JP2019520198A5

JP2019520198A5 -

Info

Publication number: JP2019520198A5
Application number: JP2018562940A
Authority: JP
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2020-04-09
Anticipated expiration: 2037-05-31

Claims

供給ストリーム分離段階（１）と、未透過物分離段階（２）と
任意選択により、該供給ストリーム分離段階の上流に配置されたコンプレッサー（４）、ならびに／あるいは、該供給ストリーム分離段階（１）および／または該未透過物分離段階（２）における少なくとも１つの透過ストリームに配置された少なくとも１つの真空装置と、
からなり、
該供給ストリーム分離段階（１）は、少なくとも２種の成分を含む供給ストリームを、第一透過ストリーム（６）および第一未透過ストリーム（７）へと分離し、
該未透過物分離段階（２）は、該第一未透過ストリーム（７）を、第二透過ストリーム（９）および第二未透過ストリーム（８）へと分離し、
該第一透過ストリーム（６）は、生成物として取り出されるか、またはさらに処理されるか、あるいは任意選択により、該第二未透過ストリーム（８）が取り出されるかまたは処理される場合、廃棄することもでき、
該第二未透過ストリーム（８）は、第一生成物として取り出されるか、またはさらに処理されるか、あるいは任意選択により、該第一透過ストリーム（６）が取り出されるかまたはさらに処理される場合、廃棄することもでき；ならびに、
該第二透過ストリーム（９）は、該供給ストリームに供給され、
該供給ストリーム分離段階（１）および該未透過物分離段階（２）は、膜分離段階である、
ガスを分離するための機器であって、
加熱器（１２）が、該供給ストリーム分離段階（１）と該未透過物分離段階（２）との間に配置され、
本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、該未透過物分離段階（２）において使用される該膜の総能力が、本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、該供給ストリーム分離段階（１）において使用される該膜の総能力より高い
ことを特徴とする、機器。
本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、前記供給ストリーム分離段階（１）において使用される前記膜の総能力に対する、本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、前記未透過物分離段階（２）において使用される前記膜の総能力の比率は、１．０５から１０、好ましくは１．１から８、特に好ましくは１．２から７の範囲、とりわけ好ましくは１．５から６の範囲であることを特徴とする、請求項１記載の機器。
少なくとも前記供給ストリーム分離段階（１）において、好ましくは、該供給ストリーム分離段階（１）および前記未透過物分離段階（２）の両方において、少なくとも３０、好ましくは少なくとも３５、より好ましくは少なくとも４０、特に好ましくは少なくとも４５、とりわけ好ましくは少なくとも４５から８０の純粋ガス選択性を有するガス分離膜が使用されることを特徴とする、請求項１又は２記載の機器。
前記膜の分離活性層のために使用される材料が、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアラミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリスルホン、酢酸セルロース、酢酸セルロース誘導体、ポリフェニレンオキシド、ポリシロキサン、マイクロポーラスポリマー、混合性マトリックス膜、促進輸送膜、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、とりわけ、下記のモノマーユニットＡおよびＢ：

［式中、０≦ｘ≦０．５および１≧ｙ≧０．５であり、Ｒは、下記の基Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４：

からなる群より選択される１つまたは複数の、同一のまたは異なる基に対応する］からなるリストより選択される少なくとも１つ、特に好ましくはＣＡＳ番号９０４６−５１−９のポリイミドおよび／またはＣＡＳ番号１３４１１９−４１−８のポリイミド、であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項記載の機器。
多段階コンプレッサーが使用され、
および／または、
前記第二透過ストリーム（９）が、２つの圧縮段階の間において該コンプレッサーに導入される
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項記載の機器。
前記ガス分離膜モジュールが、中空糸膜からなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項記載の機器。
前記未透過物分離段階（２）の未透過物圧力は、好ましくは、前記第二未透過ストリーム（８）における背圧調整バルブによって、１ｂａｒから１００ｂａｒ、好ましくは５ｂａｒから８０ｂａｒ、特に好ましくは１０ｂａｒから７０ｂａｒに調節されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項記載の機器。
前記分離タスクのために使用される駆動力は、それぞれの膜分離段階における未透過側と透過側との間の透過ガスに対する分圧差であり、該分圧差が、前記供給ストリームにおけるコンプレッサーによって、ならびに／あるいは前記第二ストリームにおける真空装置によって、ならびに／あるいは透過側におけるフラッシングガスストリームによって、発生されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項記載の機器。
供給ストリーム分離段階（１）と、未透過物分離段階（２）と、
任意選択により、該供給ストリーム分離段階の上流に配置されたコンプレッサー（４）、ならびに／あるいは、該供給ストリーム分離段階（１）および／または該未透過物分離段階（２）における少なくとも１つの透過ストリームに配置された少なくとも１つの真空装置と、
からなる機器において実施され、
該供給ストリーム分離段階（１）は、少なくとも２種の成分を含む供給ストリーム（５）を、第一透過ストリーム（６）および第一未透過ストリーム（７）へと分離し、
該未透過物分離段階（２）は、該第一未透過ストリーム（７）を、第二透過ストリーム（９）および第二未透過ストリーム（８）へと分離し、
該第一透過ストリーム（６）は、生成物として取り出されるか、またはさらに処理されるか、あるいは任意選択により、該第二未透過ストリーム（８）が取り出されるかまたは処理される場合、廃棄することもでき、
該第二未透過ストリーム（８）は、第一生成物として取り出されるか、またはさらに処理されるか、あるいは任意選択により、該第一透過ストリーム（６）が取り出されるかまたはさらに処理される場合、廃棄することもでき；ならびに
該第二透過ストリーム（９）は、該供給ストリームに供給され、
該供給ストリーム分離段階（１）および該未透過物分離段階（２）は、膜分離段階である、
ガスを分離するプロセスであって、
該第一透過ストリーム（７）は、該未透過物分離段階に導入される前に、該供給ストリーム（５）の温度より高い温度に加熱され、
本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、該未透過物分離段階（２）において使用される該膜の総能力が、本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、該供給ストリーム分離段階（１）において使用される該膜の総能力より高い
ことを特徴とする、プロセス。
本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、前記供給ストリーム分離段階（１）において使用される前記膜の総能力に対する、本明細書において定義されるような標準条件下においてグレード４．８の窒素に対して測定した場合の、前記未透過物分離段階（２）において使用される前記膜の総能力の比率は、１．０５から１０、好ましくは１．１から８、特に好ましくは１．２から７の範囲、とりわけ好ましくは１．５から６の範囲であることを特徴とする、請求項９記載のプロセス。
少なくとも前記供給ストリーム分離段階（１）において、好ましくは、該供給ストリーム分離段階（１）および前記未透過物分離段階（２）の両方において、少なくとも３０、好ましくは少なくとも３５、より好ましくは少なくとも４０、特に好ましくは少なくとも４５、とりわけ好ましくは少なくとも４５から８０の純粋ガス選択性を有するガス分離膜が使用されることを特徴とする、請求項９又は１０記載のプロセス。
前記膜の分離活性層のために使用される材料が、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアラミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリスルホン、酢酸セルロース、酢酸セルロース誘導体、ポリフェニレンオキシド、ポリシロキサン、マイクロポーラスポリマー、混合性マトリックス膜、促進輸送膜、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、とりわけ、下記のモノマーユニットＡおよびＢ：

［式中、０≦ｘ≦０．５および１≧ｙ≧０．５であり、Ｒは、下記の基Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４：

からなる群より選択される１つまたは複数の、同一のまたは異なる基に対応する］からなるリストより選択される少なくとも１つ、特に好ましくはＣＡＳ番号９０４６−５１−９のポリイミドおよび／またはＣＡＳ番号１３４１１９−４１−８のポリイミド、であることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項記載のプロセス。
多段階コンプレッサーが使用され、
および／または、
前記第二透過ストリーム（９）が、２つの圧縮段階の間において該コンプレッサーに導入される
ことを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか一項記載のプロセス。
前記ガス分離膜モジュールが、中空糸膜からなることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項記載のプロセス。
前記未透過物分離段階（２）の未透過物圧力は、好ましくは、前記第二未透過ストリーム（８）における背圧調整バルブによって、１ｂａｒから１００ｂａｒ、好ましくは５ｂａｒから８０ｂａｒ、特に好ましくは１０ｂａｒから７０ｂａｒに調節されることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれか一項記載のプロセス。
前記分離タスクのために使用される駆動力は、それぞれの膜分離段階における未透過側と透過側との間の透過ガスに対する分圧差であり、該分圧差が、前記供給ストリームにおけるコンプレッサーによって、ならびに／あるいは前記第二ストリームにおける真空装置によって、ならびに／あるいは透過側におけるフラッシングガスストリームによって、発生されることを特徴とする、請求項９〜１５のいずれか一項記載のプロセス。
前記第一透過ストリーム（７）が、前記未透過物分離段階（２）に導入される前に、前記供給ストリーム（５）の温度より５℃から５０℃、好ましくは１０℃から３０℃高い温度に加熱されることを特徴とする、請求項９〜１６のいずれか一項記載のプロセス。
前記供給ストリーム（５）の前記温度が、前記供給ストリーム分離段階（１）に導入される前に、１５℃から４５℃の範囲、好ましくは２０℃から３５℃の範囲であることを特徴とする、請求項９〜１６のいずれか一項記載のプロセス。
前記第二透過ストリームにおいてリサイクルされる前記ガスの量が、合計で、粗ガスストリームの４０体積％未満、好ましくは３０体積％未満であることを特徴とする、請求項９〜１８のいずれか一項記載のプロセス。
前記粗ガスストリームが、バイオガスまたは天然ガスまたは空気、あるいは：二酸化炭素とメタン、水素とメタン、一酸化炭素とメタン、ヘリウムとメタン、ヘリウムと窒素、水素と一酸化炭素、１気圧において１１０ケルビン未満の沸点を有する永久気体と１気圧において１１０ケルビン以上の沸点を有する非永久気体、二酸化炭素と炭化水素、または窒素と炭化水素を含む別のガス混合物、であることを特徴とする、粗ガスを精製するための、請求項９〜１９のいずれか一項記載のプロセス。