JP2587334B2 - Ｃｈ４を含まないｃｏガスの分離方法 - Google Patents
Ｃｈ４を含まないｃｏガスの分離方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣＯ (一酸化炭素) ガス
の分離方法に関し、より詳細にはＨ2 (水素)、ＣＯ、Ｃ
Ｈ4 (メタン) 、ＣＯ2 (炭酸ガス) および水分からなる
原料ガスから不純物としてのＣＨ4 ガスを実質的に含有
しないＣＯガスを製造する方法に関する。
の分離方法に関し、より詳細にはＨ2 (水素)、ＣＯ、Ｃ
Ｈ4 (メタン) 、ＣＯ2 (炭酸ガス) および水分からなる
原料ガスから不純物としてのＣＨ4 ガスを実質的に含有
しないＣＯガスを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＯガスは化学原料、還元剤、燃料とし
て注目されている。ところで従来、ＣＯの分離方法とし
ては、深冷分離法、吸着液法、圧力スイング吸着 (ＰＳ
Ａ) 法などが実施されている。深冷分離法は、ＣＯ2と
水分を予め除去したガスを冷却し、沸点差によってそれ
ぞれの成分ガスを分離する方法である。しかしながら、
ＣＯ中に混入したＣＨ4を除去するためには、液体プロ
パンによってＣＨ4を吸収、除去する必要があり、ＣＯ
のＣＨ4含有率を60ppm以下にすることは困難であった。
一方、ＰＳＡ法は、予めＨ2Ｏ、ＣＯ2を除去した混合ガ
スに対して吸着剤としてゼオライトのように、ＣＯがＣ
Ｈ4よりも吸着力が強い吸着剤を使用し、この吸着力の
差を利用してＣＯを回収する方法であるが、製品ＣＯ中
に共吸着した微量のＣＨ4の混入を回避することは困難
であった。
て注目されている。ところで従来、ＣＯの分離方法とし
ては、深冷分離法、吸着液法、圧力スイング吸着 (ＰＳ
Ａ) 法などが実施されている。深冷分離法は、ＣＯ2と
水分を予め除去したガスを冷却し、沸点差によってそれ
ぞれの成分ガスを分離する方法である。しかしながら、
ＣＯ中に混入したＣＨ4を除去するためには、液体プロ
パンによってＣＨ4を吸収、除去する必要があり、ＣＯ
のＣＨ4含有率を60ppm以下にすることは困難であった。
一方、ＰＳＡ法は、予めＨ2Ｏ、ＣＯ2を除去した混合ガ
スに対して吸着剤としてゼオライトのように、ＣＯがＣ
Ｈ4よりも吸着力が強い吸着剤を使用し、この吸着力の
差を利用してＣＯを回収する方法であるが、製品ＣＯ中
に共吸着した微量のＣＨ4の混入を回避することは困難
であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する問題点は、ＰＳＡ法においてＣＯの回収率を従来と
同程度に維持しながら、ＣＨ4含有率が20ppm以下の実質
的にＣＨ4ガスを含有しないＣＯガスを分離することに
ある。
する問題点は、ＰＳＡ法においてＣＯの回収率を従来と
同程度に維持しながら、ＣＨ4含有率が20ppm以下の実質
的にＣＨ4ガスを含有しないＣＯガスを分離することに
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のＣＯガス分離方法は、Ｈ2、ＣＯ、ＣＨ4、ＣＯ2 お
よびＨ2Ｏからなる原料ガスから４塔式圧力スイング吸
着法によってＣＯガスを分離する方法であり、吸着塔に
上記原料ガスを供給して下記昇圧工程により供給したＨ
2ガスを回収すると共に、ＣＯ、ＣＨ4、ＣＯ2 およびＨ
2Ｏを吸着させる吸着工程、該吸着工程と同一方向に前
記吸着塔内を減圧して、Ｈ2ガスを、次いでＣＯガスを
回収し、最後に排出させるＣＨ4ガスを含むＣＯガスを
昇圧し、上記原料ガスと混合して上記吸着塔に供給する
減圧工程、上記回収したＨ2ガスを上記吸着工程と逆方
向に供給して上記吸着塔からＣＯ2、ＣＨ4およびＣＯガ
スを脱着除去するパージ工程、および前記回収Ｈ2ガス
で前記吸着塔内を昇圧する昇圧工程を、この順序で上記
四つの吸着塔に順次繰り返して行なうことを特徴とす
る。
明のＣＯガス分離方法は、Ｈ2、ＣＯ、ＣＨ4、ＣＯ2 お
よびＨ2Ｏからなる原料ガスから４塔式圧力スイング吸
着法によってＣＯガスを分離する方法であり、吸着塔に
上記原料ガスを供給して下記昇圧工程により供給したＨ
2ガスを回収すると共に、ＣＯ、ＣＨ4、ＣＯ2 およびＨ
2Ｏを吸着させる吸着工程、該吸着工程と同一方向に前
記吸着塔内を減圧して、Ｈ2ガスを、次いでＣＯガスを
回収し、最後に排出させるＣＨ4ガスを含むＣＯガスを
昇圧し、上記原料ガスと混合して上記吸着塔に供給する
減圧工程、上記回収したＨ2ガスを上記吸着工程と逆方
向に供給して上記吸着塔からＣＯ2、ＣＨ4およびＣＯガ
スを脱着除去するパージ工程、および前記回収Ｈ2ガス
で前記吸着塔内を昇圧する昇圧工程を、この順序で上記
四つの吸着塔に順次繰り返して行なうことを特徴とす
る。
【０００５】以下本発明を図１にもとづき説明する。図
１は４塔式のＰＳＡ法を示し、本発明においては吸着塔
Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおいて、夫々、下記する吸着工
程、減圧工程、パージ工程、および昇圧工程をこの順序
で、かつ各吸着塔間で下記するようにずらして行なう。
なお、塔内に充填される吸着剤は従来ＰＳＡ法に使用さ
れている活性炭系吸着剤が使用される。 吸着工程：管路１から吸着塔ＡにＨ2、ＣＯ、ＣＨ4、Ｃ
Ｏ2およびＨ2Ｏからなる混合ガスを供給し、塔内の吸着
剤にＣＯ、ＣＨ4、ＣＯ2およびＨ2Ｏを吸着させ、Ｈ2を
管路２および３を経て排出させ、バッファータンク４に
回収する。 減圧工程：コンプレッサー５を作動し、上記吸着工程と
同一方向に吸着塔Ａ内を減圧し、吸着塔内の吸着剤から
最初に排出される残存Ｈ2 を管路２および６を経てバッ
ファータンク７に回収する。次いで真空ポンプ８を作動
し、脱着され、排出されるＣＨ4ガスを実質的に含ま
ず、少量のＨ2のみを含むＣＯガスを管路９および10を
経て回収する。ただし、原料ガスが十分な圧を有してい
る場合、および原料ガスを昇圧して使用する場合には、
真空ポンプ８は不要である。最後に排出されるＣＯと微
量のＣＨ4との混合ガスを管路９を経てバッファータン
ク11に回収し、コンプレッサー12によって昇圧し、管路
13を経て原料ガス供給管路１に循環し、原料ガスと混合
して再使用する。吸着塔Ｂ、ＣおよびＤの減圧工程の操
作も上記と同様である。 ハージ工程：上記吸着工程および減圧工程で回収された
Ｈ2ガスの一部を上記吸着工程のフローと反対方向に管
路６を経て供給し、吸着塔Ａ内に吸着されているＣ
Ｏ2 、ＣＨ4 および残存ＣＯを管路14, 15を経て脱着、
除去し、このＣＯ2 、ＣＨ4 およびＣＯの混合ガスは燃
料ガスとして使用する。吸着塔Ｂ、ＣおよびＤの脱着工
程も上記同様である。 昇圧工程：上記パージ工程終了後に、所定のバルブ操作
によって吸着塔Ａ内を回収Ｈ2 ガスの一部によって昇圧
する。吸着塔Ｂ、ＣおよびＤの操作も同様である。次に
吸着塔Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおける上記吸着、減圧、パ
ージおよび昇圧各工程の順序を下記表１に示す。
１は４塔式のＰＳＡ法を示し、本発明においては吸着塔
Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおいて、夫々、下記する吸着工
程、減圧工程、パージ工程、および昇圧工程をこの順序
で、かつ各吸着塔間で下記するようにずらして行なう。
なお、塔内に充填される吸着剤は従来ＰＳＡ法に使用さ
れている活性炭系吸着剤が使用される。 吸着工程：管路１から吸着塔ＡにＨ2、ＣＯ、ＣＨ4、Ｃ
Ｏ2およびＨ2Ｏからなる混合ガスを供給し、塔内の吸着
剤にＣＯ、ＣＨ4、ＣＯ2およびＨ2Ｏを吸着させ、Ｈ2を
管路２および３を経て排出させ、バッファータンク４に
回収する。 減圧工程：コンプレッサー５を作動し、上記吸着工程と
同一方向に吸着塔Ａ内を減圧し、吸着塔内の吸着剤から
最初に排出される残存Ｈ2 を管路２および６を経てバッ
ファータンク７に回収する。次いで真空ポンプ８を作動
し、脱着され、排出されるＣＨ4ガスを実質的に含ま
ず、少量のＨ2のみを含むＣＯガスを管路９および10を
経て回収する。ただし、原料ガスが十分な圧を有してい
る場合、および原料ガスを昇圧して使用する場合には、
真空ポンプ８は不要である。最後に排出されるＣＯと微
量のＣＨ4との混合ガスを管路９を経てバッファータン
ク11に回収し、コンプレッサー12によって昇圧し、管路
13を経て原料ガス供給管路１に循環し、原料ガスと混合
して再使用する。吸着塔Ｂ、ＣおよびＤの減圧工程の操
作も上記と同様である。 ハージ工程：上記吸着工程および減圧工程で回収された
Ｈ2ガスの一部を上記吸着工程のフローと反対方向に管
路６を経て供給し、吸着塔Ａ内に吸着されているＣ
Ｏ2 、ＣＨ4 および残存ＣＯを管路14, 15を経て脱着、
除去し、このＣＯ2 、ＣＨ4 およびＣＯの混合ガスは燃
料ガスとして使用する。吸着塔Ｂ、ＣおよびＤの脱着工
程も上記同様である。 昇圧工程：上記パージ工程終了後に、所定のバルブ操作
によって吸着塔Ａ内を回収Ｈ2 ガスの一部によって昇圧
する。吸着塔Ｂ、ＣおよびＤの操作も同様である。次に
吸着塔Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにおける上記吸着、減圧、パ
ージおよび昇圧各工程の順序を下記表１に示す。
【０００６】 なお、上記減圧工程における吸着塔排出ガスの流路切替
(すなわちＨ2回収、ＣＯ回収、ＣＯ循環) について
は、原料ガス組成、吸着圧、減圧工程最終圧等の各条件
に対して吸着塔内吸着状態のシミュレーションによっ
て、好ましくは確認試験によって所定の圧力を設定して
おく。本発明によれば、吸着工程では原料ガス供給端か
らＣＯ2、 ＣＨ4、ＣＯの吸着帯が形成され、減圧工程
で圧を下げるに従って各吸着帯は前進する。
(すなわちＨ2回収、ＣＯ回収、ＣＯ循環) について
は、原料ガス組成、吸着圧、減圧工程最終圧等の各条件
に対して吸着塔内吸着状態のシミュレーションによっ
て、好ましくは確認試験によって所定の圧力を設定して
おく。本発明によれば、吸着工程では原料ガス供給端か
らＣＯ2、 ＣＨ4、ＣＯの吸着帯が形成され、減圧工程
で圧を下げるに従って各吸着帯は前進する。
【０００７】ＣＯの吸着帯前端が出口端に到達するまで
Ｈ2を回収することができる。次いでＣＨ4の吸着帯前端
が出口端に到達するまでは、ＣＨ4を一切含まないＣＯ
ガスを回収することができる。ただしこの時点で、ＣＯ
回収を終えるとＣＯ回収率が低すぎて得策ではない。
Ｈ2を回収することができる。次いでＣＨ4の吸着帯前端
が出口端に到達するまでは、ＣＨ4を一切含まないＣＯ
ガスを回収することができる。ただしこの時点で、ＣＯ
回収を終えるとＣＯ回収率が低すぎて得策ではない。
【０００８】そこで、さらに減圧して (所定最終圧ま
で) ＣＨ4を若干含有するＣＯガスを排出させ、それを
吸着工程原料ガスに加え再利用することで回収率を維持
する。なお、ＣＯ2 吸着帯ではＣＯ2 の吸着以外に若干
のＣＨ4 、ＣＯ、Ｈ2 が、ＣＨ4吸着帯ではＣＨ4の吸着
以外に若干のＣＯ、Ｈ2が、ＣＯ吸着帯ではＣＯの吸着
以外に若干のＨ2が共吸着されている。以下、本発明の
実施例を述べる。
で) ＣＨ4を若干含有するＣＯガスを排出させ、それを
吸着工程原料ガスに加え再利用することで回収率を維持
する。なお、ＣＯ2 吸着帯ではＣＯ2 の吸着以外に若干
のＣＨ4 、ＣＯ、Ｈ2 が、ＣＨ4吸着帯ではＣＨ4の吸着
以外に若干のＣＯ、Ｈ2が、ＣＯ吸着帯ではＣＯの吸着
以外に若干のＨ2が共吸着されている。以下、本発明の
実施例を述べる。
【０００９】
【実施例】図１に示す工程に従って、下記条件によりＣ
Ｏの分離を行なった。ただし、図１において、バッファ
ータンク11、コンプレッサー12および管路13のない (Ｃ
Ｏ循環なし) 装置を用いた。 原料ガス組成：Ｈ2 62.4vol ％、ＣＯ 28.7vol％、ＣＨ
4 3.2vol％、ＣＯ2 5.7vol％。 操作条件 ：吸着工程圧力：5.０kg／cm2G 減圧工程 (Ｈ2 回収) ：5.０kg／cm2G → 0.3kg／cm2G 減圧工程 (ＣＯ回収) ：0.３kg／cm2G → 350Torr 250Torrおよび100Torr フィードガス量 38.6Nm3／ｈ パージガス量 (Ｎ2 ) 9.0Nm3／ｈ ただし、吸着塔は４塔で吸着剤は各塔 150Ｌ充填してあ
る。以下に減圧工程圧力をかえた場合の製品ＣＯガス中
のＣＨ4 濃度、ＣＯ回収率を示す。
Ｏの分離を行なった。ただし、図１において、バッファ
ータンク11、コンプレッサー12および管路13のない (Ｃ
Ｏ循環なし) 装置を用いた。 原料ガス組成：Ｈ2 62.4vol ％、ＣＯ 28.7vol％、ＣＨ
4 3.2vol％、ＣＯ2 5.7vol％。 操作条件 ：吸着工程圧力：5.０kg／cm2G 減圧工程 (Ｈ2 回収) ：5.０kg／cm2G → 0.3kg／cm2G 減圧工程 (ＣＯ回収) ：0.３kg／cm2G → 350Torr 250Torrおよび100Torr フィードガス量 38.6Nm3／ｈ パージガス量 (Ｎ2 ) 9.0Nm3／ｈ ただし、吸着塔は４塔で吸着剤は各塔 150Ｌ充填してあ
る。以下に減圧工程圧力をかえた場合の製品ＣＯガス中
のＣＨ4 濃度、ＣＯ回収率を示す。
【００１０】 減圧工程圧力 製品ＣＯ中の ＣＯ回収率 (ＣＯ回収最終圧) ＣＨ4 濃度 (製品ＣＯ／供給ＣＯ) 350 Torr 0 ppm 40 ％ 250 43 60 100 3000 83 この実施例では減圧工程のＣＯ循環を含んでいないが、
上記結果から、以下のことが容易に推定できる。すなわ
ち、減圧工程では５kg／cm2G → 0.3kg／cm2G でＨ2 ガ
スが回収でき、0.3kg／cm2G → 350TorrでＣＨ4 の全く
ないＣＯが回収でき、350Torr → 100Torrで循環ＣＯガ
スを得れば、おおむねＣＯ回収率83％でＣＨ4、ＣＯ2を
実質的に含有しないＣＯガスを得ることができる。
上記結果から、以下のことが容易に推定できる。すなわ
ち、減圧工程では５kg／cm2G → 0.3kg／cm2G でＨ2 ガ
スが回収でき、0.3kg／cm2G → 350TorrでＣＨ4 の全く
ないＣＯが回収でき、350Torr → 100Torrで循環ＣＯガ
スを得れば、おおむねＣＯ回収率83％でＣＨ4、ＣＯ2を
実質的に含有しないＣＯガスを得ることができる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、製品
ＣＯガス中にＣＯ2、ＣＨ4が実質的に含まれない、即ち
不純物としてはＨ2だけを含有することになるため、Ｃ
Ｏ2、ＣＨ4 による触媒反応への妨害がなく、本発明に
より分離されたガスを使用してさらに高濃度のＣＯを得
る場合、使用できる精製装置が広がるし、装置負荷も小
さく (Ｈ2 との分離でよいためであり、例えば膜分離な
どを使える) 、循環方式によりＣＯガスのロスを低減さ
せ、ＣＯガス回収率を維持することができる。
ＣＯガス中にＣＯ2、ＣＨ4が実質的に含まれない、即ち
不純物としてはＨ2だけを含有することになるため、Ｃ
Ｏ2、ＣＨ4 による触媒反応への妨害がなく、本発明に
より分離されたガスを使用してさらに高濃度のＣＯを得
る場合、使用できる精製装置が広がるし、装置負荷も小
さく (Ｈ2 との分離でよいためであり、例えば膜分離な
どを使える) 、循環方式によりＣＯガスのロスを低減さ
せ、ＣＯガス回収率を維持することができる。
【図１】本発明の実施例を示す工程図である。
１ 原料ガス供給管路 ４ バッファー
タンク ５ コンプレッサー 11 バッファー
タンク 12 コンプレッサー Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 吸着塔
タンク ５ コンプレッサー 11 バッファー
タンク 12 コンプレッサー Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 吸着塔
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｈ2、ＣＯ、ＣＨ4、ＣＯ2 およびＨ2Ｏ
からなる原料ガスから４塔式圧力スイング吸着法によっ
てＣＯガスを分離する方法であり、吸着塔に上記原料ガ
スを供給してＨ2ガスを回収すると共に、ＣＯ、ＣＨ4、
ＣＯ2およびＨ2Ｏを吸着させる吸着工程、該吸着工程と
同一方向に前記吸着塔内を減圧して、Ｈ2ガスを、次い
でＣＯガスを回収し、最後に排出させるＣＨ4ガスを含
むＣＯガスを昇圧し、上記原料ガスと混合して上記吸着
塔に供給する減圧工程、上記回収したＨ2ガスの一部を
上記吸着工程と逆方向に供給して上記吸着塔からＣ
Ｏ2、ＣＨ4およびＣＯガスを脱着除去するパージ工程、
および前記回収Ｈ2ガスの一部で前記吸着塔内を昇圧す
る昇圧工程を、この順序で上記四つの吸着塔に順次繰り
返して行なうことを特徴とするＣＨ4を含まないＣＯガ
スの分離方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275348A JP2587334B2 (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Ｃｈ４を含まないｃｏガスの分離方法 |
| KR1019920018981A KR0160783B1 (ko) | 1991-10-23 | 1992-10-15 | 메탄을 함유하지 않은 일산화탄소 가스의 분리방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275348A JP2587334B2 (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Ｃｈ４を含まないｃｏガスの分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111610A JPH05111610A (ja) | 1993-05-07 |
| JP2587334B2 true JP2587334B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=17554223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3275348A Expired - Lifetime JP2587334B2 (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Ｃｈ４を含まないｃｏガスの分離方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587334B2 (ja) |
| KR (1) | KR0160783B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1073875C (zh) * | 1997-10-24 | 2001-10-31 | 化学工业部西南化工研究设计院 | 从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳的变压吸附法 |
| JP6305868B2 (ja) * | 2014-08-12 | 2018-04-04 | エア・ウォーター株式会社 | 水素ガスの精製方法及びその精製装置 |
| KR101684296B1 (ko) * | 2015-12-02 | 2016-12-08 | 주식회사 이앤켐솔루션 | 순차방식을 이용한 암모니아 연속 회수시스템 |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3275348A patent/JP2587334B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-10-15 KR KR1019920018981A patent/KR0160783B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05111610A (ja) | 1993-05-07 |
| KR930007806A (ko) | 1993-05-20 |
| KR0160783B1 (ko) | 1998-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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