ヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置
【課題】 合成反応の安定化及びメンテナンス作業の減少を図り、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３Ｉの連続合成が可能なヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置を提供する
【解決手段】 １１ＣＨ３Ｉ合成系４の前段の１１ＣＨ４吸着カラム８で１１ＣＨ４を一時的に吸着させ１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去することにより、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成を抑制し１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１での目詰まりを減らす。
【解決手段】 １１ＣＨ３Ｉ合成系４の前段の１１ＣＨ４吸着カラム８で１１ＣＨ４を一時的に吸着させ１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去することにより、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成を抑制し１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１での目詰まりを減らす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性薬剤の標識前駆体であるヨウ化メチル（１１ＣＨ３Ｉ）の製造装置として、反応器内に有機溶媒のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）と共に収容されたLiAlH4に、１１ＣＯ２、ＨＩを導入して液相で反応させ、１１ＣＨ３Ｉを合成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２００５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような液相で合成反応を行うヨウ化メチル製造装置は、反応器内に液体が残存してしまい１回の合成反応毎に反応器の洗浄又は交換をする必要があり、この洗浄又は交換の際に作業員が被曝する虞がある。さらに、反応器が小さく複雑であるため取り扱いが不便であり、また、LiAlH4及びＨＩは劇薬のため危険であるといった問題がある。そこで、このような問題を防止するため、図４に示すように、１１ＣＯ２と水素ガスＨ２とを１１ＣＨ３Ｉ変換カラム６に導入して１１ＣＨ３Ｉを生成し、この１１ＣＨ３Ｉとヨウ素ガスとを反応器１１に導入し反応させ、１１ＣＨ３Ｉを気相で合成するものが知られている。
【０００４】
しかしながら、このような気相で合成反応を行うヨウ化メチル製造装置では、当該装置内の不純物が反応器内で目詰りして、１１ＣＨ３Ｉの合成反応が不安定になる虞があるといった問題や、反応器の洗浄及び交換等のメンテナンス作業により１１ＣＨ３Ｉの連続合成ができないといった問題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、合成反応の安定化及びメンテナンス作業の減少を図り、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３Ｉの連続合成が可能なヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスが反応器に導入され、水素ガスがヨウ素ガスと反応してしまい、この反応に起因する不純物の生成が反応器内での目詰まりの原因となることを見出した。
【０００７】
そこで、本発明によるヨウ化メチル製造装置は、所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するヨウ化メチル製造装置であって、１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に１１ＣＨ４を一時的に吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明によるヨウ化メチル製造方法は、所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成工程と、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを反応器に導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成工程とを備えたヨウ化メチル製造方法であって、１１ＣＨ３Ｉ合成工程の前段に１１ＣＨ４を一時的に吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着工程と、１１ＣＨ３Ｉ合成工程の後段に１１ＣＨ３Ｉを回収するか１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成するかを選択する選択工程と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明によるメチルトリフレート製造装置は、所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するメチルトリフレート製造装置であって、１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に１１ＣＨ４を一時的に吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成されたヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置によれば、１１ＣＨ３Ｉを合成する前段で１１ＣＨ４が一時的に吸着されて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスが除去されるため、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制され反応器での目詰まりが減らされる。更に、最終生成物である１１ＣＨ３Ｉと１１ＣＨ３ＯＴｆとの切り換えが容易となる。
【００１１】
ここで、１１ＣＨ４吸着系がパージ流体を供給するパージ経路を備える構成であると、１１ＣＨ４吸着系内がパージされ、未反応の水素ガスが好適に系外に排出される。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によるヨウ化メチル製造装置及びヨウ化メチル製造方法によれば、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制されて反応器での目詰まりが減らされるため、合成反応が安定化すると共に反応器の洗浄及び交換等のメンテナンス作業が大幅に減少し、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３Ｉの連続合成が可能なヨウ化メチル製造装置及びヨウ化メチル製造方法を提供することが可能となる。
【００１３】
このように本発明によるメチルトリフレート製造装置によれば、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制されて反応器での目詰まりが減らされるため、合成反応が安定化すると共に反応器の洗浄及び交換等のメンテナンス作業が大幅に減少し、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３ＯＴｆの連続合成が可能なメチルトリフレート製造装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図である。
【図２】図１中の六方弁を第１状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構 成図である。
【図３】図１中の六方弁を第２状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構 成図である。
【図４】従来の気相法によるヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明によるヨウ化メチル製造装置の好適な実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図、図２は、図１中の六方弁を第１状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図、図３は、図１中の六方弁を第２状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図である。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のヨウ化メチル製造装置１は、例えば、病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される放射性薬剤の標識前駆体である１１ＣＨ３Ｉを製造するヨウ化メチル製造装置である。
【００１７】
このヨウ化メチル製造装置１は概略、系外のサイクロトロン（不図示）から供給される１１ＣＯ２を水素ガスにより還元して１１ＣＨ４に変換する１１ＣＨ４生成系２と、この１１ＣＨ４を一時吸着させる１１ＣＨ４吸着系３と、この１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを反応させて１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成系４と、を備えている。
【００１８】
１１ＣＨ４生成系２は、系内に１１ＣＯ２を含む原料ガスを供給する原料ガス供給配管Ｌ１、系内に水素ガスを含むキャリアガスを供給する水素ガス供給配管Ｌ２、これらの配管Ｌ１，Ｌ２を集合して一配管を選択して切り換える三方弁Ｖ１、原料ガス中の１１ＣＯ２を一時吸着させる１１ＣＯ２吸着カラム（吸着室）５、この１１ＣＯ２吸着カラム５に一時吸着されていた１１ＣＯ２を１１ＣＨ４に変換させる１１ＣＨ４変換カラム６、この１１ＣＨ４変換カラム６で変換された１１ＣＨ４を精製する１１ＣＨ４精製カラム７、これらの三方弁Ｖ１、１１ＣＯ２吸着カラム５、１１ＣＨ４変換カラム６及び１１ＣＨ４精製カラム７をこの順に接続して後段の１１ＣＨ４吸着系３へ接続される配管Ｌ３を具備している。
【００１９】
１１ＣＯ２吸着カラム５は、内部に、１１ＣＯ２を一時吸着させる例えばCabosphere（登録商標）等の吸着剤が充填され、外部に、この１１ＣＯ２吸着カラム５を加熱・冷却する加熱・冷却装置及び１１ＣＯ２吸着カラム５の放射能を測定するＲＩモニター１６を備えている。１１ＣＯ２を一時吸着させる吸着剤は、常温で１１ＣＯ２を吸着し、加熱されて１１ＣＯ２を脱離するものである。
【００２０】
１１ＣＨ４変換カラム６は、内部に、１１ＣＯ２を水素ガスにより１１ＣＨ４に変換させる例えばShimalite Ni（登録商標）等の還元触媒が充填され、外部に、この１１ＣＨ４変換カラム６を加熱する加熱装置を備えている。
【００２１】
１１ＣＨ４精製カラム７は、内部に、未変換の１１ＣＯ２等を吸着させる例えばAscarite II（登録商標）、ソーダライム（Soda Lime）等の吸着剤が充填されている。
【００２２】
この１１ＣＨ４生成系２の後段の１１ＣＨ４吸着系３は、複数の接続口ａ〜ｆを有し２タイプの接続状態を選択可能であり１１ＣＨ４精製カラム７に接続された六方弁Ｖ２、この六方弁Ｖ２に接続され１１ＣＨ４を一時吸着させる１１ＣＨ４吸着カラム８、縁切り弁Ｖ６を備え系内にＨｅガスを供給するＨｅ供給配管（パージ経路）Ｌ６、縁切り弁Ｖ７を備え系内の排気ガスを系外に排出する排気配管Ｌ１０、この排気配管Ｌ１０に配管Ｌ９を介して接続される三方弁Ｖ３に接続され、系内の１１ＣＨ４を後段の１１ＣＨ３Ｉ合成系４に導出する配管Ｌ１１を具備している。
【００２３】
六方弁Ｖ２は、６つの接続口ａ〜ｆを備え、接続口ａは、配管Ｌ３を介して１１ＣＨ４精製カラム７の出口と、接続口ｂは、配管Ｌ４を介して１１ＣＨ４吸着カラム８の入口と、接続口ｃは、Ｈｅ供給配管Ｌ６と、接続口ｄは、配管Ｌ７を介して排気配管Ｌ１０と、接続口ｅは、配管Ｌ５を介して１１ＣＨ４吸着カラム８の出口と、接続口ｆは、配管Ｌ８を介して三方弁Ｖ３と各々接続されている。
【００２４】
また、この六方弁Ｖ２は、第１状態又は第２状態の何れか一方の状態に選択可能であり、第１状態では、図２に示すように、接続口ａと接続口ｆとが、接続口ｅと接続口ｄとが、接続口ｃと接続口ｂとが各々連通され、第２状態では、図３に示すように、接続口ａと接続口ｂとが、接続口ｃと接続口ｄとが、接続口ｅと接続口ｆとが各々連通される。
【００２５】
１１ＣＨ４吸着カラム８は、内部に、１１ＣＨ４を一時吸着させる例えばCabosphere（登録商標）等の吸着剤が充填され、外部には、この１１ＣＨ４吸着カラム８を加熱・冷却する加熱・冷却装置及び１１ＣＨ４吸着カラム８の放射能を測定するＲＩモニター１７が設けられている。
【００２６】
この１１ＣＨ４吸着系３の後段の１１ＣＨ３Ｉ合成系４は、配管Ｌ１１に接続された三方弁Ｖ４、１１ＣＨ４にヨウ素ガスを混合させるヨウ素カラム１０、このヨウ素カラム１０で混合された１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを合成反応させる１１ＣＨ３Ｉ合成カラム（反応器）１１、１１ＣＨ３Ｉを精製する１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２、１１ＣＨ３Ｉを一時吸着させる１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３、これらの三方弁Ｖ４、ヨウ素カラム１０、１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１、１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２をこの順に接続する配管Ｌ１２、この配管Ｌ１２に接続された三方弁Ｖ５、三方弁Ｖ５，Ｖ４を接続する循環配管Ｌ１３、この循環配管Ｌ１３に設置された循環ポンプ１９、三方弁Ｖ５に接続されると共に合成された１１ＣＨ３Ｉを移送する製品配管Ｌ１４を具備している。
【００２７】
ヨウ素カラム１０は、内部に、固体のヨウ素が充填され、外部に、このヨウ素カラム１０を加熱する加熱装置を備えている。
【００２８】
１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１は、例えばガラス材等により構成され、外部に、この１１ＣＨ３Ｉ合成カラムを加熱する加熱装置を備えている。
【００２９】
１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２は、内部に、未反応の１１ＣＯ２及び不純物を吸着させる例えばAscarite II（登録商標）等の吸着剤が充填されている。
【００３０】
１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３は、内部に、１１ＣＨ３Ｉを一時吸着させるPorapak Ｎ等の吸着剤が充填され、外部に、この１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３を加熱・冷却する加熱・冷却装置、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３からの放射能を測定するＲＩモニター１８を備えている。１１ＣＨ３Ｉを一時吸着させる吸着剤は、常温で１１ＣＨ３Ｉを吸着し、加熱されて１１ＣＨ３Ｉを脱離するものである。
【００３１】
また、ヨウ化メチル製造装置１は、１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に、合成された１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆ（標識前駆体）を合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５を備える１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４を具備している。
【００３２】
１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５は、内部に、ＡｇＯＴｆが充填され、外部に、この１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５を加熱する加熱装置を備え、その入口が配管Ｌ１７を介して製品配管Ｌ１４に設置された三方弁Ｖ１０に接続されると共に、その出口が配管Ｌ１８を介して製品配管Ｌ１４に設置された三方弁Ｖ１１と接続されている。これらの三方弁Ｖ１０，Ｖ１１は、１１ＣＨ３Ｉを回収する製品配管Ｌ１４と、１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する配管Ｌ１７，Ｌ１８とを選択的に切り換える切換手段とされている。
【００３３】
次に、このように構成されたヨウ化メチル製造装置１を用いて、１１ＣＨ３Ｉを合成するヨウ化メチル製造方法について図面を参照しながら説明する。このヨウ化メチル製造方法は概略、原料ガス中の１１ＣＯ２を濃縮させる１１ＣＯ２吸着工程と、この１１ＣＯ２を用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成工程と、１１ＣＨ４を一時吸着させて未反応の水素ガス等を分離除去する１１ＣＨ４吸着工程と、この１１ＣＨ４とヨウ素とを合成反応させて１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成工程と、をこの順で具備している。
【００３４】
１１ＣＯ２吸着工程では、系外のサイクロトロン（不図示）から供給された原料ガスは、図２に示すように、原料ガス供給配管Ｌ１，三方弁Ｖ１を通り室温の１１ＣＯ２吸着カラム５に導入され、この１１ＣＯ２吸着カラム５に原料ガス中の１１ＣＯ２が一時吸着される。この吸着処理により１１ＣＯ２が分離された原料ガスは、配管Ｌ３、第１状態の六方弁Ｖ２、配管Ｌ８、三方弁Ｖ３、配管Ｌ９、排気配管Ｌ１０、縁切り弁Ｖ７を通り、系外に排出される。
【００３５】
ＲＩモニター１６により、１１ＣＯ２吸着カラム５での１１ＣＯ２吸着量が所定値に達したこと確認した後に、原料ガスの供給を止める。
【００３６】
次いで、三方弁Ｖ１を切り換えて水素ガス供給配管Ｌ２と配管Ｌ３と連通させ、図３に示すように、六方弁Ｖ２を切り換えて第２状態として配管Ｌ３、六方弁Ｖ２、配管Ｌ４、１１ＣＨ４吸着カラム８、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ８、三方弁Ｖ３、配管Ｌ９，Ｌ１０を連通させる。
【００３７】
１１ＣＨ４生成工程では、主成分を窒素ガスとして水素ガスを約１０％含んだキャリアガスが水素ガス供給配管Ｌ２、三方弁Ｖ１、配管Ｌ３を通り１１ＣＯ２吸着カラム５に導入されると共に、この１１ＣＯ２吸着カラム５は加熱装置により加熱される。この加熱処理により１１ＣＯ２が１１ＣＯ２吸着カラム５から脱離する。
【００３８】
この脱離した１１ＣＯ２は、キャリアガスと共に加熱装置により加熱された１１ＣＨ４変換カラム６に導入され、還元触媒に接触しキャリアガス中の水素ガスにより１１ＣＨ４に変換される。
【００３９】
このようにして生成された１１ＣＨ４は、１１ＣＨ４精製カラム７に導入され、１１ＣＨ４に同伴する未反応の１１ＣＯ２等が１１ＣＨ４精製カラム７に充填された吸着剤に吸着される。この吸着処理により、１１ＣＨ４から未反応の１１ＣＯ２等が分離される。
【００４０】
１１ＣＨ４吸着工程では、１１ＣＨ４が配管Ｌ３、六方弁Ｖ２、配管Ｌ４を通り室温状態の１１ＣＨ４吸着カラム８に導入され、この１１ＣＨ４吸着カラム８に一時吸着される。１１ＣＨ４に同伴して１１ＣＨ４吸着カラム８に導入された未反応の水素ガス等は、そのまま通過して、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ８、三方弁Ｖ３、配管Ｌ９、排気配管Ｌ１０、縁切り弁Ｖ７を通り、系外に排出される。
【００４１】
この際のＲＩモニター１６、１７での放射能測定により、１１ＣＯ２吸着カラム５での１１ＣＯ２吸着量が減少し、１１ＣＨ４吸着カラム８での１１ＣＨ４吸着量が所定値に達したこと確認した後に、キャリアガスの供給を止める。
【００４２】
また、１１ＣＨ４吸着工程は、１１ＣＨ４吸着系３の系内をパージするパージ工程を備えている。まず、三方弁Ｖ３を閉、縁切り弁Ｖ６を開とし、図２に示すように、六方弁Ｖ２を切り換えて第１状態とする。
【００４３】
この状態でＨｅ供給配管Ｌ６から供給されたＨｅガスは、縁切り弁Ｖ６、六方弁Ｖ２、配管Ｌ４、１１ＣＨ４吸着カラム８、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ７、排気配管Ｌ１０、縁切り弁Ｖ７を通り、これらの配管、弁及び１１ＣＨ４吸着カラム８に残存する水素ガス等を系外に排出する。そして所定量のＨｅガスを供給した後に、三方弁Ｖ３を切り換えて配管Ｌ９と配管Ｌ１１を連通させ、縁切り弁Ｖ７を閉とする。このようにして、配管Ｌ７，Ｌ９，Ｌ１１を連通させる。
【００４４】
次いで、１１ＣＨ４吸着カラム８は加熱装置により加熱される。この加熱処理により１１ＣＨ４が１１ＣＨ４吸着カラム８から脱離する。
【００４５】
１１ＣＨ３Ｉ合成工程では、脱離した１１ＣＨ４がＨｅガスにより移送され、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ７，Ｌ９、三方弁Ｖ３、配管Ｌ１１、三方弁Ｖ４を通り１１ＣＨ３Ｉ合成系４に導入される。導入された１１ＣＨ４は、配管Ｌ１２、ヨウ素カラム１０、１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１、１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３、三方弁Ｖ５、循環配管Ｌ１３、循環ポンプ１９を通り、三方弁Ｖ４に戻りこれらの配管、弁、カラムを循環する。
【００４６】
このように１１ＣＨ４が１１ＣＨ３Ｉ合成系４内を循環している状態で、ヨウ素カラム１０は加熱装置により加熱される。この加熱処理により、ヨウ素が気化し、このヨウ素ガスと１１ＣＨ４とが混合される。
【００４７】
この混合された１１ＣＨ４とヨウ素ガスは、１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１へ導入されると共に、加熱装置により加熱される。この加熱処理により、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとが合成反応し１１ＣＨ３Ｉを合成する。
【００４８】
このように合成された１１ＣＨ３Ｉは、１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２へ導入され、１１ＣＨ３Ｉに同伴する未反応の１１ＣＯ２等が１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２に充填された吸着剤に吸着される。この吸着処理により、１１ＣＨ３Ｉから１１ＣＯ２等が分離される。
【００４９】
１１ＣＯ２が分離された１１ＣＨ３Ｉは、室温の１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３に導入され、この１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３に１１ＣＨ３Ｉが一時吸着される。１１ＣＨ３Ｉに同伴して１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２に導入された未反応の１１ＣＨ４は、そのまま通過して、循環を継続し、再びヨウ素カラム１０に導入され、上述したように、ヨウ素ガスとの混合、合成反応等が繰り返される。
【００５０】
そして、ＲＩモニター１８により、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３での１１ＣＨ３Ｉ吸着量が所定値に達したこと確認した後に、循環ポンプ１９を停止して循環を止め、三方弁Ｖ４，Ｖ５を切り換えて配管Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１４を連通させる。
【００５１】
次いで、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３は加熱装置により加熱される。この加熱処理により１１ＣＨ３Ｉが１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３から脱離する。この離脱した１１ＣＨ３Ｉは、Ｈｅ供給配管Ｌ６から導入されたＨｅガスにより移送され、配管Ｌ１２，Ｌ１４、三方弁Ｖ１０，Ｖ１１を通り製品として回収される。これにより、１１ＣＨ３Ｉが得られる。
【００５２】
また、このようにして得られた１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する場合には、三方弁Ｖ１０を切り替えて配管Ｌ１７を選択し、１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５に導入する。１１ＣＨ３Ｉは、加熱装置により加熱されたＡｇＯＴｆに接触して、１１ＣＨ３ＯＴｆに成る。この１１ＣＨ３ＯＴｆは、配管Ｌ１８、三方弁Ｖ１１、配管Ｌ１４を通り製品として回収される。これにより、１１ＣＨ３ＯＴｆが得られる。
【００５３】
このように、本実施形態においては、１１ＣＨ４吸着カラム８で１１ＣＨ４を一時的に吸着して１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去することにより、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制され１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１での目詰まりが減らされている。その結果、合成反応が安定化すると共に１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１の洗浄及び交換等のメンテナンス作業が減少し、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３Ｉの連続合成が可能なヨウ化メチル製造装置及びヨウ化メチル製造方法を提供することができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ４吸着系３は、Ｈｅガスを供給するＨｅ供給配管Ｌ６を備えているため、１１ＣＨ４吸着系３内がパージされ、未反応の水素ガスが好適に系外に排出される。
【００５５】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ４生成系２は、原料に含まれる１１ＣＯ２を一時的に吸着させて１１ＣＯ２を濃縮する１１ＣＯ２吸着カラム５を備えているため、ヨウ化メチル製造装置１内を流動するガス量が減らされ１１ＣＨ３Ｉ合成系４でのガス循環が好適に行われ、反応効率が上げられると共に、循環ポンプ１９の動力が減らされる。その結果、合成反応の安定化及び運転コストの低下が図られる。
【００５６】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ３Ｉ合成系４の後段に１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４を備えているため、容易に１１ＣＨ３ＯＴｆを得ることが出来る。
【００５７】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４の前段に三方弁Ｖ１０を備えているため、最終生成物である１１ＣＨ３Ｉと１１ＣＨ３ＯＴｆの切り換えが容易とされている。
【００５８】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態にあっては、１１ＣＨ４吸着カラム８に充填されたCabosphere等の吸着剤に１１ＣＨ４を一時吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスが除去する構成としているが、その他の吸着剤等に１１ＣＨ４を一時吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去させる構成としても良く、要は、１１ＣＨ４に同伴して１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１に導入される未反応の水素ガスを除去できれば良い。
【００５９】
また、１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４を具備し、最終生成物を１１ＣＨ３ＯＴｆとするメチルトリフレート製造装置としても良い。
【００６０】
また、上記実施形態にあっては、１１ＣＨ４、１１ＣＨ３Ｉ等の内部流体の移送経路として配管を採用し、各カラム等を連通させる構成としているが、例えば、各カラム等をブロック体に配置して、このブロック体内部に形成された孔等を移送経路とし、各カラム等を連通させる構成としても良い。
【００６１】
また、上記実施形態にあっては、六方弁Ｖ２を切り換えて、各配管を選定する構成としているが、その他の多方弁を採用して、各配管を選定する構成としても良い。
【００６２】
また、上記実施形態のヨウ化メチル製造装置１にあっては、１１ＣＨ４吸着系３に排気配管Ｌ１０を備える構成としているが、１１ＣＨ３Ｉ合成系４に排気配管を備え水素ガスを系外に排出する構成としても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１…ヨウ化メチル製造装置、２…１１ＣＨ４生成系、３…１１ＣＨ４吸着系、４…１１ＣＨ３Ｉ合成系、５…１１ＣＯ２吸着カラム（１１ＣＯ２吸着室）、１１…１１ＣＨ３Ｉ合成カラム（反応器）、１４…１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系、Ｌ６…Ｈｅ供給配管（パージ経路）、Ｌ１４…製品配管（１１ＣＨ３Ｉを回収する経路）、Ｌ１７，Ｌ１８…配管（１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路）、Ｖ１０，Ｖ１１…三方弁（切換手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性薬剤の標識前駆体であるヨウ化メチル（１１ＣＨ３Ｉ）の製造装置として、反応器内に有機溶媒のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）と共に収容されたLiAlH4に、１１ＣＯ２、ＨＩを導入して液相で反応させ、１１ＣＨ３Ｉを合成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２００５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような液相で合成反応を行うヨウ化メチル製造装置は、反応器内に液体が残存してしまい１回の合成反応毎に反応器の洗浄又は交換をする必要があり、この洗浄又は交換の際に作業員が被曝する虞がある。さらに、反応器が小さく複雑であるため取り扱いが不便であり、また、LiAlH4及びＨＩは劇薬のため危険であるといった問題がある。そこで、このような問題を防止するため、図４に示すように、１１ＣＯ２と水素ガスＨ２とを１１ＣＨ３Ｉ変換カラム６に導入して１１ＣＨ３Ｉを生成し、この１１ＣＨ３Ｉとヨウ素ガスとを反応器１１に導入し反応させ、１１ＣＨ３Ｉを気相で合成するものが知られている。
【０００４】
しかしながら、このような気相で合成反応を行うヨウ化メチル製造装置では、当該装置内の不純物が反応器内で目詰りして、１１ＣＨ３Ｉの合成反応が不安定になる虞があるといった問題や、反応器の洗浄及び交換等のメンテナンス作業により１１ＣＨ３Ｉの連続合成ができないといった問題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、合成反応の安定化及びメンテナンス作業の減少を図り、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３Ｉの連続合成が可能なヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスが反応器に導入され、水素ガスがヨウ素ガスと反応してしまい、この反応に起因する不純物の生成が反応器内での目詰まりの原因となることを見出した。
【０００７】
そこで、本発明によるヨウ化メチル製造装置は、所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するヨウ化メチル製造装置であって、１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に１１ＣＨ４を一時的に吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明によるヨウ化メチル製造方法は、所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成工程と、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを反応器に導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成工程とを備えたヨウ化メチル製造方法であって、１１ＣＨ３Ｉ合成工程の前段に１１ＣＨ４を一時的に吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着工程と、１１ＣＨ３Ｉ合成工程の後段に１１ＣＨ３Ｉを回収するか１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成するかを選択する選択工程と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明によるメチルトリフレート製造装置は、所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するメチルトリフレート製造装置であって、１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に１１ＣＨ４を一時的に吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成されたヨウ化メチル製造装置、ヨウ化メチル製造方法及びメチルトリフレート製造装置によれば、１１ＣＨ３Ｉを合成する前段で１１ＣＨ４が一時的に吸着されて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスが除去されるため、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制され反応器での目詰まりが減らされる。更に、最終生成物である１１ＣＨ３Ｉと１１ＣＨ３ＯＴｆとの切り換えが容易となる。
【００１１】
ここで、１１ＣＨ４吸着系がパージ流体を供給するパージ経路を備える構成であると、１１ＣＨ４吸着系内がパージされ、未反応の水素ガスが好適に系外に排出される。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によるヨウ化メチル製造装置及びヨウ化メチル製造方法によれば、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制されて反応器での目詰まりが減らされるため、合成反応が安定化すると共に反応器の洗浄及び交換等のメンテナンス作業が大幅に減少し、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３Ｉの連続合成が可能なヨウ化メチル製造装置及びヨウ化メチル製造方法を提供することが可能となる。
【００１３】
このように本発明によるメチルトリフレート製造装置によれば、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制されて反応器での目詰まりが減らされるため、合成反応が安定化すると共に反応器の洗浄及び交換等のメンテナンス作業が大幅に減少し、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３ＯＴｆの連続合成が可能なメチルトリフレート製造装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図である。
【図２】図１中の六方弁を第１状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構 成図である。
【図３】図１中の六方弁を第２状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構 成図である。
【図４】従来の気相法によるヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明によるヨウ化メチル製造装置の好適な実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図、図２は、図１中の六方弁を第１状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図、図３は、図１中の六方弁を第２状態とした場合のヨウ化メチル製造装置を示す概略構成図である。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のヨウ化メチル製造装置１は、例えば、病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される放射性薬剤の標識前駆体である１１ＣＨ３Ｉを製造するヨウ化メチル製造装置である。
【００１７】
このヨウ化メチル製造装置１は概略、系外のサイクロトロン（不図示）から供給される１１ＣＯ２を水素ガスにより還元して１１ＣＨ４に変換する１１ＣＨ４生成系２と、この１１ＣＨ４を一時吸着させる１１ＣＨ４吸着系３と、この１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを反応させて１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成系４と、を備えている。
【００１８】
１１ＣＨ４生成系２は、系内に１１ＣＯ２を含む原料ガスを供給する原料ガス供給配管Ｌ１、系内に水素ガスを含むキャリアガスを供給する水素ガス供給配管Ｌ２、これらの配管Ｌ１，Ｌ２を集合して一配管を選択して切り換える三方弁Ｖ１、原料ガス中の１１ＣＯ２を一時吸着させる１１ＣＯ２吸着カラム（吸着室）５、この１１ＣＯ２吸着カラム５に一時吸着されていた１１ＣＯ２を１１ＣＨ４に変換させる１１ＣＨ４変換カラム６、この１１ＣＨ４変換カラム６で変換された１１ＣＨ４を精製する１１ＣＨ４精製カラム７、これらの三方弁Ｖ１、１１ＣＯ２吸着カラム５、１１ＣＨ４変換カラム６及び１１ＣＨ４精製カラム７をこの順に接続して後段の１１ＣＨ４吸着系３へ接続される配管Ｌ３を具備している。
【００１９】
１１ＣＯ２吸着カラム５は、内部に、１１ＣＯ２を一時吸着させる例えばCabosphere（登録商標）等の吸着剤が充填され、外部に、この１１ＣＯ２吸着カラム５を加熱・冷却する加熱・冷却装置及び１１ＣＯ２吸着カラム５の放射能を測定するＲＩモニター１６を備えている。１１ＣＯ２を一時吸着させる吸着剤は、常温で１１ＣＯ２を吸着し、加熱されて１１ＣＯ２を脱離するものである。
【００２０】
１１ＣＨ４変換カラム６は、内部に、１１ＣＯ２を水素ガスにより１１ＣＨ４に変換させる例えばShimalite Ni（登録商標）等の還元触媒が充填され、外部に、この１１ＣＨ４変換カラム６を加熱する加熱装置を備えている。
【００２１】
１１ＣＨ４精製カラム７は、内部に、未変換の１１ＣＯ２等を吸着させる例えばAscarite II（登録商標）、ソーダライム（Soda Lime）等の吸着剤が充填されている。
【００２２】
この１１ＣＨ４生成系２の後段の１１ＣＨ４吸着系３は、複数の接続口ａ〜ｆを有し２タイプの接続状態を選択可能であり１１ＣＨ４精製カラム７に接続された六方弁Ｖ２、この六方弁Ｖ２に接続され１１ＣＨ４を一時吸着させる１１ＣＨ４吸着カラム８、縁切り弁Ｖ６を備え系内にＨｅガスを供給するＨｅ供給配管（パージ経路）Ｌ６、縁切り弁Ｖ７を備え系内の排気ガスを系外に排出する排気配管Ｌ１０、この排気配管Ｌ１０に配管Ｌ９を介して接続される三方弁Ｖ３に接続され、系内の１１ＣＨ４を後段の１１ＣＨ３Ｉ合成系４に導出する配管Ｌ１１を具備している。
【００２３】
六方弁Ｖ２は、６つの接続口ａ〜ｆを備え、接続口ａは、配管Ｌ３を介して１１ＣＨ４精製カラム７の出口と、接続口ｂは、配管Ｌ４を介して１１ＣＨ４吸着カラム８の入口と、接続口ｃは、Ｈｅ供給配管Ｌ６と、接続口ｄは、配管Ｌ７を介して排気配管Ｌ１０と、接続口ｅは、配管Ｌ５を介して１１ＣＨ４吸着カラム８の出口と、接続口ｆは、配管Ｌ８を介して三方弁Ｖ３と各々接続されている。
【００２４】
また、この六方弁Ｖ２は、第１状態又は第２状態の何れか一方の状態に選択可能であり、第１状態では、図２に示すように、接続口ａと接続口ｆとが、接続口ｅと接続口ｄとが、接続口ｃと接続口ｂとが各々連通され、第２状態では、図３に示すように、接続口ａと接続口ｂとが、接続口ｃと接続口ｄとが、接続口ｅと接続口ｆとが各々連通される。
【００２５】
１１ＣＨ４吸着カラム８は、内部に、１１ＣＨ４を一時吸着させる例えばCabosphere（登録商標）等の吸着剤が充填され、外部には、この１１ＣＨ４吸着カラム８を加熱・冷却する加熱・冷却装置及び１１ＣＨ４吸着カラム８の放射能を測定するＲＩモニター１７が設けられている。
【００２６】
この１１ＣＨ４吸着系３の後段の１１ＣＨ３Ｉ合成系４は、配管Ｌ１１に接続された三方弁Ｖ４、１１ＣＨ４にヨウ素ガスを混合させるヨウ素カラム１０、このヨウ素カラム１０で混合された１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを合成反応させる１１ＣＨ３Ｉ合成カラム（反応器）１１、１１ＣＨ３Ｉを精製する１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２、１１ＣＨ３Ｉを一時吸着させる１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３、これらの三方弁Ｖ４、ヨウ素カラム１０、１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１、１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２をこの順に接続する配管Ｌ１２、この配管Ｌ１２に接続された三方弁Ｖ５、三方弁Ｖ５，Ｖ４を接続する循環配管Ｌ１３、この循環配管Ｌ１３に設置された循環ポンプ１９、三方弁Ｖ５に接続されると共に合成された１１ＣＨ３Ｉを移送する製品配管Ｌ１４を具備している。
【００２７】
ヨウ素カラム１０は、内部に、固体のヨウ素が充填され、外部に、このヨウ素カラム１０を加熱する加熱装置を備えている。
【００２８】
１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１は、例えばガラス材等により構成され、外部に、この１１ＣＨ３Ｉ合成カラムを加熱する加熱装置を備えている。
【００２９】
１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２は、内部に、未反応の１１ＣＯ２及び不純物を吸着させる例えばAscarite II（登録商標）等の吸着剤が充填されている。
【００３０】
１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３は、内部に、１１ＣＨ３Ｉを一時吸着させるPorapak Ｎ等の吸着剤が充填され、外部に、この１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３を加熱・冷却する加熱・冷却装置、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３からの放射能を測定するＲＩモニター１８を備えている。１１ＣＨ３Ｉを一時吸着させる吸着剤は、常温で１１ＣＨ３Ｉを吸着し、加熱されて１１ＣＨ３Ｉを脱離するものである。
【００３１】
また、ヨウ化メチル製造装置１は、１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に、合成された１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆ（標識前駆体）を合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５を備える１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４を具備している。
【００３２】
１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５は、内部に、ＡｇＯＴｆが充填され、外部に、この１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５を加熱する加熱装置を備え、その入口が配管Ｌ１７を介して製品配管Ｌ１４に設置された三方弁Ｖ１０に接続されると共に、その出口が配管Ｌ１８を介して製品配管Ｌ１４に設置された三方弁Ｖ１１と接続されている。これらの三方弁Ｖ１０，Ｖ１１は、１１ＣＨ３Ｉを回収する製品配管Ｌ１４と、１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する配管Ｌ１７，Ｌ１８とを選択的に切り換える切換手段とされている。
【００３３】
次に、このように構成されたヨウ化メチル製造装置１を用いて、１１ＣＨ３Ｉを合成するヨウ化メチル製造方法について図面を参照しながら説明する。このヨウ化メチル製造方法は概略、原料ガス中の１１ＣＯ２を濃縮させる１１ＣＯ２吸着工程と、この１１ＣＯ２を用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成工程と、１１ＣＨ４を一時吸着させて未反応の水素ガス等を分離除去する１１ＣＨ４吸着工程と、この１１ＣＨ４とヨウ素とを合成反応させて１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成工程と、をこの順で具備している。
【００３４】
１１ＣＯ２吸着工程では、系外のサイクロトロン（不図示）から供給された原料ガスは、図２に示すように、原料ガス供給配管Ｌ１，三方弁Ｖ１を通り室温の１１ＣＯ２吸着カラム５に導入され、この１１ＣＯ２吸着カラム５に原料ガス中の１１ＣＯ２が一時吸着される。この吸着処理により１１ＣＯ２が分離された原料ガスは、配管Ｌ３、第１状態の六方弁Ｖ２、配管Ｌ８、三方弁Ｖ３、配管Ｌ９、排気配管Ｌ１０、縁切り弁Ｖ７を通り、系外に排出される。
【００３５】
ＲＩモニター１６により、１１ＣＯ２吸着カラム５での１１ＣＯ２吸着量が所定値に達したこと確認した後に、原料ガスの供給を止める。
【００３６】
次いで、三方弁Ｖ１を切り換えて水素ガス供給配管Ｌ２と配管Ｌ３と連通させ、図３に示すように、六方弁Ｖ２を切り換えて第２状態として配管Ｌ３、六方弁Ｖ２、配管Ｌ４、１１ＣＨ４吸着カラム８、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ８、三方弁Ｖ３、配管Ｌ９，Ｌ１０を連通させる。
【００３７】
１１ＣＨ４生成工程では、主成分を窒素ガスとして水素ガスを約１０％含んだキャリアガスが水素ガス供給配管Ｌ２、三方弁Ｖ１、配管Ｌ３を通り１１ＣＯ２吸着カラム５に導入されると共に、この１１ＣＯ２吸着カラム５は加熱装置により加熱される。この加熱処理により１１ＣＯ２が１１ＣＯ２吸着カラム５から脱離する。
【００３８】
この脱離した１１ＣＯ２は、キャリアガスと共に加熱装置により加熱された１１ＣＨ４変換カラム６に導入され、還元触媒に接触しキャリアガス中の水素ガスにより１１ＣＨ４に変換される。
【００３９】
このようにして生成された１１ＣＨ４は、１１ＣＨ４精製カラム７に導入され、１１ＣＨ４に同伴する未反応の１１ＣＯ２等が１１ＣＨ４精製カラム７に充填された吸着剤に吸着される。この吸着処理により、１１ＣＨ４から未反応の１１ＣＯ２等が分離される。
【００４０】
１１ＣＨ４吸着工程では、１１ＣＨ４が配管Ｌ３、六方弁Ｖ２、配管Ｌ４を通り室温状態の１１ＣＨ４吸着カラム８に導入され、この１１ＣＨ４吸着カラム８に一時吸着される。１１ＣＨ４に同伴して１１ＣＨ４吸着カラム８に導入された未反応の水素ガス等は、そのまま通過して、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ８、三方弁Ｖ３、配管Ｌ９、排気配管Ｌ１０、縁切り弁Ｖ７を通り、系外に排出される。
【００４１】
この際のＲＩモニター１６、１７での放射能測定により、１１ＣＯ２吸着カラム５での１１ＣＯ２吸着量が減少し、１１ＣＨ４吸着カラム８での１１ＣＨ４吸着量が所定値に達したこと確認した後に、キャリアガスの供給を止める。
【００４２】
また、１１ＣＨ４吸着工程は、１１ＣＨ４吸着系３の系内をパージするパージ工程を備えている。まず、三方弁Ｖ３を閉、縁切り弁Ｖ６を開とし、図２に示すように、六方弁Ｖ２を切り換えて第１状態とする。
【００４３】
この状態でＨｅ供給配管Ｌ６から供給されたＨｅガスは、縁切り弁Ｖ６、六方弁Ｖ２、配管Ｌ４、１１ＣＨ４吸着カラム８、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ７、排気配管Ｌ１０、縁切り弁Ｖ７を通り、これらの配管、弁及び１１ＣＨ４吸着カラム８に残存する水素ガス等を系外に排出する。そして所定量のＨｅガスを供給した後に、三方弁Ｖ３を切り換えて配管Ｌ９と配管Ｌ１１を連通させ、縁切り弁Ｖ７を閉とする。このようにして、配管Ｌ７，Ｌ９，Ｌ１１を連通させる。
【００４４】
次いで、１１ＣＨ４吸着カラム８は加熱装置により加熱される。この加熱処理により１１ＣＨ４が１１ＣＨ４吸着カラム８から脱離する。
【００４５】
１１ＣＨ３Ｉ合成工程では、脱離した１１ＣＨ４がＨｅガスにより移送され、配管Ｌ５、六方弁Ｖ２、配管Ｌ７，Ｌ９、三方弁Ｖ３、配管Ｌ１１、三方弁Ｖ４を通り１１ＣＨ３Ｉ合成系４に導入される。導入された１１ＣＨ４は、配管Ｌ１２、ヨウ素カラム１０、１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１、１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３、三方弁Ｖ５、循環配管Ｌ１３、循環ポンプ１９を通り、三方弁Ｖ４に戻りこれらの配管、弁、カラムを循環する。
【００４６】
このように１１ＣＨ４が１１ＣＨ３Ｉ合成系４内を循環している状態で、ヨウ素カラム１０は加熱装置により加熱される。この加熱処理により、ヨウ素が気化し、このヨウ素ガスと１１ＣＨ４とが混合される。
【００４７】
この混合された１１ＣＨ４とヨウ素ガスは、１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１へ導入されると共に、加熱装置により加熱される。この加熱処理により、１１ＣＨ４とヨウ素ガスとが合成反応し１１ＣＨ３Ｉを合成する。
【００４８】
このように合成された１１ＣＨ３Ｉは、１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２へ導入され、１１ＣＨ３Ｉに同伴する未反応の１１ＣＯ２等が１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２に充填された吸着剤に吸着される。この吸着処理により、１１ＣＨ３Ｉから１１ＣＯ２等が分離される。
【００４９】
１１ＣＯ２が分離された１１ＣＨ３Ｉは、室温の１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３に導入され、この１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３に１１ＣＨ３Ｉが一時吸着される。１１ＣＨ３Ｉに同伴して１１ＣＨ３Ｉ精製カラム１２に導入された未反応の１１ＣＨ４は、そのまま通過して、循環を継続し、再びヨウ素カラム１０に導入され、上述したように、ヨウ素ガスとの混合、合成反応等が繰り返される。
【００５０】
そして、ＲＩモニター１８により、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３での１１ＣＨ３Ｉ吸着量が所定値に達したこと確認した後に、循環ポンプ１９を停止して循環を止め、三方弁Ｖ４，Ｖ５を切り換えて配管Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１４を連通させる。
【００５１】
次いで、１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３は加熱装置により加熱される。この加熱処理により１１ＣＨ３Ｉが１１ＣＨ３Ｉ吸着カラム１３から脱離する。この離脱した１１ＣＨ３Ｉは、Ｈｅ供給配管Ｌ６から導入されたＨｅガスにより移送され、配管Ｌ１２，Ｌ１４、三方弁Ｖ１０，Ｖ１１を通り製品として回収される。これにより、１１ＣＨ３Ｉが得られる。
【００５２】
また、このようにして得られた１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する場合には、三方弁Ｖ１０を切り替えて配管Ｌ１７を選択し、１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成カラム１５に導入する。１１ＣＨ３Ｉは、加熱装置により加熱されたＡｇＯＴｆに接触して、１１ＣＨ３ＯＴｆに成る。この１１ＣＨ３ＯＴｆは、配管Ｌ１８、三方弁Ｖ１１、配管Ｌ１４を通り製品として回収される。これにより、１１ＣＨ３ＯＴｆが得られる。
【００５３】
このように、本実施形態においては、１１ＣＨ４吸着カラム８で１１ＣＨ４を一時的に吸着して１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去することにより、水素ガスとヨウ素ガスとの反応に起因する不純物の生成が抑制され１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１での目詰まりが減らされている。その結果、合成反応が安定化すると共に１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１の洗浄及び交換等のメンテナンス作業が減少し、信頼性が十分に向上されると共に１１ＣＨ３Ｉの連続合成が可能なヨウ化メチル製造装置及びヨウ化メチル製造方法を提供することができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ４吸着系３は、Ｈｅガスを供給するＨｅ供給配管Ｌ６を備えているため、１１ＣＨ４吸着系３内がパージされ、未反応の水素ガスが好適に系外に排出される。
【００５５】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ４生成系２は、原料に含まれる１１ＣＯ２を一時的に吸着させて１１ＣＯ２を濃縮する１１ＣＯ２吸着カラム５を備えているため、ヨウ化メチル製造装置１内を流動するガス量が減らされ１１ＣＨ３Ｉ合成系４でのガス循環が好適に行われ、反応効率が上げられると共に、循環ポンプ１９の動力が減らされる。その結果、合成反応の安定化及び運転コストの低下が図られる。
【００５６】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ３Ｉ合成系４の後段に１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４を備えているため、容易に１１ＣＨ３ＯＴｆを得ることが出来る。
【００５７】
また、本実施形態においては、１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４の前段に三方弁Ｖ１０を備えているため、最終生成物である１１ＣＨ３Ｉと１１ＣＨ３ＯＴｆの切り換えが容易とされている。
【００５８】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態にあっては、１１ＣＨ４吸着カラム８に充填されたCabosphere等の吸着剤に１１ＣＨ４を一時吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスが除去する構成としているが、その他の吸着剤等に１１ＣＨ４を一時吸着させて１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去させる構成としても良く、要は、１１ＣＨ４に同伴して１１ＣＨ３Ｉ合成カラム１１に導入される未反応の水素ガスを除去できれば良い。
【００５９】
また、１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系１４を具備し、最終生成物を１１ＣＨ３ＯＴｆとするメチルトリフレート製造装置としても良い。
【００６０】
また、上記実施形態にあっては、１１ＣＨ４、１１ＣＨ３Ｉ等の内部流体の移送経路として配管を採用し、各カラム等を連通させる構成としているが、例えば、各カラム等をブロック体に配置して、このブロック体内部に形成された孔等を移送経路とし、各カラム等を連通させる構成としても良い。
【００６１】
また、上記実施形態にあっては、六方弁Ｖ２を切り換えて、各配管を選定する構成としているが、その他の多方弁を採用して、各配管を選定する構成としても良い。
【００６２】
また、上記実施形態のヨウ化メチル製造装置１にあっては、１１ＣＨ４吸着系３に排気配管Ｌ１０を備える構成としているが、１１ＣＨ３Ｉ合成系４に排気配管を備え水素ガスを系外に排出する構成としても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１…ヨウ化メチル製造装置、２…１１ＣＨ４生成系、３…１１ＣＨ４吸着系、４…１１ＣＨ３Ｉ合成系、５…１１ＣＯ２吸着カラム（１１ＣＯ２吸着室）、１１…１１ＣＨ３Ｉ合成カラム（反応器）、１４…１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系、Ｌ６…Ｈｅ供給配管（パージ経路）、Ｌ１４…製品配管（１１ＣＨ３Ｉを回収する経路）、Ｌ１７，Ｌ１８…配管（１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路）、Ｖ１０，Ｖ１１…三方弁（切換手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、前記１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するヨウ化メチル製造装置であって、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に、前記１１ＣＨ４を一時的に吸着させて前記１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に、前記１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、
前記１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と、前記１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、
を備えていることを特徴とするヨウ化メチル製造装置。
【請求項２】
前記１１ＣＨ４吸着系は、パージ流体を供給するパージ経路を備えていることを特徴とする請求項１記載のヨウ化メチル製造装置。
【請求項３】
所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成工程と、前記１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを反応器に導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成工程とを備えたヨウ化メチル製造方法であって、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成工程の前段に、前記１１ＣＨ４を一時的に吸着させて前記１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着工程と、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成工程の後段に、前記１１ＣＨ３Ｉを回収するか、前記１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成するか、を選択する選択工程と、
を備えていることを特徴とするヨウ化メチル製造方法。
【請求項４】
所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、前記１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するメチルトリフレート製造装置であって、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に、前記１１ＣＨ４を一時的に吸着させて前記１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に、前記１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、
前記１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と、前記１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、
を備えていることを特徴とするメチルトリフレート製造装置。
【請求項１】
所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、前記１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するヨウ化メチル製造装置であって、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に、前記１１ＣＨ４を一時的に吸着させて前記１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に、前記１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、
前記１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と、前記１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、
を備えていることを特徴とするヨウ化メチル製造装置。
【請求項２】
前記１１ＣＨ４吸着系は、パージ流体を供給するパージ経路を備えていることを特徴とする請求項１記載のヨウ化メチル製造装置。
【請求項３】
所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成工程と、前記１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを反応器に導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する１１ＣＨ３Ｉ合成工程とを備えたヨウ化メチル製造方法であって、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成工程の前段に、前記１１ＣＨ４を一時的に吸着させて前記１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着工程と、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成工程の後段に、前記１１ＣＨ３Ｉを回収するか、前記１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成するか、を選択する選択工程と、
を備えていることを特徴とするヨウ化メチル製造方法。
【請求項４】
所定の原料ガスと水素ガスとを用いて１１ＣＨ４を生成する１１ＣＨ４生成系と、前記１１ＣＨ４とヨウ素ガスとを導入して１１ＣＨ３Ｉを合成する反応器を備えた１１ＣＨ３Ｉ合成系と、を具備するメチルトリフレート製造装置であって、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の前段に、前記１１ＣＨ４を一時的に吸着させて前記１１ＣＨ４に同伴する未反応の水素ガスを除去する１１ＣＨ４吸着系と、
前記１１ＣＨ３Ｉ合成系の後段に、前記１１ＣＨ３Ｉを用いて１１ＣＨ３ＯＴｆを合成する１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系と、
前記１１ＣＨ３Ｉを回収する経路と、前記１１ＣＨ３Ｉを１１ＣＨ３ＯＴｆ合成系に供給して１１ＣＨ３ＯＴｆを回収する経路とを選択的に切り換える切換手段と、
を備えていることを特徴とするメチルトリフレート製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８０７３０（Ｐ２０１０−２８０７３０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１４８３（Ｐ２０１０−２１１４８３）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【分割の表示】特願２００４−１５７９２８（Ｐ２００４−１５７９２８）の分割
【原出願日】平成１６年５月２７日（２００４．５．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【分割の表示】特願２００４−１５７９２８（Ｐ２００４−１５７９２８）の分割
【原出願日】平成１６年５月２７日（２００４．５．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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