JP2003221212A - キセノン及び／又はクリプトンの回収方法並びに吸着装置 - Google Patents
キセノン及び／又はクリプトンの回収方法並びに吸着装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス又は液体流からクリプトン及び／又はキ
セノンを回収する新しい方法と、そのための装置を提供
すること。 【解決手段】 酸素含有ガス、典型的には低温空気分離
プラントの液体酸素塔低液から得られる酸素含有ガスか
ら、当量基準で５〜４０％のＡｇ交換容量を有するＬｉ
及びＡｇ交換したゼオライトへの選択的吸着により、吸
着剤を定期的に熱再生しながら、キセノン及び／又はク
リプトンを回収する。
セノンを回収する新しい方法と、そのための装置を提供
すること。 【解決手段】 酸素含有ガス、典型的には低温空気分離
プラントの液体酸素塔低液から得られる酸素含有ガスか
ら、当量基準で５〜４０％のＡｇ交換容量を有するＬｉ
及びＡｇ交換したゼオライトへの選択的吸着により、吸
着剤を定期的に熱再生しながら、キセノン及び／又はク
リプトンを回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス又は液体流か
らクリプトン及び／又はキセノンを回収するための方法
と吸着剤に関し、また吸着法で使用するための装置に関
する。
らクリプトン及び／又はキセノンを回収するための方法
と吸着剤に関し、また吸着法で使用するための装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】貴ガス
のクリプトン及びキセノンの使用は将来増加すると予測
される。クリプトンは主に、世界的規模の照明産業で、
例えば長寿命の電球や自動車ランプで、使用される。キ
セノンには、航空宇宙、エレクトロニクス、医学分野で
の用途がある。航空宇宙産業では、人工衛星のための推
進技術にキセノンが使用されている。キセノンは現在の
化学推進燃料の１０倍の推進力を提供し、化学的に不活
性であり、そして低温工学的に貯蔵することができる。
その結果、人工衛星により有用な装備を収容できるよう
に、「燃料」の重量がより軽くなる。キセノンにはま
た、麻酔剤として及びＸ線装置での医療市場における用
途、そしてプラズマ表示パネルで使用するためのエレク
トロニクス市場における用途もある。
のクリプトン及びキセノンの使用は将来増加すると予測
される。クリプトンは主に、世界的規模の照明産業で、
例えば長寿命の電球や自動車ランプで、使用される。キ
セノンには、航空宇宙、エレクトロニクス、医学分野で
の用途がある。航空宇宙産業では、人工衛星のための推
進技術にキセノンが使用されている。キセノンは現在の
化学推進燃料の１０倍の推進力を提供し、化学的に不活
性であり、そして低温工学的に貯蔵することができる。
その結果、人工衛星により有用な装備を収容できるよう
に、「燃料」の重量がより軽くなる。キセノンにはま
た、麻酔剤として及びＸ線装置での医療市場における用
途、そしてプラズマ表示パネルで使用するためのエレク
トロニクス市場における用途もある。
【０００３】クリプトンとキセノンは、空気からの濃縮
によって製造される。空気中のそれらの濃度は大変低い
（クリプトンが１．１４ｐｐｍｖ、キセノンが０．０８
６ｐｐｍｖ）ので、適度の量のクリプトンとキセノンを
生産するのには大量の空気を処理しなくてはならない。
興味が持たれるのは、キセノンが麻酔剤として使用され
る手術室の空気からそれを回収することである。
によって製造される。空気中のそれらの濃度は大変低い
（クリプトンが１．１４ｐｐｍｖ、キセノンが０．０８
６ｐｐｍｖ）ので、適度の量のクリプトンとキセノンを
生産するのには大量の空気を処理しなくてはならない。
興味が持たれるのは、キセノンが麻酔剤として使用され
る手術室の空気からそれを回収することである。
【０００４】実際問題として、クリプトンとキセノンは
低温空気蒸留法の液体酸素部分から再生利用される。ク
リプトンとキセノンの揮発度は酸素のそれより低いの
で、クリプトンとキセノンは通常の空気分離装置におけ
る液体酸素溜めで濃縮する。クリプトンとキセノンのこ
の濃縮流は、蒸留塔で一部の酸素を取り除くことにより
更に濃縮して、「原料」クリプトン及びキセノンを製造
することができる。しかし、この「原料」流は、純粋な
クリプトン又はキセノンを製造する前に除去しなければ
ならない、酸素より低揮発度の他の空気不純物を含有し
ている。特に、「原料」流は二酸化炭素と亜酸化窒素を
含有しており、これらは両方とも液体酸素への溶解度が
低くてクリプトンとキセノンを濃縮する際に凍結しやす
く、その結果運転上の問題となる。その上、液体酸素中
に存在する種々の炭化水素（Ｃ1〜Ｃ3）が酸素を除去す
る際に濃縮することがあり、危険なほど高レベルの炭化
水素を含む液体酸素流が生産されることがある。
低温空気蒸留法の液体酸素部分から再生利用される。ク
リプトンとキセノンの揮発度は酸素のそれより低いの
で、クリプトンとキセノンは通常の空気分離装置におけ
る液体酸素溜めで濃縮する。クリプトンとキセノンのこ
の濃縮流は、蒸留塔で一部の酸素を取り除くことにより
更に濃縮して、「原料」クリプトン及びキセノンを製造
することができる。しかし、この「原料」流は、純粋な
クリプトン又はキセノンを製造する前に除去しなければ
ならない、酸素より低揮発度の他の空気不純物を含有し
ている。特に、「原料」流は二酸化炭素と亜酸化窒素を
含有しており、これらは両方とも液体酸素への溶解度が
低くてクリプトンとキセノンを濃縮する際に凍結しやす
く、その結果運転上の問題となる。その上、液体酸素中
に存在する種々の炭化水素（Ｃ1〜Ｃ3）が酸素を除去す
る際に濃縮することがあり、危険なほど高レベルの炭化
水素を含む液体酸素流が生産されることがある。
【０００５】これらの問題は、「ガード吸着器（保護吸
着器）」、すなわち酸素の除去工程の前に液体酸素流か
ら不純物を吸着する能力のある吸着器、を使用すること
により対応することができる。
着器）」、すなわち酸素の除去工程の前に液体酸素流か
ら不純物を吸着する能力のある吸着器、を使用すること
により対応することができる。
【０００６】多数の米国特許明細書（米国特許第４５６
８５２８号、同第４４２１５３６号、同第４４０１４４
８号、同第４６４７２９９号、同第５３１３８０２号、
同第５０６７９７６号、同第３１９１３９３号、同第５
３０９７１９号、同第４３８４８７６号及び同第３７５
１９３４号各明細書）には、ガード吸着器を使用しない
クリプトン及びキセノンの回収方法が記載されている。
これらの特許明細書には、原料蒸留塔の還流比を低下さ
せることによりクリプトン及びキセノン中のメタン濃度
を下げる種々の方法が開示されている。
８５２８号、同第４４２１５３６号、同第４４０１４４
８号、同第４６４７２９９号、同第５３１３８０２号、
同第５０６７９７６号、同第３１９１３９３号、同第５
３０９７１９号、同第４３８４８７６号及び同第３７５
１９３４号各明細書）には、ガード吸着器を使用しない
クリプトン及びキセノンの回収方法が記載されている。
これらの特許明細書には、原料蒸留塔の還流比を低下さ
せることによりクリプトン及びキセノン中のメタン濃度
を下げる種々の方法が開示されている。
【０００７】米国特許第３７７９０２８号明細書には、
空気分離装置のリボイラーからクリプトンとキセノンを
回収するための改良方法が記載されている。リボイラー
から出てくる酸素に富む液が、アセチレン及びその他の
炭化水素の除去のため吸着器を通過する。使用する吸着
剤の種類の開示はなく、二酸化炭素又は亜酸化窒素を除
去するという開示はない。酸素と残留炭化水素は、上記
の酸素に富む液から、例えば水素の吹き込み管を使って
除去され、その結果得られるクリプトンとキセノンの副
次的な濃縮物は気化されて、吸着剤、例えば活性炭、シ
リカゲルあるいはモレキュラーシーブを通過する。吸着
剤からは、別々のクリプトン分とキセノン分を集めるこ
とができる。
空気分離装置のリボイラーからクリプトンとキセノンを
回収するための改良方法が記載されている。リボイラー
から出てくる酸素に富む液が、アセチレン及びその他の
炭化水素の除去のため吸着器を通過する。使用する吸着
剤の種類の開示はなく、二酸化炭素又は亜酸化窒素を除
去するという開示はない。酸素と残留炭化水素は、上記
の酸素に富む液から、例えば水素の吹き込み管を使って
除去され、その結果得られるクリプトンとキセノンの副
次的な濃縮物は気化されて、吸着剤、例えば活性炭、シ
リカゲルあるいはモレキュラーシーブを通過する。吸着
剤からは、別々のクリプトン分とキセノン分を集めるこ
とができる。
【０００８】米国特許第３７６８２７０号明細書には、
クリプトンとキセノンを製造するための方法が記載され
ている。リボイラーからの液体酸素のうちの一部は、ア
セチレンと二酸化炭素を除去するための吸着器を通過す
る。米国特許第３７７９０２８号明細書におけるよう
に、吸着器で用いられる吸着剤は明記されておらず、亜
酸化窒素の除去には取り組んでいない。吸着器で除去さ
れない酸素と炭化水素は、後に水素との燃焼により除去
される。得られるクリプトンとキセノンの濃縮物は、米
国特許第３７７９０２８号明細書におけるように処理さ
れる。
クリプトンとキセノンを製造するための方法が記載され
ている。リボイラーからの液体酸素のうちの一部は、ア
セチレンと二酸化炭素を除去するための吸着器を通過す
る。米国特許第３７７９０２８号明細書におけるよう
に、吸着器で用いられる吸着剤は明記されておらず、亜
酸化窒素の除去には取り組んでいない。吸着器で除去さ
れない酸素と炭化水素は、後に水素との燃焼により除去
される。得られるクリプトンとキセノンの濃縮物は、米
国特許第３７７９０２８号明細書におけるように処理さ
れる。
【０００９】米国特許第３６０９９８３号明細書にも、
クリプトンとキセノンの回収装置が記載されている。こ
の装置では、液体酸素流を交替で運転する一対のガード
吸着器を通過させ、そこでアセチレンとそれより炭素数
の多い炭化水素を除去する。次に、この流れを蒸留によ
り更に精製する。ガード吸着器で除去されない炭化水素
は触媒作用により燃焼させ、その結果生じた二酸化炭素
と水を熱交換器で凍結させる。この流れは最終の蒸留に
よって精製される。この米国特許明細書にはガード床の
吸着剤としてシリカゲルを用いることが開示されてい
る。
クリプトンとキセノンの回収装置が記載されている。こ
の装置では、液体酸素流を交替で運転する一対のガード
吸着器を通過させ、そこでアセチレンとそれより炭素数
の多い炭化水素を除去する。次に、この流れを蒸留によ
り更に精製する。ガード吸着器で除去されない炭化水素
は触媒作用により燃焼させ、その結果生じた二酸化炭素
と水を熱交換器で凍結させる。この流れは最終の蒸留に
よって精製される。この米国特許明細書にはガード床の
吸着剤としてシリカゲルを用いることが開示されてい
る。
【００１０】米国特許第３５９６４７１号明細書にも、
クリプトンとキセノンの回収方法が記載されている。こ
の方法は、クリプトン及びキセノン含有液体酸素流から
炭化水素を除去するために炭化水素吸着器を使用する。
この流れは次に気体アルゴンとの接触により酸素を除去
され、残留炭化水素は燃焼されて燃焼生成物が除去さ
れ、そしてこの流れは蒸留されてクリプトンとキセノン
の混合物をもたらす。使用する吸着剤の種類、あるいは
二酸化炭素及び／又は亜酸化窒素の吸着の開示はなされ
ていない。
クリプトンとキセノンの回収方法が記載されている。こ
の方法は、クリプトン及びキセノン含有液体酸素流から
炭化水素を除去するために炭化水素吸着器を使用する。
この流れは次に気体アルゴンとの接触により酸素を除去
され、残留炭化水素は燃焼されて燃焼生成物が除去さ
れ、そしてこの流れは蒸留されてクリプトンとキセノン
の混合物をもたらす。使用する吸着剤の種類、あるいは
二酸化炭素及び／又は亜酸化窒素の吸着の開示はなされ
ていない。
【００１１】米国特許第５１２２１７３号明細書にも、
液体酸素流からクリプトンとキセノンを回収するための
方法が開示されている。この方法は、炭素数の多い炭化
水素と亜酸化窒素用に吸着器を使用するが、吸着剤の材
料は示されていない。
液体酸素流からクリプトンとキセノンを回収するための
方法が開示されている。この方法は、炭素数の多い炭化
水素と亜酸化窒素用に吸着器を使用するが、吸着剤の材
料は示されていない。
【００１２】米国特許第４４１７９０９号明細書には、
核燃料処理の際に発生する排ガスからクリプトンとキセ
ノンを回収するための方法が記載されている。水と二酸
化炭素は、モレキュラーシーブを使ってそれぞれ周囲温
度と−７３℃（−１００°Ｆ）での吸着により除去され
る。水と二酸化炭素を除去した流れは、次いで、流れか
らキセノンの本質的に全てを除去するシリカゲルの床を
通過する。キセノンはその後、シリカゲル床の再生流出
物から液体窒素で冷却される金属容器での凍結によって
回収される。この技術は、シリカゲルでのキセノンの選
択的な吸着を教示している。
核燃料処理の際に発生する排ガスからクリプトンとキセ
ノンを回収するための方法が記載されている。水と二酸
化炭素は、モレキュラーシーブを使ってそれぞれ周囲温
度と−７３℃（−１００°Ｆ）での吸着により除去され
る。水と二酸化炭素を除去した流れは、次いで、流れか
らキセノンの本質的に全てを除去するシリカゲルの床を
通過する。キセノンはその後、シリカゲル床の再生流出
物から液体窒素で冷却される金属容器での凍結によって
回収される。この技術は、シリカゲルでのキセノンの選
択的な吸着を教示している。
【００１３】米国特許第３９７１６４０号明細書には、
窒素に富む流れからクリプトンとキセノンを分離するた
めの低温吸着方法が記載されている。この分離は、酸素
と炭化水素での爆発の可能性を最小限にするため、酸素
の減少した流れで行われる。シリカゲルの第一の吸着剤
床を通して９０〜１００Ｋのクリプトン及びキセノン含
有流を送って、キセノン、クリプトン及び窒素を吸着す
る。次ぎに、第一の床からの流出物を合成ゼオライトを
入れたもう一つの床へ送る。クリプトン、窒素、酸素及
び炭化水素が、第二の吸着剤に吸着される。あるいは、
これらのガスは一つの吸着剤のみに吸着される。吸着さ
れたガスはその後、１０５Ｋから２８０Ｋへ、次いで６
５０Ｋに、段階的に加熱して脱着される。この米国特許
明細書は、このようにシリカゲルをキセノン用の吸着剤
として用いることを教示している。ガード吸着器は開示
されていない。
窒素に富む流れからクリプトンとキセノンを分離するた
めの低温吸着方法が記載されている。この分離は、酸素
と炭化水素での爆発の可能性を最小限にするため、酸素
の減少した流れで行われる。シリカゲルの第一の吸着剤
床を通して９０〜１００Ｋのクリプトン及びキセノン含
有流を送って、キセノン、クリプトン及び窒素を吸着す
る。次ぎに、第一の床からの流出物を合成ゼオライトを
入れたもう一つの床へ送る。クリプトン、窒素、酸素及
び炭化水素が、第二の吸着剤に吸着される。あるいは、
これらのガスは一つの吸着剤のみに吸着される。吸着さ
れたガスはその後、１０５Ｋから２８０Ｋへ、次いで６
５０Ｋに、段階的に加熱して脱着される。この米国特許
明細書は、このようにシリカゲルをキセノン用の吸着剤
として用いることを教示している。ガード吸着器は開示
されていない。
【００１４】米国特許第４８７４５９２号明細書にも、
キセノン製造用の吸着方法が記載されている。米国特許
第３９７１６４０号明細書におけるように、シリカゲル
（又は活性炭あるいはゼオライト）が選択的キセノン吸
着剤として使用される。こうして得られた濃縮したキセ
ノンは、触媒作用による炭化水素の除去により精製され
る。
キセノン製造用の吸着方法が記載されている。米国特許
第３９７１６４０号明細書におけるように、シリカゲル
（又は活性炭あるいはゼオライト）が選択的キセノン吸
着剤として使用される。こうして得られた濃縮したキセ
ノンは、触媒作用による炭化水素の除去により精製され
る。
【００１５】米国特許第５８３３７３７号明細書には、
空気からクリプトンを回収するための周囲温度での圧力
スイング吸着方法が記載されている。この方法の重要な
点は、クリプトンの選択吸着剤としてハイドロジェンモ
ルデナイトを使用することである。
空気からクリプトンを回収するための周囲温度での圧力
スイング吸着方法が記載されている。この方法の重要な
点は、クリプトンの選択吸着剤としてハイドロジェンモ
ルデナイトを使用することである。
【００１６】米国特許第５０３９５００号明細書には、
液体酸素流からキセノンとクリプトンを選択的に吸着す
るのにシリカゲルのような吸着剤を使用する吸着による
キセノン回収方法が記載されている。加熱と排気によっ
て、濃縮されたクリプトン及びキセノンの流れが脱着さ
れる。脱着流は次いで、キセノンを固化させ捕捉するた
め低温の固−気分離塔に入る。この方法でガード吸着器
は使用されていない。
液体酸素流からキセノンとクリプトンを選択的に吸着す
るのにシリカゲルのような吸着剤を使用する吸着による
キセノン回収方法が記載されている。加熱と排気によっ
て、濃縮されたクリプトン及びキセノンの流れが脱着さ
れる。脱着流は次いで、キセノンを固化させ捕捉するた
め低温の固−気分離塔に入る。この方法でガード吸着器
は使用されていない。
【００１７】米国特許第４３６９０４８号明細書と米国
特許第４４４７３５３号明細書には、核反応器からの気
体流出物を処理する方法が教示されている。核分裂の際
に生成される放射性クリプトンとキセノンは、捕捉して
保管しなくてはならない。これらの米国特許明細書で
は、放射性キセノンは銀交換したゼオライトに周囲温度
で吸着され、一方放射性クリプトンは同じタイプのゼオ
ライトにもっと低い温度、すなわち約−１４０℃で吸着
される。水と二酸化炭素はゼオライトモレキュラーシー
ブにより予備吸着され、窒素酸化物も予備吸着される。
これらの方法における全ての工程は、クリプトンの吸着
を除き、周囲温度及び圧力近くで行われる。
特許第４４４７３５３号明細書には、核反応器からの気
体流出物を処理する方法が教示されている。核分裂の際
に生成される放射性クリプトンとキセノンは、捕捉して
保管しなくてはならない。これらの米国特許明細書で
は、放射性キセノンは銀交換したゼオライトに周囲温度
で吸着され、一方放射性クリプトンは同じタイプのゼオ
ライトにもっと低い温度、すなわち約−１４０℃で吸着
される。水と二酸化炭素はゼオライトモレキュラーシー
ブにより予備吸着され、窒素酸化物も予備吸着される。
これらの方法における全ての工程は、クリプトンの吸着
を除き、周囲温度及び圧力近くで行われる。
【００１８】米国特許第５０３９５００号明細書には、
酸素流からキセノンを回収するための吸着方法が開示さ
れている。使用される吸着剤はシリカゲルである。キセ
ノンは凍結により集められる。
酸素流からキセノンを回収するための吸着方法が開示さ
れている。使用される吸着剤はシリカゲルである。キセ
ノンは凍結により集められる。
【００１９】国際公開第００／４０３３２号パンフレッ
トには、酸素から窒素を分離するのにＬｉ及びＡｇ交換
したＸタイプのゼオライトを使用することが開示されて
いて、Ｌｉ交換したゼオライトはアルゴンに比べ酸素に
対していくらか選択性であるのに対し、Ａｇ交換したゼ
オライトはアルゴンよりも酸素に対しての選択性を示さ
なかったと注釈が加えられている。Ｌｉ及びＡｇ交換し
たゼオライトはアルゴンよりも酸素の選択性については
適応性があるものの、説明された選択性の度合いは非常
に小さいと言われ、またＡｇイオンは窒素を強く吸着す
ると言われる。
トには、酸素から窒素を分離するのにＬｉ及びＡｇ交換
したＸタイプのゼオライトを使用することが開示されて
いて、Ｌｉ交換したゼオライトはアルゴンに比べ酸素に
対していくらか選択性であるのに対し、Ａｇ交換したゼ
オライトはアルゴンよりも酸素に対しての選択性を示さ
なかったと注釈が加えられている。Ｌｉ及びＡｇ交換し
たゼオライトはアルゴンよりも酸素の選択性については
適応性があるものの、説明された選択性の度合いは非常
に小さいと言われ、またＡｇイオンは窒素を強く吸着す
ると言われる。
【００２０】
【特許文献１】米国特許第４５６８５２８号明細書
【特許文献２】米国特許第４４２１５３６号明細書
【特許文献３】米国特許第４４０１４４８号明細書
【特許文献４】米国特許第４６４７２９９号明細書
【特許文献５】米国特許第５３１３８０２号明細書
【特許文献６】米国特許第５０６７９７６号明細書
【特許文献７】米国特許第３１９１３９３号明細書
【特許文献８】米国特許第５３０９７１９号明細書
【特許文献９】米国特許第４３８４８７６号明細書
【特許文献１０】米国特許第３７５１９３４号明細書
【特許文献１１】米国特許第３７７９０２８号明細書
【特許文献１２】米国特許第３７６８２７０号明細書
【特許文献１３】米国特許第３６０９９８３号明細書
【特許文献１４】米国特許第３５９６４７１号明細書
【特許文献１５】米国特許第５１２２１７３号明細書
【特許文献１６】米国特許第４４１７９０９号明細書
【特許文献１７】米国特許第３９７１６４０号明細書
【特許文献１８】米国特許第４８７４５９２号明細書
【特許文献１９】米国特許第５８３３７３７号明細書
【特許文献２０】米国特許第５０３９５００号明細書
【特許文献２１】米国特許第４３６９０４８号明細書
【特許文献２２】米国特許第４４４７３５３号明細書
【特許文献２３】米国特許第５０３９５００号明細書
【特許文献２４】国際公開第００／４０３３２号パンフ
レット
レット
【００２１】
【課題を解決するための手段】第一の側面において、本
発明は、酸素を含有しキセノン及び／又はクリプトンの
不活性ガスをも含有しているガス流からキセノン及び／
又はクリプトンを回収するための方法であって、不活性
ガスを固体吸着剤に選択的に吸着し、そして吸着した不
活性ガスを脱着し集めることを含み、吸着剤がＬｉ及び
Ａｇ交換したＸタイプのゼオライトであるキセノン及び
／又はクリプトン回収方法を提供する。
発明は、酸素を含有しキセノン及び／又はクリプトンの
不活性ガスをも含有しているガス流からキセノン及び／
又はクリプトンを回収するための方法であって、不活性
ガスを固体吸着剤に選択的に吸着し、そして吸着した不
活性ガスを脱着し集めることを含み、吸着剤がＬｉ及び
Ａｇ交換したＸタイプのゼオライトであるキセノン及び
／又はクリプトン回収方法を提供する。
【００２２】Ｘタイプのゼオライトという用語は、ここ
では、低シリカのＸタイプゼオライトを包含するのに使
用される。典型的なＸタイプゼオライトは、１．２５の
Ｓｉ／Ａｌ比を持つことができるが、当該技術分野で知
られる低シリカのＸタイプゼオライトはもっと低いＳｉ
／Ａｌ比、例えば１．０〜１．０５、を持つことができ
る。このように、Ｓｉ／Ａｌ比が少なくとも１．０〜
１．０５であるＸタイプゼオライトを使用することは、
本発明の範囲内に含まれるものである。
では、低シリカのＸタイプゼオライトを包含するのに使
用される。典型的なＸタイプゼオライトは、１．２５の
Ｓｉ／Ａｌ比を持つことができるが、当該技術分野で知
られる低シリカのＸタイプゼオライトはもっと低いＳｉ
／Ａｌ比、例えば１．０〜１．０５、を持つことができ
る。このように、Ｓｉ／Ａｌ比が少なくとも１．０〜
１．０５であるＸタイプゼオライトを使用することは、
本発明の範囲内に含まれるものである。
【００２３】好ましくは、吸着剤は銀及びリチウム交換
したＸゼオライトを含み、銀の交換レベルは５〜４０％
当量、例えば約２０％である。通常のように、当量基準
による百分率としての銀の交換レベルは、（当量で表さ
れるゼオライトＡｇ+の交換容量）／（当量で表される
ゼオライトの総交換容量）により与えられる。好ましく
は、ゼオライトのケイ素対アルミニウム比は１．０〜
２．５である。
したＸゼオライトを含み、銀の交換レベルは５〜４０％
当量、例えば約２０％である。通常のように、当量基準
による百分率としての銀の交換レベルは、（当量で表さ
れるゼオライトＡｇ+の交換容量）／（当量で表される
ゼオライトの総交換容量）により与えられる。好ましく
は、ゼオライトのケイ素対アルミニウム比は１．０〜
２．５である。
【００２４】好ましくは、ガス流の温度は、吸着剤と接
触して通過するとき、９０〜３０３Ｋ（より好ましくは
９０〜１１０Ｋ）である。好ましくは、不活性ガスの脱
着のときのゼオライトの温度は１２０〜３９８Ｋ（より
好ましくは１２０〜２９８Ｋ）である。好ましくは、ガ
ス流の圧力は、吸着剤と接触して通過するとき、５〜１
５０ｐｓｉｇ（３４．４〜１０３４ｋＰａ）である。
触して通過するとき、９０〜３０３Ｋ（より好ましくは
９０〜１１０Ｋ）である。好ましくは、不活性ガスの脱
着のときのゼオライトの温度は１２０〜３９８Ｋ（より
好ましくは１２０〜２９８Ｋ）である。好ましくは、ガ
ス流の圧力は、吸着剤と接触して通過するとき、５〜１
５０ｐｓｉｇ（３４．４〜１０３４ｋＰａ）である。
【００２５】好ましくは、第二の吸着剤の粒子の大きさ
は０．５〜２．０ｍｍである。
は０．５〜２．０ｍｍである。
【００２６】好ましくは、不活性ガスをゼオライトから
脱着する前に、酸素をゼオライトから脱着する。好まし
くは、酸素は酸素置換ガスの流れによりゼオライトから
脱着される。好ましくは、酸素置換ガスは非反応性のガ
スであり、より好ましくは、酸素置換ガスは窒素、アル
ゴン及びヘリウムからなる群から選ばれる１種以上のガ
スを含む。好ましい態様では、酸素置換ガスは低温の窒
素である。酸素置換ガスの好ましい温度は９０〜１７３
Ｋである。酸素置換ガスの好ましい圧力は５〜１５０ｐ
ｓｉｇ（３４．４〜１０３４ｋＰａ）である。酸素置換
ガスの流れは、好ましくは酸素含有ガス流の流れに対し
て並流である。
脱着する前に、酸素をゼオライトから脱着する。好まし
くは、酸素は酸素置換ガスの流れによりゼオライトから
脱着される。好ましくは、酸素置換ガスは非反応性のガ
スであり、より好ましくは、酸素置換ガスは窒素、アル
ゴン及びヘリウムからなる群から選ばれる１種以上のガ
スを含む。好ましい態様では、酸素置換ガスは低温の窒
素である。酸素置換ガスの好ましい温度は９０〜１７３
Ｋである。酸素置換ガスの好ましい圧力は５〜１５０ｐ
ｓｉｇ（３４．４〜１０３４ｋＰａ）である。酸素置換
ガスの流れは、好ましくは酸素含有ガス流の流れに対し
て並流である。
【００２７】不活性ガスはその後、酸素置換工程に続く
排気、パージ、及び／又は熱での再生によって、ゼオラ
イトから脱着することができる。
排気、パージ、及び／又は熱での再生によって、ゼオラ
イトから脱着することができる。
【００２８】クリプトン及び／又はキセノンは、脱着ガ
スでのパージによりゼオライトから脱着することができ
る。好ましい脱着ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、
水素、又はそれらの２種以上のものの混合物を含む。好
ましくは、クリプトン及び／又はキセノンの脱着時の吸
着剤の温度は１２０〜３７３Ｋである。好ましくは、ク
リプトン及び／又はキセノンは酸素含有ガス流（原料）
の流れに対して向流の脱着ガスの流れで脱着される。好
ましい脱着圧力は、０．２〜５ｂａｒｇ（５．１〜１２
８．３ｋＰａ）である。
スでのパージによりゼオライトから脱着することができ
る。好ましい脱着ガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム、
水素、又はそれらの２種以上のものの混合物を含む。好
ましくは、クリプトン及び／又はキセノンの脱着時の吸
着剤の温度は１２０〜３７３Ｋである。好ましくは、ク
リプトン及び／又はキセノンは酸素含有ガス流（原料）
の流れに対して向流の脱着ガスの流れで脱着される。好
ましい脱着圧力は、０．２〜５ｂａｒｇ（５．１〜１２
８．３ｋＰａ）である。
【００２９】クリプトン及び／又はキセノンは製品ガス
流でもって回収され、それから凍結により好適に除去さ
れる。あるいは、製品ガス流を蒸留して純粋なクリプト
ン及び／又はキセノンを得てもよい。
流でもって回収され、それから凍結により好適に除去さ
れる。あるいは、製品ガス流を蒸留して純粋なクリプト
ン及び／又はキセノンを得てもよい。
【００３０】熱での脱着は、例えば吸着容器内の加熱さ
れた棒又はコイルによる又は外部加熱による、積極的な
加熱を必要とする。そのような積極的加熱は、必要とさ
れる脱着流の量を減らして製品流中の不活性ガスの濃度
を最小限にする。
れた棒又はコイルによる又は外部加熱による、積極的な
加熱を必要とする。そのような積極的加熱は、必要とさ
れる脱着流の量を減らして製品流中の不活性ガスの濃度
を最小限にする。
【００３１】キセノンには、麻酔ガスとして、また神経
防護処理剤としてますます増加する用途があるが、それ
は亜酸化窒素よりずっと高価であり、従ってそれを回収
し、将来使用するために再循環するのが非常に望まし
い。麻酔剤を患者が息としてはき出すと、それは当然酸
素、窒素、二酸化炭素及び水と混合され、そしてまた装
置から発生する炭化水素類とも、混合される。上述の本
発明による一つの好ましい方法では、大気中のキセノン
の濃度より高い濃度のキセノンを含有している酸素と窒
素との混合物から、例えば、キセノンを使って麻酔をか
けられあるいは神経防護処理を施された患者からはき出
されたガスであるか又はそのような患者からの血液であ
るか、あるいはそのようなガス又は血液から得られる、
酸素と窒素を主に含む混合物からキセノンを回収する方
法でもって、回収される。これは、銀及びリチウム交換
したゼオライトは酸素（それほど強くは吸着されない）
から窒素（より強く吸着される）を分離するのに使用さ
れているとは言え、キセノンがこの吸着剤に窒素よりも
強く吸着されるために、可能になる。これは、先に検討
したように酸素と同じように吸着されるアルゴンとは対
照的である。
防護処理剤としてますます増加する用途があるが、それ
は亜酸化窒素よりずっと高価であり、従ってそれを回収
し、将来使用するために再循環するのが非常に望まし
い。麻酔剤を患者が息としてはき出すと、それは当然酸
素、窒素、二酸化炭素及び水と混合され、そしてまた装
置から発生する炭化水素類とも、混合される。上述の本
発明による一つの好ましい方法では、大気中のキセノン
の濃度より高い濃度のキセノンを含有している酸素と窒
素との混合物から、例えば、キセノンを使って麻酔をか
けられあるいは神経防護処理を施された患者からはき出
されたガスであるか又はそのような患者からの血液であ
るか、あるいはそのようなガス又は血液から得られる、
酸素と窒素を主に含む混合物からキセノンを回収する方
法でもって、回収される。これは、銀及びリチウム交換
したゼオライトは酸素（それほど強くは吸着されない）
から窒素（より強く吸着される）を分離するのに使用さ
れているとは言え、キセノンがこの吸着剤に窒素よりも
強く吸着されるために、可能になる。これは、先に検討
したように酸素と同じように吸着されるアルゴンとは対
照的である。
【００３２】発明者らは、これらの吸着剤についての関
連のあるガス類の３０３Ｋでのヘンリーの法則の定数
（初期等温線勾配）は次の表に示されるとおりであるこ
とを見いだした。
連のあるガス類の３０３Ｋでのヘンリーの法則の定数
（初期等温線勾配）は次の表に示されるとおりであるこ
とを見いだした。
【００３３】
【表１】
【００３４】このように、吸着剤床をこれら４つのガス
の混合物の流れにさらすと、酸素に先んじて窒素が最初
に吸着されるが、最終的にはクリプトンとキセノンの両
者により床から置き換えられる。
の混合物の流れにさらすと、酸素に先んじて窒素が最初
に吸着されるが、最終的にはクリプトンとキセノンの両
者により床から置き換えられる。
【００３５】あるいはまた、本発明は、液体酸素を気化
させてガス流を作り、それより上記のとおりの方法によ
りキセノン及び／又はクリプトンを回収することを含
む、キセノン及び／又はクリプトンを含有する液体酸素
からキセノン及び／又はクリプトンを回収する方法にお
いて使用することができる。
させてガス流を作り、それより上記のとおりの方法によ
りキセノン及び／又はクリプトンを回収することを含
む、キセノン及び／又はクリプトンを含有する液体酸素
からキセノン及び／又はクリプトンを回収する方法にお
いて使用することができる。
【００３６】より一般的に言えば、本発明は、クリプト
ンとキセノンのうちの１種以上と、二酸化炭素、亜酸化
窒素及び炭化水素不純物のうちの１種以上とを含有して
いる液化ガス流から、クリプトン及び／又はキセノンを
回収するための方法であって、液化ガス流を、そのガス
流から１種以上の不純物を除去できる第一の吸着剤と接
触させて送ること、液化ガス流を気化させてガス流を作
ること、このガス流を、このガス流からクリプトン及び
／又はキセノンを除去できる第二の吸着剤と接触させて
送ること、第二の吸着剤からクリプトン及び／又はキセ
ノンを定期的に脱着して製品ガス流を製造すること、そ
して第一の吸着剤を定期的に再生すること、を含み、第
二の吸着剤がＬｉ及びＡｇ交換したＸタイプのゼオライ
トである、クリプトン及び／又はキセノン回収方法で使
用することができる。
ンとキセノンのうちの１種以上と、二酸化炭素、亜酸化
窒素及び炭化水素不純物のうちの１種以上とを含有して
いる液化ガス流から、クリプトン及び／又はキセノンを
回収するための方法であって、液化ガス流を、そのガス
流から１種以上の不純物を除去できる第一の吸着剤と接
触させて送ること、液化ガス流を気化させてガス流を作
ること、このガス流を、このガス流からクリプトン及び
／又はキセノンを除去できる第二の吸着剤と接触させて
送ること、第二の吸着剤からクリプトン及び／又はキセ
ノンを定期的に脱着して製品ガス流を製造すること、そ
して第一の吸着剤を定期的に再生すること、を含み、第
二の吸着剤がＬｉ及びＡｇ交換したＸタイプのゼオライ
トである、クリプトン及び／又はキセノン回収方法で使
用することができる。
【００３７】好ましくは、液化ガス流は酸素に富む液化
ガス流、例えば空気の分別蒸留により得られる酸素に富
む液化ガス流である。
ガス流、例えば空気の分別蒸留により得られる酸素に富
む液化ガス流である。
【００３８】好ましくは、第一の吸着剤はシリカゲルで
ある。より好ましくは、シリカゲルの表面積は少なくと
も６５０ｍ2／ｇである。好ましくは、シリカゲルの粒
子の大きさは０．５〜２ｍｍである。
ある。より好ましくは、シリカゲルの表面積は少なくと
も６５０ｍ2／ｇである。好ましくは、シリカゲルの粒
子の大きさは０．５〜２ｍｍである。
【００３９】好ましくは、液化ガス流の温度は、第一の
吸着剤と接触して送られるとき９０〜１１０Ｋである。
好ましくは、液化ガス流の圧力は、第一の吸着剤と接触
して送られるとき０〜１５０ｐｓｉｇ（０〜１０３４ｋ
Ｐａ）である。
吸着剤と接触して送られるとき９０〜１１０Ｋである。
好ましくは、液化ガス流の圧力は、第一の吸着剤と接触
して送られるとき０〜１５０ｐｓｉｇ（０〜１０３４ｋ
Ｐａ）である。
【００４０】好ましくは、液化ガス流は１２０〜３０３
Ｋの温度で気化する。
Ｋの温度で気化する。
【００４１】ガス流からキセノン及び／又はクリプトン
を回収するための条件は、本発明の第一の側面による上
述のとおりである。
を回収するための条件は、本発明の第一の側面による上
述のとおりである。
【００４２】本発明の全ての側面によれば、典型的に、
不活性ガス吸着剤の少なくとも２つの床を、吸着剤の第
一の床と接触させてガス流を送る間に、クリプトン及び
／又はキセノンと随意に酸素とを、吸着剤の第二の床か
ら脱着するように、使用する。次いでガス流を吸着剤の
第二の床と接触させて送る間に、吸着剤の第一の床から
クリプトン及び／又はキセノンと随意に酸素とを脱着す
る。吸着剤の第一の床と接触させて送った後のガス流か
らの廃ガスは、吸着剤の第二の床の最終パージ及び再昇
圧のために使用してもよい。
不活性ガス吸着剤の少なくとも２つの床を、吸着剤の第
一の床と接触させてガス流を送る間に、クリプトン及び
／又はキセノンと随意に酸素とを、吸着剤の第二の床か
ら脱着するように、使用する。次いでガス流を吸着剤の
第二の床と接触させて送る間に、吸着剤の第一の床から
クリプトン及び／又はキセノンと随意に酸素とを脱着す
る。吸着剤の第一の床と接触させて送った後のガス流か
らの廃ガスは、吸着剤の第二の床の最終パージ及び再昇
圧のために使用してもよい。
【００４３】ガード床を使用する態様では、典型的に、
ガード床の（第一の）吸着剤の少なくとも２つの床を、
第一の吸着剤の第一の床と接触させて液化ガス流を送る
一方で、第一の吸着剤の第二の床を再生するように、使
用する。次いで、液化ガス流を第一の吸着剤の第二の床
と接触させて送る一方で、第一の吸着剤の第一の床を再
生する。再生は、排気又はパージにより行うことができ
るが、好ましくは熱的に（熱スイング吸着法）、例えば
２９８〜４２３Ｋの温度で、行われる。
ガード床の（第一の）吸着剤の少なくとも２つの床を、
第一の吸着剤の第一の床と接触させて液化ガス流を送る
一方で、第一の吸着剤の第二の床を再生するように、使
用する。次いで、液化ガス流を第一の吸着剤の第二の床
と接触させて送る一方で、第一の吸着剤の第一の床を再
生する。再生は、排気又はパージにより行うことができ
るが、好ましくは熱的に（熱スイング吸着法）、例えば
２９８〜４２３Ｋの温度で、行われる。
【００４４】ガード床の再生は、ガード床により吸着さ
れる不純物を本質的に含まないガス流、例えば窒素の流
れ、で好ましく行われる。好ましくは、ガス流の流れは
酸素含有ガス流に対して向流である。
れる不純物を本質的に含まないガス流、例えば窒素の流
れ、で好ましく行われる。好ましくは、ガス流の流れは
酸素含有ガス流に対して向流である。
【００４５】あるいはまた、装置系は一組の吸着剤床を
含むことができる。この場合、床を再生するときには、
原料液を保持タンクに集める。床が再生されると、集め
た液を次いで吸着器へ送る。この装置系は、容器の数と
弁の数を減らすことにより経費を低減するので、望まし
いものである。
含むことができる。この場合、床を再生するときには、
原料液を保持タンクに集める。床が再生されると、集め
た液を次いで吸着器へ送る。この装置系は、容器の数と
弁の数を減らすことにより経費を低減するので、望まし
いものである。
【００４６】更に、この装置系は吸着床をただ一つだけ
含むことができる。この態様では、ガード吸着剤（シリ
カゲル、あるいはＣａＸのようなゼオライト）と希ガス
回収吸着剤（ＡｇＬｉＸ）の入った吸着容器へ気化した
酸素に富む流れを送る。この場合、原料液は吸着剤を再
生する間は保持タンクに集められる。脱着した製品ガス
は二酸化炭素と亜酸化窒素を含有しており、それらは希
ガスに富ませた流れを更に処理する際除去しなくてはな
らない。
含むことができる。この態様では、ガード吸着剤（シリ
カゲル、あるいはＣａＸのようなゼオライト）と希ガス
回収吸着剤（ＡｇＬｉＸ）の入った吸着容器へ気化した
酸素に富む流れを送る。この場合、原料液は吸着剤を再
生する間は保持タンクに集められる。脱着した製品ガス
は二酸化炭素と亜酸化窒素を含有しており、それらは希
ガスに富ませた流れを更に処理する際除去しなくてはな
らない。
【００４７】第三の側面において、本発明は、銀及びリ
チウム交換したＸゼオライトを含む吸着剤へクリプトン
及び／又はキセノンを吸着することを含む方法に関す
る。好ましくは、この方法は更に、吸着剤からのクリプ
トン及び／又はキセノンの脱着を含む。
チウム交換したＸゼオライトを含む吸着剤へクリプトン
及び／又はキセノンを吸着することを含む方法に関す
る。好ましくは、この方法は更に、吸着剤からのクリプ
トン及び／又はキセノンの脱着を含む。
【００４８】第四の側面において、本発明は、原料ガス
の成分を吸着及び集める方法を実施するための装置であ
って、第一の吸着剤床、第一の吸着剤床の下流の第二の
吸着剤床、第一の吸着剤床の上流に位置する上流マニホ
ールド、第一及び第二の吸着剤床の間に位置する中間マ
ニホールド、第二の吸着剤床の下流に位置する下流マニ
ホールド、第一及び第二の吸着剤床を通り抜ける原料ガ
スの流れを制御するための上流マニホールドにおける第
一の入り口、第一の吸着剤床のみを通り抜ける第一の再
生ガスの向流の流れを制御するための中間マニホールド
における第二の入り口、第二の吸着剤床のみを通り抜け
る第二の再生ガスの並流の流れを制御するための中間マ
ニホールドにおける第三の入り口、及び第二の吸着剤床
のみを通り抜ける脱着ガスの向流の流れを制御するため
の下流マニホールドにおける第四の入り口、を含む装置
に関する。
の成分を吸着及び集める方法を実施するための装置であ
って、第一の吸着剤床、第一の吸着剤床の下流の第二の
吸着剤床、第一の吸着剤床の上流に位置する上流マニホ
ールド、第一及び第二の吸着剤床の間に位置する中間マ
ニホールド、第二の吸着剤床の下流に位置する下流マニ
ホールド、第一及び第二の吸着剤床を通り抜ける原料ガ
スの流れを制御するための上流マニホールドにおける第
一の入り口、第一の吸着剤床のみを通り抜ける第一の再
生ガスの向流の流れを制御するための中間マニホールド
における第二の入り口、第二の吸着剤床のみを通り抜け
る第二の再生ガスの並流の流れを制御するための中間マ
ニホールドにおける第三の入り口、及び第二の吸着剤床
のみを通り抜ける脱着ガスの向流の流れを制御するため
の下流マニホールドにおける第四の入り口、を含む装置
に関する。
【００４９】好ましくは、下流マニホールドは、原料ガ
スのための第一の排気出口と第二の再生ガスのための第
二の排気出口とを有する。好ましくは、中間マニホール
ドは脱着ガスのための第三の排気出口を有する。好まし
くは、上流マニホールドは第一の再生ガスのための第四
の排気出口を有する。
スのための第一の排気出口と第二の再生ガスのための第
二の排気出口とを有する。好ましくは、中間マニホール
ドは脱着ガスのための第三の排気出口を有する。好まし
くは、上流マニホールドは第一の再生ガスのための第四
の排気出口を有する。
【００５０】随意に、この装置は、吸着剤床を横切り第
一及び第二の再生ガスと脱着ガスが通過する間液化原料
を蓄積するため、上流マニホールドの上流に蓄積容器を
更に含む。これは、単一のガード床及びクリプトン／キ
セノン吸着剤床を原料ガスの流れを中断することなくク
リプトン／キセノンの回収に使用するのを可能にする。
一及び第二の再生ガスと脱着ガスが通過する間液化原料
を蓄積するため、上流マニホールドの上流に蓄積容器を
更に含む。これは、単一のガード床及びクリプトン／キ
セノン吸着剤床を原料ガスの流れを中断することなくク
リプトン／キセノンの回収に使用するのを可能にする。
【００５１】随意に、もう一つの第一の吸着剤床ともう
一つの第二の吸着剤床を、定期的に交替しながら原料ガ
スを一方の第一及び第二の吸着剤床を通して送る間に第
一及び第二の再生ガスと脱着ガスを他方の第一及び第二
の吸着剤床を通して送るように、装置の上流マニホール
ド、中間マニホールド及び下流マニホールドに接続す
る。これは、再生と脱着を行う間に原料ガスを蓄積する
必要なしに、クリプトン／キセノンの連続の回収を可能
にする。
一つの第二の吸着剤床を、定期的に交替しながら原料ガ
スを一方の第一及び第二の吸着剤床を通して送る間に第
一及び第二の再生ガスと脱着ガスを他方の第一及び第二
の吸着剤床を通して送るように、装置の上流マニホール
ド、中間マニホールド及び下流マニホールドに接続す
る。これは、再生と脱着を行う間に原料ガスを蓄積する
必要なしに、クリプトン／キセノンの連続の回収を可能
にする。
【００５２】
【発明の実施の形態】添付の図面を参照して、本発明を
更に説明する。
更に説明する。
【００５３】図１に模式的に図示した本発明の好ましい
実施態様によれば、空気の低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ）
蒸留で、大気濃度に関してキセノンとクリプトンを富ま
せた、好適には２０〜６０ｐｐｍの濃度のキセノンを含
有している液体酸素流１０が生産される。この液体酸素
はまた、ＣＯ2とＮ2Ｏ、そして主にＣ1〜Ｃ4の範囲の種
々の炭化水素も不純物として含有している。
実施態様によれば、空気の低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ）
蒸留で、大気濃度に関してキセノンとクリプトンを富ま
せた、好適には２０〜６０ｐｐｍの濃度のキセノンを含
有している液体酸素流１０が生産される。この液体酸素
はまた、ＣＯ2とＮ2Ｏ、そして主にＣ1〜Ｃ4の範囲の種
々の炭化水素も不純物として含有している。
【００５４】２床式の装置を使用すると、液体酸素は上
記のとおりのシリカゲルのガード床１２を通過し、その
間にシリカゲルの第二の床が、不活性ガス吸着プロセス
からの排ガス又は窒素の流れにより熱的に再生されて、
不純物流１４を生じさせる。ＣＯ2とＮ2Ｏはより炭素数
の多い炭化水素と一緒に吸着されるが、メタン、そして
エタンは、一般に通過する。オレフィン類は次の工程で
使用されるＬｉＡｇＸ吸着剤に強く吸着されるので、そ
れらの除去が必要である。
記のとおりのシリカゲルのガード床１２を通過し、その
間にシリカゲルの第二の床が、不活性ガス吸着プロセス
からの排ガス又は窒素の流れにより熱的に再生されて、
不純物流１４を生じさせる。ＣＯ2とＮ2Ｏはより炭素数
の多い炭化水素と一緒に吸着されるが、メタン、そして
エタンは、一般に通過する。オレフィン類は次の工程で
使用されるＬｉＡｇＸ吸着剤に強く吸着されるので、そ
れらの除去が必要である。
【００５５】ガード床による精製後の液体酸素流は、１
６で気化されてガス流を生じる。別の２床式吸着器１８
において、この気体流は上記の条件下でＬｉＡｇＸ吸着
剤の床と接触する。一部の酸素２４は通過し、そして一
部の酸素とキセノン及びクリプトンは吸着されて、床の
再生の際に回収される。好ましくは、酸素は低温窒素の
並流式の流れにより置換され、それに続いてクリプトン
とキセノンが熱での再生と高温窒素２０での向流のパー
ジにより集められ、こうして脱着ガス２２中の炭化水素
及び酸素が爆発濃度になる可能性が避けられる。ＬｉＡ
ｇＸ床の相対する端部での酸素及び不活性ガスの脱着
は、不活性ガスを最小限の酸素の汚染で回収するのを可
能にする。本発明のこの概念の基礎をなす驚くべき発見
は、例えば窒素パージを使用して、並流のパージ工程で
床から酸素の本質的に全てを、吸着した不活性ガスを少
しも脱着することなしに、置換することが可能であると
いうことである。これは、吸着した不活性ガスを酸素を
含まないものにすることにより、それを本質的に安全に
する。それはその後、床の好ましくは向流式の再生でも
って、回収することができる。この不活性ガス選択性の
床の最終のパージと再昇圧は、ほかの不活性ガス吸着器
からの廃ガス２６を用いて、あるいはＮ2で、行われ
る。あるいはまた、キセノンとクリプトンは液体窒素冷
却される受槽で固体として回収される。
６で気化されてガス流を生じる。別の２床式吸着器１８
において、この気体流は上記の条件下でＬｉＡｇＸ吸着
剤の床と接触する。一部の酸素２４は通過し、そして一
部の酸素とキセノン及びクリプトンは吸着されて、床の
再生の際に回収される。好ましくは、酸素は低温窒素の
並流式の流れにより置換され、それに続いてクリプトン
とキセノンが熱での再生と高温窒素２０での向流のパー
ジにより集められ、こうして脱着ガス２２中の炭化水素
及び酸素が爆発濃度になる可能性が避けられる。ＬｉＡ
ｇＸ床の相対する端部での酸素及び不活性ガスの脱着
は、不活性ガスを最小限の酸素の汚染で回収するのを可
能にする。本発明のこの概念の基礎をなす驚くべき発見
は、例えば窒素パージを使用して、並流のパージ工程で
床から酸素の本質的に全てを、吸着した不活性ガスを少
しも脱着することなしに、置換することが可能であると
いうことである。これは、吸着した不活性ガスを酸素を
含まないものにすることにより、それを本質的に安全に
する。それはその後、床の好ましくは向流式の再生でも
って、回収することができる。この不活性ガス選択性の
床の最終のパージと再昇圧は、ほかの不活性ガス吸着器
からの廃ガス２６を用いて、あるいはＮ2で、行われ
る。あるいはまた、キセノンとクリプトンは液体窒素冷
却される受槽で固体として回収される。
【００５６】本発明は、気化させた液体酸素をＬｉＡｇ
Ｘ吸着剤へ直接供給する単一床装置で実施してもよい。
この装置では、二酸化炭素、亜酸化窒素及び炭化水素が
クリプトン／キセノンを富ませた製品中に残るが、下流
での処理でもって除供することができる。この場合、二
酸化炭素、亜酸化窒素及びオレフィンについて選択性の
吸着剤の予備層を（床の原料供給端で）使用することが
可能である。代表的な吸着剤には、シリカゲル及びゼオ
ライト、特にＣａＸ、が含まれる。
Ｘ吸着剤へ直接供給する単一床装置で実施してもよい。
この装置では、二酸化炭素、亜酸化窒素及び炭化水素が
クリプトン／キセノンを富ませた製品中に残るが、下流
での処理でもって除供することができる。この場合、二
酸化炭素、亜酸化窒素及びオレフィンについて選択性の
吸着剤の予備層を（床の原料供給端で）使用することが
可能である。代表的な吸着剤には、シリカゲル及びゼオ
ライト、特にＣａＸ、が含まれる。
【００５７】
【実施例】以下の例を参照して、本発明を更に説明及び
例示する。
例示する。
【００５８】（例１）酸素とキセノンについての吸着等
温線を、シリカゲル、１３Ｘ及び２０％ＡｇＬｉＬＳＸ
について３０℃で測定した。結果を表Ｉに示し、この表
はクリプトン、キセノン及び酸素についてのヘンリーの
法則の定数（初期等温線勾配）を示している。この表は
また、キセノンと酸素のヘンリーの法則の定数の比で表
して、酸素に対するキセノンの選択性も示している。シ
リカはＧｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎのグレード４０（７
５０ｍ2／ｇ）であり、１３ＸはＵＯＰからのＡＰＧグ
レードであり、２０％ＡｇＬｉＬＳＸは商業的に入手で
きるＬｉＬＳＸへ銀（Ｉ）イオンを交換して取り入れて
製造された。
温線を、シリカゲル、１３Ｘ及び２０％ＡｇＬｉＬＳＸ
について３０℃で測定した。結果を表Ｉに示し、この表
はクリプトン、キセノン及び酸素についてのヘンリーの
法則の定数（初期等温線勾配）を示している。この表は
また、キセノンと酸素のヘンリーの法則の定数の比で表
して、酸素に対するキセノンの選択性も示している。シ
リカはＧｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎのグレード４０（７
５０ｍ2／ｇ）であり、１３ＸはＵＯＰからのＡＰＧグ
レードであり、２０％ＡｇＬｉＬＳＸは商業的に入手で
きるＬｉＬＳＸへ銀（Ｉ）イオンを交換して取り入れて
製造された。
【００５９】
【表２】
【００６０】表Ｉの結果は、銀（Ｉ）イオンのゼオライ
ト構造への導入がクリプトン及びキセノンについての容
量を大いに高める（前者については１３Ｘより１９倍大
きくなり、後者については１３Ｘより６２倍大きくな
る）ことを示している。この表はまた、Ａｇ交換したゼ
オライトが驚くほど高いキセノン／酸素選択性を持つこ
とも示している。最後に、銀交換したゼオライトの選択
性と容量は、キセノンの回収のために従来技術で使用さ
れる主要な吸着剤であるシリカゲルの場合よりもはるか
に大きい。
ト構造への導入がクリプトン及びキセノンについての容
量を大いに高める（前者については１３Ｘより１９倍大
きくなり、後者については１３Ｘより６２倍大きくな
る）ことを示している。この表はまた、Ａｇ交換したゼ
オライトが驚くほど高いキセノン／酸素選択性を持つこ
とも示している。最後に、銀交換したゼオライトの選択
性と容量は、キセノンの回収のために従来技術で使用さ
れる主要な吸着剤であるシリカゲルの場合よりもはるか
に大きい。
【００６１】（例２）液体アルゴン（ＬＡＲ）からのキ
セノンの低温吸着を、シリカゲル（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖ
ｉｓｏｎのＢ−４１１）及び４０％ＡｇＬｉＬＳＸで測
定した。キセノンを２０ｐｐｍ含む液体アルゴンを直径
２インチ（５．０８ｃｍ）、長さ２０インチ（５０．８
ｃｍ）の吸着器へ、キセノンの完全な破過が認められる
まで供給した。液体アルゴンは、液体酸素（ＬＯＸ）を
使用する上での安全を考慮したために寒冷剤（ｃｒｙｏ
ｇｅｎ）として使用したものであり、ＬＡＲ及びＬＯＸ
での性能は本質的に同じであるものと予期される。吸着
器への流量は約２００ポンドモル／ｆｔ2／ｈ（５３．
４ｋｇモル／ｍ2／ｓ）であった。破過試験の結果を表
ＩＩに示す。
セノンの低温吸着を、シリカゲル（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖ
ｉｓｏｎのＢ−４１１）及び４０％ＡｇＬｉＬＳＸで測
定した。キセノンを２０ｐｐｍ含む液体アルゴンを直径
２インチ（５．０８ｃｍ）、長さ２０インチ（５０．８
ｃｍ）の吸着器へ、キセノンの完全な破過が認められる
まで供給した。液体アルゴンは、液体酸素（ＬＯＸ）を
使用する上での安全を考慮したために寒冷剤（ｃｒｙｏ
ｇｅｎ）として使用したものであり、ＬＡＲ及びＬＯＸ
での性能は本質的に同じであるものと予期される。吸着
器への流量は約２００ポンドモル／ｆｔ2／ｈ（５３．
４ｋｇモル／ｍ2／ｓ）であった。破過試験の結果を表
ＩＩに示す。
【００６２】
【表３】
【００６３】表ＩＩの結果は、２０％ＡｇＬｉＬＳＸは
低温液体からのキセノンの選択的吸着にとって、従来技
術の吸着剤であるシリカゲルよりもはるかに向上した吸
着剤であることを示している。
低温液体からのキセノンの選択的吸着にとって、従来技
術の吸着剤であるシリカゲルよりもはるかに向上した吸
着剤であることを示している。
【００６４】（例３）２０％ＡｇＬｉＬＳＸのキセノン
容量を、５０ｐｓｉｇ（３４５ｋＰａ）の原料圧力のア
ルゴン中の２０ｐｐｍのキセノンについて−７８℃（１
９５Ｋ）と−１６０℃（１１３Ｋ）で破過曲線を測定す
ることにより求めた。使用した塔は、長さ５ｃｍ、直径
３／８インチ（３２ｍｍ）であった。試験の結果を例２
で得られた結果と比較して表ＩＩＩに示す。
容量を、５０ｐｓｉｇ（３４５ｋＰａ）の原料圧力のア
ルゴン中の２０ｐｐｍのキセノンについて−７８℃（１
９５Ｋ）と−１６０℃（１１３Ｋ）で破過曲線を測定す
ることにより求めた。使用した塔は、長さ５ｃｍ、直径
３／８インチ（３２ｍｍ）であった。試験の結果を例２
で得られた結果と比較して表ＩＩＩに示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】表ＩＩＩの結果は、Ｘｅの吸着容量は温度
に関し最大値を取るので意外である。この結果はまた、
貴ガスの回収を気相において行うのが好ましいことも示
している。
に関し最大値を取るので意外である。この結果はまた、
貴ガスの回収を気相において行うのが好ましいことも示
している。
【００６７】（例４）本発明のもう一つの重要な側面
は、クリプトンとキセノンの高回収を安全なやり方でも
って保証することである。主要な安全上の懸念は、吸着
系に炭化水素と酸素が同時に存在することである。それ
ゆえに、吸着処理の間に爆発濃度になるのを回避するの
が絶対必要である。この例は、窒素のような不活性ガス
でのパージにより爆発濃度を回避する。−１６０℃の窒
素での脱着の前に、−１６０℃の酸素中の８０ｐｐｍの
クリプトンで床を破過させる。脱着のプロット（図２）
は、低温窒素のパージがクリプトンの脱着前に本質的に
全ての酸素を置換することを示している。このように、
製品を集めるのは本質的に全ての酸素が床から脱着され
るまで始まらない。従って、この方法は本質的に安全で
あり、高い貴ガス回収率を保証し、そして吸着した酸素
を少しも製品中に取り込まないことにより貴ガスの濃度
を最大限にする。製品ガスは、取り扱うのに、蒸留する
のに、そして輸送するのに安全である。
は、クリプトンとキセノンの高回収を安全なやり方でも
って保証することである。主要な安全上の懸念は、吸着
系に炭化水素と酸素が同時に存在することである。それ
ゆえに、吸着処理の間に爆発濃度になるのを回避するの
が絶対必要である。この例は、窒素のような不活性ガス
でのパージにより爆発濃度を回避する。−１６０℃の窒
素での脱着の前に、−１６０℃の酸素中の８０ｐｐｍの
クリプトンで床を破過させる。脱着のプロット（図２）
は、低温窒素のパージがクリプトンの脱着前に本質的に
全ての酸素を置換することを示している。このように、
製品を集めるのは本質的に全ての酸素が床から脱着され
るまで始まらない。従って、この方法は本質的に安全で
あり、高い貴ガス回収率を保証し、そして吸着した酸素
を少しも製品中に取り込まないことにより貴ガスの濃度
を最大限にする。製品ガスは、取り扱うのに、蒸留する
のに、そして輸送するのに安全である。
【００６８】（例５）本発明の好ましい態様の装置を図
３に示す。この装置は、液体酸素の入口１０と廃棄物出
口３２を上流に、そして製品の出口１６と高温窒素の入
口３０を下流に持つ、ガード吸着器１２を含む。製品出
口１６は、第二の吸着剤床１８の上流端部に接続され
る。この第二の吸着床１８も、低温窒素の入口２０とク
リプトン／キセノン製品出口２２を上流に、そして酸素
出口２４、廃棄物出口３４及び高温窒素入口２８を下流
に有する。
３に示す。この装置は、液体酸素の入口１０と廃棄物出
口３２を上流に、そして製品の出口１６と高温窒素の入
口３０を下流に持つ、ガード吸着器１２を含む。製品出
口１６は、第二の吸着剤床１８の上流端部に接続され
る。この第二の吸着床１８も、低温窒素の入口２０とク
リプトン／キセノン製品出口２２を上流に、そして酸素
出口２４、廃棄物出口３４及び高温窒素入口２８を下流
に有する。
【００６９】二つの並列ガード吸着器１２と二つ並列の
第二の吸着剤床１８とを備えた２床式の装置を使用す
る。一方のガード吸着器１２と一方の第二の吸着剤床１
８を再生し、他方のガード吸着器１２と第二の吸着床は
その間オンライン（有効稼動）にあって、床の間で定期
的な交替がなされる。
第二の吸着剤床１８とを備えた２床式の装置を使用す
る。一方のガード吸着器１２と一方の第二の吸着剤床１
８を再生し、他方のガード吸着器１２と第二の吸着床は
その間オンライン（有効稼動）にあって、床の間で定期
的な交替がなされる。
【００７０】この装置を、第二の吸着剤床１８の再生を
２段階で行うことを除き、図１の装置と同じように使用
する。第一に、９０〜１７３Ｋの並流の低温窒素流を、
酸素が脱着されそして下流の出口２４を通って床から出
てゆくように、上流の入口２０から導入する。第二に、
１２０〜３７３Ｋの高温の向流の窒素流が、クリプトン
とキセノンが脱着されそして下流の出口２２を通って床
から出てゆくように、下流の入口２８を通って床１８に
入る。
２段階で行うことを除き、図１の装置と同じように使用
する。第一に、９０〜１７３Ｋの並流の低温窒素流を、
酸素が脱着されそして下流の出口２４を通って床から出
てゆくように、上流の入口２０から導入する。第二に、
１２０〜３７３Ｋの高温の向流の窒素流が、クリプトン
とキセノンが脱着されそして下流の出口２２を通って床
から出てゆくように、下流の入口２８を通って床１８に
入る。
【００７１】（例６）米国特許第４４４７３５３号明細
書の説明に従って銀モルデナイトを調製した。この物質
は約１９ｗｔ％の銀を含有していた。その後、この銀モ
ルデナイトの吸着特性を２０％ＡｇＬｉＬＳＸのそれと
比較した。銀モルデナイトについてのヘンリーの法則の
定数は３０ｍｍｏｌ／ｇ／ａｔｍであり、一方、２０％
ＡｇＬｉＬＳＸについてのそれは７３ｍｍｏｌ／ｇ／ａ
ｔｍであった。これらのデータは、ＡｇＬｉＬＳＸ物質
のキセノン容量は銀モルデナイトについてのそれより大
きいことをはっきりと示している。更に、ＡｇＬｉＬＳ
Ｘの銀負荷量は約１３ｗｔ％であった。従って、このＡ
ｇＬｉＬＳＸ物質はより低い銀負荷量で吸着特性が向上
している。
書の説明に従って銀モルデナイトを調製した。この物質
は約１９ｗｔ％の銀を含有していた。その後、この銀モ
ルデナイトの吸着特性を２０％ＡｇＬｉＬＳＸのそれと
比較した。銀モルデナイトについてのヘンリーの法則の
定数は３０ｍｍｏｌ／ｇ／ａｔｍであり、一方、２０％
ＡｇＬｉＬＳＸについてのそれは７３ｍｍｏｌ／ｇ／ａ
ｔｍであった。これらのデータは、ＡｇＬｉＬＳＸ物質
のキセノン容量は銀モルデナイトについてのそれより大
きいことをはっきりと示している。更に、ＡｇＬｉＬＳ
Ｘの銀負荷量は約１３ｗｔ％であった。従って、このＡ
ｇＬｉＬＳＸ物質はより低い銀負荷量で吸着特性が向上
している。
【００７２】（例７）１７ｐｐｍのキセノン、９５ｐｐ
ｍのメタン、そして１０ｐｐｍの亜酸化窒素を含有して
いる液体酸素流を９０Ｋ及び３ｐｓｉｇ（２０．７ｋＰ
ａ）でシリカゲル（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎのグレ
ードＢ１２７）の床を通過させた。原料流量は５０ポン
ドモル／ｈ／ｆｔ2（液で１リットル／ｍｉｎ）であっ
た。床の大きさは、直径２インチ（５．０８ｃｍ）、長
さ１８インチ（４５．７ｃｍ）であった。メタン及び酸
素の破過が、それぞれ３分及び８分で起きた。亜酸化窒
素の破過は２３．５時間で起きた。シリカゲル床からの
亜酸化窒素を含まない流出物流を１１３Ｋ及び１４ｐｓ
ｉｇ（９６．５ｋＰａ）で気化させた。気化した流れの
一部を２０％ＡｇＬｉＸを収容した床へ送った。この床
の大きさは、直径０．４インチ（１．０２ｃｍ）、長さ
２インチ（５．０８ｃｍ）であり、原料流量は６．８ポ
ンドモル／ｈ／ｆｔ2（１リットル／ｍｉｎ）であっ
た。メタンの破過は原料供給して１９０分後に起こっ
た。原料供給して１４００分後に、キセノンの破過は起
きていなかった。１４００分で原料供給工程を停止し、
並流の窒素パージを１１３Ｋ、３．４ポンドモル／ｈ／
ｆｔ2（０．５リットル／ｍｉｎ）のＧ流量で開始し
た。２５分続いた低温窒素パージの間に、メタンを検出
限界未満まで脱着したが、キセノンの脱着は起きなかっ
た（図４）。次に、窒素流を加熱し、向流式に床を通過
させた。キセノンが１５０Ｋで脱着し始め、そしてキセ
ノンの脱着は２２０Ｋで終えた（図５）。
ｍのメタン、そして１０ｐｐｍの亜酸化窒素を含有して
いる液体酸素流を９０Ｋ及び３ｐｓｉｇ（２０．７ｋＰ
ａ）でシリカゲル（Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎのグレ
ードＢ１２７）の床を通過させた。原料流量は５０ポン
ドモル／ｈ／ｆｔ2（液で１リットル／ｍｉｎ）であっ
た。床の大きさは、直径２インチ（５．０８ｃｍ）、長
さ１８インチ（４５．７ｃｍ）であった。メタン及び酸
素の破過が、それぞれ３分及び８分で起きた。亜酸化窒
素の破過は２３．５時間で起きた。シリカゲル床からの
亜酸化窒素を含まない流出物流を１１３Ｋ及び１４ｐｓ
ｉｇ（９６．５ｋＰａ）で気化させた。気化した流れの
一部を２０％ＡｇＬｉＸを収容した床へ送った。この床
の大きさは、直径０．４インチ（１．０２ｃｍ）、長さ
２インチ（５．０８ｃｍ）であり、原料流量は６．８ポ
ンドモル／ｈ／ｆｔ2（１リットル／ｍｉｎ）であっ
た。メタンの破過は原料供給して１９０分後に起こっ
た。原料供給して１４００分後に、キセノンの破過は起
きていなかった。１４００分で原料供給工程を停止し、
並流の窒素パージを１１３Ｋ、３．４ポンドモル／ｈ／
ｆｔ2（０．５リットル／ｍｉｎ）のＧ流量で開始し
た。２５分続いた低温窒素パージの間に、メタンを検出
限界未満まで脱着したが、キセノンの脱着は起きなかっ
た（図４）。次に、窒素流を加熱し、向流式に床を通過
させた。キセノンが１５０Ｋで脱着し始め、そしてキセ
ノンの脱着は２２０Ｋで終えた（図５）。
【００７３】これらの例で説明した本発明の好ましい態
様は、空気分離プラントからクリプトンとキセノンを回
収するための経済的で且つ安全な装置を提供する。回収
されるガスは二酸化炭素、亜酸化窒素、炭化水素及び酸
素を含まない。
様は、空気分離プラントからクリプトンとキセノンを回
収するための経済的で且つ安全な装置を提供する。回収
されるガスは二酸化炭素、亜酸化窒素、炭化水素及び酸
素を含まない。
【００７４】本発明のこの態様には、特に驚くべき特徴
が多数ある。まず第一に、シリカゲルを二酸化炭素、亜
酸化窒素及び炭化水素のためのガード吸着剤として、大
量のクリプトン又はキセノンを吸着することなしに、使
用することができる。これは、シリカゲルをキセノン及
び／又はクリプトンのための吸着剤として当てにする多
数の以前の方法（例えば米国特許第４４１７９０９号明
細書、同第３９７１６４０号明細書及び同第４８７４５
９２号明細書のそれら）とは対照的である。更に、従来
技術はシリカゲルを亜酸化窒素のための吸着剤として使
用することを開示していない。
が多数ある。まず第一に、シリカゲルを二酸化炭素、亜
酸化窒素及び炭化水素のためのガード吸着剤として、大
量のクリプトン又はキセノンを吸着することなしに、使
用することができる。これは、シリカゲルをキセノン及
び／又はクリプトンのための吸着剤として当てにする多
数の以前の方法（例えば米国特許第４４１７９０９号明
細書、同第３９７１６４０号明細書及び同第４８７４５
９２号明細書のそれら）とは対照的である。更に、従来
技術はシリカゲルを亜酸化窒素のための吸着剤として使
用することを開示していない。
【００７５】第二に、本発明の新しいクリプトン及びキ
セノン吸着剤ＡｇＬｉＬＳＸは、これらのガスに対して
高い容量と選択性を示し、そしてそれらは表ＩＩＩに示
したようにより高い原料供給温度で増大する。これと対
照的に、高温では吸着剤の容量と選択性は通常は低下す
る。本発明の好ましい態様の方法では、ガス流を液化し
た状態でガード吸着剤と接触させて送り、そして次に気
化させてから、貴ガスの選択的吸着剤と接触させて送
る。これは、先に示した以前の多数の方法とは対照的で
ある。例えば、米国特許第４４１７９０９号明細書の方
法では、ガス流は第一及び第二の吸着剤と接触して送ら
れるとき気体であり、また米国特許第３９１７６４０号
明細書の方法では、ガス流は第一及び第二の吸着剤と接
触して送られるとき液化された状態にある。
セノン吸着剤ＡｇＬｉＬＳＸは、これらのガスに対して
高い容量と選択性を示し、そしてそれらは表ＩＩＩに示
したようにより高い原料供給温度で増大する。これと対
照的に、高温では吸着剤の容量と選択性は通常は低下す
る。本発明の好ましい態様の方法では、ガス流を液化し
た状態でガード吸着剤と接触させて送り、そして次に気
化させてから、貴ガスの選択的吸着剤と接触させて送
る。これは、先に示した以前の多数の方法とは対照的で
ある。例えば、米国特許第４４１７９０９号明細書の方
法では、ガス流は第一及び第二の吸着剤と接触して送ら
れるとき気体であり、また米国特許第３９１７６４０号
明細書の方法では、ガス流は第一及び第二の吸着剤と接
触して送られるとき液化された状態にある。
【００７６】第三に、上記の好ましい態様の方法は、ク
リプトンとキセノンの吸着前に液体酸素混合物を還流す
る必要がない。これは、米国特許第３７７９０２８号明
細書及び米国特許第３６０９９８３号明細書の方法とは
対照的である。
リプトンとキセノンの吸着前に液体酸素混合物を還流す
る必要がない。これは、米国特許第３７７９０２８号明
細書及び米国特許第３６０９９８３号明細書の方法とは
対照的である。
【図１】本発明の好ましい態様の方法を模式的に説明す
る図である。
る図である。
【図２】低温で窒素パージする際の２０％ＡｇＬｉＬＳ
Ｘの床からの酸素とクリプトンの脱着をプロットしたグ
ラフである。
Ｘの床からの酸素とクリプトンの脱着をプロットしたグ
ラフである。
【図３】本発明の好ましい態様の装置を示す図である。
【図４】低温窒素パージの際のメタンの脱着をプロット
したグラフである。
したグラフである。
【図５】温度が上昇するにつれてのキセノンの脱着をプ
ロットしたグラフである。
ロットしたグラフである。
１２…ガード吸着器
１８…第二の吸着床
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０１Ｊ 20/18 Ｂ０１Ｊ 20/18 Ｄ
20/28 20/28 Ｚ
20/34 20/34 Ｆ
Ｈ
(72)発明者 ティモシー クリストファー ゴールデン
アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18104,
アレンタウン，ハンプシャー コート
4104
(72)発明者 トーマス スティーブン フェリス
アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18015
ベツレヘム，ステーション アベニュ
1480
(72)発明者 ロバート リング チャン
アメリカ合衆国，ニュージャージー
07920，バスキング リッジ，ガバナー
ドライブ 11
(72)発明者 ロジャー ディーン ホイットリー
アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18104
−8501，アレンタウン，ホープウェル ド
ライブ 311
(72)発明者 フレッド ウィリアム テイラー
アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18037,
コプレイ，クリアビュー ロード 2713
Ｆターム(参考） 4D012 CA20 CB12 CB17 CD01 CD03
CE03 CF08 CG01 CH02 CJ05
CJ07
4G066 AA22B AA61B AA62B BA09
BA20 BA26 BA36 BA42 CA39
DA03 DA05 DA07 FA37 GA01
GA06
Claims (29)
- 【請求項１】 酸素を含有しキセノン及び／又はクリプ
トンの不活性ガスをも含有しているガス流からキセノン
及び／又はクリプトンを回収するための方法であって、
当該不活性ガスを固体吸着剤に選択的に吸着し、そして
吸着した不活性ガスを脱着し集めることを含み、当該吸
着剤がＬｉ及びＡｇ交換したＸタイプのゼオライトであ
るキセノン及び／又はクリプトン回収方法。 - 【請求項２】 前記ゼオライトのＡｇ交換レベルが当量
基準で５〜４０％である、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記ゼオライトのＡｇ交換レベルが約２
０％である、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記ゼオライトのケイ素対アルミニウム
比が１．０〜２．５である、請求項１から３までのいず
れか一つに記載の方法。 - 【請求項５】 前記固体吸着剤の平均の粒子の大きさが
０．５〜２ｍｍである、請求項１から４までのいずれか
一つに記載の方法。 - 【請求項６】 前記ゼオライトが前記不活性ガスの脱着
の際１２０〜３９８Ｋの温度を有する、請求項１から５
までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項７】 前記ゼオライトが前記ガス流の供給の際
９０〜３０３Ｋの温度を有する、請求項１から６までの
いずれか一つに記載の方法。 - 【請求項８】 排気、パージ及び／又は熱での再生によ
り、前記ゼオライトから不活性ガスを脱着する、請求項
１から７までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項９】 前記酸素含有ガス流に対し向流の再生用
ガスの流れでのパージにより、前記ゼオライトから不活
性ガスを脱着する、請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 窒素、アルゴン、ヘリウム、水素又は
それらのうちの２種以上のものの混合物でのパージによ
り、前記ゼオライトからクリプトン及び／又はキセノン
を脱着する、請求項８又は９記載の方法。 - 【請求項１１】 クリプトン及び／又はキセノンを製品
ガス流でもって回収し、そして凍結によりそれから除去
する、請求項８から１０までのいずれか一つに記載の方
法。 - 【請求項１２】 クリプトン及び／又はキセノンを製品
ガス流でもって回収し、そしてそれを蒸留して純粋なク
リプトンと純粋なキセノンを得る、請求項８から１０ま
でのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項１３】 酸素を前記ゼオライトから脱着してか
ら、クリプトン及び／又はキセノンを当該ゼオライトか
ら脱着する、請求項１から１２までのいずれか一つに記
載の方法。 - 【請求項１４】 前記酸素含有ガス流に対して並流の再
生用ガスの流れでのパージにより前記ゼオライトから酸
素を脱着する、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 大気中のキセノンの濃度より高い濃度
のキセノンを含有する酸素と窒素との混合物からキセノ
ンを回収する、請求項１から１４までのいずれか一つに
記載の方法。 - 【請求項１６】 キセノンを使用して麻酔をかけられあ
るいは神経防護処理を施された患者からのはき出された
ガス又は血液であるか、あるいはそのようなガス又は血
液から得られる、酸素と窒素を主に含む混合物からキセ
ノンを回収する、請求項１２記載の方法。 - 【請求項１７】 キセノン及び／又はクリプトンを含有
する液体酸素を気化させてガス流を作り、そしてそれか
ら請求項１から１６までのいずれか一つに記載の方法に
よりキセノン及び／又はクリプトンを回収することを含
む、キセノン及び／又はクリプトンを含有する液体酸素
からキセノン及び／又はクリプトンを回収するための方
法。 - 【請求項１８】 クリプトンとキセノンのうちの１種以
上と、二酸化炭素、亜酸化窒素及び炭化水素不純物のう
ちの１種以上とを含有している液化ガス流から、クリプ
トン及び／又はキセノンを回収するための方法であっ
て、 当該液化ガス流を、そのガス流から１種以上の当該不純
物を除去できる第一の吸着剤と接触させて送ること、 当該液化ガス流を気化させてガス流を作ること、 このガス流を、このガス流からクリプトン及び／又はキ
セノンを除去できる第二の吸着剤と接触させて送るこ
と、 第二の吸着剤からクリプトン及び／又はキセノンを定期
的に脱着して製品ガス流を作ること、 そして第一の吸着剤を定期的に再生すること、を含み、
第二の吸着剤がＬｉ及びＡｇ交換したＸタイプのゼオラ
イトである、クリプトン及び／又はキセノン回収方法。 - 【請求項１９】 前記液化ガス流が酸素に富む液化ガス
流である、請求項１８記載の方法。 - 【請求項２０】 前記酸素に富む液化ガス流が空気の分
別蒸留により得られる、請求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】 第一の吸着剤がシリカゲルである、請
求項１８から２０までのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項２２】 前記シリカゲルの表面積が少なくとも
６５０ｍ2／ｇである、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２３】 前記シリカゲルの粒子の大きさが０．
５〜２ｍｍである、請求項２１又は２２記載の方法。 - 【請求項２４】 前記液化ガス流が前記第一の吸着剤と
接触して送られるときに９０〜１１０Ｋの温度を有す
る、請求項１８から２３までのいずれか一つに記載の方
法。 - 【請求項２５】 前記液化ガス流が前記第一の吸着剤と
接触して送られるときに０〜１５０ｐｓｉｇ（０〜１０
３４ｋＰａ）の圧力を有する、請求項１８から２４まで
のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項２６】 原料ガスの成分を吸着及び集める方法
を実施するための装置であって、 第一の吸着剤床、 第一の吸着剤床の下流の第二の吸着剤床、 第一の吸着剤床の上流に位置する上流マニホールド、 第一及び第二の吸着剤床の間に位置する中間マニホール
ド、 第二の吸着剤床の下流に位置する下流マニホールド、 第一及び第二の吸着剤床を通り抜ける原料ガスの流れを
制御するための上流マニホールドにおける第一の入り
口、 第一の吸着剤床のみを通り抜ける第一の再生ガスの向流
の流れを制御するための中間マニホールドにおける第二
の入り口、 第二の吸着剤床のみを通り抜ける第二の再生ガスの並流
の流れを制御するための中間マニホールドにおける第三
の入り口、及び第二の吸着剤床のみを通り抜ける脱着ガ
スの向流の流れを制御するための下流マニホールドにお
ける第四の入り口、を含む装置。 - 【請求項２７】 前記下流マニホールドが原料ガスのた
めの第一の排気出口と第二の再生ガスのための第二の排
気出口とを有し、前記中間マニホールドが脱着ガスのた
めの第三の排気出口を有し、そして前記上流マニホール
ドが第一の再生ガスのための第四の排気出口を有する、
請求項２６記載の装置。 - 【請求項２８】 吸着剤床を横切り第一及び第二の再生
ガスと脱着ガスが通過する間液化原料を蓄積するため、
前記上流マニホールドの上流に蓄積容器を更に含む、請
求項２６又は２７記載の装置。 - 【請求項２９】 定期的に交替しながら、原料ガスが一
方の第一及び第二の吸着剤床を横切り通過する間に、第
一及び第二の再生ガスと脱着ガスが他方の第一及び第二
の吸着剤床を横切り通過するように、追加の第一の吸着
剤床と追加の第二の吸着剤床が前記上流マニホールド、
中間マニホールド及び下流マニホールドに接続される、
請求項２６から２８までのいずれか一つに記載の装置。
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