JP2002200410A - Method for isolating and recovering inert gas, and device for performing the method - Google Patents

Method for isolating and recovering inert gas, and device for performing the method

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JP2002200410A
JP2002200410A JP2001196730A JP2001196730A JP2002200410A JP 2002200410 A JP2002200410 A JP 2002200410A JP 2001196730 A JP2001196730 A JP 2001196730A JP 2001196730 A JP2001196730 A JP 2001196730A JP 2002200410 A JP2002200410 A JP 2002200410A
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JP
Japan
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gas
inert gas
adsorption
adsorbent
isolating
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JP2001196730A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Tawara
弘 田原
Hiroshi Nochi
博史 能智
Hideki Sakuma
秀喜 佐久間
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TSURU SACHIKO
Raiznext Corp
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SYST ENJI SERVICE KK
TSURU SACHIKO
Shinko Plantech Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for performing the method in which an inert gas is isolated and recovered from the inert gas containing an impure gas and a contaminated gas by applying an adsorption method and the inert gas is reused as a high purity one. SOLUTION: As indicated in Fig. 3, a contaminated nitrogen discharged continuously from a reaction tank 31 in which chemical reaction is performed under the presence of gaseous nitrogen is introduced to an adsorption tower 37A and returned to the reaction tank 31 as a high purity nitrogen and reused in circulation. A purge air is introduced from D-1 to the adsorption tower 37A after switching to desorption and sent to a separation vessel via D-2 and subjected to gas-liquid separation, then a liquefied gaseous contaminated component is taken out from D-4 to the outside of system, and uncondensed gas is discharged from D-3 and disposed as waste gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不純ガス乃至汚染
ガスを含む不活性ガスから、不活性ガスを単離して回収
する方法および該方法を実施するための装置に関し、特
に、化学工場や製薬工場,半導体製造工場等で広く使わ
れている高純度の窒素やフロン,パラフイン類炭化水素
等の不活性ガスの再利用を目的として、上記の製造工程
上から不可避に混入される不純ガス乃至汚染ガス、例え
ばオレフイン類炭化水素,芳香族炭化水素,ジエン類重
合物質等を不活性ガスから効率よく分離し、上記の不活
性ガスを再利用するための方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for isolating and recovering an inert gas from an inert gas containing an impurity gas or a pollutant gas, and an apparatus for performing the method. Impurity gas or contamination unavoidably mixed in the above manufacturing process for the purpose of recycling high-purity inert gas such as nitrogen, chlorofluorocarbons and paraffin hydrocarbons widely used in factories and semiconductor manufacturing factories. The present invention relates to a method and an apparatus for efficiently separating gases, such as olefin hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and diene polymer substances, from inert gas, and reusing the inert gas.

【0002】具体的には、本発明は、不活性ガスの存在
下で反応を進める際に同伴する不純ガス乃至汚染ガス
(揮発性の反応物質や未反応原料物質、或いは、反応生
成物等の不純ガス乃至汚染ガス)、例えば、ベンゼンや
トルエン,メチルエチルケトン,トリクロロエチレン,
オクタジエン,ヘキセン等の揮発性の不純ガス乃至汚染
ガスを含む不活性ガスの精製処理に係り、該不活性ガス
中に同伴される上記不純ガス乃至汚染ガスの成分濃度を
100ppm以下、好ましくは10ppm以下にして、
換言すれば、不活性ガスの純度を望むべくは99%以上
にして、該不活性ガスを再利用するための方法および装
置に関する。
[0002] Specifically, the present invention relates to an impurity gas or a contaminant gas accompanying a reaction in the presence of an inert gas.
(Impurity gas or pollutant gas such as volatile reactant or unreacted raw material or reaction product), for example, benzene, toluene, methyl ethyl ketone, trichloroethylene,
The present invention relates to a purification process of an inert gas containing a volatile impurity gas or a pollutant gas such as octadiene or hexene, and a component concentration of the impurity gas or the pollutant gas accompanying the inert gas is 100 ppm or less, preferably 10 ppm or less. And then
In other words, the present invention relates to a method and an apparatus for reusing the inert gas with the purity of the inert gas being desirably 99% or more.

【0003】[0003]

【従来の技術】現在我が国において用いられている化学
商品は、2万種類にのぼると云われ、その多くが化学工
場や石油化学工場,製薬工場等で作られている。即ち、
基礎化学物質である芳香族系や脂肪族系,複素環状系,
有機ハロゲン系の基礎有機薬品を原料として用い、これ
らを触媒下で反応させて目的とする製品を得ている。こ
の際の反応工程では、窒素や炭酸ガス,一酸化炭素,パ
ラフイン系ガスのような不活性ガスの存在下で反応を進
める場合が多い。そして、この反応終了後では、使用し
た不活性ガスが反応生成物に汚染されて再利用できず、
通常はそのまま廃棄処分にしているのが現状である。ま
た、半導体製造工場等でも、エツチングに使用するエツ
チング剤は、上記と同様に、廃棄処分が困難なガス成分
からなるものが数多い。
2. Description of the Related Art There are said to be 20,000 kinds of chemical products currently used in Japan, and most of them are manufactured in chemical factories, petrochemical factories, pharmaceutical factories and the like. That is,
Basic chemicals such as aromatics, aliphatics, heterocyclics,
Organic halogen-based basic organic chemicals are used as raw materials, and they are reacted under a catalyst to obtain a target product. In the reaction step at this time, the reaction often proceeds in the presence of an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, or paraffin-based gas. And after this reaction, the used inert gas is contaminated with the reaction product and cannot be reused,
Currently, it is currently disposed of as it is. Also, in a semiconductor manufacturing plant or the like, many etching agents used for etching are composed of gas components which are difficult to dispose similarly to the above.

【0004】一方、汚染された不活性ガスをそのまま大
気中に放散すれば、不純ガス乃至汚染ガスとして大気公
害の元凶物質の一つである、ベンゼンやトルエン,塩化
メチレン,メチルエチルケトン,トリクロロエチレン,
フロンなどの有害なガスを同伴しているために、排出濃
度に関する法的規制に違反することになる。このため、
反応終了後の不活性ガスの扱いについて、前述の各工場
においていずれも苦慮しているのが現状である。
On the other hand, if the polluted inert gas is released into the atmosphere as it is, benzene, toluene, methylene chloride, methyl ethyl ketone, trichloroethylene, which are one of the main pollutants of air pollution as impurity gas or pollutant gas.
The entrainment of harmful gases such as chlorofluorocarbons would violate legal regulations on emission levels. For this reason,
At present, each of the above-mentioned factories has difficulty in handling the inert gas after the reaction.

【0005】従来、反応終了後の不活性ガスの処理方法
としては、この不活性ガスを水洗浄乃至は酸やアルカリ
洗浄した後、沸点の高いスポンジオイル(例えば重油)で
洗浄し、不活性ガスをクリーンな状態に戻して再利用す
るか、或いは、活性炭を用いて混在する不純ガスなどを
吸着法で分離し、そして、活性炭の再生法としては、ス
チームを使う汎用の方法で処理していた。また、混在す
る不純ガス乃至汚染ガスとして、ジエン類のように重合
性ガス成分を含むものであれば、活性炭は利用できない
ので、その場合、各地方自治体の条例で定められた排出
規制値に合格するように大気で薄めて、姑息な手段では
あるが、そのまま放散させていた。
Conventionally, as a method of treating an inert gas after completion of the reaction, the inert gas is washed with water or an acid or alkali, and then washed with a high boiling point sponge oil (for example, heavy oil). Was returned to a clean state and reused, or mixed gas such as impurity gas was separated by adsorption method using activated carbon, and as a method for regenerating activated carbon, it was treated by a general method using steam. . Activated carbon cannot be used as a mixed impurity gas or pollutant gas if it contains a polymerizable gas component such as a diene.In this case, the emission regulation value stipulated by the regulations of each local government is passed. It was diluted in the air to disperse it as it was, although it was a palliative measure.

【0006】しかしながら、水洗浄,酸やアルカリ洗浄
或いは重油洗浄,更には活性炭の再生にスチームを使う
場合は、いずれも排水処理設備が不可欠であった。活性
汚泥処理するにしても、BODの値は排水基準に合格す
るが、CODの値が低下しないため大量の曝気が必要と
なる。この場合、排水中に放出されて水に混入した上記
不純ガス乃至汚染ガスは、曝気に同伴されて大気中に再
度放散される。この濃度は、曝気の量にもよるが、通常
100ppm以下と比較的薄く、従来の地方自治体が定
めている“排出濃度規制値250ppm以下(東京都の
場合)”を満足しているため、問題が生じなかった。
However, in the case of using steam for washing with water, washing with acid or alkali, or washing with heavy oil, and also for regenerating activated carbon, wastewater treatment equipment is indispensable. Even when activated sludge treatment is performed, the BOD value passes the drainage standard, but a large amount of aeration is required because the COD value does not decrease. In this case, the impurity gas or the contaminant gas released into the drainage and mixed into the water is re-emitted into the atmosphere together with the aeration. Although this concentration depends on the amount of aeration, it is usually relatively thin, less than 100 ppm, and satisfies the "emission concentration regulation value of 250 ppm or less (in the case of Tokyo)" defined by the conventional local government. Did not occur.

【0007】ところが、平成14年4月(2002年4
月)以降に実施されることが決まっている「特定化学物
質の環境への排出量の把握及び管理の改善に関する法
律」、いわゆる“PRTR法”は、従来から慣行されて
きた排出濃度の規制ではなく、工場全体の排出総量規制
であって、前記したように、曝気の際に大量の空気に薄
めて排出することができなくなる。かかる状況に鑑み、
本発明者等は、不活性ガスに混在する不純ガス乃至汚染
ガスを大気中に放散させないという“公害防止上の観
点”からではなく、目的とする不活性ガスの“分離・回
収・再利用上の観点”から、本発明を完成させたもので
ある。
However, in April 2002 (April 2002)
The “PRTR Law”, which is stipulated to be implemented after March, 2009, is a law on the improvement of management and control of emissions of specific chemical substances into the environment, the so-called “PRTR Law”. In addition, this is a total emission control for the entire factory, and as described above, it becomes impossible to discharge a large amount of air during aeration. In light of this situation,
The inventors of the present invention did not disclose the impurity gas or polluted gas mixed in the inert gas into the atmosphere, not from the viewpoint of preventing pollution, but rather from the viewpoint of separation, recovery, and reuse of the target inert gas. From the point of view of the present invention.

【0008】ところで、再利用を必要とする不活性ガス
の発生源としては、回分式で遂行される化学反応槽また
は連続式で遂行される接触反応槽、或いは、製品の純度
を上げるために窒素ガスで汚染成分を洗浄して除去する
工程や、シールを必要とする化学品貯槽からリークする
不活性ガスの処理等々多岐に亘っている。
The source of the inert gas that needs to be reused is a chemical reaction tank performed in a batch system or a contact reaction tank performed in a continuous system, or nitrogen in order to increase product purity. There are a wide variety of processes, such as a process of cleaning and removing contaminants with a gas, and a treatment of an inert gas leaking from a chemical storage tank requiring a seal.

【0009】前述のような目的で不活性ガスを単離する
方法は、従来から深冷分離,蒸留,吸収等々の手法が用
いられている。また、吸着分離法に関し、この分野で広
く用いられている公知の方法としては、 (1) ガス分離膜法+吸着法 (2) 活性炭やゼオライト,疎水性シリカゲル等を用いる
吸着法 などである。例えば、特公平4-23568号公報,特開平7-2
84623号公報,特開昭57-14687号公報,特開昭57-42319
号公報,特公昭59-50715号公報,特公昭59-50716号公
報,特公平2-46630号公報等々枚挙に遑がない。
As a method for isolating an inert gas for the above-mentioned purpose, techniques such as cryogenic separation, distillation, absorption and the like have been conventionally used. Regarding the adsorption separation method, known methods widely used in this field include (1) gas separation membrane method + adsorption method, and (2) adsorption method using activated carbon, zeolite, hydrophobic silica gel, or the like. For example, Japanese Patent Publication No. Hei 4-23568,
No. 84623, JP-A-57-14687, JP-A-57-42319
Japanese Patent Publication No. JP-B-59-50715, JP-B-59-50716, JP-B-2-46630, etc., have no number.

【0010】そして、かかる吸着法は、慣用の吸着,脱
着の切り換え手段を含み、特に目新しいものではない
が、従来の公知の吸着法では必ずしも単離目的を達成し
ているとは言えず、例えば可燃性の個体吸着剤である活
性炭を用いる場合を例にとれば、混在する“不純ガス乃
至汚染ガス(汚染成分)”がジエン類,オレフイン類等で
あれば、活性炭内に存在する多数の活性点に触発され
て、かかる化合物は容易に重合し、その重合熱によつて
発火,爆発の危険性を伴うという問題が発生する。
[0010] Such an adsorption method includes a conventional means for switching between adsorption and desorption, and is not particularly novel, but it cannot be said that the conventionally known adsorption method has always achieved the purpose of isolation. In the case of using activated carbon, which is a combustible solid adsorbent, for example, if the mixed "impurity gas or pollutant gas (contaminant component)" is a diene, olefin, etc., a large number of active carbons present in the activated carbon Inspired by spots, such compounds readily polymerize, and the heat of polymerization poses the problem of risk of ignition and explosion.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
に鑑み成されたものであって、その目的(課題)とすると
ころは、第一に、吸着法を適用して“不純ガス乃至汚染
ガスを含む不活性ガス”から不活性ガスを単離・回収
し、“高純度不活性ガス”として再利用を図る点にあ
り、第二に、不純ガス乃至汚染ガスを含む不活性ガス中
の“不純ガス乃至汚染ガス”を効率よく分離する「不純
ガス乃至汚染ガスを含む不活性ガスから不活性ガスを単
離して回収する方法、および、該方法を実施するための
装置」を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object (problem) is to first apply an adsorption method to “impurity gas or Inert gas is isolated and recovered from "inert gas containing pollutant gas" and reused as "high-purity inert gas". "A method for isolating and recovering an inert gas from an inert gas containing an impurity gas or a pollutant gas, and an apparatus for performing the method" for efficiently separating the "impurity gas or the pollutant gas". It is in.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る不活性ガス
を単離して回収する方法は、前記第一および第二の目的
(課題)を達成する技術的構成として、「吸着と脱着を交
互に行う“吸着剤層を有する吸着装置”を用い、この吸
着剤層としてプレコートした合成ゼオライト及び/又は
疎水性シリカゲルを使用し、該吸着剤層に“不純ガス乃
至汚染ガスを混在してなる不活性ガス”を通過せしめて
“不純ガス乃至汚染ガス”を吸着させ、実質的に不純ガ
ス乃至汚染ガスを含まない不活性ガスを単離して回収す
る」ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for isolating and recovering an inert gas according to the present invention.
(Technical configuration) As a technical configuration to achieve the above, using "adsorption device having an adsorbent layer that alternately performs adsorption and desorption", using pre-coated synthetic zeolite and / or hydrophobic silica gel as this adsorbent layer, The "impurity gas or pollutant gas mixed with inert gas" is passed through the adsorbent layer to adsorb the "impurity gas or pollutant gas", and the inert gas substantially free from the impurity gas or pollutant gas is removed. Isolate and recover ".

【0013】すなわち、本発明に係る不活性ガスを単離
して回収する方法は、 ・吸着と脱着を交互に行う“吸着剤層を有する吸着装
置”を用い、一方の吸着装置に不純ガス乃至汚染ガスを
混在してなる不活性ガスを通過せしめ、該吸着装置内の
吸着剤層に不純ガス乃至汚染ガスを吸着させ、実質的に
不純ガス乃至汚染ガスを含まない不活性ガスを吸着装置
の出口において回収し、その間に、他方の吸着装置を脱
着に切り換えることから成る不活性ガスの単離方法であ
って、該吸着剤層が前記不純ガス乃至汚染ガスでプレコ
ートして成る合成ゼオライト及び/又は疎水性シリカゲ
ルからなる不燃性の個体吸着剤を充填した層であって、
脱着時に真空ポンプとパージガスを併用し、吸・脱着の
切り換え時間を1〜30分とし、かつ、真空ポンプのパ
ージ排ガスを冷却して不純ガスを液化し、系外に取り出
すこと(請求項1)、を特徴とする。
That is, the method for isolating and recovering an inert gas according to the present invention comprises the following steps: an "adsorber having an adsorbent layer" for alternately adsorbing and desorbing is used, and one of the adsorbing apparatuses is provided with an impurity gas or contamination An inert gas containing a mixture of gases is allowed to pass therethrough, and the adsorbent layer in the adsorption device adsorbs the impurity gas or the contaminant gas. A method for isolating an inert gas comprising switching the other adsorber to desorption during that time, wherein the adsorbent layer is pre-coated with the impure or contaminated gas and / or a synthetic zeolite and / or A layer filled with a nonflammable solid sorbent made of hydrophobic silica gel,
At the time of desorption, a vacuum pump and a purge gas are used in combination, the switching time between suction and desorption is set to 1 to 30 minutes, and the purge exhaust gas of the vacuum pump is cooled to liquefy the impurity gas and take it out of the system. , Is characterized.

【0014】また、本発明に係る不活性ガスを単離して
回収する方法は、 ・前記吸着装置に導入する“不純ガス乃至汚染ガスを混
在してなる不活性ガス”を予め吸収液若しくは洗浄液に
て処理した後、吸着処理すること(請求項2)、 ・前記吸着装置に導入する“不純ガス乃至汚染ガスを混
在してなる不活性ガス”を、加圧した状態で吸着処理す
ること(請求項3)、 ・前記吸着装置に導入するパージガスが、除湿されたド
ライの空気及び/又は窒素であること(請求項4)、 ・前記パージ排ガスを冷却した際の未凝縮ガスを、前記
吸着装置の入口に戻すこと(請求項5)、を特徴とする。
Further, the method for isolating and recovering an inert gas according to the present invention includes the following steps: (a) an inert gas containing an impurity gas or a contaminated gas to be introduced into the adsorption device is previously converted into an absorbing solution or a cleaning solution; After the treatment, an adsorption treatment is performed (Claim 2). An adsorption treatment is performed under a pressurized state of an “inert gas containing an impurity gas or a contaminated gas” introduced into the adsorption device (Claim 2). Item 3) The purge gas introduced into the adsorption device is dehumidified dry air and / or nitrogen (Claim 4). The uncondensed gas when the purge exhaust gas is cooled is removed by the adsorption device. (Claim 5).

【0015】一方、本発明に係る装置は、前記請求項1
〜5に記載の不活性ガスを単離して回収する方法を実施
するための装置であって、 ・吸着装置内の吸着剤層が、吸着特性を異にする、複数
の独立した吸着剤層に分離して、又は、複数の独立した
吸着剤層に分離し、かつ、該複数の独立した吸着剤層を
重ねて、配位された構造を持つこと(請求項6,7)、 ・該複数の独立した吸着剤層間にそれぞれ排気導管が埋
設され、該導管を真空ポンプに連結する構造からなるこ
と(請求項8)、 ・吸着装置内の吸着剤層が、単一の吸着剤層からなり、
該吸着剤層中に複数の排気導管が埋設され、該導管を真
空ポンプに連結する構造からなること(請求項9)、を特
徴とする。
[0015] On the other hand, the device according to the present invention comprises the above-mentioned claim
An apparatus for carrying out a method for isolating and recovering an inert gas according to any one of claims 1 to 5, wherein the adsorbent layer in the adsorption device has a plurality of independent adsorbent layers having different adsorption characteristics. Separated or separated into a plurality of independent adsorbent layers, and the plurality of independent adsorbent layers are superposed and coordinated (claims 6 and 7); Wherein the exhaust pipes are buried between the independent adsorbent layers and connected to a vacuum pump. (Claim 8) The adsorbent layer in the adsorption device comprises a single adsorbent layer ,
A plurality of exhaust conduits are embedded in the adsorbent layer, and the conduits are connected to a vacuum pump (claim 9).

【0016】[0016]

【本発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を含
めて本発明を具体的に詳細に説明する。(なお、以下の
記載において、本発明で対象とする“不純ガス乃至汚染
ガスを混在してなる不活性ガス”を、単に“不純ガス含
有不活性ガス”と言うこともある。)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail including embodiments of the present invention. (In the following description, the “inert gas containing an impurity gas or a contaminant gas” which is a target of the present invention may be simply referred to as an “impurity gas-containing inert gas”.)

【0017】従来の“活性炭を用いる吸着法”では、前
記したとおり、混在する“不純ガス乃至汚染ガス(汚染
成分)”がジエン類,オレフイン類等である場合、活性
炭内に存在する多数の活性点に触発されて、かかる化合
物が容易に重合し、その重合熱によって発火,爆発の危
険性を伴うという問題が発生する。
In the conventional "adsorption method using activated carbon", as described above, when the mixed "impurity gas or pollutant gas (contaminant component)" is a diene, olefin or the like, a large number of activated carbons present in the activated carbon are present. Inspired by the spots, such compounds readily polymerize, and the heat of polymerization poses a risk of ignition and explosion.

【0018】上記問題を解決するために、本発明者等
は、活性炭に代えて不燃性の固体吸着剤、具体的には合
成ゼオライト及び/又は疎水性シリカゲルを用い、更
に、吸着剤中の主としてマクロポアーに存在する活性点
を、予めプレコート手段を用いて閉塞することによっ
て、単離の際に伴う上記の危険性を回避できることを見
い出した。その結果として、吸・脱着は、吸着剤のマク
ロポアーとメソポアーの細孔内の物質移動のみに頼るこ
とになるため、当然のことながら、吸着能力が低下し、
必然的に吸・脱着の切り換え時間が短くなる。しかしな
がら、この時間は、例えば不活性ガスを封入して反応槽
内で化学反応を遂行する場合、反応に要する時間は予め
決められており、上記切り換え時間もそれに追随する。
このため、余裕をもたせて、この時間を長くすれば、莫
大な吸着剤量を必要とするために、本発明者等は、経済
的配慮からこの時間を1〜30分に限定した。
In order to solve the above problem, the present inventors have used a non-combustible solid adsorbent, specifically a synthetic zeolite and / or hydrophobic silica gel, instead of activated carbon, It has been found that by closing the active sites present in the macropores using a pre-coating means in advance, the above-mentioned risk associated with isolation can be avoided. As a result, adsorption and desorption rely only on mass transfer within the pores of the macropores and mesopores of the adsorbent.
Inevitably, the switching time between suction and desorption is shortened. However, for this time, for example, when a chemical reaction is carried out in a reaction vessel by filling an inert gas, the time required for the reaction is predetermined and the switching time follows.
For this reason, if this time is extended with a margin, an enormous amount of adsorbent is required. Therefore, the present inventors have limited this time to 1 to 30 minutes from economic considerations.

【0019】また、吸・脱着の切り換え操作において、
吸着時に、吸着装置に導入する不純ガス含有不活性ガス
を加圧した状態に保つことは極めて好ましいことであ
り、脱着時に、パージガス及び/又は吸着塔(脱着塔)を
加温することもまた好ましいことである。更に、パージ
ガスとして、空気及び/又は窒素を用いることが好まし
く、そして、脱着時のパージガス(空気及び/又は窒素)
を脱湿するすることが好ましい。パージガスを脱湿する
利点は、再生に使用する真空ポンプの負荷を軽減させる
事と、脱着時に吸着剤層内に侵入する水分の毛管凝縮を
防止する事の2点である。また、パージ排ガスを冷却し
た際の未凝縮ガスを、吸着装置の入口に戻すことも本発
明の好ましい実施の形態であり、また、吸着装置に導入
する不純ガス含有不活性ガスを、予め吸収液若しくは洗
浄液にて処理した後、或いは、加圧した後、吸着処理す
ることも本発明の好ましい実施の形態である。
In the operation for switching between suction and desorption,
At the time of adsorption, it is extremely preferable that the impurity gas-containing inert gas introduced into the adsorption device is kept in a pressurized state, and at the time of desorption, it is also preferable to heat the purge gas and / or the adsorption tower (desorption tower). That is. Further, it is preferable to use air and / or nitrogen as a purge gas, and purge gas (air and / or nitrogen) at the time of desorption.
Is preferably dehumidified. The advantage of dehumidifying the purge gas is that the load on the vacuum pump used for regeneration is reduced, and the capillary condensation of water that enters the adsorbent layer during desorption is prevented. Further, it is also a preferred embodiment of the present invention to return the uncondensed gas when the purged exhaust gas is cooled to the inlet of the adsorption device. Alternatively, adsorption treatment after treatment with a cleaning liquid or after pressurization is also a preferred embodiment of the present invention.

【0020】また、脱着時においては、真空ポンプに併
用してパージガスを用いることも公知ではあるが、本発
明者等は、前記の吸着装置内の吸着剤層を、(a)吸着特
性を異にする、複数の独立した吸着剤層に分離して配位
させた構造、乃至は、(b)吸着特性を異にする複数の独
立した吸着剤層に分離し、かつ、該複数の独立した吸着
剤層を重ねて配位させた構造をもたせる、及び/又は、
前記吸着装置内の吸着剤層中に複数の排気口を設け、こ
の排気口を真空ポンプに繋げることによって、従来の方
法では見い出せなかった顕著な脱着効果を得ることに成
功した。
It is also known to use a purge gas in combination with a vacuum pump at the time of desorption. However, the present inventors have found that the adsorbent layer in the adsorption device described above has a different (a) adsorption characteristic. To a structure that is coordinated separately to a plurality of independent adsorbent layers, or (b) separated into a plurality of independent adsorbent layers having different adsorption characteristics, and the plurality of independent adsorbent layers Having a structure in which the adsorbent layers are superposed and coordinated, and / or
By providing a plurality of exhaust ports in the adsorbent layer in the adsorption device and connecting the exhaust ports to a vacuum pump, a remarkable desorption effect not found by the conventional method was successfully obtained.

【0021】ところで、吸着剤として用いられる活性炭
や合成ゼオライト,シリカゲル等の個体吸着剤は、元
来、断熱材としても重用されているものである。従っ
て、これらの吸着剤は、充填して用いる場合、その粒径
や温度の如何にもよるが、約4インチ〜5インチ(約1
0cm〜15cm)の厚みでは、熱をその外層まで移動
させることが困難である。換言すれば、10cm〜15
cmの厚みのなかでは、熱は伝わるということである。
By the way, solid adsorbents such as activated carbon, synthetic zeolite, and silica gel used as adsorbents are originally also used as heat insulators. Therefore, when these adsorbents are used in a packed state, they may be about 4 inches to 5 inches (about 1 inch) depending on the particle size and temperature.
With a thickness of 0 cm to 15 cm), it is difficult to transfer heat to its outer layer. In other words, 10cm ~ 15
Within a thickness of cm, heat is transmitted.

【0022】そこで、脱着時に、例えば100℃前後の
ホツトエアーをパージガスとして用いようとしても、従
来のような50cm以上の高さをもつ単一層で形成され
た吸着剤層であれば、ホツトエアーから供給された熱
は、吸着剤層を囲う金属製の外套を伝って大気に放散さ
れ、脱着の促進には殆ど寄与しない。また、吸着剤層に
吸着された不純ガス又は汚染ガスの脱着速度も、該層の
厚みに比例して遅くなり、引いては、真空ポンプの容量
を増大させる結果になりかねない。即ち、本発明者ら
は、先に吸着塔を3塔用いて1塔で減圧を行い、他の塔
を吸着とパージに分ける方法を提案したが、真空ポンプ
を長く稼働させることは、パージ排ガスの濃度を濃くす
る点では顕著な効果が得られるが、経済的には必ずしも
得策とは言い難い。吸・脱着の見地からは、減圧ステッ
プは、いわば無駄な時間と言うことができる。
Therefore, for example, even if hot air at about 100 ° C. is used as a purge gas at the time of desorption, if the adsorbent layer is formed as a single layer having a height of 50 cm or more, it is supplied from the hot air. The heat is dissipated to the atmosphere through a metal jacket surrounding the adsorbent layer, and hardly contributes to promoting desorption. In addition, the rate of desorption of the impurity gas or contaminant gas adsorbed on the adsorbent layer is reduced in proportion to the thickness of the layer, which may result in an increase in the capacity of the vacuum pump. That is, the present inventors have previously proposed a method in which three adsorption towers are used to reduce the pressure in one tower, and the other tower is divided into adsorption and purging. Although a remarkable effect can be obtained in increasing the concentration of, this is not always economically advantageous. From the viewpoint of absorption and desorption, the decompression step can be said to be useless time.

【0023】ところで、本発明者等のこれまでの実装置
での運転経験では、吸着剤層の個々の吸着剤の細孔内の
拡散速度は、真空ポンプの排気速度に比べて極めて小さ
いことが分かった。また、この拡散速度の割合は、吸着
モデルの理論計算結果からも容易に推定できる。従っ
て、よく脱着させるためには、真空ポンプよりもパージ
エアーの量とパージに要する時間を充分にとった方が効
果的である。これによって、脱着効果が向上し、引いて
は吸着塔の出口から回収する不活性ガスの純度が向上す
る。
By the way, according to the present inventors' operating experience with actual equipment, the diffusion speed of the individual adsorbent in the adsorbent layer in the pores is extremely smaller than the exhaust speed of the vacuum pump. Do you get it. The diffusion rate can be easily estimated from the theoretical calculation result of the adsorption model. Therefore, it is more effective to take the amount of purge air and the time required for purging sufficiently than to use a vacuum pump in order to perform the desorption well. As a result, the desorption effect is improved, and the purity of the inert gas recovered from the outlet of the adsorption tower is improved.

【0024】しかしながら、パージを充分に行えば、吸
着塔から回収される“目的とする不活性ガスの純度”、
即ち、精製度が上がる代わりに、パージ排ガス中の不純
ガス乃至汚染ガス濃度は低くなる。本発明は、不活性ガ
スを再利用可能なように、該ガスの純度向上が目的であ
るので、不純ガスを希薄に含むパージ排ガスは、そのま
ま大気中の放散して捨ててももよいが、国の法的規制に
抵触する。このため、取り扱いが便なように、パージ排
ガス中の不純ガスを濃くし、これを液化して取り出すこ
とが望ましいが、このためには、パージエアーだけに頼
らずに、個々の吸着剤の細孔内の拡散速を早める手段が
求められることになる。この吸・脱着操作に関して多数
の公知の方法が提案されているが、個々の吸着剤の細孔
内の拡散速度を向上させるための新規性のある手段は、
これまでに見当たらない。
However, if the purging is performed sufficiently, the "purity of the target inert gas" recovered from the adsorption tower,
That is, instead of increasing the degree of purification, the concentration of the impurity gas or the contaminant gas in the purge exhaust gas decreases. Since the present invention aims to improve the purity of the inert gas so that the inert gas can be reused, the purge exhaust gas containing the impure gas dilutely may be directly emitted into the atmosphere and discarded. Conflicts with national legal regulations. For this reason, it is desirable to enrich the impurity gas in the purge exhaust gas and to liquefy and remove the impurity gas for easy handling. For this purpose, instead of relying solely on the purge air, the individual adsorbents are finely divided. Means for increasing the diffusion speed in the pores will be required. A number of known methods have been proposed for this adsorption / desorption operation, but novel means for improving the diffusion rate of the individual adsorbents in the pores include:
Not found so far.

【0025】従来は、大量のパージエアーを用いるか、
大量のスチームを用いて、加熱脱着するのが常套手段で
あつた。そこで、前述したとおり、この相反する目的を
同時に満足させるために、本発明者等は、吸着塔内の吸
着剤層を複数の吸着剤層、望ましく20cm以内の厚み
を有する独立した吸着剤層に分離して配位された構造を
もつ吸着塔を用い、それぞれの吸着剤層に独立して外部
からホツトエアーが供給できる導管を設け、かつ、それ
ぞれの吸着剤層からの脱着ガスを、それぞれに真空ポン
プの吸引孔に導く導管で連結する構成とした。
Conventionally, a large amount of purge air is used,
Heat desorption using a large amount of steam has been a common practice. Therefore, as described above, in order to simultaneously satisfy the conflicting objectives, the present inventors have made the adsorbent layer in the adsorption tower into a plurality of adsorbent layers, preferably an independent adsorbent layer having a thickness within 20 cm. Using adsorption towers with separate and coordinated structures, providing conduits that can supply hot air from outside independently to each adsorbent layer, and desorbing gas from each adsorbent layer into vacuum The connection was made by a conduit leading to the suction hole of the pump.

【0026】上記のように構成することによって、従来
の技術ではなし得なかつた顕著な脱着効果を得ることに
成功した。即ち、従来技術では、脱着に“高価で高性能
の真空ポンプに依存し、パージガスを単に補助的に利用
する”というものであるのに対して、本発明では、“高
価で高性能の真空ポンプに必ずしも依存せず、パージガ
スを主体として使用する”というものである。
With the above configuration, a remarkable desorption effect, which cannot be achieved by the prior art, has been successfully obtained. That is, in the prior art, the desorption is based on "the expensive and high-performance vacuum pump is used and the purge gas is simply supplementarily used", whereas in the present invention, the "expensive and high-performance vacuum pump is used" And the purge gas is mainly used. "

【0027】なお、前述の複数の吸着剤層がそれぞれ取
り出し可能なカートリツジ型であっても、本発明の目的
から逸脱するものではない。また、前述のように独立し
た吸着剤層に分離せずに、単一の吸着剤層の上部から下
部の各位置に、真空ポンプに連動する多数の導管を設
け、この導管を経て吸着された不純ガスを吸引する構造
も本発明の別の態様である。
It should be noted that even if the above-mentioned plurality of adsorbent layers are of a cartridge type that can be taken out from each, it does not depart from the object of the present invention. In addition, as described above, without separating into separate adsorbent layers, a plurality of conduits interlocked with a vacuum pump were provided at respective positions from the upper part to the lower part of the single adsorbent layer, and the adsorption was performed via this conduit. A structure for sucking impure gas is another aspect of the present invention.

【0028】更には、前述したように、個々の吸着剤粒
子を小さくすればするほど、単位容量あたりの吸着剤表
面積が増えることによって、粒径の自乗に反比例して細
孔内の拡散速度が上昇することは、理論的にも容易に類
推できるが、一方、吸着剤層の圧力損失が吸着剤径の自
乗に反比例して増すというマイナス面もあるので、本発
明の実施の態様のなかで工夫が必要になろう。即ち、目
的とする不活性ガスを“再利用可能な純度”まで向上さ
せるためには、脱着された不純ガス乃至汚染ガスを予め
決められた時間内に完全に脱着塔から分離して次のステ
ップの吸着操作に備える手だてが一義的であって、脱着
ガスの処理は二義的に考えざるを得ない。
Further, as described above, the smaller the individual adsorbent particles, the larger the adsorbent surface area per unit volume, and the diffusion rate in the pores is inversely proportional to the square of the particle size. The rise can be easily analogized in theory, but on the other hand, there is a downside that the pressure loss of the adsorbent layer increases in inverse proportion to the square of the adsorbent diameter. Some ingenuity will be needed. That is, in order to improve the target inert gas to “reusable purity”, the desorbed impurity gas or contaminated gas is completely separated from the desorption tower within a predetermined time and the next step is performed. The method of preparing for the adsorption operation is unique, and the treatment of the desorbed gas must be considered secondarily.

【0029】従って、上述の何れの手段も、パージ排ガ
ス中の不純ガス又は汚染ガスは、回収せず、そのまま燃
焼処理することも勿論可能であるが、前述のように、望
ましくは、取り扱い上、液体にして搬出可能な状態で取
り出すことが望ましい。そのために、露点に近い温度ま
で冷却し、未凝縮のパージ排ガスを吸着塔の入口に戻し
て再循環させる方法、或いは、露点を上げるべくパージ
排ガスを加圧することも、その手段単独では屡々用いら
れる公知の方法ではあるが、本発明の意図する方法と組
み合わせることで一層の効果が発揮できる。特に、0.
5〜1.5mm程度の微粒の吸着剤を併用することは最
も望ましい実施形態である。
Therefore, any of the above-mentioned means can be used for the combustion treatment as it is, without recovering the impurity gas or the polluted gas in the purge exhaust gas. It is desirable to take out the liquid in a state where it can be carried out. For that purpose, a method of cooling to a temperature close to the dew point and returning the uncondensed purge exhaust gas to the inlet of the adsorption tower and recirculating it, or pressurizing the purge exhaust gas to increase the dew point, is often used alone. Although it is a known method, a further effect can be exhibited by combining it with the method intended by the present invention. In particular, 0.
It is the most desirable embodiment to use a fine adsorbent of about 5 to 1.5 mm in combination.

【0030】以下、本発明の実施の形態について説明す
ると、本発明で使用する吸着剤としては、不燃性の個体
吸着剤であって、合成ゼオライト及び/又は疎水性シリ
カゲルであり、何れの場合も、プレコートされた状態
で、かつ、各吸着剤を多層にして使用する。プレコート
剤としては、被処理ガスである“不純ガス乃至汚染ガス
を混在してなる不活性ガス”中の不純ガス乃至汚染ガス
と同種の成分ガスを使用するのが好ましい。
The embodiment of the present invention will be described below. The adsorbent used in the present invention is a noncombustible solid adsorbent, and is a synthetic zeolite and / or hydrophobic silica gel. In a pre-coated state, each adsorbent is used in multiple layers. As the pre-coating agent, it is preferable to use the same kind of component gas as the impurity gas or the contaminant gas in the "inert gas containing the impure gas or the contaminant gas" which is the gas to be treated.

【0031】本発明で使用する上記“不燃性の個体吸着
剤”の好ましい実施の形態としては、特に「窒素(N2)
単離」を目的とする場合には、除去すべき炭化水素が、
メタンやエチレン,プロピレン等の低沸点の場合と、ペ
ンタンやヘキセン,ベンゼン等の高沸点の場合とでは、
多層に積む吸着剤を使い分ける必要がある。具体的な一
例としては、低沸点の炭化水素の除去には、A型の疎水
性シリカゲルを用い、高沸点の炭化水素の除去には、B
型の疎水性シリカゲルを用いる。そして、最上段に、シ
リカ比の高いY型合成ゼオライト若しくはアルミナ比の
高い合成ゼオライト(東ソ社の商品名:ゼオラム)を配位
する。その理由は、A型の疎水性シリカゲルのポアー径
は30Åであり、また、B型の疎水性シリカゲルのポア
ー径は60Åであって、実験結果の示すところでは、メ
タンやエチレンのような相対圧が低い場合では、A型疎
水性シリカゲル(30Å)の方が吸着量が大きいという事
実に基づくものである。また、最上段に、アルミナ比の
高い合成ゼオライト(ゼオラム)を配位することが好適な
理由は、ゼオラムは、親水性ではあるが、水が存在しな
ければ、メタン,エチレンを選択的に吸着する性質があ
るためである。なお、パージガスを脱湿するのは、水分
を嫌うという性質を勘案したものである。
As a preferred embodiment of the above-mentioned "noncombustible solid adsorbent" used in the present invention, in particular, "nitrogen (N 2 )
For the purpose of "isolation", the hydrocarbon to be removed is
In the case of low boiling points such as methane, ethylene and propylene, and in the case of high boiling points such as pentane, hexene and benzene,
It is necessary to use different adsorbents stacked in multiple layers. As a specific example, A type hydrophobic silica gel is used for removing low boiling hydrocarbons, and B type is used for removing high boiling hydrocarbons.
A type of hydrophobic silica gel is used. Then, at the top, a Y-type synthetic zeolite having a high silica ratio or a synthetic zeolite having a high alumina ratio (trade name of Toso Co., Ltd .: zeolam) is coordinated. The reason is that the pore diameter of A-type hydrophobic silica gel is 30 °, and the pore diameter of B-type hydrophobic silica gel is 60 °. In the case where is low, it is based on the fact that A-type hydrophobic silica gel (30 °) has a larger adsorption amount. The reason that it is preferable to coordinate a synthetic zeolite (zeolam) with a high alumina ratio at the top is that zeolam is hydrophilic, but selectively adsorbs methane and ethylene if water is not present. This is due to the nature of The reason why the purge gas is dehumidified is to take into consideration the property that it dislikes moisture.

【0032】本発明において、吸・脱着操作は、従来か
ら汎用されている大気中のガス状炭化水素を法的規制値
以下にして排出するためのものではなく、単一成分を高
純度で得る目的で用いられる蒸留操作や吸収操作等に準
ずる単位操作である。しかしながら、基本的には、それ
ぞれの手法を個別に取り上げれば、公知の技術に属する
が、ここでは、該方法を実施するための装置の具体的な
例を図1(本発明に係る装置の1例を示す吸着塔)、お
よび、図2(本発明に係る装置の他の例を示す吸着塔)
に示し、この図1,図2を参考にしながら、本発明を詳
細に説明する。
In the present invention, the adsorption / desorption operation is not for exhausting gaseous hydrocarbons in the air, which are conventionally widely used, to a level below the legally regulated value, but obtains a single component with high purity. This is a unit operation similar to the distillation operation or absorption operation used for the purpose. However, basically, if each technique is individually taken up, it belongs to a known technique. Here, a specific example of an apparatus for performing the method is shown in FIG. 1 (1 of the apparatus according to the present invention). FIG. 2 (adsorption tower showing another example of the apparatus according to the present invention)
The present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0033】本発明に係る装置の1例を示す吸着塔10
は、図1に示すように、吸着剤層が独立して11a,11
b,11cの3段に分割されて配位され、各吸着剤層11
a,11b,11cの下部空間部にそれぞれ排気導管12a,
12b,12cを配設し、該排気導管12a,12b,12cを真
空ポンプ13に連結した構造からなる。なお、図1中、14
a,14b,14cは、パージエアー用導管である。また、
A-1は「不純ガスを含む不活性ガスのライン」,A-2は
「単離された不活性ガスのライン」,B-1は「パージガ
スのライン」,B-2は「パージ排ガスのライン」を示
す。
An adsorption tower 10 showing one example of the apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the adsorbent layers 11a and 11
b and 11c are divided and coordinated, and each adsorbent layer 11
The exhaust conduits 12a,
12b and 12c are provided, and the exhaust pipes 12a, 12b and 12c are connected to a vacuum pump 13. In FIG. 1, 14
Reference numerals a, 14b, and 14c denote purge air conduits. Also,
A-1 is a line of an inert gas containing an impurity gas, A-2 is a line of an isolated inert gas, B-1 is a line of a purge gas, and B-2 is a line of a purge exhaust gas. Line ".

【0034】本発明に係る装置の他の例を示す吸着塔20
は、図2の(A)に示すように、吸着剤層21が単一の吸着
剤層からなり、この吸着剤層21に排気導管22a,22b,
22cを埋設し、真空ポンプ23に連結した構造からなる。
また、図2(A)中の“C”の部分は、図2(B)に示すよ
うに、孔25を有するリング24からなる。なお、図2(A)
中のA-1,A-2,B-1,B-2は、前記図1と同じである
ので、その説明を省略する。
An adsorption tower 20 showing another example of the apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 2A, the adsorbent layer 21 is composed of a single adsorbent layer, and the exhaust pipes 22a, 22b,
22c is embedded and connected to the vacuum pump 23.
2 (A) comprises a ring 24 having a hole 25 as shown in FIG. 2 (B). FIG. 2 (A)
A-1, A-2, B-1, and B-2 in FIG. 1 are the same as those in FIG.

【0035】以下、図1に基づいて本発明を詳細に説明
すると、再利用を目的とする不活性ガス、例えば化学工
場内の有機合成工場で反応槽内に封入された窒素ガスが
不純物に汚染され、この窒素ガスを再生するために、該
反応槽と連結した図1のA-1(不純ガスを含む不活性ガ
スのライン)から、該ガスが吸着塔10に導入される。な
お、吸着塔10以外に、図1には示さなかったが、別に脱
着塔が設けられており、それぞれが約5分間の周期で交
互に切り換えられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1. An inert gas intended for reuse, for example, nitrogen gas sealed in a reaction tank in an organic synthesis plant in a chemical plant is contaminated with impurities. Then, in order to regenerate the nitrogen gas, the gas is introduced into the adsorption tower 10 from A-1 (inert gas line including the impure gas) of FIG. 1 connected to the reaction tank. Although not shown in FIG. 1, a desorption tower is provided separately from the adsorption tower 10, and each of them is alternately switched at a cycle of about 5 minutes.

【0036】吸着塔10の内部は、吸着剤層が独立して11
a,11b,11cの3段に分割されて配位されている。各
段の高さに特に制限はないが、望ましくはいずれも10
〜15cmの範囲が好ましい。その理由は、前述したと
おり、この各段の高さ範囲は“熱を吸着剤の外層まで移
動させる可能範囲の長さ”であるからである。また、各
吸着剤層11a,11b,11cを仕切る空間距離について
も、特に制限はないが、できるだけ広くとることが望ま
しい。その理由は、吸着剤層を通過するガスの流れが一
方に偏らないように充分に拡散させるためである。
In the interior of the adsorption tower 10, adsorbent layers are independently formed.
a, 11b and 11c are arranged in three stages. There is no particular limitation on the height of each step, but it is preferable that
A range of 1515 cm is preferred. The reason for this is that, as described above, the height range of each step is "the length of the range in which heat can be transferred to the outer layer of the adsorbent". The spatial distance separating the adsorbent layers 11a, 11b, 11c is not particularly limited, but is preferably as wide as possible. The reason is that the gas flow passing through the adsorbent layer is sufficiently diffused so as not to be biased to one side.

【0037】上記空間部分に、窒素ガス中に含まれた汚
染ガスを脱着するための真空ポンプ13に直接連結された
排気導管12a,12b,12cが配設されている。なお、こ
の排気導管12a,12b,12cは、複数あった方が望まし
い。この排気導管12a,12b,12cは、真空ポンプ13が
稼働するときは、自動弁(図示せず)が開き、吸着時には
閉じる。同じくパージエアーも、パージエアー用導管14
a,14b,14cから、個別に吸着剤層11a,11b,11c
の上部から下に向かつて吸着塔10に導入される。パージ
エアーとしては、加温されたエアーがより望ましい。
In the space, exhaust pipes 12a, 12b, and 12c directly connected to a vacuum pump 13 for desorbing contaminant gas contained in nitrogen gas are provided. It is desirable that a plurality of the exhaust conduits 12a, 12b, 12c be provided. When the vacuum pump 13 operates, the automatic valves (not shown) of the exhaust conduits 12a, 12b, and 12c are opened, and are closed during adsorption. Similarly, purge air is also supplied to the purge air conduit 14.
The adsorbent layers 11a, 11b, and 11c are individually obtained from a, 14b, and 14c.
Is introduced into the adsorption tower 10 downward from above. As the purge air, heated air is more desirable.

【0038】A-1(不純ガスを含む不活性ガスのライン)
から導入された窒素ガスは、吸着塔10内でシクロヘキセ
ンやベンゼン等の不純ガスが吸着剤に吸着されて窒素ガ
ス中から除かれ、クリーンになった窒素ガスは、吸着塔
10の出口から、大気に晒されることなく、そのまま、A
-2(単離された不活性ガスのライン)を介して、前記反応
槽(図示せず)内に戻され、再生循環を繰り返す。
A-1 (inert gas line including impure gas)
The nitrogen gas introduced from the column is removed from the nitrogen gas by the impurity gas such as cyclohexene and benzene being adsorbed by the adsorbent in the adsorption tower 10, and the clean nitrogen gas is
From exit 10 without exposure to air,
-2 (isolated inert gas line) and returned into the reaction vessel (not shown), and the regeneration cycle is repeated.

【0039】一方、脱着に切り換えられた後の吸着塔10
は、下部と上部の自動弁(図示せず)が閉められ、密閉さ
れた状態から脱着操作が開始される。即ち、最初の数分
間は、真空ポンプ13の吸入口の自動弁(図示せず)を開け
て、パージエアーを用いることなく、真空ポンプ13のみ
の運転を開始する。数分後に、真空ポンプ13の真空度が
所定の圧力に下がってから、B-1(パージガスのライン)
の自動弁(図示せず)を開けて、補助的にパージエアーを
吸着塔10に導入する。
On the other hand, the adsorption tower 10 after being switched to desorption
The lower and upper automatic valves (not shown) are closed, and the desorption operation is started from a closed state. That is, for the first few minutes, the automatic valve (not shown) of the suction port of the vacuum pump 13 is opened, and the operation of only the vacuum pump 13 is started without using purge air. A few minutes later, after the degree of vacuum of the vacuum pump 13 has decreased to a predetermined pressure, B-1 (purge gas line)
The automatic air valve (not shown) is opened, and purge air is introduced into the adsorption tower 10 in an auxiliary manner.

【0040】切り換えは、時間制御方式を採用し、脱着
が終了する1〜2分間前で真空ポンプ13及びパージエア
ーを止めて、その後、脱着塔10を大気圧に戻すための均
圧操作を約1分行い、次なる吸着操作に備える。
The switching is performed by using a time control method. The vacuum pump 13 and the purge air are stopped one to two minutes before the desorption is completed, and then the pressure equalizing operation for returning the desorption tower 10 to the atmospheric pressure is performed. Perform for 1 minute to prepare for the next adsorption operation.

【0041】次に、図2(A),(B)に基づいて本発明を
詳細に説明すると、この図は、既設の吸着塔を本発明で
意図する方法に適用する場合の例である。即ち、既設の
吸着塔20(単一の吸着剤層21を具備する吸着塔20)に、図
2(B)で示した多数の孔25を有するリング24を埋め込
み、このリング24を、排気導管22a,22b,22cを介し
て、それぞれ真空ポンプ23に連結した吸着塔20を使用す
る実施形態を示したものである。
Next, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A and 2B. This figure shows an example in which an existing adsorption tower is applied to the method intended in the present invention. That is, a ring 24 having a large number of holes 25 shown in FIG. 2B is embedded in an existing adsorption tower 20 (an adsorption tower 20 having a single adsorbent layer 21), and this ring 24 is connected to an exhaust pipe. This embodiment shows an embodiment in which the adsorption tower 20 is connected to a vacuum pump 23 via 22a, 22b, and 22c, respectively.

【0042】以上に詳述したように、本発明は、不活性
ガスを再利用するための手段として吸・脱着操作を用い
るもので、特に不純ガスを回収することを目的とするも
のではない。従って、窒素ガスの精製度を上げるべくパ
ージエアーを大量に用いれば、真空ポンプに負荷がかか
って該ポンプが大容量になるので、パージエアーに頼る
のではなく、個々の吸着剤内の細孔内の拡散速度を早め
ることによって、出来るだけ小さい容量の真空ポンプで
所望の目的を達成させるための経済効果を含めた新規な
不活性ガスの単離方法、および、該方法を実施するため
の装置を提供するものである。
As described in detail above, the present invention uses an adsorption / desorption operation as a means for reusing an inert gas, and is not intended to recover an impure gas. Therefore, if a large amount of purge air is used to increase the purity of nitrogen gas, a load is applied to the vacuum pump and the pump becomes large in capacity. Novel inert gas isolation method, including economical effect of achieving a desired purpose with a vacuum pump having as small a capacity as possible by increasing the diffusion rate in the gas, and an apparatus for performing the method Is provided.

【0043】[0043]

【実施例】次に、本発明の実施例を挙げ、本発明を具体
的に説明するが、本発明は、以下の実施例1〜3にのみ
限定されるものではない。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples of the present invention. However, the present invention is not limited only to Examples 1 to 3 below.

【0044】<実施例1>図3は、本発明の一実施例で
ある「窒素ガス回収システムの概略フローシート図」で
あって、このフローシートは、本発明に基づく大型の商
業プラントの運転に係るものである。本実施例1で目的
とするところは、窒素ガス(不活性ガス)の存在下に化学
反応を行う反応槽から連続的に排出される“汚染窒素”
を系外に取り出して再度、循環使用するためのものであ
る。
<Embodiment 1> FIG. 3 is a schematic flow sheet diagram of a nitrogen gas recovery system according to an embodiment of the present invention. This flow sheet is used for operating a large commercial plant based on the present invention. It is related to. The purpose of the first embodiment is to “contaminated nitrogen” continuously discharged from a reaction tank that performs a chemical reaction in the presence of nitrogen gas (inert gas).
Is taken out of the system and reused again.

【0045】即ち、図3は、ベンゼンとブタジエン,ス
チレンを原料とし、高圧下で反応させて目的とする反応
生成物を得るための製造プロセスに適用したものであっ
て、反応槽31から、“C-1(不純ガス含有窒素ガスライ
ン)”を介して、排出される汚染窒素は、製造時の温度
が高温であるために、予めクーラー32で冷却した後、循
環圧縮機33で3.5kg/cm2(ゲージ圧)に圧縮す
る。汚染窒素の純度は約97%であり、その中に含まれ
る不純物(未反応原料成分を含む)は、ベンゼン,ブタジ
エン,シクロヘキサン,トルエン,4−ビニルシクロヘ
キサン,シクロオクタジエンなどである。
FIG. 3 shows a process in which benzene, butadiene, and styrene are used as raw materials and are reacted under high pressure to obtain a desired reaction product. C-1 (impurity gas-containing nitrogen gas line) ", the contaminated nitrogen discharged at a high temperature during the production was cooled by a cooler 32 in advance, and then 3.5 kg by a circulating compressor 33. / Cm 2 (gauge pressure). The purity of the contaminated nitrogen is about 97%, and the impurities (including unreacted raw material components) contained therein are benzene, butadiene, cyclohexane, toluene, 4-vinylcyclohexane, cyclooctadiene and the like.

【0046】前記循環圧縮機33で圧縮された汚染窒素
は、水分離器34を経由して、クーラー35で冷やされ、含
有している飽和水分の大部分を凝縮して除去する。水分
を除去した高圧下の汚染窒素は、フィルター(濾布)36を
通すことによって含まれているダストやミストを濾過
し、次いで、吸着塔37A(37B)に導く。
The contaminated nitrogen compressed by the circulating compressor 33 passes through a water separator 34 and is cooled by a cooler 35 to condense and remove most of the contained saturated water. The contaminated nitrogen from which water has been removed under high pressure filters the contained dust and mist by passing through a filter (filter cloth) 36, and then leads to the adsorption tower 37A (37B).

【0047】この吸着塔37A(37B)は、前記した図1に
示す“吸着剤層が独立して3段に分割されて配位され、
各吸着剤層の下部空間部にそれぞれ排気導管を配設し、
該排気導管を真空ポンプに連結した構造からなる吸着
塔”を使用した。なお、各吸着剤層の厚みを15cmと
した。また、この吸着剤層中に充填した吸着剤として
は、富士シリシア化学社製の“Q−6(商品名:疎水性
シリカゲル)を粉砕して1.0mm程度に調製し、汚染
窒素中の汚染成分(ベンゼン)でプレコートしたものを使
用した。
In the adsorption tower 37A (37B), the adsorbent layer shown in FIG.
Exhaust conduits are respectively arranged in the lower space of each adsorbent layer,
An adsorber having a structure in which the exhaust pipe was connected to a vacuum pump was used. The thickness of each adsorbent layer was set to 15 cm. The adsorbent filled in the adsorbent layers was Fuji Silysia Chemical. "Q-6" (trade name: hydrophobic silica gel) manufactured by the Company was prepared by grinding to about 1.0 mm, and a product precoated with a contaminant component (benzene) in contaminated nitrogen was used.

【0048】本実施例1において、吸着塔は、交互に切
り換えて運転する塔が二基あって(図3の37A,37B参
照)、電磁バルブ(表示せず)により、吸着と脱着を交互
に切り換える。切り換え時間は10分とし、吸着塔37A
の吸着が完了した時点で、この吸着塔37Aの入口ガス配
管の電磁バルブを自動的に“OFF”にして、吸着塔37
Bに切り換えて吸着操作を続行する。
In the first embodiment, the adsorption tower has two towers operated alternately (see 37A and 37B in FIG. 3), and the adsorption and desorption are alternately performed by a solenoid valve (not shown). Switch. The switching time is 10 minutes, and the adsorption tower 37A
When the adsorption of the adsorption tower 37A is completed, the electromagnetic valve of the inlet gas pipe of the adsorption tower 37A is automatically turned "OFF".
Switch to B and continue the suction operation.

【0049】吸着時に吸着塔37A(37B)から放出される
高純度の窒素は、フィルター(活性炭)38で最終的に精製
された後、C-2(高純度窒素ガスライン)から、反応槽31
に戻し、循環再使用する。
The high-purity nitrogen released from the adsorption tower 37A (37B) at the time of adsorption is finally purified by a filter (activated carbon) 38 and then passed through C-2 (high-purity nitrogen gas line) to the reaction tank 31.
, And reuse by circulation.

【0050】一方、切り換え後の吸着塔37Aは、真空ポ
ンプ39に繋がる配管(図示せず)の電磁バルブ(表示せず)
を“ON”にして、この真空ポンプ39を稼働させる。真
空ポンプ39を稼働させてから5分後に、D-1(パージエ
アーライン)から、パージ用空気を導入する。真空ポン
プ39の排気ガスは、D-2(パージ排エアーライン)を経由
して、コンデンサー40に導入する。このコンデンサー40
で水冷され、分離器41で気液を分離した後、液化した不
純ガス乃至汚染ガスをポンプ42で系外に取り出し[D-4
(回収液ライン)参照]、未凝縮ガスは、D-3(未凝縮ガ
スライン)から、廃棄ガスとして処分(処理)する。な
お、この未凝縮ガスの処理手段としては、公知の方法に
基づいて吸着塔37A(37B)の入口に戻してもよい。
On the other hand, the adsorption tower 37A after the switching is connected to a solenoid valve (not shown) of a pipe (not shown) connected to the vacuum pump 39.
Is turned "ON" to operate the vacuum pump 39. Five minutes after operating the vacuum pump 39, purge air is introduced from D-1 (purge air line). The exhaust gas from the vacuum pump 39 is introduced into the condenser 40 via D-2 (purge exhaust air line). This condenser 40
And then gas-liquid is separated by the separator 41, and the liquefied impurity gas or contaminated gas is taken out of the system by the pump 42 [D-4
(Recovered liquid line)], the uncondensed gas is disposed (processed) from D-3 (uncondensed gas line) as waste gas. The uncondensed gas may be returned to the inlet of the adsorption tower 37A (37B) based on a known method.

【0051】次の表1は、上述の運転方法に基づいて得
られた運転条件および運転結果を分かり易く表にまとめ
たものである。尚、汚染窒素中に含まれる不純ガス乃至
汚染ガス(原料成分ガスも含む)として、ベンゼン(BZ)
およびシクロヘキサン(C-HX)の濃度を測定した。
Table 1 below summarizes operating conditions and operating results obtained based on the above-described operating method in a table for easy understanding. In addition, benzene (BZ) is used as an impurity gas or a pollutant gas (including a raw material component gas) contained in the polluted nitrogen.
And the concentrations of cyclohexane (C-HX) were measured.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】表1から分かるように、運転を始めてから
3日後の13時45分(測定時間)には、吸着塔の放出ガスと
して、回収すべき高純度窒素中の不純ガス乃至は汚染ガ
スは“174.20ppm(155.00ppm+19.20ppm)”であっ
て、得られた高純度窒素の純度は「99.9%以上」で
あった。なお、表1には記載していないが、その後、継
続して運転した結果は、最終的に、不純ガス乃至汚染ガ
スの成分割合は“10ppm以下”になり、本発明が予
期した以上の成果を得られた事を確認した。
As can be seen from Table 1, at 13:45 (measurement time), three days after the start of operation, the impurity gas or contaminated gas in the high-purity nitrogen to be recovered was released as gas released from the adsorption tower. “174.20 ppm (155.00 ppm + 19.20 ppm)”, and the purity of the obtained high-purity nitrogen was “99.9% or more”. Although not described in Table 1, the result of continuous operation after that is that the component ratio of the impurity gas or the contaminant gas eventually becomes “10 ppm or less”, which is a result that is more than expected by the present invention. It was confirmed that was obtained.

【0054】<実施例2>本実施例2では、同じく石油
化学工場内の反応層から得られた製品の純度を向上させ
るために、窒素でバブリング乃至はエアーレーションし
た後の汚染窒素の回収を目的とする。特に、前記実施例
1と異なる点は、処理すべきガスがプロパンやプロピレ
ンのような低沸点炭化水素を多量に含む汚染窒素を対象
とする。即ち、このガス(汚染窒素)の組成は、以下のと
おりである。 N2(窒素) 88.4% C3(プロパン) 1.4% C3(プロピレン) 5.5% C4(ブタン) 0.4% C5(ペンタン) 0.1% C6以上(ヘキセン等) 1.7% H2O(水分) 2.5%
<Embodiment 2> In this embodiment 2, in order to improve the purity of the product obtained from the reaction layer in the petrochemical plant, the recovery of the contaminated nitrogen after bubbling or aeration with nitrogen is performed. Aim. In particular, the difference from the first embodiment is that the gas to be treated is contaminated nitrogen containing a large amount of low-boiling hydrocarbons such as propane and propylene. That is, the composition of this gas (contaminated nitrogen) is as follows. N 2 (nitrogen) 88.4% C 3 (propane) 1.4% C 3 (propylene) 5.5% C 4 (butane) 0.4% C 5 (pentane) 0.1% C 6 or higher (hexene Etc.) 1.7% H 2 O (water) 2.5%

【0055】本実施例2では、処理ガス量は1000m
3/hrで、目的とする窒素の純度を99%以上とし
た。このために使用した吸着剤層は、A型疎水性シリカ
ゲル約1000kgの吸着剤層と、その上に重ねてY型
合成ゼオライト約500kgの吸着剤層を積層した。そ
の何れもがプレコート済みの剤(プレコート剤:主とし
てペンタン)である。使用した真空ポンプの能力は30
3/分(at 25torr),吸・脱着の切り換え時間は5分で
運転した。また、パージガスの露点は−35℃である。
In the second embodiment, the processing gas amount is 1000 m
At 3 / hr, the target nitrogen purity was 99% or more. For the adsorbent layer used for this purpose, an adsorbent layer of about 1000 kg of A-type hydrophobic silica gel and an adsorbent layer of about 500 kg of Y-type synthetic zeolite were laminated thereon. Each of them is a pre-coated agent (pre-coating agent: mainly pentane). The capacity of the vacuum pump used is 30
The operation was performed at m 3 / min (at 25 torr) and the switching time between absorption and desorption was 5 minutes. The dew point of the purge gas is -35C.

【0056】以上の条件で運転した結果は、得られた回
収窒素の純度が99.9%であって、本実施例2のよう
に、使用する吸着剤を多層(若しくは多段)に使い分ける
ことによって、低沸点から高沸点に亘る広い範囲の炭化
水素を効率よく汚染窒素ガス中から除去し、再循環可能
な純窒素を得ることに成功した。
The result of operating under the above conditions is that the purity of the obtained recovered nitrogen is 99.9%, and the adsorbent to be used is selectively used in multiple layers (or multiple stages) as in Example 2. The present inventors succeeded in efficiently removing a wide range of hydrocarbons from low boiling point to high boiling point from contaminated nitrogen gas to obtain recyclable pure nitrogen.

【0057】<実施例3>本実施例3では、ベンチスケ
ール規模の実験装置を用いて、エチレンとヘキセンを含
む不純な窒素ガスを精製して純窒素を得る目的で実験し
た。吸着塔(脱着塔)の規模は、径が20cmで高さが7
0cmである。吸着剤層としては、最上段にアルミナ比
の高い合成ゼオライト(東ソ社製の商品名:ゼオラムF
9)3kg,その下にA型疎水性シリカゲル(富士シリシ
ア化学社製の商品名:キャリアクトQ−3)3kg,最
下段にB型疎水性シリカゲル(富士シリシア化学社製の
商品名:キャリアクトQ−6)7kgをそれぞれ充填
し、多層構造とした。処理すべき汚染窒素の組成は、以
下のとおりである。 N2(窒素) 91.2% C2(エチレン) 0.5% C6(ヘキセン) 7.5% H2O(水分) 0.8%
<Example 3> In Example 3, an experiment was conducted for the purpose of purifying impure nitrogen gas containing ethylene and hexene to obtain pure nitrogen by using a bench-scale experimental device. The adsorption tower (desorption tower) has a diameter of 20 cm and a height of 7 cm.
0 cm. As the adsorbent layer, a synthetic zeolite having a high alumina ratio (trade name: Zeolam F, manufactured by Toso Co.)
9) 3 kg, under which 3 kg of A-type hydrophobic silica gel (trade name: Carrierct Q-3 manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.) Q-6) 7 kg each was filled to form a multilayer structure. The composition of the contaminated nitrogen to be treated is as follows. N 2 (nitrogen) 91.2% C 2 (ethylene) 0.5% C 6 (hexene) 7.5% H 2 O (moisture) 0.8%

【0058】実験条件は、上記した吸着剤のプレコート
が完了していることを確認した後(プレコート剤:主と
してヘキセン)、上記ガス(汚染窒素)を吸着塔に50L
/分の割合で流し、5分後に脱着塔に切り換えた。即
ち、吸・脱着の切り換え時間は5分とした。また、脱着
塔の吸引圧力は20torr,パージガスの量は2L/
分とした。
The experimental conditions were as follows: After confirming that the pre-coating of the adsorbent was completed (pre-coating agent: mainly hexene), 50 L of the above gas (contaminated nitrogen) was introduced into the adsorption tower.
/ Min, and switched to the desorption tower after 5 minutes. That is, the switching time between the suction and the desorption was set to 5 minutes. The suction pressure of the desorption tower was 20 torr, and the amount of purge gas was 2 L /
Minutes.

【0059】以上の条件で運転した結果は、得られた回
収窒素の純度が99.8%であって、エチレンの除去率
は約80%,ヘキセンの除去率は100%であった。本
実験においては、汚染窒素中に含まれる不純物が沸点の
極めて低い炭化水素を含んでいても、再循環して使用可
能な純窒素が得られることが分かった。
As a result of operating under the above conditions, the purity of the obtained recovered nitrogen was 99.8%, the ethylene removal rate was about 80%, and the hexene removal rate was 100%. In this experiment, it was found that even if the impurities contained in the contaminated nitrogen contained hydrocarbons having a very low boiling point, recyclable pure nitrogen could be obtained.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、吸着法
を適用して“不純ガス乃至汚染ガスを含む不活性ガス”
から不活性ガスを単離・回収し、“高純度不活性ガス”
として効率よく再利用を図ることができる、という顕著
な効果を奏するものである。
According to the present invention, as described in detail above, the "inert gas containing an impure gas or a pollutant gas" is obtained by applying the adsorption method.
"High purity inert gas" by isolating and recovering inert gas from
As a result, a remarkable effect of efficiently reusing can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る装置の1例を示す吸着塔の断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view of an adsorption tower showing one example of an apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る装置の他の例を示す吸着塔であっ
て、(A)は、該吸着塔の断面図であり、(B)は、(A)の
C部分の拡大平面図である。
FIG. 2 is an adsorption tower showing another example of the apparatus according to the present invention, wherein (A) is a sectional view of the adsorption tower, and (B) is an enlarged plan view of a portion C of (A). It is.

【図3】本発明の一実施例を示す“窒素ガス回収システ
ムの概略フローシート図”である。
FIG. 3 is a "schematic flow sheet diagram of a nitrogen gas recovery system" showing one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 吸着塔 11a,11b,11c 吸着剤層 12a,12b,12c 排気導管 13 真空ポンプ 14a,14b,14c パージエアー用導管 20 吸着塔 21 吸着剤層 22a,22b,22c 排気導管 23 真空ポンプ 24 リング 25 孔 A-1 不純ガスを含む不活性ガスのライン A-2 単離された不活性ガスのライン B-1 パージガスのライン B-2 パージ排ガスのライン 31 反応槽 32 クーラー 33 循環圧縮機 34 水分離器 35 クーラー 36 フイルター(濾布) 37A,37B 吸着塔 38 フイルター(活性炭) 39 真空ポンプ 40 コンデンサー 41 分離器 42 ポンプ C-1 不純ガス含有窒素ガスライン C-2 高純度窒素ガスライン D-1 パージエアーライン D-2 パージ排エアーライン D-3 未凝縮ガスライン D-4 回収液ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Adsorption tower 11a, 11b, 11c Adsorbent layer 12a, 12b, 12c Exhaust conduit 13 Vacuum pump 14a, 14b, 14c Purge air conduit 20 Adsorption tower 21 Adsorbent layer 22a, 22b, 22c Exhaust conduit 23 Vacuum pump 24 Ring 25 Hole A-1 Line of inert gas containing impurity gas A-2 Line of isolated inert gas B-1 Line of purge gas B-2 Line of purge exhaust gas 31 Reaction tank 32 Cooler 33 Circulating compressor 34 Water separation Container 35 Cooler 36 Filter (filter cloth) 37A, 37B Adsorption tower 38 Filter (activated carbon) 39 Vacuum pump 40 Condenser 41 Separator 42 Pump C-1 Impure gas-containing nitrogen gas line C-2 High-purity nitrogen gas line D-1 Purging Air line D-2 Purge exhaust air line D-3 Uncondensed gas line D-4 Recovered liquid line

フロントページの続き (72)発明者 能智 博史 千葉県市川市塩浜4−2−43−601 (72)発明者 佐久間 秀喜 神奈川県横浜市鶴見区生麦4−6−29 新 興プランテツク株式会社内 Fターム(参考) 4D012 CA11 CA20 CB16 CD07 CE03 CF01 CG01 CH04 CH06 CJ02 4D020 AA08 4G066 AA22B AA61B BA24 CA04 CA32 CA33 CA51 DA01 DA05 GA06 GA14 Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Nochi 4-2-43-601, Shiohama, Ichikawa-shi, Chiba Prefecture (72) Hideki Sakuma 4-6-29 Namamugi, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Terms (reference) 4D012 CA11 CA20 CB16 CD07 CE03 CF01 CG01 CH04 CH06 CJ02 4D020 AA08 4G066 AA22B AA61B BA24 CA04 CA32 CA33 CA51 DA01 DA05 GA06 GA14

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸着と脱着を交互に行う“吸着剤層を有
する吸着装置”を用い、一方の吸着装置に不純ガス乃至
汚染ガスを混在してなる不活性ガスを通過せしめ、該吸
着装置内の吸着剤層に不純ガス乃至汚染ガスを吸着さ
せ、実質的に不純ガス乃至汚染ガスを含まない不活性ガ
スを吸着装置の出口において回収し、その間に、他方の
吸着装置を脱着に切り換えることから成る不活性ガスの
単離して回収する方法であって、 該吸着剤層が前記不純ガス乃至汚染ガスでプレコートし
て成る合成ゼオライト及び/又は疎水性シリカゲルから
なる不燃性の個体吸着剤を充填した層であって、脱着時
に真空ポンプとパージガスを併用し、吸・脱着の切り換
え時間を1〜30分とし、かつ、真空ポンプのパージ排
ガスを冷却して不純ガスを液化し、系外に取り出すこと
を特徴とする不活性ガスを単離して回収する方法。
1. Use of an "adsorption device having an adsorbent layer" for alternately performing adsorption and desorption, and allowing one of the adsorption devices to pass an inert gas containing a mixture of an impurity gas or a pollutant gas. To adsorb the impurity gas or the contaminant gas to the adsorbent layer, collect the inert gas substantially free of the impurity gas or the contaminant gas at the outlet of the adsorber, and switch the other adsorber to desorption during that time A method for isolating and recovering an inert gas comprising: adsorbent layer filled with a noncombustible solid adsorbent made of synthetic zeolite and / or hydrophobic silica gel precoated with said impure gas or contaminant gas. A vacuum pump and a purge gas are used at the time of desorption, and the switching time between suction and desorption is set to 1 to 30 minutes. How to recover isolated inert gas, characterized in that issue Ri.
【請求項2】 前記吸着装置に導入する不純ガス乃至汚
染ガスを混在してなる不活性ガスを、予め吸収液若しく
は洗浄液にて処理した後、吸着処理する、ことを特徴と
する請求項1に記載の不活性ガスを単離して回収する方
法。
2. The method according to claim 1, wherein an inert gas mixed with an impurity gas or a pollutant gas introduced into the adsorption device is treated with an absorbing liquid or a cleaning liquid in advance, and then subjected to an adsorption treatment. A method for isolating and recovering the above-mentioned inert gas.
【請求項3】 前記吸着装置に導入する不純ガス乃至汚
染ガスを混在してなる不活性ガスを、加圧した状態で吸
着処理する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載の不活性ガスを単離して回収する方法。
3. The adsorption process according to claim 1, wherein an inert gas mixed with an impurity gas or a contaminant gas introduced into the adsorption device is subjected to an adsorption treatment in a pressurized state. A method for isolating and recovering an inert gas.
【請求項4】 前記吸着装置に導入するパージガスが、
除湿されたドライの空気及び/又は窒素である、ことを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の不活性ガス
を単離して回収する方法。
4. A purge gas introduced into the adsorption device,
The method for isolating and recovering an inert gas according to any one of claims 1 to 3, which is dehumidified dry air and / or nitrogen.
【請求項5】 前記パージ排ガスを冷却した際の未凝縮
ガスを、前記吸着装置の入口に戻す、ことを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載の不活性ガスを単離して
回収する方法。
5. An inert gas according to claim 1, wherein uncondensed gas produced when the purged exhaust gas is cooled is returned to an inlet of the adsorption device. how to.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の方法を
実施するための装置であって、吸着装置内の吸着剤層
が、複数の独立した吸着剤層に分離して配位された構造
を持つ、ことを特徴とする不活性ガスを単離する方法を
実施するための装置。
6. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein the adsorbent layer in the adsorber is separately coordinated into a plurality of independent adsorbent layers. An apparatus for performing a method for isolating an inert gas, characterized in that the method has an unstructured structure.
【請求項7】 請求項1〜5のいずれかに記載の方法を
実施するための装置であって、吸着装置内の吸着剤層
が、吸着特性を異にする複数の独立した吸着剤層に分離
し、かつ、該複数の独立した吸着剤層を重ねて配位され
た構造を持つ、ことを特徴とする不活性ガスを単離する
方法を実施するための装置。
7. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein the adsorbent layer in the adsorption device is provided with a plurality of independent adsorbent layers having different adsorption characteristics. An apparatus for carrying out a method for isolating an inert gas, characterized in that the method comprises separating and coordinating the plurality of independent adsorbent layers in a superposed manner.
【請求項8】 前記吸着装置内の複数の独立した吸着剤
層間に、それぞれ排気導管が埋設され、該導管を真空ポ
ンプに連結する構造からなる、ことを特徴とする請求項
6又は請求項7に記載の不活性ガスを単離する方法を実
施するための装置。
8. The exhaust pipe according to claim 6, wherein an exhaust pipe is buried between a plurality of independent adsorbent layers in the adsorption apparatus, and the exhaust pipe is connected to a vacuum pump. An apparatus for carrying out the method for isolating an inert gas described in 1.
【請求項9】 請求項1〜5のいずれかに記載の方法を
実施するための装置であって、吸着装置内の吸着剤層が
単一の吸着剤層からなり、該吸着剤層中に複数の排気導
管が埋設され、該導管を真空ポンプに連結する構造から
なる、ことを特徴とする不活性ガスを単離する方法を実
施するための装置。
9. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein the adsorbent layer in the adsorption device comprises a single adsorbent layer, and wherein the adsorbent layer contains a single adsorbent layer. An apparatus for performing a method for isolating an inert gas, comprising a plurality of exhaust conduits embedded therein and connected to a vacuum pump.
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