JP2935969B2 - 複合ガス中に含まれる不純物の除去方法 - Google Patents
複合ガス中に含まれる不純物の除去方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合ガス、特に、
空気のような窒素及び／又はアルゴンと酸素の混合物中
に含まれる、一酸化炭素及び水素不純物の少なくとも１
種を実質的に除去する方法に関する。この方法による
と、前記不純物の１つが触媒と接触している酸素と反応
する。
空気のような窒素及び／又はアルゴンと酸素の混合物中
に含まれる、一酸化炭素及び水素不純物の少なくとも１
種を実質的に除去する方法に関する。この方法による
と、前記不純物の１つが触媒と接触している酸素と反応
する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、製薬産業及びエレクトロニクス
産業において、大量の不活性ガス、特にアルゴン、とり
わけ窒素が使用される。とりわけ後者の場合、これらの
不活性ガスは、出来るだけ純粋でなければならず、また
特に、半導体の品質及び性能を劣化させる、一酸化炭素
及び水素のような不純物を実質的に含まないものでなけ
ればならない。最近は、数百ｐｐｂ（部／百万容量部）
のオ−ダ−の一酸化炭素及び／又は水素含量が許容され
るものであった。
産業において、大量の不活性ガス、特にアルゴン、とり
わけ窒素が使用される。とりわけ後者の場合、これらの
不活性ガスは、出来るだけ純粋でなければならず、また
特に、半導体の品質及び性能を劣化させる、一酸化炭素
及び水素のような不純物を実質的に含まないものでなけ
ればならない。最近は、数百ｐｐｂ（部／百万容量部）
のオ−ダ−の一酸化炭素及び／又は水素含量が許容され
るものであった。
【０００３】しかし、エレクトロニクス産業は、最近、
高純度の、即ち約１０ｐｐｂ未満の水素、及び５ｐｐｂ
未満の一酸化炭素を含む、窒素のような不活性ガスを必
要とする。
高純度の、即ち約１０ｐｐｂ未満の水素、及び５ｐｐｂ
未満の一酸化炭素を含む、窒素のような不活性ガスを必
要とする。
【０００４】一酸化炭素、水素、及び炭化水素のような
低分子量の化合物を酸化する方法が英国特許出願ＧＢ−
２，２３４，４５０号において提案されている。この方
法によると、酸化は、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｃｅ2 Ｏ3 、ＺｒＯ
2 、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、希土類の酸化物、ＭｎＯ2 、Ｖ
2 Ｏ5 、及びＣｒ2 Ｏ3 から選ばれた還元性金属の酸化
物により担持された少なくとも１種の貴金属からなる触
媒の存在下で実施される。
低分子量の化合物を酸化する方法が英国特許出願ＧＢ−
２，２３４，４５０号において提案されている。この方
法によると、酸化は、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｃｅ2 Ｏ3 、ＺｒＯ
2 、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、希土類の酸化物、ＭｎＯ2 、Ｖ
2 Ｏ5 、及びＣｒ2 Ｏ3 から選ばれた還元性金属の酸化
物により担持された少なくとも１種の貴金属からなる触
媒の存在下で実施される。
【０００５】特に、その実施例の１つでは、この文献
は、α−アルミナと組合された二酸化チタンにより担持
されたプラチナを含む触媒の助けによる、一酸化炭素の
変換プロセスを記載している。
は、α−アルミナと組合された二酸化チタンにより担持
されたプラチナを含む触媒の助けによる、一酸化炭素の
変換プロセスを記載している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、出願人は、そ
のような触媒は、一酸化炭素及び水素の有効な除去を許
容しないを見出すことが出来た。
のような触媒は、一酸化炭素及び水素の有効な除去を許
容しないを見出すことが出来た。
【０００７】高純度窒素の製造に関し、出願人は、欧州
特許出願ＥＰ−Ａ−０，４５４，５３１号において、
銅、及びプラチナ系金属、即ちルテニウム、ロジウム、
パラジウム、オスミウム、イリジウム、及びプラチナか
らなる群から選ばれた少なくとも１種の金属元素の粒子
からなる触媒上に空気を通過させることにより、空気か
ら一酸化炭素及び／又は水素不純物が除去される方法を
記載した。これらの粒子は、高い比表面を有する担体に
より担持されている。上記担体は、ゼオライト、シリ
カ、アルミナからなるものとし得る。触媒上の通過によ
り処理された空気は、しばしば、コンプレッサ−を用い
て圧縮された空気である。このコンプレッサ−の出口に
おいて、空気は、通常、８０〜１２０℃の温度を有す
る。このように精製された空気は、例えばモレキュラ−
シ−ブにより吸着することにより除去される水及び一酸
化炭素を含む。これの後、空気の他の成分、基本的には
酸素から窒素を分離する蒸留塔に送られる。出願人は、
特に触媒が大量のパラジウム及びプラチナのような粒子
を含むときに、このプロセスを用いて良好な結果が得ら
れることを見出すことが出来た。しかし、これらの貴金
属は比較的高価であり、高純度窒素の製造のための全プ
ロセスコストを増加させる。
特許出願ＥＰ−Ａ−０，４５４，５３１号において、
銅、及びプラチナ系金属、即ちルテニウム、ロジウム、
パラジウム、オスミウム、イリジウム、及びプラチナか
らなる群から選ばれた少なくとも１種の金属元素の粒子
からなる触媒上に空気を通過させることにより、空気か
ら一酸化炭素及び／又は水素不純物が除去される方法を
記載した。これらの粒子は、高い比表面を有する担体に
より担持されている。上記担体は、ゼオライト、シリ
カ、アルミナからなるものとし得る。触媒上の通過によ
り処理された空気は、しばしば、コンプレッサ−を用い
て圧縮された空気である。このコンプレッサ−の出口に
おいて、空気は、通常、８０〜１２０℃の温度を有す
る。このように精製された空気は、例えばモレキュラ−
シ−ブにより吸着することにより除去される水及び一酸
化炭素を含む。これの後、空気の他の成分、基本的には
酸素から窒素を分離する蒸留塔に送られる。出願人は、
特に触媒が大量のパラジウム及びプラチナのような粒子
を含むときに、このプロセスを用いて良好な結果が得ら
れることを見出すことが出来た。しかし、これらの貴金
属は比較的高価であり、高純度窒素の製造のための全プ
ロセスコストを増加させる。
【０００８】更に、出願人は、欧州特許出願ＥＰ−Ａ−
０，４５４，５３１号に記載された触媒が、一酸化炭素
及び水素の効果的な除去のため、しばしば、例えば１日
に２回、再生されねばならず、即ち約２００℃に昇温さ
れた圧縮空気と接触させられねばならないことを、気付
くことができた。
０，４５４，５３１号に記載された触媒が、一酸化炭素
及び水素の効果的な除去のため、しばしば、例えば１日
に２回、再生されねばならず、即ち約２００℃に昇温さ
れた圧縮空気と接触させられねばならないことを、気付
くことができた。
【０００９】触媒の頻繁な再生は、一方は空気の精製を
行い、他方は再生を行う、交互に動作する、並列の触媒
床の使用に導く。上で指摘したように、圧縮空気は、通
常８０℃〜１２０℃の温度でコンプレッサ−を出る。そ
れ故、加熱手段は、触媒と接触を始める空気を２００℃
に加熱するために利用されるべきである。欧州特許出願
ＥＰ−Ａ−０，４５４，５３１号による触媒の使用は、
精巧で、特に上記加熱手段のため、エネルギ−の点で高
価な装置を必要とする。
行い、他方は再生を行う、交互に動作する、並列の触媒
床の使用に導く。上で指摘したように、圧縮空気は、通
常８０℃〜１２０℃の温度でコンプレッサ−を出る。そ
れ故、加熱手段は、触媒と接触を始める空気を２００℃
に加熱するために利用されるべきである。欧州特許出願
ＥＰ−Ａ−０，４５４，５３１号による触媒の使用は、
精巧で、特に上記加熱手段のため、エネルギ−の点で高
価な装置を必要とする。
【００１０】従って、出願人は、上述の欠点を取り除
く、一酸化炭素及び水素不純物の少なくとも１種を実質
的に除去する方法を求める。
く、一酸化炭素及び水素不純物の少なくとも１種を実質
的に除去する方法を求める。
【００１１】このように、本発明の第１の主題は、低貴
金属含量を有する触媒を用いて採用され得る、複合ガス
から前記不純物の１つを除去する方法を提供することで
ある。
金属含量を有する触媒を用いて採用され得る、複合ガス
から前記不純物の１つを除去する方法を提供することで
ある。
【００１２】本発明の第２の主題は、触媒を再生するこ
と、又は複合ガスを２００℃の温度で処理するために加
熱することを必要とせずに、長期にわたり、例えば数週
間、又は数ヶ月、又は数年でさえも実施され得る方法を
提供することである。
と、又は複合ガスを２００℃の温度で処理するために加
熱することを必要とせずに、長期にわたり、例えば数週
間、又は数ヶ月、又は数年でさえも実施され得る方法を
提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、複合ガス中に
含まれる、一酸化炭素及び水素不純物の少なくとも１種
を実質的に除去する方法であって、（ａ）一酸化炭素及
び水素不純物の少なくとも１種を、それぞれ二酸化炭素
及び水を形成するために、二酸化チタンにより担持され
た、金及びパラジウムからなる群から選ばれた少なくと
も１種の粒子を含む触媒と接触させ、酸素と反応させる
工程と、（ｂ）任意に、形成された二酸化炭素及び水を
前記複合ガスから除去する工程と、（ｃ）一酸化炭素及
び／又は水素不純物を実質的に含まない前記複合ガスを
回収する工程を具備する不純物の除去方法に関する。
含まれる、一酸化炭素及び水素不純物の少なくとも１種
を実質的に除去する方法であって、（ａ）一酸化炭素及
び水素不純物の少なくとも１種を、それぞれ二酸化炭素
及び水を形成するために、二酸化チタンにより担持され
た、金及びパラジウムからなる群から選ばれた少なくと
も１種の粒子を含む触媒と接触させ、酸素と反応させる
工程と、（ｂ）任意に、形成された二酸化炭素及び水を
前記複合ガスから除去する工程と、（ｃ）一酸化炭素及
び／又は水素不純物を実質的に含まない前記複合ガスを
回収する工程を具備する不純物の除去方法に関する。
【００１４】以下、図１及び図２を参照して、本発明を
より詳細に説明する。
より詳細に説明する。
【００１５】二酸化チタンにより担持された金粒子の含
有量は、一般に、前記触媒の全重量に対し、０．１〜
２．５重量％、好ましくは０．１〜０．７重量％であ
る。二酸化チタンにより担持されたパラジウム粒子の含
有量は、前記触媒の全重量に対し、０．３〜２．５重量
％、好ましくは０．３〜１重量％である。
有量は、一般に、前記触媒の全重量に対し、０．１〜
２．５重量％、好ましくは０．１〜０．７重量％であ
る。二酸化チタンにより担持されたパラジウム粒子の含
有量は、前記触媒の全重量に対し、０．３〜２．５重量
％、好ましくは０．３〜１重量％である。
【００１６】本発明の有利な態様によると、触媒は、担
持された金及びパラジウム粒子からなる。この場合、金
粒子とプラチナ系金属粒子の重量比は、７５／２５ない
し２５／７５、好ましくは５０／５０のオ−ダ−であ
る。
持された金及びパラジウム粒子からなる。この場合、金
粒子とプラチナ系金属粒子の重量比は、７５／２５ない
し２５／７５、好ましくは５０／５０のオ−ダ−であ
る。
【００１７】本発明による触媒は、特に、機械的特性の
改善を考慮して、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）の層でコ−
トされ得る。この酸化セリウムの重量は、触媒の全重量
に対し、５〜１５％である。
改善を考慮して、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）の層でコ−
トされ得る。この酸化セリウムの重量は、触媒の全重量
に対し、５〜１５％である。
【００１８】担体は、様々な形状、例えば、チップ状、
ハニカム状（モノリシック構造）であり得る。反応器内
に容易に配置され得るボ−ル状又はロッド状の形が好ま
しい。担体は、通常は気孔質であり、１ｃｍ3 ／ｇ以
下、好ましくは０．２〜０．５ｃｍ3 ／ｇの気孔率であ
り得る。気孔の半径は、２５ｎｍ以下、好ましくは１〜
１５ｎｍである。二酸化チタン担体の比表面は、１０〜
３００ｍ2 ／ｇ、好ましくは５０〜２５０ｍ2 ／ｇ、よ
り好ましくは５０〜１５０ｍ2 ／ｇである。
ハニカム状（モノリシック構造）であり得る。反応器内
に容易に配置され得るボ−ル状又はロッド状の形が好ま
しい。担体は、通常は気孔質であり、１ｃｍ3 ／ｇ以
下、好ましくは０．２〜０．５ｃｍ3 ／ｇの気孔率であ
り得る。気孔の半径は、２５ｎｍ以下、好ましくは１〜
１５ｎｍである。二酸化チタン担体の比表面は、１０〜
３００ｍ2 ／ｇ、好ましくは５０〜２５０ｍ2 ／ｇ、よ
り好ましくは５０〜１５０ｍ2 ／ｇである。
【００１９】担体の密度は、５００〜１０００ｇ／ｌ、
好ましくは６００〜９００ｇ／ｌである。
好ましくは６００〜９００ｇ／ｌである。
【００２０】本発明の方法に使用される触媒は、共析
出、又は、好ましくは含浸の公知の方法により製造され
得る。
出、又は、好ましくは含浸の公知の方法により製造され
得る。
【００２１】そのような触媒を製造するために、金塩、
パラジウム塩、又はそのような塩の混合物を含む溶液で
担体を含浸させることが出来る。前記金塩又はパラジウ
ム塩は、ハロゲン化物、特に塩化物、又は有利には硝酸
塩である。含浸後、含浸された担体は、例えば５００〜
１５０℃の温度に１２〜４８時間供することにより、乾
燥される。次いで、担体は、好ましくは３００〜５５０
℃の温度で焼成される。含浸され、乾燥された担体は、
空気中で、好ましくは乾燥空気中で焼成される。焼成
後、金属粒子は、例えば、水素又は水素と窒素のような
不活性ガスとの混合物のような還元ガスを流すことによ
り、昇温下で還元される。
パラジウム塩、又はそのような塩の混合物を含む溶液で
担体を含浸させることが出来る。前記金塩又はパラジウ
ム塩は、ハロゲン化物、特に塩化物、又は有利には硝酸
塩である。含浸後、含浸された担体は、例えば５００〜
１５０℃の温度に１２〜４８時間供することにより、乾
燥される。次いで、担体は、好ましくは３００〜５５０
℃の温度で焼成される。含浸され、乾燥された担体は、
空気中で、好ましくは乾燥空気中で焼成される。焼成
後、金属粒子は、例えば、水素又は水素と窒素のような
不活性ガスとの混合物のような還元ガスを流すことによ
り、昇温下で還元される。
【００２２】本発明の方法は、特に、少なくとも１種の
不活性ガスと酸素との混合物からなる複合ガスについて
実施され得る。不活性ガスは、窒素又はアルゴンであ
り、複合ガスは、好ましくは空気である。
不活性ガスと酸素との混合物からなる複合ガスについて
実施され得る。不活性ガスは、窒素又はアルゴンであ
り、複合ガスは、好ましくは空気である。
【００２３】触媒と接触する一酸化炭素及び水素不純物
の反応は、特にガスが空気からなるときに、複合ガス中
に任意に含まれる酸素により、又は複合ガスに添加され
る酸素との間で行われ得る。このように添加される酸素
の量は、少なくとも、前記不純物から二酸化炭素と水を
生成するのに必要な化学量論的量に相当する量であるべ
きである。
の反応は、特にガスが空気からなるときに、複合ガス中
に任意に含まれる酸素により、又は複合ガスに添加され
る酸素との間で行われ得る。このように添加される酸素
の量は、少なくとも、前記不純物から二酸化炭素と水を
生成するのに必要な化学量論的量に相当する量であるべ
きである。
【００２４】触媒と接触する前記不純物及び酸素の反応
は、その温度が１３０℃未満、特に−４０〜１３０℃の
温度、好ましくは８０〜１２０℃の温度で実施され得
る。
は、その温度が１３０℃未満、特に−４０〜１３０℃の
温度、好ましくは８０〜１２０℃の温度で実施され得
る。
【００２５】本発明の方法によると、触媒と接触する前
記不純物及び酸素の反応中、複合ガスは、１０5 〜３・
１０6 Ｐａ、好ましくは７・１０5 〜１．５・１０ 6 Ｐ
ａの圧力にさらされる。
記不純物及び酸素の反応中、複合ガスは、１０5 〜３・
１０6 Ｐａ、好ましくは７・１０5 〜１．５・１０ 6 Ｐ
ａの圧力にさらされる。
【００２６】触媒と接触させられる複合ガスは、処理さ
れる複合ガスの圧力及び温度の関数である実際の空間時
間収率を有する。実際の空間時間収率は、一般に２００
０ｈ-1未満、好ましくは５００〜１８００ｈ-1である。
れる複合ガスの圧力及び温度の関数である実際の空間時
間収率を有する。実際の空間時間収率は、一般に２００
０ｈ-1未満、好ましくは５００〜１８００ｈ-1である。
【００２７】本発明の方法により処理される複合ガスの
一酸化炭素及び水素含量は、これらの不純物のそれぞれ
について、４０ｐｐｍ（部／百万容量部）未満、より一
般的には１ｐｐｍ〜２００ｐｐｂのオ−ダ−である。本
発明の方法の実施後に回収された複合ガスは、１０ｐｐ
ｂ未満の水素、及び５ｐｐｂ未満の一酸化炭素を含む。
これらの含量は、エレクトロニクス産業の仕様を満足す
るものである。
一酸化炭素及び水素含量は、これらの不純物のそれぞれ
について、４０ｐｐｍ（部／百万容量部）未満、より一
般的には１ｐｐｍ〜２００ｐｐｂのオ−ダ−である。本
発明の方法の実施後に回収された複合ガスは、１０ｐｐ
ｂ未満の水素、及び５ｐｐｂ未満の一酸化炭素を含む。
これらの含量は、エレクトロニクス産業の仕様を満足す
るものである。
【００２８】前記不純物と酸素との間の反応後、形成さ
れた一酸化炭素及び水は前記複合ガスから除去され得
る。この除去は、通常、モレキュラ−シ−ブ又はアルミ
ナのような吸着剤により実施される。この一酸化炭素及
び水の除去は、複合ガスが、空気の他の成分、基本的に
は酸素であり、任意にはアルゴンである他の成分から窒
素を分離するために、極低温蒸留によりその後に処理さ
れる空気であるときに、特に必要である。
れた一酸化炭素及び水は前記複合ガスから除去され得
る。この除去は、通常、モレキュラ−シ−ブ又はアルミ
ナのような吸着剤により実施される。この一酸化炭素及
び水の除去は、複合ガスが、空気の他の成分、基本的に
は酸素であり、任意にはアルゴンである他の成分から窒
素を分離するために、極低温蒸留によりその後に処理さ
れる空気であるときに、特に必要である。
【００２９】一酸化炭素及び水素不純物を含まないか又
は実質的に含まない、回収された複合ガスは、それが混
合ガスであるとき、それを構成するガスのいくつか又は
それぞれを分離するために、後に処理される。このよう
に、複合ガスが空気であるならば、本発明の方法により
回収された空気は、窒素及び／又はアルゴンが空気中の
酸素から分離されるように、処理される。この分離は、
通常、極低温蒸留、選択吸着（ＰＳＡ及びＶＳＡ法）又
は隔膜分離により実施される。
は実質的に含まない、回収された複合ガスは、それが混
合ガスであるとき、それを構成するガスのいくつか又は
それぞれを分離するために、後に処理される。このよう
に、複合ガスが空気であるならば、本発明の方法により
回収された空気は、窒素及び／又はアルゴンが空気中の
酸素から分離されるように、処理される。この分離は、
通常、極低温蒸留、選択吸着（ＰＳＡ及びＶＳＡ法）又
は隔膜分離により実施される。
【００３０】本発明の他の態様によると、空気から、一
酸化炭素及び水素不純物を実質的に含まない精製窒素を
製造する方法であって、（ａ）空気に含まれる一酸化炭
素及び水素不純物の少なくとも１種を、それぞれ二酸化
炭素及び水を形成するために、二酸化チタンにより担持
された、金及びパラジウムからなる群から選ばれた少な
くとも１種の金属の粒子を含む触媒と接触させ、空気中
の酸素と反応させる工程と、（ｂ）任意に、形成された
二酸化炭素及び水を除去する工程と、（ｃ）空気から窒
素を分離する工程と、（ｄ）一酸化炭素及び水素不純物
を実質的に含まない高純度窒素を回収する工程を具備す
る窒素の製造方法を提供する。
酸化炭素及び水素不純物を実質的に含まない精製窒素を
製造する方法であって、（ａ）空気に含まれる一酸化炭
素及び水素不純物の少なくとも１種を、それぞれ二酸化
炭素及び水を形成するために、二酸化チタンにより担持
された、金及びパラジウムからなる群から選ばれた少な
くとも１種の金属の粒子を含む触媒と接触させ、空気中
の酸素と反応させる工程と、（ｂ）任意に、形成された
二酸化炭素及び水を除去する工程と、（ｃ）空気から窒
素を分離する工程と、（ｄ）一酸化炭素及び水素不純物
を実質的に含まない高純度窒素を回収する工程を具備す
る窒素の製造方法を提供する。
【００３１】空気中の酸素から窒素を分離する方法は、
通常の極低温蒸留が好ましい。
通常の極低温蒸留が好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を例示するために
実施例を示す。
実施例を示す。
【００３３】実施例１ ０．５重量％の金粒子及び０．５重量％のパラジウム粒
子を担持する二酸化チタンロッドからなる本発明の触媒
を反応器内に配置する。この触媒は、酸化セリウム層で
被覆されていてもいなくてもよい。
子を担持する二酸化チタンロッドからなる本発明の触媒
を反応器内に配置する。この触媒は、酸化セリウム層で
被覆されていてもいなくてもよい。
【００３４】担体として使用された二酸化チタンは、９
１５ｇ／ｌの密度及び１４０ｍ2 ／ｇの比表面を有して
いた。７バ−ルに圧縮された空気流を、それから一酸化
炭素及び水素不純物を除去するために、反応器内で処理
した。反応器を通る空気の実際の空時収量は、１８００
ｈ-1であった。
１５ｇ／ｌの密度及び１４０ｍ2 ／ｇの比表面を有して
いた。７バ−ルに圧縮された空気流を、それから一酸化
炭素及び水素不純物を除去するために、反応器内で処理
した。反応器を通る空気の実際の空時収量は、１８００
ｈ-1であった。
【００３５】一酸化炭素及び水素不純物の上流（反応器
の入口）と下流（反応器の出口）を、トレ−スアナリテ
ィカル社により市販されているＲＧＡ３分析器により測
定した。その検出閾値は、水素の場合５ｐｐｂ以下、一
酸化炭素の場合３ｐｐｂ以下である。
の入口）と下流（反応器の出口）を、トレ−スアナリテ
ィカル社により市販されているＲＧＡ３分析器により測
定した。その検出閾値は、水素の場合５ｐｐｂ以下、一
酸化炭素の場合３ｐｐｂ以下である。
【００３６】反応器に入った空気は、１０００ｐｐｂの
水素、５００ｐｐｂの炭素を含有していた。
水素、５００ｐｐｂの炭素を含有していた。
【００３７】触媒の動作寿命（時間）及び反応器の出口
で回収された空気中の水素及び一酸化炭素の下流におけ
る含有量を以下の表Ｉに示す。
で回収された空気中の水素及び一酸化炭素の下流におけ
る含有量を以下の表Ｉに示す。
【００３８】動作寿命は、水素及び一酸化炭素の下流含
有量がエレクトロニクス産業の仕様に対応する、即ち水
素含量１０ｐｐｂ未満、一酸化炭素顔料５ｐｐｂ未満で
ある期間に相当する。前記不純物の下流含量が前記仕様
により定められた値を越えるやいなや、テストは中止さ
れる。しかし、テストが厳密に２０時間を越える動作寿
命を示す時、テストの期間が触媒の有効性を充分に示し
ていることを考慮する限り、実験者により意図的に中止
される。
有量がエレクトロニクス産業の仕様に対応する、即ち水
素含量１０ｐｐｂ未満、一酸化炭素顔料５ｐｐｂ未満で
ある期間に相当する。前記不純物の下流含量が前記仕様
により定められた値を越えるやいなや、テストは中止さ
れる。しかし、テストが厳密に２０時間を越える動作寿
命を示す時、テストの期間が触媒の有効性を充分に示し
ていることを考慮する限り、実験者により意図的に中止
される。
【００３９】上流空気の見ず含量、下流空気の水素及び
一酸化炭素含量、及び触媒の動作寿命を以下の表Ｉに示
す。
一酸化炭素含量、及び触媒の動作寿命を以下の表Ｉに示
す。
【００４０】 表Ｉ テスト 温度 ＣｅＯ2 下流含量 Ｈ2 Ｏ 期間 （℃） （ｐｐｂ） （ｇ／Ｎｍ3 ） （ｈ） Ｈ2 ＣＯ １ １００ Ｙ ＮＤ ３ ７ １２５ ２ １１０ Ｙ ＮＤ ３ １０ ５０ ３ １１０ Ｙ ＮＤ ３ ７ ６０ ４ １２０ Ｙ ＮＤ ３ １０ ２４ ５ １００ Ｎ ＮＤ ３ １０ ２０ ６ １１０ Ｎ ＮＤ ３ １０ １５０ ＮＤ ＝ 検出不可 Ｙ ＝ ＣｅＯ2 被覆あり Ｎ ＝ ＣｅＯ2 被覆なし 実施例２ 本発明の又は本発明ではない触媒を反応器内に順次配置
した。本発明の触媒は、二酸化チタンにより担持され
た、パラジウム粒子、又はパラジウム粒子及び金粒子か
らなる。本発明ではない触媒は、アルミナにより担持さ
れた、パラジウム粒子、金粒子と組合されたパラジウム
粒子からなる。
した。本発明の触媒は、二酸化チタンにより担持され
た、パラジウム粒子、又はパラジウム粒子及び金粒子か
らなる。本発明ではない触媒は、アルミナにより担持さ
れた、パラジウム粒子、金粒子と組合されたパラジウム
粒子からなる。
【００４１】８００ｐｐｂの水素及び種々の水濃度を含
む空気を、これらの触媒を用いて処理した。水素の全体
の除去（即ち測定装置により測定可能な最小含量である
少なくとも５ｐｐｂ未満の含量）に必要な最小温度が、
測定された。
む空気を、これらの触媒を用いて処理した。水素の全体
の除去（即ち測定装置により測定可能な最小含量である
少なくとも５ｐｐｂ未満の含量）に必要な最小温度が、
測定された。
【００４２】得られた結果を下記表ＩＩに示す。
【００４３】 表ＩＩ テスト 担体 触媒含量 CeO2 ２ｈ処理後の ５０ｈ処理後の （重量％） 最低温度（℃） 最大温度（℃） Ｈ2 Ｏ Ｈ2 Ｏ Au Pd 1g/Nm3 6g/Nm3 10g/Nm3 6g/Nm3 ７ TiO2 2 Ｎ 70 115 120 115 ８ TiO2 0.5 0.5 Ｙ 100 110 110 ９ TiO2 0.5 0.5 Ｎ 70 100 110 100 Ａ Al2O3 2 Ｎ 90 130 150 Ｂ Al2O3 2 Ｙ 100 110 120 130 Ｃ Al2O3 0.5 0.5 Ｙ 100 130 150 テスト７〜９は本発明であり、テストＡ〜Ｃは本発明ではない。
【００４４】テストは、二酸化チタンに基づく担体は、
担体がアルミナであるときに必要とするよりも低い温度
でその水素不純物に関し空気を純粋にすることを可能と
することを示している。また、５０時間の処理後に、Ｔ
ｉＯ2 担体を含む触媒は、１２０℃以下の温度で水素の
効果的な除去を可能とすることもわかる。これに対し、
同一の条件で、アルミナに基づく触媒は、満足すべき水
素の除去のためには、１３０℃以上の温度を必要とす
る。換言すれば、本発明の方法の実施は、空気を加熱す
ることなく、コンプレッサ−の出口で直接空気を処理す
ることを可能とする。
担体がアルミナであるときに必要とするよりも低い温度
でその水素不純物に関し空気を純粋にすることを可能と
することを示している。また、５０時間の処理後に、Ｔ
ｉＯ2 担体を含む触媒は、１２０℃以下の温度で水素の
効果的な除去を可能とすることもわかる。これに対し、
同一の条件で、アルミナに基づく触媒は、満足すべき水
素の除去のためには、１３０℃以上の温度を必要とす
る。換言すれば、本発明の方法の実施は、空気を加熱す
ることなく、コンプレッサ−の出口で直接空気を処理す
ることを可能とする。
【００４５】実施例３ 本発明の（テスト１０及び１１）又は本発明ではない
（テスト１２及び１３）触媒を反応器内に順次配置し
た。本発明の触媒は、０．５重量％のパラジウム粒子を
含み、本発明ではない触媒は、０．５重量％の白金粒子
を含んでいる。すべての触媒は、９１５ｇ／ｌの密度、
１４０ｍ2 ／ｇの比表面の二酸化チタン担体を含んでい
る。
（テスト１２及び１３）触媒を反応器内に順次配置し
た。本発明の触媒は、０．５重量％のパラジウム粒子を
含み、本発明ではない触媒は、０．５重量％の白金粒子
を含んでいる。すべての触媒は、９１５ｇ／ｌの密度、
１４０ｍ2 ／ｇの比表面の二酸化チタン担体を含んでい
る。
【００４６】９００ｐｐｂの水素、６００ｐｐｂの一酸
化炭素、８．５ｇ／ｍ3 の水を含む空気を、これらの触
媒で処理した。
化炭素、８．５ｇ／ｍ3 の水を含む空気を、これらの触
媒で処理した。
【００４７】処理された空気の空時収量は、１８００ｈ
-1であった。
-1であった。
【００４８】その結果を下記の表III に示す。
【００４９】 表III テスト 担持された粒子 空気温度 下流含量 期間 ℃ （ｐｐｂ） （ｈ） Ｈ2 ＣＯ １０ Ｐｄ １１０ ２０ ３ ＞２４ １１ Ｐｄ １３０ ＮＤ ３ ＞２００ １２ Ｐｔ １１０ ５００ ８ ５ １３ Ｐｔ １３０ ３ ３ ７０ ＮＤ ＝ 決定不可 実施例４ 実施例１と同様に、金粒子及びパラジウム粒子を担持す
る二酸化チタンロッドからなる本発明の触媒を反応器内
に配置した。触媒中のパラジウム及び金の含量は、いず
れも０．５重量％であった。二酸化チタン担体は、７８
０ｇ／ｌの密度及び９５ｍ2 ／ｇの比表面を有してい
た。
る二酸化チタンロッドからなる本発明の触媒を反応器内
に配置した。触媒中のパラジウム及び金の含量は、いず
れも０．５重量％であった。二酸化チタン担体は、７８
０ｇ／ｌの密度及び９５ｍ2 ／ｇの比表面を有してい
た。
【００５０】これに同様に、本発明ではない、パラジウ
ム粒子を担持するアルミナボ−ルからなる触媒を、実施
例１と同一の反応器に配置した。触媒中のパラジウム濃
度は、１重量％であった。
ム粒子を担持するアルミナボ−ルからなる触媒を、実施
例１と同一の反応器に配置した。触媒中のパラジウム濃
度は、１重量％であった。
【００５１】７バ−ルに圧縮され、約１０００ｐｐｂの
水素及び１０ｇ／Ｎｍ3 の水を含む同様の空気流（２つ
の平行流に分割）を、これらの反応器のそれぞれにおい
て処理した。反応器入口の実際の空時収量は、７２日間
で１８００ｈ-1であり、その後、空時収量は、１２００
ｈ-1に減少した。それぞれの反応器に入る空気の温度
は、常に１１０〜１３０℃であった。
水素及び１０ｇ／Ｎｍ3 の水を含む同様の空気流（２つ
の平行流に分割）を、これらの反応器のそれぞれにおい
て処理した。反応器入口の実際の空時収量は、７２日間
で１８００ｈ-1であり、その後、空時収量は、１２００
ｈ-1に減少した。それぞれの反応器に入る空気の温度
は、常に１１０〜１３０℃であった。
【００５２】得られた結果を図１に示す。それらは特
に、二酸化チタンに基づく担体を含む本発明の触媒がエ
レクトロニクス産業の仕様に従って、即ち１０ｐｐｂ未
満の処理された空気の水素含量に、空気の水素精製を可
能とすることを示している。空時収量が１２００ｈ-1で
あるとき、長期にわたり、水素含量が１０ｐｐｂ未満で
ある空気を回収することが出来る。
に、二酸化チタンに基づく担体を含む本発明の触媒がエ
レクトロニクス産業の仕様に従って、即ち１０ｐｐｂ未
満の処理された空気の水素含量に、空気の水素精製を可
能とすることを示している。空時収量が１２００ｈ-1で
あるとき、長期にわたり、水素含量が１０ｐｐｂ未満で
ある空気を回収することが出来る。
【００５３】その担体がアルミナに基づく本発明ではな
い触媒によっては、そのような結果を得ることが出来な
かった。水素不純物を除去された空気は、形成された
水、及び処理された空気中にもともと存在する水及び二
酸化炭素を除去するために、アルミナと接触させて処理
され得る。その後、このように純粋にされた空気は、水
素含量が、上述の本発明の方法により処理された空気中
に存在するものと同一であるか又はほぼ同一である窒素
を得るために、通常の方法で、極低温蒸留により蒸留さ
れ得る。
い触媒によっては、そのような結果を得ることが出来な
かった。水素不純物を除去された空気は、形成された
水、及び処理された空気中にもともと存在する水及び二
酸化炭素を除去するために、アルミナと接触させて処理
され得る。その後、このように純粋にされた空気は、水
素含量が、上述の本発明の方法により処理された空気中
に存在するものと同一であるか又はほぼ同一である窒素
を得るために、通常の方法で、極低温蒸留により蒸留さ
れ得る。
【００５４】実施例５ ２つの反応器を含む、実施例３と同一の装置において、
実施例３で用いたアルミナに基づく触媒を第１の反応器
内に配置した。二酸化チタンにより担持された１重量％
のパラジウム粒子を含む本発明の触媒を第２の反応器に
配置した。この担体は、実施例３で用いたものと同一の
特性を有していた。これらの反応器のそれぞれで処理さ
れた空気は、実施例３で処理されたものと同一の特性を
有していた。ここで再び、反応器入口の実際の空時収量
は、７２日間で１８００ｈ-1であり、その後、空時収量
は、１２００ｈ-1に減少した。
実施例３で用いたアルミナに基づく触媒を第１の反応器
内に配置した。二酸化チタンにより担持された１重量％
のパラジウム粒子を含む本発明の触媒を第２の反応器に
配置した。この担体は、実施例３で用いたものと同一の
特性を有していた。これらの反応器のそれぞれで処理さ
れた空気は、実施例３で処理されたものと同一の特性を
有していた。ここで再び、反応器入口の実際の空時収量
は、７２日間で１８００ｈ-1であり、その後、空時収量
は、１２００ｈ-1に減少した。
【００５５】その結果を図２に示す。それらは、本発明
の方法により処理された空気の水素含量は、１１０℃の
空気温度で、約９日間の期間にわたって、エレクトロニ
クス産業の仕様に従っていることを示している。空時収
量が１２００ｈ-1に減少するとき、本発明の触媒は、処
理された空気内の水素含量を、エレクトロニクス産業の
仕様により必要とされるもの（即ち、１０ｐｐｂ未満の
含量）よりも小さい、又は極くわずかに大きい含量に維
持することを可能とする。
の方法により処理された空気の水素含量は、１１０℃の
空気温度で、約９日間の期間にわたって、エレクトロニ
クス産業の仕様に従っていることを示している。空時収
量が１２００ｈ-1に減少するとき、本発明の触媒は、処
理された空気内の水素含量を、エレクトロニクス産業の
仕様により必要とされるもの（即ち、１０ｐｐｂ未満の
含量）よりも小さい、又は極くわずかに大きい含量に維
持することを可能とする。
【００５６】これに対し、アルミナに基づく担体を含む
本発明ではない触媒では、水素含量がエレクトロニクス
産業の仕様による空気が得られない。
本発明ではない触媒では、水素含量がエレクトロニクス
産業の仕様による空気が得られない。
【００５７】水素不純物が除去された空気は、形成され
た水、及び処理された空気中にもともと存在する水及び
二酸化炭素を除去するために、アルミナと接触させて処
理され得る。その後、このように純粋にされた空気は、
水素含量が、上述の本発明の方法により処理された空気
中に存在するものと同一であるか又はほぼ同一である窒
素を得るために、通常の方法で、極低温蒸留により蒸留
され得る。
た水、及び処理された空気中にもともと存在する水及び
二酸化炭素を除去するために、アルミナと接触させて処
理され得る。その後、このように純粋にされた空気は、
水素含量が、上述の本発明の方法により処理された空気
中に存在するものと同一であるか又はほぼ同一である窒
素を得るために、通常の方法で、極低温蒸留により蒸留
され得る。
【図１】 一方において、二酸化トタンにより担持され
たパラジウム及び金を含む触媒の使用による本発明の方
法に従った、他方においてアルミナにより担持されたパ
ラジウムを含む触媒の使用による本発明ではない方法に
従った、空気からの水素の除去を示す特性図。
たパラジウム及び金を含む触媒の使用による本発明の方
法に従った、他方においてアルミナにより担持されたパ
ラジウムを含む触媒の使用による本発明ではない方法に
従った、空気からの水素の除去を示す特性図。
【図２】 一方において、二酸化トタンにより担持され
たパラジウムを含む触媒の使用による本発明の方法に従
った、他方においてアルミナにより担持されたパラジウ
ムを含む触媒の使用による本発明ではない方法に従っ
た、空気からの水素の除去を示す特性図。
たパラジウムを含む触媒の使用による本発明の方法に従
った、他方においてアルミナにより担持されたパラジウ
ムを含む触媒の使用による本発明ではない方法に従っ
た、空気からの水素の除去を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01B 21/04 B01J 23/44
Claims (11)
- 【請求項１】 複合ガス中に含まれる、一酸化炭素及び
水素不純物の少なくとも１種を実質的に除去する方法で
あって、 （ａ）一酸化炭素及び水素不純物の少なくとも１種を、
それぞれ二酸化炭素及び水を形成するために、二酸化チ
タンにより担持された、金及びパラジウムからなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の粒子を含む触媒と接触さ
せ、酸素と反応させる工程と、 （ｂ）任意に、形成された二酸化炭素及び水を前記複合
ガスから除去する工程と、 （ｃ）一酸化炭素及び／又は水素不純物を実質的に含ま
ない前記複合ガスを回収する工程 を具備する不純物の除去方法。 - 【請求項２】 前記触媒は、担持された金及びパラジウ
ムを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 金粒子とプラチナ系金属粒子の重量比
は、７５／２５ないし２５／７５、好ましくは５０／５
０のオーダーであることを特徴とする請求項２に記載の
方法。 - 【請求項４】 金粒子の含有量は、前記触媒の全重量に
対し、０．１〜２．５重量％、好ましくは０．１〜０．
７重量％であることを特徴とする請求項１〜３のうちの
１項に記載の方法。 - 【請求項５】 パラジウム粒子の含有量は、前記触媒の
全重量に対し、０．３〜２．５重量％、好ましくは０．
３〜１重量％であることを特徴とする請求項１〜４のう
ちの１項に記載の方法。 - 【請求項６】 複合ガスは、不活性ガスと酸素の少なく
とも１種の混合物、特に酸素と窒素の混合物であること
を特徴とする請求項１〜５のうちの１項に記載の方法。 - 【請求項７】 複合ガスは、空気であることを特徴とす
る請求項１〜６のうちの１項に記載の方法。 - 【請求項８】 触媒と接触している複合ガスは、１０5
〜３・１０6 Ｐａ、好ましくは７・１０5 〜１．５・１
０ 6 Ｐａの圧力であることを特徴とする請求項１〜７の
うちの１項に記載の方法。 - 【請求項９】 触媒と接触させられるガスの温度は、１
３０℃未満、好ましくは８０〜１２０℃であり、実際の
空間時間収率は、２０００ｈ-1未満、好ましくは５００
〜１８００ｈ-1であることを特徴とする請求項１〜８の
うちの１項に記載の方法。 - 【請求項１０】 一酸化炭素及び水素不純物の少なくと
も１種を含む空気から窒素を製造する方法であって、 （ａ）空気に含まれる一酸化炭素及び水素不純物の少な
くとも１種を、それぞれ二酸化炭素及び水を形成するた
めに、二酸化チタンにより担持された、金及びパラジウ
ムからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属の粒子
を含む触媒と接触させ、空気中の酸素と反応させる工程
と、 （ｂ）任意に、形成された二酸化炭素及び水を除去する
工程と、 （ｃ）空気から窒素を分離する工程と、 （ｄ）一酸化炭素及び水素不純物を実質的に含まない高
純度窒素を回収する工程 を具備する窒素の製造方法。 - 【請求項１１】 空気中の窒素と酸素を極低温蒸留によ
り分離することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9500832A FR2729582A1 (fr) | 1995-01-25 | 1995-01-25 | Procede pour l'elimination d'une impurete contenue dans un compose gazeux |
| FR9500832 | 1995-01-25 | ||
| US08/651,494 US5662873A (en) | 1995-01-25 | 1996-05-22 | Process for the elimination of impurities contained in a gaseous compound |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283007A JPH08283007A (ja) | 1996-10-29 |
| JP2935969B2 true JP2935969B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=26231707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8010407A Expired - Lifetime JP2935969B2 (ja) | 1995-01-25 | 1996-01-24 | 複合ガス中に含まれる不純物の除去方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5662873A (ja) |
| EP (1) | EP0723931B1 (ja) |
| JP (1) | JP2935969B2 (ja) |
| CN (1) | CN1047146C (ja) |
| FR (1) | FR2729582A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2751561A1 (fr) * | 1996-07-29 | 1998-01-30 | Air Liquide | Procede d'epuration de l'air en ses impuretes co et co2 |
| JPH1085588A (ja) * | 1996-09-18 | 1998-04-07 | Nippon Sanso Kk | ガス精製用処理剤及びガス精製装置 |
| BG62687B1 (bg) * | 1997-05-15 | 2000-05-31 | "Ламан-Консулт"Оод | Златен катализатор за окисление на въглероден оксид и въглеводороди, редуциране на азотни оксиди иразлагане на озон |
| EP1209121A1 (en) | 2000-11-22 | 2002-05-29 | Haldor Topsoe A/S | Process for the catalytic oxidation of carbon monoxide and/or methanol |
| JP3572548B2 (ja) * | 2002-05-24 | 2004-10-06 | 日本酸素株式会社 | ガス精製方法及び装置 |
| US7524358B2 (en) * | 2002-05-31 | 2009-04-28 | Praxair Technology, Inc. | Production of high purity and ultra-high purity gas |
| US7470230B2 (en) * | 2005-03-31 | 2008-12-30 | Tyco Healthcare Group Lp | Optical obturator |
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| US8940263B2 (en) | 2013-04-10 | 2015-01-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removal of hydrogen and carbon monoxide impurities from gas streams |
| CN107399718A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-28 | 大连中鼎化学有限公司 | 一种超高纯氧气、氮气纯化方法 |
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Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4019880A (en) * | 1975-09-26 | 1977-04-26 | Union Carbide Corporation | Adsorption of carbon monoxide using silver zeolites |
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