(57)【要約】  主成分として少なくとも水素および一酸化炭素と、少なくとも一時的に窒素とを含む混合物を供給される蒸留カラム(5、11)のシステムを使用した深冷蒸留によって一酸化炭素を製造するための方法において、該混合物は、窒素リッチ流および窒素貧流を与えるために、脱窒素カラム(11)を含むカラムシステム中で分離され、一酸化炭素リッチ流は生成物としての使用のために該カラムのシステムから取り出され、該混合物の窒素含有率が予め決定された閾値未満に低下した場合は、該混合物の源以外の外部の源からの窒素(17)が該脱窒素カラムの上流または該脱窒素カラム中に供給されることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分としての少なくとも水素および一酸化炭素と、少なくとも一時的に窒素とを含む混合を供給される蒸留カラムのシステムを使用した深冷蒸留によって一酸化炭素を製造するための方法であって、前記混合物は、窒素リッチ流および窒素貧流(13)を生成するための脱窒素カラム(11)を含むカラムのシステム中で分離され、一酸化炭素リッチ流(13)は前記カラムのシステムから取り出されて生成物とされ、前記混合物の窒素含有率が与えられた閾値未満に低下した場合は、前記混合物が出てくる源以外の外部の源から来る窒素リッチ流体(17)が前記脱窒素カラムの上流および/または前記脱窒素カラムの中へと運ばれることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記窒素リッチ流体が、前記脱窒素カラム(11)に供給される流の中に注入されるか、または前記窒素リッチ流体が前記脱窒素カラムの中に直接注入される請求項１による方法。
【請求項３】
前記窒素リッチ流体(17)が、-170℃超、任意で0℃超の温度で注入される請求項１または２のいずれかによる方法。
【請求項４】
前記窒素リッチ流(27)が与えられた流量未満に低下した場合、前記混合物が出てくる源以外の外部の源から来る窒素が、前記脱窒素カラムの上流に運ばれる請求項１または２による方法。
【請求項５】
前記カラムのシステムが、前記脱窒素カラムの上流で部分的な凝縮またはメタン洗浄の達成を可能にする先行する請求項のうちの１項による方法。
【請求項６】
蒸留カラムのシステムと、主成分としての少なくとも水素および一酸化炭素と、少なくとも一時的に窒素とを含む混合物を前記カラムのシステムに供給するための手段とを含む、深冷蒸留によって一酸化炭素を製造するための設備であって、前記カラムのシステムは、窒素リッチ流および窒素貧流を生成するための脱窒素カラム(11)と、前記カラムのシステムから一酸化炭素リッチ流を取り出して生成物とするための手段と、前記混合物が出てくる源以外の外部の源から来る窒素リッチ流体(17)を、前記脱窒素カラムの上流または前記脱窒素カラムの所に導くための手段とを含み、
前記設備は、
i) 前記混合物の窒素含有率、前記混合物が由来している流体の窒素含有率または前記脱窒素カラムに供給される流体(9)の窒素含有率、または、
ii) 前記脱窒素カラムの凝縮器(23)のパージ流量もしくは前記脱窒素カラムに供給される流体のパージ流量、または、
iii) 前記脱窒素カラムの凝縮器のパージの、膨張バルブ(31)の開度
を測定するための手段と、測定された含有率もしくは測定された流量もしくは測定された開度に従って、前記混合物が出てくる源以外の外部の源から来る窒素リッチ流体(17)を前記脱窒素カラムの上流および/または前記脱窒素カラムへと運ぶことを可能にする制御手段とを含むことを特徴とする設備。
【請求項７】
外部の源から来る前記窒素リッチな流体(17)を導くための手段が、前記脱窒素カラム(11)の入口に接続される請求項６による設備。
【請求項８】
前記カラムのシステムが、前記脱窒素カラムの上流で部分的な凝縮またはメタン洗浄を実行するための手段を含む請求項６または７のいずれかによる設備。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
本発明は深冷蒸留によって一酸化炭素を製造するための方法および装置に関する。深冷蒸留によって水素および/または一酸化炭素を製造するための既知の方法において、窒素が混入した分離される混合物から窒素が非常に少ない生成物を得るために、脱窒素カラムがしばしば使用される。
【０００２】
しかしながら、装置が脱窒素カラムを具備して設計されている限り、分離される混合物の窒素含有率が極めて低いか、または時折ゼロでさえあることが起こり得る。これは、したがって、一時的にナフサを供給されるSMRによって製造される、分離される混合物の場合であろう。脱窒素カラムの圧力の調節が窒素パージを制御することによってなされるので、もはや圧力を一定に保つことは不可能であろう。この圧力が、一般に脱窒素カラムの上流にあるCO/CH4カラムの圧力を制御するので、装置の操作性は、起こり得る変動によって著しく悪化するであろう。
【０００３】
本発明によれば、供給ガス中の窒素の欠乏の問題を解決するために、窒素が脱窒素カラムの上流で、好ましくは回路中で、好ましくは低圧で注入され、その後(合成ガスまたはサイクルからの)COが注入され、このようにして脱窒素カラムの動作を可能にする。
【０００４】
本発明の1つの目的によれば、主成分としての少なくとも水素および一酸化炭素と、少なくとも一時的に窒素との混合物を供給される蒸留カラムのシステムを使用した深冷蒸留によって一酸化炭素を製造するための方法であって、該混合物は、窒素リッチ流および窒素貧流を生成するための脱窒素カラムを含むカラムのシステム中で分離され、一酸化炭素リッチ流は該カラムのシステムから取り出され、生成物とされ、該混合物の窒素含有率が与えられた閾値未満に低下した場合は、該混合物が出てくる源以外の外部の源から来る窒素リッチ流体が該脱窒素カラムの上流、または該脱窒素カラムの中に運ばれることを特徴とする方法が提供される。
【０００５】
他の任意の目的によれば、
-  該窒素リッチ流体は該脱窒素カラムの中に供給される流に注入されるか、または該窒素リッチ流体は該脱窒素カラムの中に直接注入される;
-  該窒素リッチ流体は-170℃超、任意で0℃超の温度で注入される;
-  該窒素リッチ流は液体またはガスである;
-  該窒素リッチ流が与えられた流量未満に減じられた場合、該混合物が出てくる源以外の外部の源から来る窒素リッチ流体が該脱窒素カラムの上流に運ばれる;
-  該カラムシステムは、該脱窒素カラムの上流で部分的な凝縮またはメタン洗浄の達成を可能にする。
【０００６】
本発明の他の目的によれば、蒸留カラムのシステムと、主成分としての少なくとも水素および一酸化炭素と、少なくとも一時的に窒素とを含む混合物を該カラムのシステムに供給するための手段とを含む、深冷蒸留によって一酸化炭素を製造するための設備であって、該カラムのシステムは、窒素リッチ流および窒素貧流を生成するための脱窒素カラムと、一酸化炭素リッチ流を該カラムのシステムから取り出して生成物とするための手段と、該混合物が出てくる源以外の外部の源から来る窒素リッチ流体を該脱窒素カラムの上流、または該脱窒素カラムの所まで導くための手段とを含み、該設備は、
i) 該混合物の窒素含有率、該混合物が由来している流体の窒素含有率もしくは該脱窒素カラムに供給される流体(9)の窒素含有率、または、
ii) 該脱窒素カラムの凝縮器(23)のパージ流量もしくは該脱窒素カラムに供給される流体のパージ流量、または、
iii) 該脱窒素カラムの凝縮器のパージの、膨張バルブ(31)の開度
を測定するための手段と、測定された含有率もしくは測定された流量もしくは測定された開度に従って、該混合物が出てくる源以外の外部の源から来る該窒素リッチ流体(17)を該脱窒素カラムの上流および/または該脱窒素カラムへと運ぶことを可能にする制御手段とを含むことを特徴とする設備が提供される。
【０００７】
本発明の他の目的によれば、該設備において、
-  外部の源から来る窒素リッチ流体を導くための手段が、該脱窒素カラムの入口に接続される;
-  該設備は、該窒素リッチ流量を測定するための手段と、測定された流量が与えられた閾値未満である場合は該混合物が出て来る源以外の外部の源から来る窒素リッチ流体を脱窒素カラムの上流に運ぶことができる制御手段とを含む;
-  該カラムシステムは、該脱窒素カラムの上流で部分的な凝縮またはメタン洗浄を実行するための手段を含む。
【０００８】
本発明は、本発明に従って一酸化炭素を製造するための装置を図示する図1を参照してより詳細に記載されるであろう。
【０００９】
装置は、CO/CH4カラム5および脱窒素カラム11を含む少なくとも2つの蒸留カラムを含む。
【００１０】
装置は、CO/CH4カラムの上流でメタン洗浄工程または部分的な凝縮工程を伴う設備の一部を形成し得る。また、脱窒素カラムはCO/CH4カラムの上流に設置され得る。
【００１１】
CO/CH4カラムは、2つの流1、3を異なるレベルで供給され、メタンリッチな液体7、および一酸化炭素リッチであるが少なくとも一時的に窒素を含む液体9を生成する。流体9は、脱窒素カラム11の上部に運ばれる。容器液体13は、窒素25を凝縮させるための脱窒素カラム11の頂部凝縮器23に運ばれる。パージ流27は凝縮器23から取り出され、熱交換器29に運ばれ、そこで気化し、バルブ31において膨張される。脱窒素カラムの圧力はパージ流27によって維持される。
【００１２】
流9の窒素含有率および/または流9自体および/またはパージ流27が与えられた閾値未満に低下した場合、液体またはガス状窒素の流17が、流9の窒素含有率が許容される値になるまで、脱窒素カラムの頂部に運ばれる。
【００１３】
追加的または代替的には、混合物、または該混合物が由来している流体(例えば天然ガス)の窒素含有率を測定すること、およびこの含有率が与えられた閾値未満となる場合に窒素の運搬を開始することが可能である。
【００１４】
そうでなければ、該脱窒素カラム11に供給される流体9の流量を測定すること、およびこの含有率が与えられた閾値未満の場合に窒素の運搬を開始することが可能である。
【００１５】
他の代替案は、脱窒素カラムの凝縮器のパージの、膨張バルブ31の開度が与えられた閾値未満に低下した場合に窒素の運搬を開始することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】
【図１】
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【国際調査報告】
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