FI95665C - Hapen valmistukseen tarkoitettu zeoliitti A -granulaatti - Google Patents

Hapen valmistukseen tarkoitettu zeoliitti A -granulaatti Download PDF

Info

Publication number
FI95665C
FI95665C FI882606A FI882606A FI95665C FI 95665 C FI95665 C FI 95665C FI 882606 A FI882606 A FI 882606A FI 882606 A FI882606 A FI 882606A FI 95665 C FI95665 C FI 95665C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
zeolite
oxygen
granulate
adsorption
adsorber
Prior art date
Application number
FI882606A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI95665B (fi
FI882606A0 (fi
FI882606A (fi
Inventor
Lothar Puppe
Gerhard Reiss
Original Assignee
Bayer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer Ag filed Critical Bayer Ag
Publication of FI882606A0 publication Critical patent/FI882606A0/fi
Publication of FI882606A publication Critical patent/FI882606A/fi
Publication of FI95665B publication Critical patent/FI95665B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI95665C publication Critical patent/FI95665C/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/14Type A
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/183Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates
    • B01D2253/108Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302Dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302Dimensions
    • B01D2253/306Surface area, e.g. BET-specific surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12Oxygen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/10Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102Nitrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/403Further details for adsorption processes and devices using three beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0446Means for feeding or distributing gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/24LTA, e.g. A, alpha, ZK-4, ZK-21, ZK-22
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S95/00Gas separation: processes
    • Y10S95/90Solid sorbent
    • Y10S95/902Molecular sieve

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

, 95665
Hapen valmistukseen tarkoitettu zeoliitti A -granulaatti Tämä keksintö koskee Ca-pitoista zeoliitti A:ta, joka on tarkoitettu hapen eristämiseen ilmasta ja joka 5 zeolittigranulaatti sisältää Sieniä sideaineena ja jonka zeoliittiosassa ei esiinny CO^-rakenteita vaihdetuilla kalsiumkationeilla.
Erotettaessa happea matalassa lämpötilassa tehtävällä ilman jakotislauksella kasvaa ominaisenergiankulu-10 tus pienillä kapasiteeteillä voimakkaasti. Happea voidaan pieninä määrinä ottaa edullisesti talteen adsorptiivisil-la jakomenetelmillä ilmasta. Saavutettavissa olevat puh-tausateet ovat yleensä pienempiä kuin matalamäpötilajako-tislauksesta saatavalla hapella. Adsorptiomenetelmät 15 toteutetaan ympäristön lämpötilassa, laitteet ovat usein siirrettäviä ja niille on ominaista lyhyet käynnistysajät ja pienet käyttökustannukset /katso esimerkiksi G. Reiss, Chem. Ind. XXXV, marraskuu (1983)./.
Menetelmissä ilman jakamiseksi adsorptiivisesti 20 happi- ja typpirikkaiksi faaseiksi käytetään hyväksi typen suurempaa adsorptioaffininteettia adsorbenssin suhteen happeen nähden. Nj/Oj-adsorptioiso termit osoittavat, että esimerkiksi Ca-zeoliitti A, jonka huokoskoko on 5 A, adsorboi enemmän typpeä kuin happea. Typen ja 25 hapen välinen ero ei kuitenkaan ole niin suuri, että ty-? pen ja hapen moitteeton erotus ilmasta olisi mahdollista.
Adsorptiivisen iin anjakamisen tehoa voidaan suurentaa huomattavasti, jos käytetään erästä erityistä adsorptiomenetelmää - paineenvaihteluadsorptiota (DWA).
30 Paineenvaihteluadsorptiomenetelmää käytetään aina silloin, jos raakatuotekaasun poistettavaa komponenttia esiintyy « · suurehkona pitoisuutena, esimerkiksi yli 1 til-%, tai adsorboituu epätyydyttävästä adsorbenssille, jolloin terminen regenerointi vaatii suuria adsorptioyksiköitä 35 ja suuria regenerointikaasumääriä. Yleensä adsorptiivi- 1 · · 2 95665 nen erotus tehdään korkeammassa paineessa kuin adsorp-tiovaihetta seuraava adsorboitujen komponenttien desorp-tio.
Useimmissa tapauksissa desorptiota tehostetaan 5 huuhtomalla adsorbointiainetta osalla tuotekaasua., esi merkiksi otettaessa talteen typpeä polttokaasuista tai kuivattaessa kaasuja.
Hapen erottamisella ilmasta on muihin DWA-mene-telmiin nähden erityisasema, koska siihen käytettäville 10 molekyyliseulazeoliiteille adsorboituu typen lisäksi myös happea ja argonia. Siksi ei ole mahdollista adsorboida pelkkä tyyppi ja ottaa talteen rackatuoteilman koko happi. Koska argon adsorboituu yhtä heikosti kuin happi, saadaan erotettaessa ilmasta happea hapen puhtausasteek-15 si vain 95 % lopun 5 %:n ollessa argonia ja typpeä.
Paineenvaihteluadsorptiomenetelmä hapen erottamiseksi voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen: - adsorptio ja samanaikainen adsorboitumattoman faasin, ts. hapen talteenotto 20 - adsorboituneen faasin, tässä tapauksessa typen, hiili dioksidin ja veden, desorptio paineessa, joka on pienempi kuin adsorbointipaine, huuhtelukaasua käyttäen tai ilman sitä - adsorberin täyttö adsorptiopaineeseen, jolloin tämän 25 täytön aikana voi jo tapahtua kaasujen erottumista.
Kaikki tapahtumat toteutetaan adiapaattisesti ympäristön lämpötilassa. Adsorptio tapahtuu korkeammassa paineessa, desorptio alipaineessa ilman huuhtelukaasun syöttöä. Takaisintäyttö tehdään tuotetulla hapella.
30 Alalla vallitsevan tilanteen mukaisesti on happi- DWA-laitoksilla seuraavat neljä oleellista tunnusmerkkiä: • 1. Adsorberin lukumäärä
Laitokset eroavat ulkoisesti adsorberien lukumäärän suhteen; osassa on mukana kaasuvarastoja. Ominais-35 energiankulutus pienenee yleensä adsorberinen lukumäärän kasvaessa.
· · 3 95665 2. Painealue ja syklinen kesto
Paineenvaihtoalueilla on oleellisia eroja, jol-. loin muuttujina ovat seuraavat tekijät: - adsorptio normaalipaineessa desorptio alipaineessa alu-5 eella 50 - 250 mbar - adsorptio ylipaineessa, absoluuttinen paine 2-4 bar desorptio ympäristönpaineessa - adsorptio absoluuttisessa paineessa 2-5 bar desorptio alipaineessa, alueella 50-500 mbar.
10 Normaalipainelaitoksissa syklin kesto adsorberia kohden on 0,5-1,5 min, ylipainejärjestelmissä 1-3 min.
3. Osavaihe
Avaintekijänä (^-DifA-menetelmän tehokkuuden kannalta on desorptiota seuraava täyttövaihe. On tärkeää, 15 että adsorberin poistopuolelle adsorboituu mahdollisim man vähän typpeä ennen adsorptiovaihetta, koska tämä esiadsorboitunut typpi voi heikentää huomattavasti C^-tuotteen laatua. Tähän vaikuttaa täyttövaihe tai huuhtominen tuotehapella. Täyttövaiheet voidaan erottaa 20 toisistaan seuraavasti: - täyttö pelkällä tuotteella (vastavirta) - täyttö tuotteella (vastavirta) ja ilmalla (myötävirta, eri- tai samanaikaisesti) - täyttö ilmalla (myötävirta, kuitenkin vain silloin, 25 jos adsorberin poistopuoli on huuhdottu ennalta 0~- ' M “ ,· tuotteella) .
4. Esikuivaus
Ilman esikuivauksen tulee olla moitteeton, koska adsorberissa etenevä C02/H20-rintama estää Nj/Oj-30 erotuksen.
Esipuhdistus ja ^/C^-erotus tehdään samassa - : adsorberissa , jolloin ilman tulopuolelle sijoitetaan kerros soveltuvaa zeoliittiä tai muuta kuivausainetta.
' Kuten jo mainittiin, käytetään DWA-menetelmällä 35 tehtävässä Nj/C^-erotuksessa adsorbointiaineena zeoliitti- i *·, 4 95665 siä molekyyliseuloja. Itse zeoliitti voi ominaisuuksien-sa kautta vaikuttaa mitä erilaisimmilla tavoilla C^-DWA-laitoksen kokoon ja energiankulutukseen. Kaksi tärkeintä vaatimusta ovat toisaalta voimakas typen adsorbointi 5 ja vähäinen hapen adsorptio sekä hyvä diffuusio adsorp tion ja desorption yhteydessä.
Typen voimakkaan adsorboitumisen saavuttamiseksi käytetään DWA-laitoksissa yleensä kalsiumvaihdettua zeoliitti A:ta. Tässä yhteydessä on erityinen merkitys CaO-10 vaihtumissuhteella Al^C^-moolia kohden zeoliitti A:ssa. Zeoliitissa voi vaihtumisaste olla alueella 0-1,0 mol CaO:n/mol A^O^ja. CaO-vaihtumisasteen kasvaessa kasvaa N2:n adsorboituminen zeoliittiin. Vaihtumisaste on tavallisesti 0,4-1 mol CaO:a/mol A^O^ia.
15 Teollisissa adsorbereissa käytetään rakeistetus sa muodossa olevaa zeoliittia. Alalla tunnetaan erilaisia menetelmiä rakeiden valmistamiseksi. Ca-vaihdettua zeoliitti A -jauhetta voidaan sekoittaa savimineraaliside-aineisiin, kuten esimerkiksi attapulgiittiin, bentoniit-20 tiin, sepioliittiin, kaoliniittiin, plastisiin saviin, tulenkestäviin saviin tms, joita käytetään 10-30 paino-%, edullisesti 15-25 paino-%, ja seos voidaan tarvittavan nestelisäyksen jälkeen puristaa muotokappaleiksi sopivilla rakeistuslaitteilla, kuten esimerkiksi telarakeistimilla, 25 suulakepuristimilla, sekoitusrakeistimilla, rengaskolleri- puristimilla tms. Myös lautasrakeistimia tai rakeistys-rumpuja voidaan käyttää.
Lisäksi on mahdollista käyttää muita sideaineita, kuten esimerkiksi A^O^ja, SiC^ia tms.
30 Rakeistus kuuliksi käyttämällä SiC^sa sideainee na tehdään edullisesti DE-hakemusjulkaisussa 3 401 485 kuvatulla menetelmällä.
Tällöin saadaan Sienillä sidottu granulaatti, jonka makrohuokoisuusaste on korkea, mikä on edellytyk-35 senä rakeiden käytölle DWA-menetelmässä.
5 95665
CaO-vaihtumisasteen lisäksi on aktivointitavalla tai zeoliittisen materiaalin kiteisyysasteella samoin kuin kiteiden sisäisten adsorboitumiskohtien saavutettavuudella huomattava merkitys hapen hyvälle erottumiselle.
5 Tämä keksintö koskee Sienillä sidottua, suurin piirtein karbonaatitonta, kalsiumpitoista zeoliitti A -ragnulaättia, jossa kalsiumin osuus on noin 0,4-1 mol Ca0:a/1 mol Al203:a.
CaO:n osuus on edullisesti yli 0,5 mol CaO:a/ 10 1 mol A^C^sa.
Yllättävästi on havaittu, että Ca-vaihdetulla zeoliitti Ailia, joka sisältää sideaineena SiC^sa, on C02~vapaassa atmosfäärissä tehdyn aktivoinnin jälkeen erityisen suuri teho erotettaessa happea DWA-menetel-15 mällä. Keksinnön mukaisen materiaalin vertaamiseksi mui hin annetaan taulukossa 1 erilaisten hapen erotukseen käyttökelpoisten zeoliitti A -molekyyliseulagranulaat-tien suhteellisia (^“tuotantomääriä yhtä kiloa kohden molekyy1iseulaa.
20 Keksinnön mukaisen granul&atin paremmuus käy ilmi siitä, että savimineraaleilla sidottuun zeoliitti-granulaattiin nähden on saavutettavissa 15 % parempi hapentuotanto/kg molekyyliseulaa.
Keksinnön mukainen zeoliitti A -ganulaatti val-25 mistetaan seuraavasti: Zeoliitti A -jauhe rakeistetaan • · • käyttämällä SiC^ja sideaineena DE-hakemusjulkaisun 3 401 485 mukaisella menetelmällä lautasrakeistimessa.
Sen jälkeen granulaatille tehdään kalsiuminvaihto ja se kuivataan ja aktivoidaan. Aktivointi tehdään CC^-30 vapaassa kaasuatmosfäärissä lämpötilassa yli 350°C, edullisesti lämpötilassa 400-700°C.
Keksinön mukaista granulaattia voidaan sen jälkeen käyttää esimerkissä 2 kuvattavassa DWA-hapenerotus-menetelmässä.
6 95665
Taulukko
Ca-vaihdettujen zeoliitti A -molekyyliseulagranulaattien määrä, vaihtoeste 0,75 CaO/A^O^ 5 Esimerkki Sideaine Aktivointi- Suhteellinen _osuus; 15 %_atmosfääri_hapentuotanto 1 s^°2 CC^-pitoinen 100 % 3 SiC>2 CC^-vapaa 115 % 4 Bentoniitti CC^-pitoinen 85 % ^ q 5 Bentoniitti C02_vapaa 100 %
Kuviossa 1 esitetään eräs tavanomainen menetelmä hapen suhteen rikastetun ilman aikaansaamiseksi mole-kyyliseulazeoliittien avulla /ÄIChE Symp. 134, voi 69 (1983) 1.
15 Adsorberin alimmassa osassa ovat venttiilit tai luukut (119 raakakaasun syöttöä varten ja venttiilit (12) desorboituneen kaasun poistamiseksi. Adsorptioaine-kerros koostuu alapäässä suojakerroksesta, kuten silika-geelistä, tulevan raakakaasun esikuivaamiseksi, ja sen 20 päällä ovat päävyöhykkeet, jotka sisältävät kaasuvir-ran erottamiseen tarkoitettua adsorbointiainetta. Adsorberin yläpäässä on venttiilit (14) adsorptiokäsi-tellyn kaasun poistamiseksi; toisten venttiilien (13) kautta täytetään adsorberi takaisin adsorbointipaineeseen. 25 Venttiilillä 15 voidaan täyttöä ohjata sillä tavalla, • t • että saavutetaan vakiona pysyvä paineennousu tai täyttö-kaasumäärä. Tuloilmapuhaltimella (G) kompensoidaan adsorptiossa tapahtuva painehäviö; adsorptiopaine on noin 1 bar (absoluuttinen paine).
30 Seuraavissa esimerkeissä kuvataan keksinnön mukai sen granulaattien valmistusta samoin kuin tämän granu-laatin käyttöä DWA-menetelmässä hapen erottamiseksi ilmasta.
<1 Hl i il·11« i.u u . i 95665
Esimerkki 1 Granulaatin valmistus 30 kg natriumzeoliittia, jonka vesipitoisuus (hehkutushäviö) oli 10 paino-%, käsiteltiin lisäten 5 15 1 30-%:ista piisoolia, jonka BET-arvo oli noin 2 300 m /g, tehokkaassa sekoittimessa granulaatiksi, jonka raekoko oli noin 0,1-0,8 mm. Tämä esigranulaatti siirrettiin lautasrakeistimeen.
Hienojakoista zeoliitti A:ta syötettiin jatkuvas-10 ti pyörivälle lautaselle, ja suihkutettiin samanaikaisesti liikkuvalle granulaatille 30-%:ista piihapposoolia toiseen kohtaan lautasta. Piihapposoolin joukkoon sekoitettiin ruiskutuslaitteen avulla vesilasivirta, niin että soolin ja vesilasin suhde oli 10:1. Saatiin pallo-15 maisia rakeita, joiden koko oli 2-3 mm. Kostea granulaat-ti kuivattiin lämpötilassa 80°C, seulottiin, tehtiin kalsiuminvaihto ja kuumennettiin sitten kuilu-uunissa läpivirtausilmalla lämpötilaan 400°C. Tämän materiaalin hapenerotuskykyä merkitään 100 %:lla (katso esimerkki 2). 20 FT-IR-mittaukset osoittavat, että tässä materi aalissa esiintyy karbonaattirakenteita. Hapen erottumisen mittaaminen menetelmällä, jossa adsorptio tehtään normaalipaineessa ja desorptio alipaineessa.
Keksinnön mukaisen granulaatin etujen oeoittami-25 seksi kuvataan seuraavissa esimerkeissä menetelmää ha- < · . pen erottamiseksi: tämä menetelmä esitetään esimerkiksi DE-hakemusjulkaisussa 3 413 895. Tässä menetelmässä hapen erottamiseksi käytetään tunnettuja granulaatteja ja keksinnön mukaisia granulaatteja.
30 Esimerkki 2
Hapen erottaminen esimerkin 1 mukaisella granulaatilla Käytettiin kuvion 1 mukaista DWA-laitosta; adsor-betin kokonaiskerroskorkeus oli 2500 mm, ja kussakin adsorberissa oli pohjalla 900 kg silikageeliä ja sen 35 päällä 5500 kg molekyyliseulazeoliittia 5A, jonka rae- * l β 95665 koko oli 2-5 mm. Käytettiin rotaatiovakuumipumppua. Kompressorilla (R) voitiin poistaa hapen suhteen rikastunutta ilmaa adsorbereista A, B ja C ja paineistaa se absoluuttiseen paineeseen 1,1-1,5 bar.
5 Kolmen adsorberin avulla voitiin saada aikaan jatkuvatoiminen prosessi, jossa poistettiin jatkuvasti kaasua kompressorilla (R). Käytettiin seuraavaa jaksotusta:
Vaihe 1 0 - 70 s 10 Ulkoilmaa, jonka lämpötila on 25°C, virtaa puhal- timen (G), putkijohdon L12 ja venttiilin 11A kautta vakiopaineella (absoluuttinen paine noin 1 bar) adsor-beriin A; hapen suhteen rikastunutta ilmaa poistetaan puhaltimen R avulla venttiilin 14A ja putkijohdon L13 15 kautta tuotevirtana. Venttiilit 12A ja 13A ovat suljettuina. Samanaikaisesti virtaa osa hapen suhteen rikastuneesta ilmasta putkijohdosta L13 kaasunmäärän mukaan ohjattavissa olevan venttiilin 15, putkijohdon L14 ja venttiilin 13B kautta adsorberiin B venttiilien 14B, 20 11B ja 12B ollessa suljettuina. Täten adsorberi B, jol le on ennen tätä vaihetta tehty desorptio, ts. joka on tyhjennetty, täyttyy hapen suhteen rikastuneella ilmalla takaisin adsorptiopaineeseen. Jotta vältettäisiin alipaine adsorberissa A, esimerkiksi seurauksena liian 25 nopeasta tuotteen (täyttökaasun) poistosta putkijohdosta L13, säädellään venttiiliä 15 sillä tavalla, että putki-johdon L14 ja venttiilin L14 ja venttiilin B kautta virtaa adsorberiin E vakionapysyvä tuotevirta (normikuutior-metreinä tunnissa).
30 Adsorberissa A tehtävän adsorptiovaiheen ja ad sorberissa B tehtävän täyttövaiheen aikana adsorberi C tyhjennetään vakuumipumpulla V verttiilin 12C ja putki-johdon L11 kautta, ts. adsorberin C venttiilit 11C, 13C ja 14C ovat kiinni. Kun desorptio eli poistopumppaus 35 on kestänyt 70 s, osoittaa Hg-manometri, joka on venttiilin 12C ja adsorberin C välissä, loppupainetta 70 mbar.
» 9 95665
Vaihe 2 70 - 140 s
Adsorberi A imetään tyhjäksi venttiilin 12A ja putkijohdon L11 kautta vakuumipumpulla (V), kunnes lop-pupaine on 70 mbar, venttiilien 11A, 13A ja 14A suljet-5 tuina. Adsorberiin B syötetään ilmaa puhaltimen (G), putkijohdon L12 ja venttiilin 11B kautta, ja tuotekaasua poistetaan kompressorilla (R) adsorberista B venttiilin 14B ja putkijohdon L13 kautta. Venttiilit 12B ja 13B ovat suljettuina. Adsorberi C täytetään 70 mbar:n painees-10 ta adsorptiopaineeseen, joka on noin 1 bar (absoluuttinen paine), syöttämällä hapen suhteen rikastunutta ilmaa putkijohdosta L13 kaasumääräohjatun venttiilin 15, putki-johddn L14 ja venttiilin 13C kautta adsorberiin C. Adsor-berin C venttiilit 11C, 12C ja 14C ovat tällöin kiinni.
15 Vaihe 3 140 - 210 s
Adsorberi A täytetään hapen suhteen rikastetulla ilmassa, joka tulee putkijohdosta L13 venttiilin 15, putkijohdon L14 ja venttiilin 13A kautta, desorptiopai-neesta (70 mbar) adsorptiopaineeseen 1 bar (abs) vent-20 tiilien 11A, 12A ja 14A ollessa kiinni.
Adsorberi B imetään vakuumipumpulla (V) putkijohdon L11 ja venttiilin 12B kautta adsorptiopaineesta loppupaineeseen 70 mbar venttiilien 11B, 13B ja 14B ollessa tällöin suljettuina.
25 Adsorberi C tuottaa hapen suhteen rikastunutta ilmaa, ts. ulkoilmaa virtaa puhaltimen (G), putkijohdon L12 ja venttiilin 11C kautta adsorberiin C, ja tuotekaasua poistetaan kompressorilla (R) venttiilin 14C ja putkijohdon L13 kautta venttiilien 12C ja 13C ollessa 30 suljettuina.
210 sekunnin kuluttua prosessi toistuu, ts.
• adsorberi A on adsorptiovaiheessa, adsorberi B täyttö- vaiheessa ja adsorberi C tyhjennysvaiheessa.
. Kun kokeen aloittamisesta oli kulunut }-1 tuntia, 35 voitiin kompressorin (R) kautta ottaa talteen tuotevirta, jonka happipitoisuus oli vakio.
. · « I ' 10 95665 Tässä kokeessa saadun tuotteen, hapen suhteen rikastetun ilman, jonka (^“pitoisuus on 93 %, määrää verrataan taulukossa 1 erilaisilla zeoliittigranulaatti-näytteillä saatuihin määriin; tässä kokeessa saatua mää-5 rää merkitään taulukossa 100 %:lla.
Esimerkki 3
Keksinnön mukainen granulaatti
Granulaatti, jossa käytettiin SiC^sa sideaineena, valmistettiin vertailuesimerkin 1 mukaisesti. Kalsinoin-10 ti tehtiin kuitenkin COj-vapaan kaasun läpivirtauksella kuilu-uunissa lämpötilassa 400°C. FT-IR-mittaukset osoittivat, ettei tämä materiaali sisältänyt karbo-naattirakenteita tai niitä oli hyvin vähän.
Verrattuna esimerkin 1 mukaiseen granulaattiin 15 saatiin tällä granulaatilla aikaan 15 % suurempi hapen-tuotanto.
Hapen valmistus tehtiin esimerkissä 2 kuvatulla menetelmällä.
Esimerkki 4 20 Vertailuesimerkki, granulaatin sideaineen savi
Granulaatti, jossa käytettiin savea sideaineena, aktivoitiin ilmavirralla. Hapen valmistus tehtiin esimerkin 2 mukaisella menetelmällä. Verrattuna esimerkin 1 mukaiseen granulaattiin saatiin tällä granulaatilla 25 aikaan 15 % pienempi hapentuotanto.
.·. Esimerkki 5
Vertailuesimerkki, granulaatin sideaineena savi
Granulaatin, jossa oli sideaineena savi, aktivoitiin CC>2 :a sisältämättömässä kaasuvirrassa. Hapen erotus 30 tehtiin esimerkin 2 mukaisella menetelmällä. Verrattuna esimerkin 3 mukaiseen keksinnön mukaiseen granulaattiin i saatiin tällä granulaatilla aikaan 15 % pienempi hapen tuotanto. 1
Il : lit I: llllt I I I «I
· I

Claims (3)

11 95665
1. Kalciumhaltigt, väsentligen karbonatfritt zeo- 25 litgranulat med Si02 som bindemedel, känneteck- n a t därav, att det innehäller kalcium i en sädan mängd, att molförhällandet Ca0:Al203 är ca 0,4:1 - 1:1.
1. Kalsiumpitoinen, karbonaatteja oleellisesti sisältämätön zeoliittigranulaatti, jossa on sideaineena Si02/ 5 tunnettu siitä, että se sisältää sellaisen määrän kalsiumia, että moolisuhde Ca0:Al203 on noin 0,4:1 - 1:1.
2. Förfarande för framställning av ett som bindemedel Si02 innehällande zeolit A -granulat enligt patent- 30 kravet 1, kännetecknat därav, att granulatet aktiveras i en C02-fri atmosfär vid en temperatur av 350 -: 700 eC.
2. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen, sideaineena Si02 sisältävän zeoliitti A -granulaatin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että granulaatti akti- 10 voidaan C02:a sisältämättömässä atmosfäärissä lämpötilassa 350 - 700 °C.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen, sideaineena Si02 sisältävän zeoliitti A -granulaatin käyttö, tunnet-t u siitä, että sitä käytetään hapen talteenottoon ilmas- 15 ta paineenvaihteluadsorptiomenetelmällä. 20
3. Användning av ett som bindemedel Si02 innehällan-de zeolit A -granulat enligt patentkravet 1, k ä n n e - 35 tecknad därav, att det används för utvinning av syre frän luft medelst tryckväxlingsadsorpionsförfarandet. < · ·
FI882606A 1987-06-04 1988-06-02 Hapen valmistukseen tarkoitettu zeoliitti A -granulaatti FI95665C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873718673 DE3718673A1 (de) 1987-06-04 1987-06-04 Zeolith a-granulat fuer sauerstoffanreicherung
DE3718673 1987-06-04

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI882606A0 FI882606A0 (fi) 1988-06-02
FI882606A FI882606A (fi) 1988-12-05
FI95665B FI95665B (fi) 1995-11-30
FI95665C true FI95665C (fi) 1996-03-11

Family

ID=6329015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI882606A FI95665C (fi) 1987-06-04 1988-06-02 Hapen valmistukseen tarkoitettu zeoliitti A -granulaatti

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4950312A (fi)
EP (1) EP0293717B1 (fi)
JP (1) JPS63315511A (fi)
KR (1) KR960008944B1 (fi)
CN (1) CN1012727B (fi)
AT (1) ATE73359T1 (fi)
AU (1) AU596895B2 (fi)
BR (1) BR8802707A (fi)
DE (2) DE3718673A1 (fi)
ES (1) ES2038240T3 (fi)
FI (1) FI95665C (fi)
MX (1) MX171445B (fi)
PH (1) PH25763A (fi)
ZA (1) ZA883940B (fi)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842930A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-28 Bayer Ag Verfahren zur adsorptiven sauerstoffanreicherung von luft mit mischungen aus ca-zeolith a molekularsieben mittels vakuum-swing-adsorption
US5069794A (en) * 1990-06-05 1991-12-03 Mobil Oil Corp. Separation of mixture components over membrane composed of a pure molecular sieve
DE4106547A1 (de) * 1991-03-01 1992-09-03 Bayer Ag Verfahren zur sauerstoffanreicherung
US5258060A (en) * 1992-09-23 1993-11-02 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorptive separation using diluted adsorptive phase
US5354360A (en) * 1993-01-11 1994-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Magnesium A-zeolite for nitrogen adsorption
JP2525342B2 (ja) * 1993-06-26 1996-08-21 花王株式会社 合成無機ビルダ―及び洗浄剤組成物
US5529610A (en) * 1993-09-07 1996-06-25 Air Products And Chemicals, Inc. Multiple zeolite adsorbent layers in oxygen separation
DE19518407A1 (de) * 1995-05-19 1996-11-21 Bayer Ag Verfahren zur adsorptiven Sauerstoffanreicherung von Luft mit Mischungen aus Molekularsieb-Zeolithen
DE19528188C1 (de) * 1995-08-01 1996-12-05 Bayer Ag Verfahren zur Adsorption von Stickstoff aus Gasgemischen mittels Druckwechseladsorption mit Zeolithen
DE19647290A1 (de) * 1996-11-15 1998-05-28 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung eines mit Lithium-Ionen ausgetauschten, bindemittelfreien Zeolithgranulats und dessen Verwendung zur adsorptiven Lufttrennung
US6143057A (en) * 1999-04-23 2000-11-07 The Boc Group, Inc. Adsorbents and adsorptive separation process
AU2001278643A1 (en) * 2000-08-04 2002-02-18 Ilse A. Massenbauer-Strafe Method and apparatus for improving the air quality within a building or enclosedspace
JP4025228B2 (ja) * 2003-03-28 2007-12-19 カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ 空気のサイズ/形態的選択分離用モレキュラーシーブ吸着剤の調製法
CN1533833B (zh) * 2003-03-31 2011-11-16 科学与工业研究委员会 靠大小/形状选择性分离空气的分子筛吸附剂的制备方法
WO2005051533A1 (en) * 2003-11-24 2005-06-09 Council Of Scientific And Industrial Research Preparation of molecular sieve used for the dehydration of the alcohol
US7407906B2 (en) * 2003-12-02 2008-08-05 Council Of Scientific And Industrial Research Process for the preparation of a molecular sieve adsorbent for the adsorptive dehydration of alcohols
US9656241B2 (en) 2012-10-29 2017-05-23 China Petroleum & Chemical Corporation 5A molecular sieve adsorbent and method for preparation of the same

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA626882A (en) * 1961-09-05 Texaco Development Corporation Process for production of type a zeolite
CA635899A (en) * 1962-02-06 M. Gladrow Elroy Preparation of selective adsorbents
US2882243A (en) * 1953-12-24 1959-04-14 Union Carbide Corp Molecular sieve adsorbents
US3055841A (en) * 1956-06-29 1962-09-25 Exxon Research Engineering Co Process for preparing attrition resistant adsorbents
US2908549A (en) * 1957-10-22 1959-10-13 Texaco Inc Preparation of selective sorbents
DE1161869B (de) * 1960-07-27 1964-01-30 Darex G M B H Verfahren zur Herstellung von gebundenen Adsorptionsmitteln, insbesondere Molekularsieben
NL294141A (fi) * 1962-07-06
US3394989A (en) * 1963-10-29 1968-07-30 Union Carbide Corp Zeolite "a" bodies and their preparation
DE1203238B (de) * 1964-01-04 1965-10-21 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Molekularsiebformlingen
FR1449662A (fr) * 1965-04-27 1966-05-06 Pechiney Saint Gobain Agglomérats de zéolites synthétiques
GB1124524A (en) * 1966-02-07 1968-08-21 Wolfen Filmfab Veb Process for the production of spherical formed bodies from synthetic zeolites
US3769776A (en) * 1972-02-22 1973-11-06 Atomenergi Inst For Method for thermal activation of a surface active material
GB1511892A (en) * 1974-06-06 1978-05-24 Grace W R & Co Preparation of hard shaped zeolite bodies
DE3312876A1 (de) * 1983-04-11 1984-10-11 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Silikatgebundene zeolithgranulate, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung
DE3401485A1 (de) * 1984-01-18 1985-12-05 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung von molekularsiebformkoerpern
DE3413895A1 (de) * 1984-04-13 1985-10-17 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Druckwechselverfahren zur adsorptiven trennung von gasgemischen
DE3424144A1 (de) * 1984-06-30 1986-01-09 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur erhoehung der bruchfestigkeit von granalien

Also Published As

Publication number Publication date
EP0293717A3 (en) 1989-03-15
CN1012727B (zh) 1991-06-05
FI95665B (fi) 1995-11-30
AU596895B2 (en) 1990-05-17
KR960008944B1 (en) 1996-07-10
FI882606A0 (fi) 1988-06-02
JPH0582327B2 (fi) 1993-11-18
EP0293717A2 (de) 1988-12-07
DE3718673A1 (de) 1988-12-15
FI882606A (fi) 1988-12-05
ATE73359T1 (de) 1992-03-15
EP0293717B1 (de) 1992-03-11
US4950312A (en) 1990-08-21
ZA883940B (en) 1989-02-22
ES2038240T3 (es) 1993-07-16
BR8802707A (pt) 1988-12-27
DE3868980D1 (de) 1992-04-16
CN1030197A (zh) 1989-01-11
PH25763A (en) 1991-10-18
AU1665488A (en) 1988-12-08
MX171445B (es) 1993-10-27
JPS63315511A (ja) 1988-12-23
KR890000149A (ko) 1989-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI95665C (fi) Hapen valmistukseen tarkoitettu zeoliitti A -granulaatti
AU768949B2 (en) Zeolite adsorbents, method for obtaining them and their use for removing carbonates from a gas stream
CA2186681C (en) The use of base treated alumina in pressure swing adsorption
KR100196626B1 (ko) 단일상 압력 순환 흡착 시스템 및 공정
US6125655A (en) Process for purifying air by adsorbing CO2 and H2 O impurities on calcined alumina
KR100966064B1 (ko) 합성가스 정제 방법
US5779767A (en) Use of zeolites and alumina in adsorption processes
AU755345B2 (en) Argon/oxygen selective X-zeolite
EP0490632B1 (en) Continuous method for removing oil vapor from feed gases containing oil and water vapor
AU742832B2 (en) Decarbonating gas streams using zeolite adsorbents
KR20030038652A (ko) 칼슘 x-제올라이트를 이용한 수소 기재 기체 혼합물의정제 방법
AU778187B2 (en) Air separation using monolith adsorbent bed
CA2284351A1 (en) Purification of air
GB2230969A (en) Heaterless adsorption system for combined purification and fractionation of air
CA2439146A1 (en) Pressure swing adsorption process
JPH09308810A (ja) 改良された多孔率を有する吸着剤を用いる酸素と窒素との混合物の分離のための方法
US6638340B1 (en) Composite adsorbents for air purification
US12017204B2 (en) Superior core-in-shell component composite adsorbents for VSA/VPSA/PSA systems
JPH08309180A (ja) モレキユラーシーブゼオライトの混合物を用いて空気の酸素を吸着で豊富にする方法
KR20190093212A (ko) Psa 사전정제기에 사용하기 위한 코어-인-쉘 복합 흡착제
EP1417995A1 (en) Process and device for adsorption of nitrous oxide from a feed gas stream
US20040192537A1 (en) Process for the preparation of a molecular sieve adsorbent for the size/shape selective separation of air
GB2205511A (en) Process for the purification of gases
KR102583047B1 (ko) 메탄 선택성 흡착제 및 이를 이용한 메탄의 선택적 분리방법
JPH024445A (ja) SiO↓2結合ゼオライトX―粒状物及びその酸素濃縮化への利用

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: BAYER AKTIENGESELLSCHAFT