JP3351815B2 - 不活性ガスの精製方法 - Google Patents

不活性ガスの精製方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】同一出願人に係る米国特許出願Ｎｏ．０７
／４６７，６７３（１９９０年１月１９日出願）は、ガ
ス流れからの一酸化炭素、水素、二酸化炭素、および水
を除去するための３床式システムを開示する。そのシス
テムは第一の吸着床、触媒酸化床および第二の吸着床を
含む。
【０００２】本発明は、酸素含有ガス流れの精製方法お
よび装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、たとえ
ば酸素非含有アルゴン、窒素、ヘリウムおよびネオンの
ような酸素非含有不活性ガス流れの製造方法に関する。
【０００３】アルゴン、窒素および類似物のような不活
性ガスは、シールドアーク溶接、半導体製造、金属精
製、白熱電球の製造、および不活性ガス雰囲気下での化
学反応工程のような工業プロセスにおいて広く使用され
る。多くの工業プロセスにおいて、不活性ガス中の不純
物としての酸素の存在はしばしば処理される物質の酸化
物の生成のような好ましくない結果をもたらす。したが
って、それらのプロセスで使用される不活性ガスが実質
的に酸素を含まないことが必要とされる。
【０００４】低温または非低温手段により空気から分離
された粗製不活性ガス、たとえばアルゴンや窒素は、通
常は体積で数％の酸素を含む。たとえば、低温蒸留で空
気から分離されたアルゴンは、一般に最大３％の酸素を
含んでいる。これは、酸素とアルゴンが非常に近い沸点
を有するため、両者を低温蒸留で完全に分離することが
難しいからである。空気のような酸素含有原料から実質
的に酸素を含まないアルゴンを製造する際には、一般に
は低温蒸留の他にさらに精製工程を設けることが必要で
ある。高純度の酸素非含有アルゴンおよび他の高純度酸
素非含有不活性ガスの製造方法には、モレキュラーシー
ブによる吸着、触媒による脱酸素化（酸素除去）工程、
たとえば酸素および水素含有流れの触媒による酸化、お
よびゲッター物質による酸素の化学吸着のような方法が
ある。触媒プロセスはよりよい結果を与え、またコスト
的にも有利であるので、一般には吸着法よりも好まし
い。
【０００５】ガス流れからの酸素の除去のための好まし
い触媒プロセスには、ガス流れに水素を加え、ついでガ
ス流れをたとえばプラチナまたはパラジウムのような貴
金属触媒のような酸化触媒と接触させる方法がある。触
媒は酸素と水素を水に転化させる。そのようなプロセス
は米国特許Ｎｏ．４，９６０，５７９に開示されてお
り、該特許は空気からの高純度窒素の製造に関し、膜分
離または圧力スイング吸着によって最初に窒素を分離
し、それに続き精製水素をガス流れに導入し、流れを貴
金属または貴金属の組合わせの酸化触媒と接触させ流れ
の中の酸素と水素を水にして、窒素生成物から残余の酸
素を除去する方法を開示する。他に、米国特許Ｎｏ．
３，５３５，０７４、４，５７９，７２３、および４，
７１３，２２４が酸素と水素を含むガス流れを脱酸素化
触媒と接触させることを開示する。
【０００６】上述の触媒による脱酸素化プロセスは、新
鮮な触媒では満足に働く。しかし、生成ガスの不純物酸
素濃度は時間経過とともに増大する。触媒は連続使用に
より徐々に劣化するのである。触媒の劣化は処理するガ
ス流れの中に存在する触媒毒の存在により引き起こされ
ることが理論付けられた。これらの不純物は種々の原料
からもたらされる。ひとつの可能性として存在する不純
物源は純粋化のために供給されるガス流れである。この
流れは痕跡量のガス状不純物、たとえば硫黄化合物を含
む。他の可能性としての不純物源はプロセスに連結され
て通常使用される供給ガスの圧縮機の冷却水として使用
される水である。この冷却水は、塩素または塩素化合
物、燐およびモリブデンのような元素または化合物を含
むことがあり、それらは水に当初から存在し、または水
処理操作の際に混入する。上記の不純物は触媒毒として
知られている。ガス流れの中にそれらが非常に少ない濃
度で存在していたとしても、脱酸素化触媒がそれらに長
時間暴露された場合に触媒はゆっくりと毒されてゆく。
触媒毒に加え、ガス流れの中に存在する湿分は触媒の酸
化活性の減少を引き起こす。
【０００７】酸素非含有不活性ガスの製造において使用
される脱酸素化触媒の効果に対する触媒毒の不都合な効
果を減少もしくは消滅させる改良が望まれており、本発
明はかかる改良を提供するものである。
【０００８】本発明は、酸素を含むフィード流れからの
実質的に酸素を含まないガス状生成物を製造する方法に
関する。初期的にガス流れから実質的にすべての酸素を
水を形成することにより除去できる程度でなければ、フ
ィード流れはさらに水素を含むことができる。本発明で
使用される酸化触媒に対して抑制的である物質、たとえ
ば蒸気または液滴の形態の水、および水滴中に溶解また
は分散した触媒毒をフィード流れから除去する。湿分の
ないフィード流れを酸化触媒と接触させ、フィード流れ
に存在する実質的にすべての酸素を水素と反応させ水蒸
気を形成する。そして脱酸素化工程で生成した水蒸気を
流れから除去する。得られたガス生成物は実質的に酸素
と水蒸気を含まない、すなわち、一般に体積で約１ｐｐ
ｍ以下の上記不純物しか含まない。
【０００９】本発明によれば、ガス状供給物は３つの連
続的に結合されたゾーンで処理される。第一の吸着ゾー
ン、触媒ゾーンおよび第二の吸着ゾーンである。第一お
よび第二の吸着ゾーンは湿分および他の酸化触媒に対し
て有害であるガス状不純物についての吸着剤を含む１以
上の床を含む。吸着剤は水および上述のガス状不純物を
吸着できるものであればよい。このましい吸着剤として
は活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトおよびそれら
の組合わせがある。触媒ゾーンは水素と酸素の水への転
化を促進する１以上の触媒を含む。所望の反応に効果の
あるどの様な触媒も使用できる。好ましい酸化触媒は、
担持されたパラジウムおよび担持されたパラジウムとプ
ラチナの混合物である。
【００１０】吸着床と触媒床の相対的な厚さは、プロセ
スの条件に適合するように変化させることができる。フ
ィードガス流れが低濃度の酸素と、比較的高濃度の湿分
および他のガス状不純物を含むような時には、第一の吸
着床が第二の吸着床に対して厚い方が好ましい。なぜな
ら、フィードガス流れが非常に少量の酸素しか含まない
時には、触媒ゾーンでは少量の水しか生成しないからで
ある。一方、フィードガス流れが多量の酸素と少量の湿
分および他の不純物を含む時には、第一の吸着床が小さ
く、触媒床と第二の吸着床が大きい方が好ましい。本発
明に係るプロセスに使用される種々の床のサイズは適宜
選択することができる。
【００１１】プロセスはバッチ式および連続式のどちら
でも行うことができる。どちらの場合でも、２つの吸着
ゾーンと触媒ゾーンを含む処理領域は周期的にパージに
より再生され、蓄積された吸着不純物が除かれる。バッ
チシステムでは、フィードガスの純粋化は処理セクショ
ンの再生の間に停止されなければならない。連続プロセ
ス（こちらの方が好ましい実施態様である）では、複数
の処理領域が使用され、少なくとも一つの処理領域が生
成ガスを製造する一方、少なくとも他のひとつの処理領
域が再生工程にある。処理領域の再生は、圧力スイング
モードにおいてフィード温度近傍で、または温度スイン
グモードにおいて昇温下、適当なガスでパージすること
により行われる。
【００１２】生成ガスが処理領域を過ぎた後に、未反応
の水素は、たとえば低温蒸留のような分離処理により生
成物から除去される。フィードガスが少量の窒素を含む
アルゴンの時、これは空気の低温分離により製造された
粗製アルゴンの場合には一般的であるが、残余の窒素は
本発明のプロセスによる処理に引続く、水素の除去のた
めに使用される低温蒸留により除去することができる。
【００１３】好ましい態様では、フィードガスは３つの
隣接したセクションである第一の湿分吸着セクション、
触媒セクション、および第二の湿分吸着セクションを含
む単一容器中で純粋化される。他の好ましい態様におい
ては、フィードガスは実質的に１以上の不活性ガスから
なり、約５００百万体積分率（ｖｐｍ）以下の酸素を含
む。最も好ましいフィードガスは粗製アルゴンまたは粗
製窒素である。
【００１４】本発明のプロセスは従来のプロセスに比較
して数々の利点を有する。フィードガスを脱酸素化触媒
に接触させるよりも先に吸着床を通過させることによ
り、触媒に抑制的に働くガスを除去することができ、し
たがって触媒の寿命が長くなる。吸着および触媒セクシ
ョンを実質的に酸素と湿分を含まないガスでパージする
ことにより、床を再生し、触媒を高い効率で作用させ続
けることができる。フィードガスが約５００ｖｐｍ以下
の酸素を含む好ましい態様では、プロセスは低温で操作
することができ、吸着床の偶然的な脱着の機会を最小に
する。本発明のプロセスを隣接した床を有する単一容器
で実施することは、操作の簡単さと低い初期投資という
利益が得られる。
【００１５】本発明のプロセスはどの様なガスからでも
酸素と水を除去するために有用であるが、実質的にアル
ゴンおよび／または窒素を含むような不活性ガス流れか
らの少量の酸素の除去に特に適する。プロセスは最大約
３体積％（３０，０００ｖｐｐｍ）の酸素の除去に適
し、特に約５００ｖｐｐｍ以下の酸素を含むガス流れを
精製するのに有利である。なぜなら、これらの流れは単
一の容器による純粋化システムにより、吸着床の温度上
昇なしに、床にトラップされた湿分が偶然的に脱着され
る範囲まで効果的に純粋化されるからである。
【００１６】図には、特に図１には、精製ガスの生成の
ための連続システムであって、処理ゾーンでの再生が昇
温条件化（温度スイング操作モード）、またはフィード
ガス温度近傍の温度（圧力スイング操作モード）で、ガ
スによってパージされるシステムを開示する。
【００１７】温度スイング操作モードでは、フィードガ
ス流れは５０から１５０ｐｓｉｇの圧力で配管６を介し
てシステムに入る。フィードガスは少量の酸素と飽和量
までの水が除去されるべきどのようなガスでもよいが、
好ましくはアルゴン、窒素、ヘリウム、ネオン、または
これらの混合物のような不活性ガスである。フィードガ
スは酸素および不純物に加え、水素を含むことができ
る。配管６中のフィードガス流れを熱交換機８（任意）
に送り、冷却し、配管１０を介して水分離機１２（任
意）に送って水を分離することができる。フィードガス
流れは配管１４を介して、一般に約５℃から７０℃で、
好ましくは約１０℃から約５０℃で処理ゾーンへ送られ
る。熱交換機８および水分離機１２は、流入ガス流れが
かなり多量の水蒸気を含む時に好ましく使用される。フ
ィード流れから湿分のいくらかを水分離機１２で除去す
ることは第一の吸着ゾーンの負荷を軽減する。
【００１８】フィードガスがガス流れに含まれるすべて
の酸素と結合して水にするに充分な水素を含まない場合
には、配管１３を介して追加の水素をフィードガス流れ
に加えることができる。フィードガス流れに加えられる
水素の量は、流れの中に存在する酸素と水素の量に依存
する。加えられる水素の量は、少なくともフィードガス
流れ中に存在する酸素の実質的に全てを水に転化させる
ために必要とされる化学量論量に、フィードガス流れ中
の水素の総量が達する量である。好ましくは、流れの中
に存在する酸素の全てが確実に消費されるように、化学
量論量よりも過剰の水素が添加される。
【００１９】水素含有フィードガス流れは次に処理ゾー
ン２９または処理ゾーン３１に入る。どちらのゾーンに
入るかは、システムの操作のサイクルにより決定され
る。説明は、処理ゾーン２９がガス精製モードにあり、
処理ゾーン３１が再生モードにある場合について行われ
る。
【００２０】図１に示された温度スイングの実施態様で
は、容器３０は精製モードにあり、容器３２は再生モー
ドにあり、容器３０は一般には精製工程の開始前にフィ
ードガスにより徐々に加圧される。バルブ１６は容器３
０の加圧のために開となっている。容器３０の加圧後、
加圧されたフィードガスは、配管１４、バルブ１６およ
び配管２０を介して容器３０を含む処理ゾーン２９へ送
られる。容器３０は３つのつながったセクションである
第一の吸着セクション３４、触媒セクション３８、およ
び第二の吸着セクション４２を含む。処理容器３０の内
部の分離は公知の方法により行うことができる。たとえ
ば、触媒セクション３８は吸着セクション３４および４
２とステンレススチールのスクリーンによって分離する
ことができる。
【００２１】第一の吸着セクション３４は、ガス流れに
含まれるすべての水と他の触媒毒不純物を吸着できる吸
着物質の少なくともひとつの層を含む。適当な吸着剤と
しては、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトおよび
これらの組合わせがある。好ましくは、吸着セクション
３４は過半量の活性アルミナまたはシリカゲルの層とゼ
オライト、たとえばゼオライト１３Ｘまたは５Ａ、の層
を含む。水と他の触媒毒はガス流れから除去され、触媒
セクション３８に含まれる酸化触媒の活性低下を防止す
る。プロセスが低温で運転された時には、湿分を触媒床
に接触させないようにすることが特に重要である。なぜ
なら、そのような条件下では触媒の表面に沈積しやす
く、触媒表面にバリヤーを作り、酸素と水素の触媒との
接触を妨げるからである。
【００２２】ガス流れは次に処理容器３０の触媒セクシ
ョン３８を通過する。触媒セクション３８は酸素と水素
を水に転化させるための触媒を含む。本発明において使
用される触媒には、酸素と水素から水を生成する反応の
触媒であれば、いかなる元素、化合物、元素または化合
物の混合物も使用できる。好ましい酸化触媒にはプラチ
ナ、パラジウム、ロジウム、またはこれらの混合物のよ
うな貴金属があり、これらは単独で、または他の金属と
混合して使用される。触媒は好ましくはアルミナのよう
な不活性な支持体上に担持される。
【００２３】触媒セクション３８を通過したガスは、第
二の吸着セクション４２に入り、セクション３８で生成
された水が除去される。第二の吸着セクション４２で使
用される吸着剤は吸着セクション３４で使用される吸着
剤と同じでよく、すなわち活性アルミナ、シリカゲル、
ゼオライトおよびそれらの混合物が使用できる。
【００２４】精製ガスは、一般には約１ｐｐｍ以下の酸
素と約１ｐｐｍ以下の水分しか含まないが、配管４６、
バルブ５８、配管６２を介して、貯蔵もしくは低温蒸留
のようなさらなる処理のために容器３０から排出され
る。
【００２５】処理ゾーン２９がフィードガスを精製して
いる時に、処理ゾーン３１では蓄積したガス状不純物の
脱着をして再生が行われる。処理容器３２は本質的に処
理容器３０と同じであり、対応する第一の吸着セクショ
ン３６、触媒セクション４０、および第二の吸着セクシ
ョン４４を含む。セクション３６、４０および４４の構
造および内部に含まれる物質は、上述のセクション３
４、３８および４２についてそれぞれ述べられたものと
同じである。
【００２６】フィードガスを所定時間精製した後に、第
一および第二の吸着セクション３６および４４は水およ
び他の不純物で汚染された状態になる。触媒セクション
４０には、同時に少量の湿分と水素が蓄積する。触媒に
抑制的に作用せず、酸素と容器３２から除去されるべき
不純物を含まないガスで容器３２をパージすることによ
り、ガス状不純物が床から除去される。超高純度アルゴ
ンが本発明にかかるプロセスで製造される時には、再生
される容器は最初に窒素によってパージされ、続いて精
製されたアルゴンのロスを最小にするために精製アルゴ
ンでパージされる。適当なパージガスは精製された生成
ガスである。燐およびモリブデン化合物のようなガス状
でない不純物は、第一の吸着床に残る。しかし、これら
は床の交換が必要となるまでの長時間にわたって蓄積す
ることが許容される。
【００２７】パージガスの導入に先立ち、容器３２は排
気され、内部圧力を大気圧に近づける。これはバルブ２
６を開け、配管２２と２８を介して容器を排気すること
により行われる。図１を参照すれば、配管６２からの側
流や他の不純物を含まない流れのような独立したソース
（図示せず）から得られるパージガスは、配管７０を介
して好ましくは約１〜５ｐｓｉｇの圧力でシステムに導
入される。任意のブロワー６８が、必要であればパージ
ガスの圧力を上げるためにパージガス供給ラインに設け
られる。
【００２８】配管７０を介してシステムに導入されるパ
ージガスの温度は、一般にはフィードガスの温度に近
い。温度スイングの態様では、パージガスはヒーター６
４で加熱され、好ましくは約８０℃から２５０℃に加熱
される。加熱された再生ガスは配管５４、バルブ５２、
配管４８を通り、容器３２に入る。容器３２をパージし
た後、パージガスはバルブ２６と配管２８を通って排出
され、システムから吸着された不純物を除去する。
【００２９】パージガスによって容器３２に供給される
熱は、不純物を脱着するに必要なだけあれば充分であ
る。したがって、容器をパージするのに充分な熱が容器
３２に供給された後は、ヒーター６４を切ることが好ま
しい。所定の容器について必要とされる熱量はルーチン
で決定できる。パージガスはヒーター６４を切った後
も、次の精製工程の準備のため容器３２を冷却するため
に流入させ続けてもよい。容器３２が充分に冷却された
後、フィードガスをバルブ１８と配管２２を介し、容器
３２に供給することにより、容器３２はゆっくりと再加
圧される。容器３０はこの間、フィードガスの精製を続
ける。容器３２の再加圧後、フィードガスはこの容器で
精製され、一方容器３０は容器３２について上述したよ
うな排気工程、パージガスによる加熱、冷却工程にあ
る。プロセスはこのようにして連続的に運転されること
ができる。
【００３０】図１に示された、温度スイングの態様にお
けるサイクルタイムは、通常約８から２４時間である。
温度スイングにおける２床式の場合のサイクルは以下の
表１に示されるとおりである。
【００３１】
【表１】
【００３２】先に述べたように、使用されるパージガス
はシステムにより除去されるべき不純物、すなわち酸素
と湿分を含まないことが好ましく、処理容器の３つのセ
クションの物質に抑制的に働く成分を含まないことが好
ましい。
【００３３】圧力スイングの態様においては、パージガ
スはフィードガスとほぼ同じ温度にあり、プロセスの操
作は、温度スイングの態様におけるシステムの操作と同
様である。配管１４を介して処理ゾーン２９および３１
に入るフィードガスの温度は、一般には約５℃から約７
０℃の範囲、好ましくは約１０℃から約５０℃の範囲に
ある。パージガスは配管７０から、必要があれば任意の
ブロアー６８により昇圧されて、システムに入る。ヒー
ター６４は圧力スイングモードでの操作においては必要
ではない。容器３２が再生工程にある場合には、パージ
ガスは容器３２に配管５４、開かれたバルブ５２、およ
び配管４８を介して入り、開かれたバルブ２６および配
管２８を介して容器３２からでてゆく。容器３０の再生
手順は容器３２に対するものと同じである。
【００３４】圧力スイングの態様におけるサイクル完結
の時間は、典型的には約６から４０分である。図１に示
された、２つの容器を有するプロセスのサイクルは表２
に示される。
【００３５】
【表２】
【００３６】精製ガスを低温蒸留システムに移送するプ
ロセスが図２に示される。配管６２からシステムを出た
精製ガス流れは、配管７８および８４の返りの生成流れ
と熱交換器７８で熱交換され、配管８０に入る。配管７
２および７４中の暖められた生成ガスは低温分離による
生成物である。熱交換器７８を出た配管８０中の冷却さ
れたフィードガス流れは、ターボエキスパンダー８２に
よりさらに冷却され、配管８６を介して低温蒸留カラム
８８に導入される生成ガスとされる。生成物流れは配管
７８および８４を介してカラム８８を出る。アルゴン精
製の場合には、配管６２を介して低温セクションに入る
精製ガスは窒素と水素を不純物として含んでいる。これ
らの不純物は、いくらかのアルゴンとともに配管７４を
介してシステムから除去される。精製アルゴンとして得
られるボトム生成物は配管７２を介してシステムから回
収される。改良された低温蒸留システムも本発明の範囲
内に含まれる。
【００３７】図３は本発明の他の好ましい実施態様を示
す。図３に示された実施態様においては、０．５から
２．０％の酸素を含む不活性ガスまたは不活性ガス混合
物は圧縮機２で圧縮され、化学量論的に過剰の水素と混
合され、配管４を介してシステムに導入される。水素と
酸素は、不活性支持体上の貴金属のような適当な酸化触
媒を含む反応器５の内部で反応して水を生成する。不活
性ガス、未反応の酸素および水素を含むガス混合物およ
び生成された水は配管６から反応器５を出て、アフター
クーラー８で冷却され、過剰の水が除去される。同伴さ
れた液体の水は分離器１２でガス流れから除去される。
図３のプロセスにおいて、分離器１２以降の操作は図１
に示されたプロセスの操作と同じである。
【００３８】本発明は、以下の実施例により、より詳細
に説明される。部、パーセントおよび比率は、特にこと
わりのない限り、体積基準である。
【００３９】実施例１図１ に示されたユニットと同様のパイロットスケールの
プラントの第一の吸着セクションに２０１ lbsの活性ア
ルミナが、触媒セクションに５ lbsの酸化触媒（アルミ
ナ上に担持された０．５重量％のパラジウム）が、第二
の吸着セクションに２ lbsの活性アルミナが投入され
た。３セクションのユニットは約１５０℃に加熱された
酸素と湿分を含まない窒素で、５．０標準立方フィート
／分の流量で予備的に約３時間再生され、その後約３８
℃に冷却された。再生終了後、飽和の水分、１．５体積
％の水素、１．０ｖｐｍの酸素を含んだ窒素を約３８゜
Ｆ、７０ｐｓｉｇの圧力で、１２標準立方フィート／分
の流量で流した。ユニットは表３のサイクルにより操作
された。
【００４０】
【表３】
【００４１】実験は６時間サイクルを数回続けて行っ
た。サイクルの精製工程の間、ユニットに存在するガス
について、連続的に酸素と湿分の含量が分析された。上
記の手順が１５．０、３０．０、６０．０、および９
０．０ｖｐｍの酸素を含む、水飽和窒素を使用して繰り
返された。実験の結果は表４に示される。
【００４２】
【表４】
【００４３】実施例２（比較例） 以下の実験は、湿分の酸化触媒に及ぼす悪影響について
示す。実施例１において示されたパイロットプラントは
実施例１において示された方法で予備的に再生された。
飽和の水分、１．５体積％の水素、３０ｖｐｍの酸素を
含んだ窒素を約３８℃、７０ｐｓｉｇの圧力で、１２標
準立方フィート／分の流量で流した。ガス流れは数時
間、ユニットに流された。精製工程の最初の４時間に
は、生成ガス流れ中の酸素および水の濃度は、０．１ｖ
ｐｍ以下であった。しかし、生成物中の水および酸素濃
度は精製工程の４時間経過後から増加し始め、８時間後
には生成ガス流れ中の酸素および水の濃度はそれぞれ２
ｖｐｍ、数百ｖｐｍ以上となった。
【００４４】上記の実験は、本発明の効果を示すもので
ある。実施例１においては、触媒セクションに入る前に
ガス流れから連続的に湿分を除去することにより触媒床
が実質的に無水に保たれ、０．１ｖｐｍ以下の酸素と
０．１ｖｐｍ以下の水を含む生成ガスが連続的に製造さ
れる。一方、実施例２においては、触媒床は無水に保た
れず、触媒床の効果は徐々に減少する。
【００４５】本発明について、実施例に基づいて説明を
してきたが、本発明の範囲はこれらによって何等の限定
を受けるものではなく、その改良をすることができる。
たとえば、貴金属以外の酸化触媒を使用することがで
き、またアルミナ以外の吸着剤を使用することもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様の模式図であり、圧力スイン
グまたは温度スイングモードでの操作での高純度精製ガ
スの連続製造プロセスを示す。
【図２】図１に示された実施態様の変形の模式図であ
り、低温蒸留システムにおける高純度精製ガスの引続く
処理を示す。
【図３】図１に示された実施態様の他の変形を示す模式
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０１Ｂ 21/04 Ｆ２５Ｊ 3/02 Ｚ Ｆ２５Ｊ 3/02 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｚ (72)発明者 サティッシュ・エス・タムハンカー アメリカ合衆国ニュージャージー州 07076，スコッチ・プレインズ，アルゴ ンクィン・ドライブ 2111 (72)発明者 アルベルト・アイ・ラカヴァ アメリカ合衆国ニュージャージー州 07080，サウス・プレインフィールド, オーチャード・ドライブ 2201 (56)参考文献 特開 平４−219111（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−152210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−91408（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 23/00 C01B 21/04

Claims (32)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）水素をフィードガス流れに、総濃
    度が少なくともガス流れ中のすべての酸素を水にするの
    に充分な量まで導入する工程、 （ｂ）水素含有ガス流れを、第一吸着ゾーンの吸着剤に
    接触させ、実質的にすべての水とガス状の触媒毒をガス
    流れから除去する工程、 （ｃ）実質的に無水の前記第一吸着ゾーンからの流出物
    を触媒ゾーンの酸化触媒と接触させ、含まれている水素
    と酸素から水を生成する工程、および、 （ｄ）触媒ゾーンからのガス状流出物を第二の吸着ゾー
    ンの吸着剤と接触させ、１ｖｐｍ以下の酸素と１ｖｐｍ
    以下の水を含むガス流れを得る工程、 を含むフィードガス流れからの酸素の除去方法。
  2. 【請求項２】 前記ガス流れが初期に水素を含む請求項
    １記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ガス流れ中に初期の水素が実質的に
    フィードガス流れ中のすべての酸素を水に転化させるこ
    とができる量で存在する、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ガス流れが初期において実質的に水
    素を含まない、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 フィードガス流れ中の酸素濃度が５００
    ｖｐｍ以下である請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記ガス流れが主に不活性ガスを含む請
    求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記不活性ガスがアルゴン、窒素、およ
    びそれらの混合物より選ばれる、請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記不活性ガスがアルゴンである請求項
    ７記載の方法。
  9. 【請求項９】前記不活性ガスがアルゴンおよび窒素の混
    合物である請求項７記載の方法。
  10. 【請求項１０】 第二の吸着ゾーンからのガス状流出物
    が、低温蒸留され、実質的に純粋なアルゴンが回収され
    る、請求項８または９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 工程（ｅ）前記吸着ゾーンに実質的に
    酸素および湿分を含まないガスを通過させて水を除去
    し、該吸着ゾーンを再生する工程、をさらに含む請求項
    １記載の方法。
  12. 【請求項１２】 工程（ｂ）から（ｅ）が複数の処理ゾ
    ーンで行われ、該ゾーンの少なくとも一つが、前記フィ
    ードガスから酸素と水を回収するために使用され、該ゾ
    ーンの少なくとも一つがその中に含まれる水を回収する
    ために同時に再生される請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記触媒ゾーン内の触媒が担持された
    白金族金属である、請求項１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記第一および第二の吸着ゾーン内の
    吸着剤が活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトまたは
    それらの混合物からなる群より独立に選ばれる、請求項
    １記載の方法。
  15. 【請求項１５】 （ａ）ガス流れに、少なくともガス流
    れ中のすべての酸素を水にするのに充分な量まで水素を
    導入する工程、 （ｂ）ガス流れを第一触媒ゾーンの酸化触媒に接触さ
    せ、ガス流れ中の実質的な量の酸素を水素と反応させ、
    水にする工程、 （ｃ）前記第一触媒ゾーンからのガス状流出物を冷却す
    る工程、 （ｄ）冷却されたガス状流出物と第一吸着ゾーン内の吸
    着剤とを接触させ、冷却されたガス状流出物に含まれる
    実質的にすべての水を除去する工程、 （ｅ）実質的に無水の前記第一吸着ゾーンからの流出物
    を第二触媒ゾーンの酸化触媒と接触させ、前記の実質的
    に無水の流出物中の実質的にすべての酸素を水素と反応
    させ、水を生成する工程、および、 （ｆ）前記第二触媒ゾーンからのガス状流出物を第二の
    吸着ゾーンの吸着剤と接触させ、１ｖｐｍ以下の酸素と
    １ｖｐｍ以下の水を含むガス流れを得る工程、 を含む、最大３ｖｏｌ％の酸素を含むガス流れからの酸
    素の除去方法。
  16. 【請求項１６】 前記ガス流れが初期に水素を含む請求
    項１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記ガス流れ中に初期の水素が実質的
    にフィードガス流れ中のすべての酸素を水に転化させる
    ことができる量で存在する、請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記ガス流れが初期において実質的に
    水素を含まない、請求項１５記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記第一触媒ゾーンからのガス状流出
    物中の酸素濃度が５００ｖｐｍ以下である請求項１５記
    載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記ガス流れが主に不活性ガスを含む
    請求項１５記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記不活性ガスがアルゴン、窒素、お
    よびそれらの混合物より選ばれる、請求項２０記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】 前記不活性ガスがアルゴンである請求
    項２１記載の方法。
  23. 【請求項２３】前記不活性ガスがアルゴンおよび窒素の
    混合物である請求項２１記載の方法。
  24. 【請求項２４】 第二の吸着ゾーンからのガス状流出物
    が、低温蒸留され、実質的に純粋なアルゴンが回収され
    る、請求項２２または２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 工程（ｇ）前記吸着ゾーンに実質的に
    酸素および湿分を含まないガスを通過させて水を除去
    し、該吸着ゾーンを再生する工程、をさらに含む請求項
    １５記載の方法。
  26. 【請求項２６】 工程（ｄ）から（ｇ）が複数の処理ゾ
    ーンで行われ、該ゾーンの少なくとも一つが、前記フィ
    ードガスから酸素と水を回収するために使用され、該ゾ
    ーンの少なくとも一つがその中に含まれる水を回収する
    ために同時に再生される請求項２５記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記触媒ゾーン内の触媒が担持された
    白金族金属である、請求項１５記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記第一および第二の吸着ゾーン内の
    吸着剤が活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトまたは
    それらの混合物からなる群より独立に選ばれる、請求項
    １５記載の方法。
  29. 【請求項２９】 （ａ）粗製アルゴンガス流れに、少な
    くともガス流れ中のすべての酸素を水にするのに充分な
    量まで水素を導入する工程、 （ｂ）粗製アルゴンガス流れを、第一触媒ゾーンの担持
    された貴金属酸化触媒に接触させ、５００ｖｐｍ以下の
    酸素を含むガス状流出物を得る工程、 （ｃ）前記第一触媒ゾーンからのガス状流出物を冷却す
    る工程、 （ｄ）冷却されたガス状流出物と第一吸着ゾーン内のア
    ルミナ、シリカゲル、ゼオライト、およびそれらの混合
    物からなる群より選ばれた吸着剤とを接触させ、粗製ア
    ルゴン流れ中に含まれる実質的にすべての水を除去する
    工程、 （ｅ）実質的に無水の前記第一吸着ゾーンからの流出物
    を第二触媒ゾーンの担持された貴金属酸化触媒と接触さ
    せ、前記の実質的に無水の流出物中の実質的にすべての
    酸素を水素と反応させ、水を生成する工程、および、 （ｆ）前記第二触媒ゾーンからのガス状流出物を第二の
    吸着ゾーンのアルミナ、シリカゲル、およびそれらの混
    合物からなる群より選ばれた吸着剤と接触させ、１ｖｐ
    ｍ以下の酸素と１ｖｐｍ以下の水を含むアルゴン製品ガ
    ス流れを得る工程、 を含む、最大３ｖｏｌ％の酸素を含む粗製アルゴンガス
    流れからの酸素の除去方法。
  30. 【請求項３０】 アルゴン製品流れが部分蒸留され、実
    質的に純粋なアルゴンを得る、請求項２９記載の方法。
  31. 【請求項３１】 担持された貴金属触媒が、アルミナ基
    体に担持されたパラジウムである請求項３０記載の方
    法。
  32. 【請求項３２】 第一層の触媒が、アルミナ支持体に担
    持されたパラジウムまたはプラチナとパラジウムとの混
    合物である請求項１６記載の方法。
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2110983T3 (es) * 1990-04-20 1998-03-01 Air Liquide Procedimiento y dispositivo de elaboracion de nitrogeno ultrapuro.
US5637544A (en) * 1991-06-06 1997-06-10 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Reactive membrane for filtration and purification of gases of impurities and method utilizing the same
EP0613857A1 (en) * 1993-03-02 1994-09-07 Praxair Technology, Inc. Purification of crude argon
KR19990008289A (ko) * 1995-05-03 1999-01-25 와이너 길버트 피. 유체의 여과 및/또는 정화와 관련된 장치 및 방법
US5792523A (en) * 1996-03-14 1998-08-11 Aga Aktiebolag Krypton gas mixture for insulated windows
US6113869A (en) * 1996-09-30 2000-09-05 The Boc Group, Inc. Process for argon purification
US6168774B1 (en) * 1997-08-07 2001-01-02 Praxair Technology, Inc. Compact deoxo system
US6068685A (en) * 1997-10-15 2000-05-30 Saes Pure Gas, Inc. Semiconductor manufacturing system with getter safety device
JP3074674B2 (ja) * 1997-11-18 2000-08-07 日本電気株式会社 半導体装置およびその製造方法、半導体製造装置、半導体基板の入炉方法
US7070746B1 (en) 1999-05-26 2006-07-04 Solutia Inc. Process for nitrous oxide purification
US7465692B1 (en) 2000-03-16 2008-12-16 Pall Corporation Reactive media, methods of use and assemblies for purifying
WO2002064237A1 (en) * 2001-02-08 2002-08-22 Pall Corporation Purifier
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
US6838066B2 (en) * 2002-09-13 2005-01-04 Air Products And Chemicals, Inc. Process for recovery, purification, and recycle of argon
US7255836B2 (en) * 2003-03-13 2007-08-14 Trustees Of Princeton University Analytical sensitivity enhancement by catalytic transformation
US7160360B2 (en) * 2003-12-08 2007-01-09 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of hydride gases
US7004751B2 (en) * 2003-12-23 2006-02-28 Jotul North America, Inc. Gas burner assemblies, methods for assembling, and gas fired appliances employing same
JP4913727B2 (ja) * 2005-03-18 2012-04-11 株式会社日本触媒 酸素除去触媒および当該触媒を用いた酸素除去方法
GB0605232D0 (en) * 2006-03-16 2006-04-26 Johnson Matthey Plc Oxygen removal
GB0612092D0 (en) 2006-06-20 2006-07-26 Johnson Matthey Plc Oxygen removal
GB0704107D0 (en) * 2007-03-05 2007-04-11 Johnson Matthey Plc Oxygen removal
DE102007010875A1 (de) * 2007-03-06 2008-09-11 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Wasserstoffabtrennung aus Gasströmen mit Sauerstoffanteil
JP5022428B2 (ja) * 2009-11-17 2012-09-12 株式会社神戸製鋼所 硬化肉盛用ｍｉｇアーク溶接ワイヤおよび硬化肉盛用ｍｉｇアーク溶接方法
CN102553401A (zh) * 2011-12-19 2012-07-11 北京大学深圳研究生院 一种硅胶干燥系统
TWI617344B (zh) * 2012-02-10 2018-03-11 恩特葛瑞斯股份有限公司 氣體純化器
DE102012112040B4 (de) * 2012-12-10 2014-12-24 Parker Hannifin Manufacturing Germany GmbH & Co. KG Hiross Zander Division Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Gasen
CN107298434B (zh) * 2017-05-24 2023-05-23 杭氧集团股份有限公司 一种氩气回收装置中的两级催化-吸附系统的氩气回收方法
CN110559843B (zh) * 2018-06-06 2022-03-04 中国石油化工股份有限公司 一种丙烯气体催化脱氧反应装置及安全控制方法
US11130939B2 (en) 2020-01-20 2021-09-28 Chio Kang Medical, Inc. Bacteria for degrading ethylene oxide and uses thereof
US11124438B2 (en) 2020-01-20 2021-09-21 Chio Kang Medical, Inc. Alcaligenes faecalis for degrading ethylene oxide
US11220667B2 (en) 2020-01-20 2022-01-11 Chio Kang Medical, Inc. Bacteria for degrading ethylene oxide and applications thereof
US11085016B1 (en) 2020-01-20 2021-08-10 Chio Kang Medical, Inc. Method for screening bacteria capable of degrading ethylene oxide
US11110390B1 (en) 2020-03-18 2021-09-07 Chio Kang Medical, Inc. Systems and methods for treating sterilization exhaust gas containing ethylene oxide
WO2021184605A1 (en) 2020-03-18 2021-09-23 Qiaokang Biotech (Guangdong) Co., LTD. Microbiological treatment system for ethylene oxide exhaust gas
US11130095B1 (en) 2020-03-18 2021-09-28 Chio Kang Medical, Inc. Sterilization exhaust gas treating system and method for treating ethylene oxide-containing sterilization exhaust gas by using the same
US11125498B1 (en) 2020-03-18 2021-09-21 Chio Kang Medical, Inc. Gas liquefaction separator, gas liquefaction recovery system, and method for separating and recovering ethylene oxide
US11123680B1 (en) 2020-03-18 2021-09-21 Chio Kang Medical, Inc. Devices, systems, and methods for treating ethylene oxide waste gas
US11103829B1 (en) 2020-03-18 2021-08-31 Chio Kang Medical, Inc. Systems and methods for treating ethylene oxide waste gas
US11129914B1 (en) * 2020-03-19 2021-09-28 Chio Kang Medical, Inc. Ethylene oxide adsorption tower and recovery system, and method for recovering ethylene oxide
CN111603932A (zh) * 2020-06-17 2020-09-01 布劳恩惰性气体系统有限公司 一种自供再生气的净化系统及控制方法
WO2022000460A1 (en) 2020-07-03 2022-01-06 Qiaokang Biotech (Guangdong) Co., LTD. Container sterilization device and system, assembling method thereof, and use thereof
WO2022000463A1 (en) 2020-07-03 2022-01-06 Qiaokang Biotech (Guangdong) Co., LTD. Mobile sterilization system, mobile execution system, and mobile analysis system
WO2022000464A1 (en) 2020-07-03 2022-01-06 Qiaokang Biotech (Guangdong) Co., LTD. Mobile pretreatment apparatus and an operating method thereof, and a mobile analysis apparatus and an operating method thereof
EP3939689A1 (en) * 2020-07-15 2022-01-19 Haldor Topsøe A/S A process for catalytic reduction of oxygen to a sub-ppmv level in a gas
CN114214637B (zh) * 2021-12-10 2024-06-25 四川蜀道装备科技股份有限公司 一种电解水制氢氧综合利用的装置和方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1658631A (en) * 1926-10-13 1928-02-07 Pacific Nitrogen Corp Process of obtaining argon
US2351167A (en) * 1941-10-04 1944-06-13 Du Pont Removal of oxygen from normally gaseous olefins
US3535074A (en) * 1965-10-29 1970-10-20 Hitachi Ltd Method and apparatus for purifying crude inert gases
US3969481A (en) * 1972-11-03 1976-07-13 Isotopes, Inc. Process for generating ultra high purity H2 or O2
GB1509581A (en) * 1974-07-31 1978-05-04 Commissariat Energie Atomique Method of eliminating radioactivity from air containing radioactive rare gases
DE3401197A1 (de) * 1984-01-14 1985-07-18 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur katalytischen feinreinigung von inertgasen
JPS6140807A (ja) * 1984-08-03 1986-02-27 Hitachi Ltd アルゴンガスの精製方法および装置
US4579723A (en) * 1985-03-28 1986-04-01 The Boc Group, Inc. Methods for purifying inert gas streams
US4713224A (en) * 1986-03-31 1987-12-15 The Boc Group, Inc. One-step process for purifying an inert gas
US4960579A (en) * 1988-04-01 1990-10-02 Union Carbide Corporation Membrane process and system for nitrogen production
DE3915003A1 (de) * 1989-05-08 1990-11-15 Hammer Gmbh Geb Verfahren und vorrichtung zur katalytischen und adsoptiven reinigung von stickstoff
US5110569A (en) * 1990-01-19 1992-05-05 The Boc Group, Inc. Low temperature purification of gases
US4983194A (en) * 1990-02-02 1991-01-08 Air Products And Chemicals, Inc. Production of high purity argon
US5100446A (en) * 1991-01-07 1992-03-31 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Crude neon production system

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Publication number Publication date
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