底部から取り出し、弁２１内で膨張させ、蒸留カラム２３の中間点に送る。カラム２３は、底部において、底部リボイラに送られた流れＱ２により加熱され、頂部において、頂部凝縮器に送られた流れＱ３により冷却される。これら２つの流れは、一酸化炭素サイクルの一部を形成し得る。
【００１４】
メタンリッチの液体流２７をカラム２３の底部から取り出す。一酸化炭素リッチの液体流２９を液体１９の到達点より上の中間点で取り出す。この液体は、好ましくは９８．５％の一酸化炭素、１％未満のアルゴン、１０-2ｐｐｍ未満のメタンおよび０．４％の窒素を含有する。
【００１５】
流れＲＳＤ  Ｎ２を、カラム１７からの流れＲＤＳと混合し、大気に放出すべく当該設備から出すか、および／または熱交換器３内で加熱された後に燃焼させる。
【００１６】
液体２９は、当該サイクルから発する液体３１の流れと合流し、この混合流を弁３３内で膨張させた後、熱交換器３内で加熱して生成物３５を生成する。
【００１７】
この設備は、一酸化炭素ガスタービン３７、他の流体の膨張および／または液体注入により冷却保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を説明するための図。
【符号の説明】
【００１９】
１…ガス混合物
３…熱交換器
５…冷却され部分的に凝縮されたガス混合物
７…分離器ポット
１３，３３…弁
１７…ストリッピングカラム
１９…水素フリーの液体一酸化炭素
２３…蒸留カラム
３７…タービン
【図１】
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【国際調査報告】
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