本發(fā)明涉及丙烷的制造方法及丙烷制造裝置。

背景技術(shù)：

丙烷在作為下一代功率元件材料sic的原料用途等半導(dǎo)體電子材料領(lǐng)域中被利用，以氫稀釋的丙烷氣體及丙烷的純氣體進(jìn)行使用。對(duì)于該用途，要求丙烷為更高純度。

作為高純度丙烷的原料使用的以丙烷為主成分的原料氣體中，例如高濃度含有乙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷作為雜質(zhì)。作為由該原料氣體對(duì)丙烷進(jìn)行純化的方法，可舉出蒸餾、膜分離、吸附分離、吸收分離等方法。

專利文獻(xiàn)1中記載了利用蒸餾法對(duì)丙烯和丙烷進(jìn)行分離的方法。如專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)那樣，當(dāng)利用蒸餾法將例如丙烯和丙烷分離時(shí)，由于它們的沸點(diǎn)接近(沸點(diǎn)差為4.9℃)，因此其分離需要多階段地反復(fù)進(jìn)行蒸餾。因而，需要大規(guī)模的設(shè)備和精密的蒸餾條件的設(shè)定，在實(shí)用化方面成為很大的障礙。

專利文獻(xiàn)2中記載了使用活性炭將異丁烷及正丁烷與丙烷吸附分離、使用分子篩活性炭將乙烷及丙烯與丙烷吸附分離的方法。專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)中，可以不進(jìn)行蒸餾等繁瑣的操作即可獲得高純度的丙烷，不過在使用活性炭對(duì)異丁烷及正丁烷與丙烷進(jìn)行吸附分離時(shí)，丙烷在活性炭上的吸附量大，具有丙烷的收率差的問題。

作為解決這種問題的方法，專利文獻(xiàn)3中記載了通過使丙烯與氫接觸而發(fā)生加氫反應(yīng)、從而生成丙烷的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-356448號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-129606號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：美國專利第3509226號(hào)說明書

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

專利文獻(xiàn)3所記載的丙烷的制造方法中，由于利用加氫反應(yīng)由丙烯生成丙烷，因此不進(jìn)行蒸餾等繁瑣的操作即可效率良好地制造丙烷。

但是，專利文獻(xiàn)3所記載的丙烷的制造方法中，在由丙烯生成丙烷的伴有發(fā)熱的加氫反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)溫度變得過高時(shí)，則會(huì)生成甲烷或乙烷等雜質(zhì)，結(jié)果無法獲得高純度的丙烷。

本發(fā)明的目的在于提供能夠效率良好地、以高收率獲得高純度丙烷的丙烷的制造方法及丙烷制造裝置。

用于解決技術(shù)問題的方法

本發(fā)明為一種丙烷的制造方法，其特征在于，其包含以下工序：

通過在催化劑的存在下使粗丙烯與氫發(fā)生加氫反應(yīng)、從而獲得含有雜質(zhì)的氣體狀的粗丙烷的加氫反應(yīng)工序；和

將所述加氫反應(yīng)工序中獲得的所述粗丙烷中所含的所述雜質(zhì)除去、獲得經(jīng)純化的丙烷的雜質(zhì)除去工序。

另外，本發(fā)明的丙烷的制造方法的特征在于，所述雜質(zhì)至少含有氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷及丙烯中的任一種。

另外，本發(fā)明的丙烷的制造方法的特征在于，所述雜質(zhì)除去工序具有以下階段：

通過使所述粗丙烷與吸附劑接觸的吸附處理、將該粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的水、乙烷及丙烯吸附除去的吸附除去階段；和

通過對(duì)所述吸附除去階段中的吸附處理后的粗丙烷進(jìn)行部分冷凝或蒸餾、將該吸附處理后的粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的氫、氧、氮及甲烷分離除去的分離除去階段。

另外，本發(fā)明的丙烷的制造方法的特征在于，所述吸附劑為分子篩(篩子)沸石及分子篩活性炭。

另外，本發(fā)明的丙烷的制造方法的特征在于，所述分子篩沸石及分子篩活性炭是具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的多孔質(zhì)體。其中“埃”為長度10^-10m，4埃相當(dāng)于0.4nm(納米)。

另外，本發(fā)明的丙烷的制造方法的特征在于，所述吸附除去階段中的所述吸附處理在溫度為5～50℃且壓力為0.1～0.5mpag的條件下進(jìn)行。另外，上述“g”是指壓力為壓力計(jì)示壓力標(biāo)準(zhǔn)，以下的壓力的表示也是同樣的。

另外，本發(fā)明為一種丙烷制造裝置，其特征在于，其含有：

通過在催化劑的存在下使粗丙烯與氫發(fā)生加氫反應(yīng)、從而獲得含有雜質(zhì)的氣體狀的粗丙烷的加氫反應(yīng)部；和

將所述加氫反應(yīng)部中獲得的所述粗丙烷中含有的所述雜質(zhì)除去、獲得經(jīng)純化的丙烷的雜質(zhì)除去部。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，丙烷的制造方法含有加氫反應(yīng)工序和雜質(zhì)除去工序。加氫反應(yīng)工序中，通過在催化劑的存在下使粗丙烯與氫發(fā)生加氫反應(yīng)，從而獲得含有雜質(zhì)的氣體狀的粗丙烷。

通過加氫反應(yīng)生成丙烷時(shí)，伴隨發(fā)熱的加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度過高時(shí)，則會(huì)生成甲烷或乙烷等雜質(zhì)，因此為了獲得高純度的丙烷，需要高精度地控制反應(yīng)溫度這樣復(fù)雜的溫度控制。利用這種高精度地控制了反應(yīng)溫度的加氫反應(yīng)來制造高純度丙烷的方法無法說是效率良好的方法。

于是，本發(fā)明的丙烷的制造方法中，并不高精度地控制加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度，而是在雜質(zhì)除去工序中將加氫反應(yīng)工序中獲得的粗丙烷中所含的雜質(zhì)(主要的雜質(zhì)至少含有氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷及丙烯中的任一種)除去，獲得經(jīng)純化的丙烷。因此，本發(fā)明的丙烷的制造方法能夠效率良好地、以高收率獲得經(jīng)純化的高純度的丙烷。

另外，根據(jù)本發(fā)明，雜質(zhì)除去工序具有吸附除去階段和分離除去階段。吸附除去階段中，通過使粗丙烷與吸附劑(作為具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的多孔質(zhì)體的分子篩沸石及分子篩活性炭)接觸的吸附處理，將粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的水、乙烷及丙烯吸附除去。其中，吸附除去階段中的吸附處理在溫度為5～50℃且壓力為0.1～0.5mpag的條件下進(jìn)行。

進(jìn)而，分離除去階段中，通過對(duì)吸附除去階段的吸附處理后的粗丙烷進(jìn)行部分冷凝或蒸餾，從而將該吸附處理后的粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的氫、氧、氮及甲烷分離除去。由此，能夠?qū)⒓託浞磻?yīng)工序中獲得的粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的至少包含氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷及丙烯中的任一種的雜質(zhì)效率良好地除去，可以獲得高純度的丙烷。

另外，根據(jù)本發(fā)明，丙烷制造裝置含有加氫反應(yīng)部和雜質(zhì)除去部而構(gòu)成。加氫反應(yīng)部通過在催化劑的存在下使粗丙烯與氫發(fā)生加氫反應(yīng)，從而獲得含有雜質(zhì)的氣體狀的粗丙烷。進(jìn)而，雜質(zhì)除去部將加氫反應(yīng)部中獲得的粗丙烷中所含的雜質(zhì)(主要的雜質(zhì)至少含有氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷及丙烯中的任一種)除去，獲得經(jīng)純化的丙烷。因此，本發(fā)明的丙烷制造裝置能夠效率良好地、以高收率獲得經(jīng)純化的高純度的丙烷。

附圖說明

本發(fā)明的目的、特色及優(yōu)點(diǎn)由下述的詳細(xì)說明和附圖會(huì)變得更為明確。

圖1為表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的丙烷制造方法之工序的工序圖。

圖2為表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的丙烷制造裝置100的構(gòu)成的圖。

圖3為表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的丙烷制造裝置200的構(gòu)成的圖。

具體實(shí)施方式

圖1為表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的丙烷的制造方法之工序的工序圖。本實(shí)施方式的丙烷的制造方法包含原料供給工序s1、加氫反應(yīng)工序s2、具有吸附除去工序s31及分離除去工序s32的雜質(zhì)除去工序s3、氫吹掃工序s4、以及制品回收工序s5。另外，本實(shí)施方式的丙烷的制造方法進(jìn)一步含有對(duì)吸附除去工序s31中所使用的吸附劑進(jìn)行再生處理的吸附劑再生工序s311。

圖2為表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的丙烷制造裝置100的構(gòu)成的圖。本實(shí)施方式的丙烷制造裝置100含有原料丙烯儲(chǔ)存罐1、氣化器2、作為加氫反應(yīng)部發(fā)揮功能的加氫反應(yīng)塔3、作為雜質(zhì)除去部發(fā)揮功能的第1吸附塔4、第2吸附塔5及部分冷凝器6、回收容器7、以及填充瓶8而構(gòu)成。該丙烷制造裝置100是實(shí)施本實(shí)施方式的丙烷的制造方法的裝置，原料丙烯儲(chǔ)存罐1及氣化器2執(zhí)行原料供給工序s1，加氫反應(yīng)塔3執(zhí)行加氫反應(yīng)工序s2，第1吸附塔4及第2吸附塔5執(zhí)行雜質(zhì)除去工序s3的吸附除去工序s31及吸附劑再生工序s311，部分冷凝器6執(zhí)行分離除去工序s32及氫吹掃工序s4，回收容器7及填充瓶8執(zhí)行制品回收工序s5。

原料丙烯儲(chǔ)存罐1是對(duì)成為后述加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)的反應(yīng)原料的粗丙烯進(jìn)行儲(chǔ)存的罐。粗丙烯中如表1所示，作為主要的雜質(zhì)含有甲烷、乙烷、丙烷、氮及氧。

表1

另外，如表1所示，粗丙烯與通常能夠購買到的粗丙烷相比，異丁烷及正丁烷的雜質(zhì)含有濃度低。如此，粗丙烯由于異丁烷及正丁烷的雜質(zhì)含有濃度低，因此通過使用該粗丙烯來制造丙烷，無需如專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)那樣通過使用了活性炭的吸附處理將異丁烷及正丁烷吸附除去。

本實(shí)施方式中，將異丁烷、正丁烷及戊烷的雜質(zhì)含有濃度分別小于1.0vol.ppm的粗丙烯作為原料丙烯進(jìn)行使用。另外，粗丙烯的純度為95摩爾％以上、優(yōu)選為99摩爾％以上。

原料丙烯儲(chǔ)存罐1按照在上部形成氣相的方式對(duì)液體狀的粗丙烯進(jìn)行儲(chǔ)存。原料丙烯儲(chǔ)存罐1的上部設(shè)有罐吹掃流路配管1a。儲(chǔ)存在原料丙烯儲(chǔ)存罐1中的液體狀粗丙烯中所含的氮及氧可以介由罐吹掃流路配管1a除去。

另外，在原料丙烯儲(chǔ)存罐1與后述的加氫反應(yīng)塔3之間設(shè)有原料供給流路配管11。當(dāng)使粗丙烯從原料丙烯儲(chǔ)存罐1中流出時(shí)，可以使氣體狀的粗丙烯從原料丙烯儲(chǔ)存罐1的氣相中流出，還可以使液體狀的粗丙烯從原料丙烯儲(chǔ)存罐1的液相中流出。

當(dāng)使液體狀的粗丙烯從原料丙烯儲(chǔ)存罐1的液相中流出時(shí)，在氣化器2中將該液體狀的粗丙烯氣化，作為氣體狀的粗丙烯供至加氫反應(yīng)塔3。氣化器2可以使從原料丙烯儲(chǔ)存罐1的液相中流出的液體狀粗丙烯全部氣化，

也可以使從原料丙烯儲(chǔ)存罐1的液相中流出的液體狀粗丙烯的一部分氣化。當(dāng)使原料丙烯儲(chǔ)存罐1的液相中流出的液體狀粗丙烯的一部分氣化時(shí)，氣化器2以液體狀粗丙烯整體的85～98體積％發(fā)生氣化的氣化率將液體狀的粗丙烯的一部分氣化。由此，例如當(dāng)粗丙烯中作為雜質(zhì)含有異丁烷及正丁烷等時(shí)，可以將這些雜質(zhì)作為液體成分介由氣化器吹掃流路配管2a除去。

從原料丙烯儲(chǔ)存罐1的氣相中流出的氣體狀粗丙烯或從原料丙烯儲(chǔ)存罐1的液相中流出并在氣化器2中經(jīng)氣化的氣體狀粗丙烯在將對(duì)原料供給流路配管11的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥11a開放的狀態(tài)下、流過原料供給流路配管11內(nèi)而流入加氫反應(yīng)塔3中。

在原料供給流路配管11中，在原料丙烯儲(chǔ)存罐1與加氫反應(yīng)塔3之間連接有氫導(dǎo)入流路配管12。流過原料供給流路配管11內(nèi)的氣體狀粗丙烯在將對(duì)氫導(dǎo)入流路配管12的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥12a開放的狀態(tài)下、流過氫導(dǎo)入流路配管12內(nèi)，與流入至原料供給流路配管11內(nèi)的氫混合。如此，在原料供給流路配管11內(nèi)，混合有粗丙烯和氫的混合氣體流過原料供給流路配管11內(nèi)，被供至氫反應(yīng)塔3中。

供至加氫反應(yīng)塔3的混合有粗丙烯和氫的混合氣體的混合比以摩爾比計(jì)為粗丙烯/氫＝1/0.8～1/100、優(yōu)選為粗丙烯/氫＝1/1.1～1/10。相對(duì)于粗丙烯的氫的摩爾比小于0.8時(shí)，丙烯無法被充分地加氫成丙烷。相對(duì)于粗丙烯的氫的摩爾比超過100時(shí)，所制造的丙烷中殘留很多未反應(yīng)的氫、難以將該氫分離除去。

加氫反應(yīng)塔3通過在催化劑的存在下使粗丙烯與氫發(fā)生加氫反應(yīng)，從而獲得含有雜質(zhì)的氣體狀粗丙烷。加氫反應(yīng)塔3具有中空的內(nèi)部空間、在其內(nèi)部空間中填充有催化劑。另外，加氫反應(yīng)塔3中安裝有用于將加氫反應(yīng)塔3內(nèi)維持在所希望溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置。加氫反應(yīng)塔3內(nèi)，通過在催化劑的存在下使粗丙烯與氫相接觸而發(fā)生加氫反應(yīng)，生成粗丙烷。

作為填充于加氫反應(yīng)塔3內(nèi)的催化劑，只要是還原催化劑則無特別限定，例如優(yōu)選是含有選自鈀(pd)、銠(rh)、鉑(pt)、釕(ru)及鎳(ni)中的至少1種的催化劑，特別優(yōu)選是含有鈀(pd)的催化劑。通過在這種催化劑的存在下進(jìn)行丙烷的加氫反應(yīng)，可以提高加氫反應(yīng)的效率、提高丙烷的生產(chǎn)率。

另外，還可以以將氧化鋁球或陶瓷球等與催化劑混合了的狀態(tài)填充在加氫反應(yīng)塔3內(nèi)。由此，由于能夠抑制加氫反應(yīng)塔3內(nèi)的伴隨加氫反應(yīng)的發(fā)熱，因而可以將反應(yīng)溫度保持在恒定。

另外，加氫反應(yīng)塔3內(nèi)，混合有粗丙烯和氫的混合氣體的空間速度sv例如為10～50000/小時(shí)、優(yōu)選為100～1000/小時(shí)?？臻g速度sv小于10/小時(shí)時(shí)，加氫反應(yīng)中使用的催化劑的量增多、成本增高?？臻g速度sv超過50000/小時(shí)時(shí)，有可能無法進(jìn)行充分的加氫反應(yīng)。

另外，加氫反應(yīng)塔3內(nèi)的溫度例如為0～700℃、優(yōu)選為50～200℃。溫度超過700℃時(shí)，需要花費(fèi)用于使溫度穩(wěn)定的設(shè)備成本，進(jìn)而有可能引起高濃度的丙烯的分解。

另外，加氫反應(yīng)塔3內(nèi)的壓力例如為0.0～1.0mpag(壓力計(jì)示壓力)、優(yōu)選為0.0～0.5mpag。壓力超過1.0mpag時(shí)，可促進(jìn)加氫反應(yīng)，但產(chǎn)生很多反應(yīng)熱、成為用于使反應(yīng)溫度穩(wěn)定的障礙。進(jìn)而，在1.0mpag以上的壓力下達(dá)到25℃以下時(shí)，作為原料的丙烯及所生成的丙烷會(huì)發(fā)生液化，因此反應(yīng)的控制變難。另外，壓力不足0.0mpag時(shí)，加氫反應(yīng)難以進(jìn)行。

另外，眾所周知加氫反應(yīng)中使用的催化劑在存在一氧化碳時(shí)會(huì)發(fā)生催化劑劣化。含有很多一氧化碳時(shí)，通過定期地在高溫下將氫氣等通氣至催化劑中進(jìn)行再生，可以反復(fù)使用。對(duì)于催化劑，當(dāng)一氧化碳濃度極高時(shí)，使用一般市售的一氧化碳吸附劑將一氧化碳除去之后用于加氫反應(yīng)即可。

通過加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)獲得的粗丙烷中，作為主要的雜質(zhì)至少含有氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷、及丙烯中的任一種。粗丙烷中的氫及丙烯為因未反應(yīng)而殘留的物質(zhì)。粗丙烷中的甲烷及乙烷是含有在粗丙烯中的甲烷及乙烷、粗丙烯中的乙烯及乙炔經(jīng)加氫所生成的乙烷、因加氫反應(yīng)的發(fā)熱而發(fā)生分解反應(yīng)所生成的甲烷及乙烷。粗丙烷中的氮及氧是含有在粗丙烯中的。粗丙烷中的水是氧與氫進(jìn)行反應(yīng)所生成的。

通過加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)所獲得的粗丙烷中，雜質(zhì)含有濃度例如氫為4.7～10.0vol.％、氧為0～10vol.ppm、氮為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。其中，氧與氫反應(yīng)而幾乎都變?yōu)樗?，丙烯如果加氫反?yīng)完全進(jìn)行則變?yōu)椤?”。

在加氫反應(yīng)塔3的塔底部連接有粗丙烷流出流路配管13，在將對(duì)粗丙烷流出流路配管13的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥13a開放的狀態(tài)下，通過加氫反應(yīng)獲得的氣體狀粗丙烷流過粗丙烷流出流路配管13內(nèi)。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連接在第1吸附塔4上。流過粗丙烷流出流路配管13內(nèi)的粗丙烷在將對(duì)粗丙烷供給流路配管14的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥14a開放的狀態(tài)下、流過粗丙烷供給流路配管14內(nèi)，從而被供至第1吸附塔4。另外，在第1吸附塔4上介由流路配管15串聯(lián)地連接有第2吸附塔5。

第1吸附塔4及第2吸附塔5通過使從加氫反應(yīng)塔3中流出的氣體狀粗丙烷與吸附劑接觸的吸附處理，將該粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的水、乙烷及丙烯吸附除去。

第1吸附塔4及第2吸附塔5具有中空的內(nèi)部空間，在其內(nèi)部空間填充有吸附劑。另外，在第1吸附塔4及第2吸附塔5中安裝有用于將各吸附塔內(nèi)維持在所希望溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置。

填充在第1吸附塔4及第2吸附塔5內(nèi)的吸附劑是分子篩沸石及分子篩活性炭。分子篩沸石及分子篩活性炭是具有細(xì)孔徑均勻的細(xì)孔的多孔質(zhì)體，利用分子形狀的差異將粗丙烷中的各成分分離。分子篩沸石對(duì)水的吸附能力高、分子篩活性炭對(duì)乙烷及丙烯的吸附能力高。其中，分子篩沸石及分子篩活性炭的形態(tài)并無特別限定，例如可以是粒狀或顆粒狀。

另外，分子篩沸石及分子篩活性炭從不吸附丙烷而吸附作為雜質(zhì)的水、乙烷及丙烯這一吸附選擇性優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選是具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的多孔質(zhì)體。

另外，優(yōu)選在進(jìn)行前段的吸附處理的第1吸附塔4內(nèi)填充分子篩活性炭，在進(jìn)行后段的吸附處理的第2吸附塔5內(nèi)填充分子篩沸石。

另外，在第1吸附塔4及第2吸附塔5內(nèi)，粗丙烷的空間速度sv例如為1～1000/小時(shí)、優(yōu)選為10～200/小時(shí)?？臻g速度sv不足1/小時(shí)時(shí)，第1吸附塔4及第2吸附塔5的大小變大，空間速度sv超過1000/小時(shí)時(shí)，雜質(zhì)難以被吸附劑吸附，由于吸附帶長變長，有可能第1吸附塔4及第2吸附塔5的能夠使用時(shí)間縮短。

另外，第1吸附塔4及第2吸附塔5內(nèi)的溫度例如為5～50℃。溫度小于5℃時(shí)，有可能因吸附塔的壓力而丙烷發(fā)生液化。溫度超過50℃時(shí)，被吸附劑吸附的雜質(zhì)脫離從而吸附量明顯降低。第1吸附塔4及第2吸附塔5內(nèi)的溫度選擇在丙烷不發(fā)生液化的上述范圍內(nèi)，在上述范圍內(nèi)，低溫時(shí)吸附處理時(shí)間會(huì)變長。

另外，第1吸附塔4及第2吸附塔5內(nèi)的壓力例如為0.1～0.5mpag(壓力計(jì)示壓力)、優(yōu)選為0.1～0.3mpag。

另外，本實(shí)施方式中，第1吸附塔4及第2吸附塔5分別具有2個(gè)吸附塔并排地連接的構(gòu)造，例如在通過一個(gè)第1吸附塔4及第2吸附塔5進(jìn)行粗丙烷的吸附處理的期間，可以按照能夠在已經(jīng)使用過的另一個(gè)第1吸附塔4及第2吸附塔5中進(jìn)行再次吸附處理的方式來進(jìn)行填充在另一個(gè)第1吸附塔4及第2吸附塔5中的吸附劑的再生處理。

第1吸附塔4及第2吸附塔5中的吸附劑的再生處理如下進(jìn)行：在將第1吸附塔4及第2吸附塔5內(nèi)的溫度保持在規(guī)定溫度的狀態(tài)下，將由氦或氬等不活潑性氣體構(gòu)成的再生氣體介由再生氣體供給流路配管24導(dǎo)入至第1吸附塔4及第2吸附塔5，介由再生氣體排出流路配管25使再生氣體從第1吸附塔4及第2吸附塔5中排出。

吸附劑的再生處理時(shí)的第1吸附塔4及第2吸附塔5的溫度例如優(yōu)選為200℃～300℃、更優(yōu)選為250℃左右。處理溫度低于200℃時(shí)，吸附劑的再生處理所需要的時(shí)間增加，超過300℃時(shí)，有可能能量成本提高、同時(shí)發(fā)生分子篩活性炭的粉化。

當(dāng)使介由再生氣體排出流路配管25從第1吸附塔4及第2吸附塔5中排出的再生氣體中所含的雜質(zhì)成分各自的濃度為50vol.ppm以下時(shí)，能夠?qū)⑽饺萘炕謴?fù)至分子篩活性炭的初期吸附容量的90％以上。分子篩沸石由于較分子篩活性炭更易再生，因此若在分子篩活性炭的終點(diǎn)進(jìn)行管理，則可以沒有問題地完成再生。吸附劑的再生處理所需要的時(shí)間隨再生氣體的流量、雜質(zhì)的吸附量、吸附塔內(nèi)的溫度而變動(dòng)，因此通過實(shí)驗(yàn)的方式求得即可。

在第2吸附塔5的塔底部連接有一次純化丙烷流出流路配管16，在將對(duì)一次純化丙烷流出流路配管16的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥16a開放的狀態(tài)下，吸附處理后的氣體狀的一次純化丙烷流過一次純化丙烷流出流路配管16內(nèi)。在一次純化丙烷流出流路配管16上連接一次純化丙烷供給流路配管17，該一次純化丙烷供給流路配管17連接在部分冷凝器6上。流過一次純化丙烷流出流路配管16內(nèi)的一次純化丙烷在將對(duì)一次純化丙烷供給流路配管17的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥17a開放的狀態(tài)下、流過一次純化丙烷供給流路配管17內(nèi)，從而供給至部分冷凝器6。

部分冷凝器6通過對(duì)第1吸附塔4及第2吸附塔5中吸附處理后的一次純化丙烷進(jìn)行部分冷凝，從而將一次純化丙烷中作為雜質(zhì)含有的氫、氧、氮及甲烷分離除去。

作為部分冷凝器6，可以使用多管式熱交換器、雙管式熱交換器、搪玻璃制熱交換器、線圈式熱交換器、螺旋型熱交換器、板式熱交換器、噴淋蛇管型熱交換器、不浸透性石墨制熱交換器等。

作為部分冷凝器6的材質(zhì)，可以優(yōu)選地使用鑄鐵、不銹鋼(sus304、sus316、sus316l等)等。另外，還可以優(yōu)選地使用玻璃、耐熱玻璃或石英玻璃等玻璃材質(zhì)，將這些材質(zhì)涂覆在金屬表面上而獲得的材料、例如搪玻璃材料也可利用于部分冷凝器6。

另外，部分冷凝器6的設(shè)定條件只要是一次純化丙烷中的丙烷的一部分發(fā)生液化的條件則無特別限定，只要比后述回收容器7低1～3℃左右即可，例如優(yōu)選將部分冷凝溫度設(shè)定為-35℃～15℃。部分冷凝溫度低于-35℃時(shí)，需要用于達(dá)到低溫的特殊制冷劑，結(jié)果用于將其冷卻的能量成本增加，因此不優(yōu)選。另外，當(dāng)部分冷凝溫度超過15℃時(shí)，氣相成分的壓力提高、需要耐壓的設(shè)備，因而不優(yōu)選。另外，部分冷凝器6內(nèi)的部分冷凝溫度使用冷媒循環(huán)器保持在規(guī)定溫度。

另外，部分冷凝器6內(nèi)的壓力例如優(yōu)選為0.05～0.3mpag。通過部分冷凝器6的部分冷凝操作，氣體狀的一次純化丙烷的一部分通過部分冷凝發(fā)生液化而變?yōu)橐合喑煞?，未被液化的部分以氣體的原樣殘留而成為氣相成分。部分冷凝器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，在將對(duì)氣相成分流出流路配管19的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥19a及對(duì)氣相成分供給流路配管22的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥22a、22b開放的狀態(tài)下，從部分冷凝器6流出的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(nèi)，作為再循環(huán)原料被供至加氫反應(yīng)塔3內(nèi)。

通過利用部分冷凝器6進(jìn)行的部分冷凝而分離成氣相的含有氫、氧及甲烷的雜質(zhì)氣相成分在將對(duì)氣相成分排出流路配管21的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥21a開放的狀態(tài)下，流過氣相成分排出流路配管21內(nèi)，排出至外部。

通過利用部分冷凝器6進(jìn)行的部分冷凝而分離成液相的經(jīng)純化的高純度丙烷(純度為99.999vol.％以上)在將對(duì)液相成分流出流路配管18的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥18a開放的狀態(tài)下，流過液相成分流出流路配管18內(nèi)，被供至回收容器7內(nèi)。

回收容器7是用于對(duì)從部分冷凝器6流出且流過液相成分流出流路配管18內(nèi)的部分冷凝器6的液相成分作為液體狀丙烷的純化物(以下稱作“純化丙烷”)進(jìn)行回收、并儲(chǔ)存該純化丙烷的容器?；厥杖萜?的內(nèi)部溫度使用冷媒循環(huán)器保持在規(guī)定溫度。

另外，回收容器7按照在回收容器7的上部形成氣相的方式對(duì)液體狀的純化丙烷進(jìn)行儲(chǔ)存?；厥杖萜?的氣相側(cè)的上部連接有回收氣相成分流出流路配管20和回收氣相成分排出流路配管26。

在將對(duì)回收氣相成分流出流路配管20的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥20a開放的狀態(tài)下，從回收容器7流出的氣相成分流過回收氣相成分流出流路配管20內(nèi)，返回至部分冷凝器6。

另外，在回收容器7內(nèi)分離成氣相的氣相成分在將對(duì)回收氣相成分排出流路配管26的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥26a開放的狀態(tài)下，流過回收氣相成分排出流路配管26內(nèi)，被排出至外部。

另外，在回收容器7的液相側(cè)的下部連接有純化丙烷流出流路配管23，在將對(duì)純化丙烷流出流路配管23的流路進(jìn)行開關(guān)的流路開關(guān)閥23a開放的狀態(tài)下，儲(chǔ)存在回收容器7內(nèi)的液體狀的純化丙烷流過純化丙烷流出流路配管23內(nèi)，被供至填充瓶8內(nèi)。填充瓶8在加壓下對(duì)純化丙烷進(jìn)行儲(chǔ)存。

根據(jù)本實(shí)施方式的丙烷制造裝置100及利用該丙烷制造裝置100執(zhí)行的丙烷的制造方法，加氫反應(yīng)塔3通過在催化劑的存在下使粗丙烯與氫發(fā)生加氫反應(yīng)，從而獲得含有雜質(zhì)的氣體狀的粗丙烷。

通過加氫反應(yīng)生成丙烷時(shí)，伴隨發(fā)熱的加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度變得過高時(shí)，由于會(huì)生成甲烷或乙烷等雜質(zhì)，因此為了獲得高純度的丙烷，需要高精度地控制反應(yīng)溫度這一復(fù)雜的溫度控制。通過以高精度控制了這種反應(yīng)溫度的加氫反應(yīng)制造高純度丙烷的方法無法說是效率良好的方法。

于是，本實(shí)施方式的丙烷制造裝置100中，并不高精度地控制加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度，而是在第1吸附塔4、第2吸附塔5及部分冷凝器6中將加氫反應(yīng)塔3中獲得的粗丙烷中所含的雜質(zhì)(主要的雜質(zhì)至少含有氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷及丙烯中的任一種)除去，從而獲得經(jīng)純化的高純度的純化丙烷。因而，本實(shí)施方式的丙烷制造裝置100可以效率良好地、以高收率獲得經(jīng)純化的高純度的純化丙烷。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式的丙烷制造裝置100，第1吸附塔4及第2吸附塔5通過使粗丙烷與吸附劑(優(yōu)選是作為具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的多孔質(zhì)體的分子篩沸石及分子篩活性炭)接觸的吸附處理，將粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的水、乙烷及丙烯吸附除去。

進(jìn)而，部分冷凝器6通過對(duì)第1吸附塔4及第2吸附塔5中吸附處理后的一次純化丙烷進(jìn)行部分冷凝，將該一次純化丙烷中作為雜質(zhì)含有的氫、氧、氮及甲烷分離除去。由此，可以將加氫反應(yīng)塔3中獲得的粗丙烷中作為雜質(zhì)含有的氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷及丙烯效率良好地除去，可獲得高純度的純化丙烷(純度為99.999vol.％以上)。

圖3是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的丙烷制造裝置200的構(gòu)成的圖。對(duì)于本實(shí)施方式的丙烷制造裝置200與上述丙烷制造裝置100類似且相對(duì)應(yīng)的部分賦予相同的參照符號(hào)，并將說明省略。丙烷制造裝置200代替上述丙烷制造裝置100所具備的部分冷凝器6而具備蒸餾塔201。丙烷制造裝置200除了具備蒸餾塔201以外，與丙烷制造裝置100同樣地構(gòu)成。

蒸餾塔201通過對(duì)第1吸附塔4及第2吸附塔5中的吸附處理后的一次純化丙烷進(jìn)行蒸餾，將一次純化丙烷中作為雜質(zhì)含有的氫、氧、氮及甲烷分離除去。

蒸餾塔201由下開始按順序形成有底部空間部、下部蒸餾部、中央空間部、上部蒸餾部、上部空間部，在底部空間部設(shè)置有加熱裝置201b，在上部空間部設(shè)置有冷凝器201a。從外部將例如加熱水等加熱介質(zhì)供至加熱裝置201b，對(duì)一次純化丙烷的再沸進(jìn)行支援，從外部將例如冷卻水等冷媒供至冷凝器201a，對(duì)一次純化丙烷的冷凝進(jìn)行支援。

在蒸餾塔201的中央空間部，介由一次純化丙烷供給流路配管17從第2吸附塔5供給來的氣體狀一次純化丙烷與在上部蒸餾部上升流下的回流液發(fā)送氣液接觸，從而被精餾。即，上升的氣相中含有的一次純化丙烷溶解液化在回流液中，溶解在回流液中的揮發(fā)性高的氫、氧、氮及甲烷被氣化。此時(shí)，將作為揮發(fā)性高的雜質(zhì)的氫、氧、氮及甲烷被除去而得以純化的高純度的純化丙烷在流下至底部空間部之后，除了回流至上部蒸餾部上部的一部分以外，從底部空間部流出。另一方面，作為揮發(fā)性高的雜質(zhì)的氫、氧、氮及甲烷上升至上部空間部，變成濃縮氣體，通過冷凝器201a進(jìn)行冷卻處理，連續(xù)地作為廢氣介由氣相成分排出流路配管21被排出至外部。

作為蒸餾塔201中的蒸餾條件并無特別限定，例如將第1吸附塔4及第2吸附塔5內(nèi)的壓力設(shè)定在0.3mpag，當(dāng)?shù)?吸附塔4及第2吸附塔5中吸附處理后的一次純化丙烷作為雜質(zhì)含有9vol.％的氫時(shí)，蒸餾塔201設(shè)定在壓力為0.2mpag、溫度為-25～-15℃、回流比為0.5～2、回收率為90％的條件，為了獲得氫雜質(zhì)含有濃度為1vol.ppm以下的液化丙烷，蒸餾塔201的段數(shù)為3～6段左右(塔高為3m左右的情況下)。上述蒸餾塔201的蒸餾條件可以基于氣液分離比容易地算出。

本實(shí)施方式的丙烷制造裝置200中，并不高精度地對(duì)加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度進(jìn)行控制，而是在第1吸附塔4、第2吸附塔5及蒸餾塔201中將加氫反應(yīng)塔3中獲得的粗丙烷中所含的雜質(zhì)(主要的雜質(zhì)至少含有氫、氧、氮、水、甲烷、乙烷及丙烯中的任一種)除去，從而獲得經(jīng)純化的高純度的純化丙烷。因此，本實(shí)施方式的丙烷制造裝置200可以效率良好地、以高收率獲得經(jīng)純化的高純度的純化丙烷。

以下基于實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并非僅限定于這些實(shí)施例。

＜雜質(zhì)含有濃度的分析＞

在以下的實(shí)施例及比較例中，丙烷純度和甲烷、乙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷及戊烷的濃度使用氣相色譜氫火焰離子化型檢測(cè)器(gc-fid)進(jìn)行分析，氫、氧及氮的濃度使用氣相色譜脈沖放電光離子化檢測(cè)器(gc-pdd)進(jìn)行分析，水的濃度使用靜電電容式露點(diǎn)計(jì)進(jìn)行分析。

(實(shí)施例1)

使用圖2所示的丙烷制造裝置100，在以下的條件下制造高純度的丙烷。首先，在原料丙烯儲(chǔ)存罐1中儲(chǔ)存液體狀的粗丙烯。在該液體狀的粗丙烯中，雜質(zhì)含有濃度是甲烷為1.0vol.ppm、乙烷為100vol.ppm、丙烷為4000vol.ppm、異丁烷小于1.0vol.ppm、正丁烷小于1.0vol.ppm、戊烷小于1.0vol.ppm、氮為200vol.ppm、氧為5.0vol.ppm、水分為2.0vol.ppm。

液體狀的粗丙烯中，異丁烷、正丁烷及戊烷的含有濃度由于如上所述小于1.0vol.ppm，因此在氣化器2中使從原料丙烯儲(chǔ)存罐1流出的液體狀粗丙烯全部量氣化，使該氣化得到的氣體狀粗丙烯流入至加氫反應(yīng)塔3中。加氫反應(yīng)塔3為填充有pd/al2o3催化劑的內(nèi)徑為34mm、高度為400mm的圓筒管。pd/al2o3催化劑具體地說使用用氧化鋁球(直徑為3.0mm的球狀)將pd(0.5重量％)/al2o3催化劑(n1182az、日揮觸媒化成制、直徑為3.0mm的球狀)稀釋至1重量％的催化劑。

加氫反應(yīng)塔3保持在室溫(25℃)、壓力為0.33mpag，使氣體狀的粗丙烯1.0l/分鐘和氫(純度為99.999vol.％)1.1l/分鐘的混合氣體(氫/粗丙烯＝1.1/1)通至該加氫反應(yīng)塔3中。此外，加氫反應(yīng)塔3中加氫反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱溫度約為140℃、粗丙烯中的丙烯幾乎都被加氫而變?yōu)楸椋瑥募託浞磻?yīng)塔3的塔底部流出的氣體狀粗丙烷的流量為1.1l/分鐘。這里，從加氫反應(yīng)塔3的塔底部流出的氣體狀粗丙烷中，雜質(zhì)含有濃度是甲烷為11vol.ppm、乙烷為93vol.ppm、丙烯為6.0vol.ppm、異丁烷小于1.0vol.ppm、正丁烷小于1.0vol.ppm、戊烷小于1.0vol.ppm、氫為9.0vol.％、氮為182vol.ppm、氧小于1.0vol.ppm、水分為11.0vol.ppm。認(rèn)為通過加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱，引起丙烷或丙烯的分解，根據(jù)化學(xué)計(jì)量，甲烷、乙烷增加，通過氧與氫的反應(yīng)，水分增加。另外，丙烯以未反應(yīng)的原樣殘留6.0vol.ppm。

通過加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)獲得的氣體狀粗丙烷流入第1吸附塔4及第2吸附塔5中。第1吸附塔4為填充有分子篩活性炭、內(nèi)徑為95.6mm、高度為1930mm的圓筒管。分子篩活性炭具體地說使用為直徑2.3mm的粒狀、具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的4a型多孔質(zhì)體(日本envirochemicals制、cms-4a-b)。另外，第2吸附塔5為填充有分子篩沸石、內(nèi)徑為42.6mm、高度為1500mm的圓筒管。分子篩沸石具體地使用為直徑3.0mm的粒狀、具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的4a型多孔質(zhì)體(tosoh制、ms-4a)。

使氣體狀的粗丙烷通至第1吸附塔4及第2吸附塔5，吹掃作為再生氣體的氦氣，置換成丙烷。置換的終點(diǎn)是利用氣相色譜法(tcd分析)獲得的氦濃度達(dá)到5vol.％以下。第1吸附塔4及第2吸附塔5的壓力保持在0.3mpag。達(dá)到吸附壓力的蓄壓所需要的時(shí)間為130分鐘。另外，第1吸附塔4及第2吸附塔5的溫度保持在25℃。如此，置換成丙烷后，開始第1吸附塔4及第2吸附塔5中的吸附處理。第1吸附塔4中主要進(jìn)行粗丙烷中的乙烷及丙烯的吸附除去，第2吸附塔5中主要進(jìn)行粗丙烷中的水分的吸附除去。

第1吸附塔4及第2吸附塔5中的吸附處理后，在從第2吸附塔5的塔底部流出的氣體狀一次純化丙烷中，雜質(zhì)含有濃度是甲烷為11vol.ppm、乙烷小于1.0vol.ppm、丙烯小于1.0vol.ppm、異丁烷小于1.0vol.ppm、正丁烷小于1.0vol.ppm、戊烷小于1.0vol.ppm、氫為9.0vol.％、氮為182vol.ppm、氧小于1.0vol.ppm、水分小于1.0vol.ppm，確認(rèn)到了乙烷、丙烯的除去。

從第2吸附塔5的塔底部流出的氣體狀一次純化丙烷在流入到部分冷凝器6中使其部分冷凝之后，液體狀的純化丙烷流入至回收容器7中。此時(shí)，將部分冷凝器6的丙烷冷凝區(qū)域的壓力設(shè)定為0.1mpag，將從氣相成分排出流路配管21排出的部分冷凝器6內(nèi)的氣相成分的排出流量設(shè)定為0.2l/分鐘，將回收容器7的溫度設(shè)定為-30℃。另外，上述第1吸附塔4及第2吸附塔5中的吸附處理的處理時(shí)間和部分冷凝器6中的部分冷凝處理的處理時(shí)間的合計(jì)時(shí)間為1000分鐘。在部分冷凝器6中的部分冷凝處理后，將部分冷凝器6及回收容器7密封。

將上述的加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)、第1吸附塔4及第2吸附塔5中的吸附處理以及部分冷凝器6中的部分冷凝處理反復(fù)進(jìn)行共計(jì)8次，在回收容器7中儲(chǔ)存了以氣體換算計(jì)為7200l的純化丙烷。

接著，使部分冷凝器6與回收容器7之間為連通狀態(tài)，將從氣相成分排出流路配管21排出的部分冷凝器6內(nèi)的氣相成分的排出流量設(shè)定為1.0l/分鐘，實(shí)施部分冷凝器6內(nèi)的氣相成分向外部的排出動(dòng)作。該部分冷凝器6內(nèi)的氣相成分向外部的排出動(dòng)作進(jìn)行420分鐘。

如上所述被回收至回收容器7內(nèi)的純化丙烷中，雜質(zhì)含有濃度是甲烷小于1.0vol.ppm、乙烷小于1.0vol.ppm、丙烯小于1.0vol.ppm、異丁烷小于1.0vol.ppm、正丁烷小于1.0vol.ppm、戊烷小于1.0vol.ppm、氫小于1.0vol.ppm、氮小于1.0vol.ppm、氧小于1.0vol.ppm、水分小于1.0vol.ppm，獲得了純度為99.999vol.％以上的高純度的純化丙烷。此時(shí)的純化丙烷的獲取量以氣體換算計(jì)為6780l、以重量換算計(jì)為13.3kg。此時(shí)的收率為75vol.％(收率＝{6780l/((130l+1000l)×8)}×100)。

(實(shí)施例2)

將工業(yè)用丙烯(三井化學(xué)制、純度為99.5％)供給至作為吸收液使用了硝酸銀水溶液的丙烯純化部中進(jìn)行純化。具體地說，作為由氣泡塔構(gòu)成的吸收塔及汽提塔，分別使用不銹鋼制的圓筒管(內(nèi)徑54.9mm×高度500mm、容積為1185ml)。吸收塔中儲(chǔ)存有5mol/l的硝酸銀水溶液735ml(吸收液的液面高度為310mm)，汽提塔中儲(chǔ)存有相同濃度的硝酸銀水溶液355ml(吸收液的液面高度為150mm)。

作為吸收塔中的條件，使內(nèi)部壓力為0.5mpag、使內(nèi)部溫度為25℃。作為汽提塔中的條件，使內(nèi)部壓力為0.1mpag、使內(nèi)部溫度為25℃。使儲(chǔ)存在吸收塔及汽提塔中的硝酸銀水溶液按照流量達(dá)到25ml/分鐘的方式循環(huán)。汽提塔中，汽提氣體(純化丙烯氣體)以637ml/分鐘被導(dǎo)出，回收率為96.1摩爾％、純度為99.99摩爾％。另外，吸收塔中，非吸收氣體以26ml/分鐘被排出、排出率為3.9摩爾％。

將如此獲得的經(jīng)純化的高純度丙烯作為供至加氫反應(yīng)塔3的原料丙烯進(jìn)行使用。

加氫反應(yīng)塔3為用氧化鋁球(直徑為3.0mm的球狀)將pd(0.5重量％)/al2o3催化劑(n1182az、日揮觸媒化成制、直徑為3.0mm的球狀)稀釋至15重量％后進(jìn)行填充、內(nèi)徑為34mm、高度為550mm的圓筒管。向該加氫反應(yīng)塔3中以流量0.8l/分鐘(表示換算成ntp、0℃，1atm下的流量的值)供給如上經(jīng)純化的原料丙烯氣體(純度為99.99摩爾％)，以流量1.2l/分鐘(ntp)供給原料氫氣(住友精化株式會(huì)社制、eg級(jí)、純度為99.9999摩爾％)。加氫反應(yīng)塔3內(nèi)的各氣體的摩爾比為丙烯/氫＝2/3(＝1/1.5)。作為加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)條件，使內(nèi)部壓力為0.3mpag。此時(shí)，加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)溫度上升至350℃。

從加氫反應(yīng)塔3的塔底部流出的氣體狀粗丙烷流入與實(shí)施例1同樣構(gòu)成的第1吸附塔4及第2吸附塔5中，之后經(jīng)由與實(shí)施例1同樣構(gòu)成的部分冷凝器6，在回收容器7中回收純化丙烷。如上所述被回收到回收容器7內(nèi)的純化丙烷中，雜質(zhì)含有濃度是甲烷小于1.0vol.ppm、乙烷小于1.0vol.ppm、丙烯小于1.0vol.ppm、異丁烷小于1.0vol.ppm、正丁烷小于1.0vol.ppm、戊烷小于1.0vol.ppm、氫小于1.0vol.ppm、氮小于1.0vol.ppm、氧小于1.0vol.ppm、水分小于1.0vol.ppm，獲得了純度為99.999vol.％以上的高純度的純化丙烷。

(比較例1)

不使用通過加氫反應(yīng)塔3的加氫反應(yīng)獲得的粗丙烷，而是將雜質(zhì)含有濃度是氮為2vol.ppm、氧小于0.1vol.ppm、二氧化碳為0.2vol.ppm、水分為2vol.ppm、乙烷為4595vol.ppm、丙烯為3vol.ppm、異丁烷為484vol.ppm、正丁烷為15vol.ppm的粗丙烷流入到串聯(lián)連接的3個(gè)吸附塔中。

第1吸附塔是填充有為直徑3.0mm的粒狀、具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的4a型多孔質(zhì)體(tosoh制、ms-4a)的分子篩沸石的、內(nèi)徑為42.6mm、高度為1500mm的圓筒管。第2吸附塔是填充有為直徑2.3mm的粒狀、具有細(xì)孔徑為4埃的細(xì)孔的4a型多孔質(zhì)體(日本envirochemicals制、cms-4a-b)的分子篩活性炭的、內(nèi)徑為95.6mm、高度為1930mm的圓筒管。第3吸附塔是填充有作為粒度為10～20篩的椰殼活性炭(kuraraychemical制、kuraraycoalgg)的活性炭γ的、內(nèi)徑為28.4mm、高度為1800mm的圓筒管。

使粗丙烷通至第1、第2、第3吸附塔，吹掃作為再生氣體的氦氣，置換成丙烷。置換的終點(diǎn)是利用氣體色譜法(tcd分析)獲得的氦濃度達(dá)到1vol.％以下。第1、第2、第3吸附塔的壓力保持于0.5mpag。達(dá)到吸附壓力的蓄壓所需要的時(shí)間為252分鐘。另外，第1、第2、第3吸附塔的溫度保持在25℃。如此，置換成丙烷之后，開始第1、第2、第3吸附塔中的吸附處理。

從第1、第2、第3吸附塔的塔底部流出的氣體狀一次純化丙烷流入到部分冷凝器中進(jìn)行部分冷凝之后，液體狀的純化丙烷流入到回收容器中。此時(shí)，將部分冷凝器的丙烷冷凝區(qū)域的壓力設(shè)定為0.1mpag，將從氣相成分排出流路配管排出的部分冷凝器內(nèi)的氣相成分的排出流量設(shè)定為0.15l/分鐘，將回收容器的溫度設(shè)定為-30℃。另外，上述第1、第2、第3吸附塔中的吸附處理的處理時(shí)間與部分冷凝器中的部分冷凝處理的處理時(shí)間的總時(shí)間為195分鐘。

如上被回收至回收容器內(nèi)的純化丙烷中，雜質(zhì)含有濃度是甲烷小于1.0vol.ppm、乙烷小于1.0vol.ppm、丙烯小于1.0vol.ppm、異丁烷小于1.0vol.ppm、正丁烷小于1.0vol.ppm、戊烷小于1.0vol.ppm、氫小于1.0vol.ppm、氮小于1.0vol.ppm、氧小于1.0vol.ppm、水分小于1.0vol.ppm，獲得了純度為99.999vol.％以上的高純度純化丙烷。此時(shí)的純化丙烷的收率為53.2vol.％。

(比較例2)

除了不使用第1吸附塔4及第2吸附塔5和部分冷凝器6之外，與實(shí)施例2同樣地利用加氫反應(yīng)塔3中的加氫反應(yīng)生成丙烷。該比較例2中，在利用加氫反應(yīng)塔3的加氫反應(yīng)所生成的丙烷中，雜質(zhì)含有濃度是甲烷為900vol.ppm、乙烷為650vol.ppm，因此未能獲得純度為99.999vol.％以上的高純度丙烷。

本發(fā)明可以在不脫離其主旨或主要特征的情況下以其他各種方式進(jìn)行實(shí)施。因此，上述實(shí)施方式的所有方面不過是單純的示例，本發(fā)明的范圍示于權(quán)利要求書，而不受說明書本文的任何限制。進(jìn)而，屬于權(quán)利要求書的變形或變更也全部在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

符號(hào)說明

1原料丙烯儲(chǔ)存罐

1a罐吹掃流路配管

2氣化器

2a氣化器吹掃流路配管

3加氫反應(yīng)塔

4第1吸附塔

5第2吸附塔

6部分冷凝器

7回收容器

8填充瓶

11原料供給流路配管

11a流路開關(guān)閥

12氫導(dǎo)入流路配管

12a流路開關(guān)閥

13粗丙烷流出流路配管

13a流路開關(guān)閥

14粗丙烷供給流路配管

14a流路開關(guān)閥

15流路配管

16一次純化丙烷流出流路配管

16a流路開關(guān)閥

17一次純化丙烷供給流路配管

17a流路開關(guān)閥

18液相成分流出流路配管

18a流路開關(guān)閥

19氣相成分流出流路配管

19a流路開關(guān)閥

20回收氣相成分流出流路配管

20a流路開關(guān)閥

21氣相成分排出流路配管

21a流路開關(guān)閥

22氣相成分供給流路配管

22a流路開關(guān)閥

22b流路開關(guān)閥

23純化丙烷流出流路配管

23a流路開關(guān)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(guān)閥

100丙烷制造裝置

200丙烷制造裝置

201蒸餾塔

201a冷凝器

201b加熱裝置