JP6093519B2 - Method and apparatus for separating nitrogen from nitrogen-containing hydrocarbon gas - Google Patents

Method and apparatus for separating nitrogen from nitrogen-containing hydrocarbon gas Download PDF

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Description

本発明は、窒素含有炭化水素ガスからの窒素分離方法および装置に関し、より詳しくは、窒素含有炭化水素ガスである、窒素を含むメタン、天然ガス、都市ガスまたは消化ガスなどメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法および窒素分離装置に関する。さらに詳しくは、窒素を含む、メタン、天然ガス、都市ガスまたは消化ガスを被処理ガスとし、当該被処理ガスを、吸着剤が充填されたカラムに供給し通過させることによって、前記被処理ガスに含まれるCH4−N2混合ガスからCH4濃縮ガスを得る窒素分離方法および窒素分離装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for separating nitrogen from nitrogen-containing hydrocarbon gas, and more particularly, nitrogen-containing hydrocarbon gas, which includes methane such as nitrogen-containing methane, natural gas, city gas, or digestion gas as a main component. The present invention relates to a method for separating nitrogen from hydrocarbon gas and a nitrogen separation apparatus. More specifically, methane, natural gas, city gas or digestion gas containing nitrogen is used as the gas to be treated, and the gas to be treated is supplied to and passed through a column filled with an adsorbent. The present invention relates to a nitrogen separation method and a nitrogen separation apparatus for obtaining a CH 4 enriched gas from a contained CH 4 —N 2 mixed gas.

メタン、天然ガス、都市ガス、消化ガス等に含まれる窒素を除去するためのガス分離方法として、例えば特許文献1〜3、あるいは、非特許文献1に記載のような、吸着剤を用いた圧力スイング吸着分離法(PSA)が知られている。   As a gas separation method for removing nitrogen contained in methane, natural gas, city gas, digestion gas, etc., for example, pressure using an adsorbent as described in Patent Documents 1 to 3 or Non-Patent Document 1 Swing adsorption separation (PSA) is known.

特許文献1においては、モルデナイト型ゼオライト(Na−モルデナイト型ゼオライト、Naイオンの一部がAgイオンで置換されている)により、CH4とN2の混合ガスについて、破過時間の差による分離について記載されている。
特許文献2においては、CaO/Al23のモル比が0.3−0.75で、かつノルマルブタン吸着指数比3以上のクリノプチロライト型ゼオライトが、N2を吸着し、CH4は吸着しないことが記載されている。
In Patent Document 1, mordenite-type zeolite (Na-mordenite-type zeolite, part of Na ions is substituted with Ag ions) is used to separate CH 4 and N 2 mixed gas due to the difference in breakthrough time. Have been described.
In Patent Document 2, a clinoptilolite-type zeolite having a CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 0.3-0.75 and a normal butane adsorption index ratio of 3 or more adsorbs N 2 , and CH 4 Is not adsorbed.

特許文献3には、陽イオンとして含有されるカルシウムイオンの量がCaO/Al23モル比で0.4−0.75であるクリノプチロライト型ゼオライトからなる吸着分離剤が記載され、これによりメタンガス中の窒素ガスを有効に除去できるとされている。
非特許文献1には、CH4−N2の分離に関して、クリノプチロライトに様々なイオンをイオン交換した材料について記載があり、天然クリノプチロライトをSrで交換した試料も含まれている。
Patent Document 3 describes an adsorptive separation agent comprising a clinoptilolite-type zeolite having a CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 0.4 to 0.75 as the amount of calcium ions contained as cations, Thereby, it is said that nitrogen gas in methane gas can be effectively removed.
Non-Patent Document 1 describes a material in which various ions are ion-exchanged with clinoptilolite for separation of CH 4 —N 2 , and includes a sample in which natural clinoptilolite is exchanged with Sr. .

特許第4602202号公報Japanese Patent No. 4602202 特公平6−2575号公報Japanese Patent Publication No. 6-2575 特公平6−85870号公報Japanese Patent Publication No. 6-85870

Ind. Eng. Chem. Res., 44(2005) p.5184-5192Ind. Eng. Chem. Res., 44 (2005) p.5184-5192

本発明は、イオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライトを用いて窒素含有炭化水素ガスから窒素を有効に分離する方法および窒素分離装置を提供することを目的とするものである。
より詳しくは、本発明は、クリノプチロライトのイオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライトを使用してCH4−N2混合ガスからCH4濃縮ガスを得るガス分離方法および窒素分離装置を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a method and a nitrogen separation apparatus for effectively separating nitrogen from a nitrogen-containing hydrocarbon gas using a synthetic clinoptilolite having strontium at an ion exchange site.
More particularly, the present invention is a gas separation method and nitrogen separation device to obtain a CH 4 concentration gas using synthetic clinoptilolite having a strontium ion-exchange sites of clinoptilolite from CH 4 -N 2 mixture gas Is intended to provide.

本発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討を行った結果、窒素分離用吸着剤としてイオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライト(以下、“ストロンチウム交換クリノプチロライト”あるいは“ストロンチウムイオン交換クリノプチロライト”と記載する)を用いて窒素含有炭化水素ガスからの窒素を効率よく分離できる方法および窒素分離装置を見出した。
すなわち、本発明は、ストロンチウムイオン交換クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤を用いることを特徴とする、窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法および窒素分離装置である。
As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that synthetic clinoptilolite (hereinafter referred to as “strontium exchanged clinoptilolite” or “strontium” having strontium at the ion exchange site as an adsorbent for nitrogen separation. The present inventors have found a method and a nitrogen separation apparatus that can efficiently separate nitrogen from a nitrogen-containing hydrocarbon gas using “ion exchange clinoptilolite”.
That is, the present invention relates to a method for separating nitrogen from a hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component, and a nitrogen separator, characterized by using an adsorbent for nitrogen separation comprising strontium ion-exchanged clinoptilolite. is there.

本発明は、イオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤を用いることを特徴とする窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法および窒素分離装置である。
すなわち、本発明は、窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスから窒素を分離する方法およびそのための装置である。そして、窒素分離用吸着剤としてストロンチウムイオン交換クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤を用い、窒素含有炭化水素ガスを、当該窒素分離用吸着剤に通して処理することを特徴とする。
The present invention relates to a method for separating nitrogen from hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component, characterized by using a nitrogen separating adsorbent comprising synthetic clinoptilolite having strontium at an ion exchange site Device.
That is, the present invention is a method for separating nitrogen from a hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component, and an apparatus therefor. A nitrogen separation adsorbent composed of strontium ion-exchanged clinoptilolite is used as the nitrogen separation adsorbent, and the nitrogen-containing hydrocarbon gas is processed through the nitrogen separation adsorbent.

本発明に係る窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法および窒素分離装置は、前記イオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤が成形体であることを特徴とする窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法および窒素分離装置である。
すなわち、本発明は、窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法および窒素分離装置において、前記イオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤は、成形体として構成することができる。
In the method and apparatus for separating nitrogen from hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component according to the present invention, the nitrogen separating adsorbent comprising synthetic clinoptilolite having strontium at the ion exchange site is a molded body. A nitrogen separation method and a nitrogen separation apparatus from hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component, characterized in that
That is, the present invention relates to a nitrogen separation method and a nitrogen separation apparatus from hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component, and the nitrogen separation adsorbent comprising synthetic clinoptilolite having strontium at the ion exchange site, It can be configured as a molded body.

本発明において、前記窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスとしては、窒素を含む、メタン、天然ガス、都市ガスまたは消化ガスのいずれか一種以上が挙げられる。本発明は、これら例示のガスとは限らず、窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスであれば何れも対象とすることができる。分離の対象となるガスは、主成分であるメタン濃度はおおよそ60〜99vol%、窒素濃度は40〜1vol%の範囲である。   In the present invention, examples of the hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component include any one or more of methane, natural gas, city gas and digestion gas containing nitrogen. The present invention is not limited to these exemplified gases, and any hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component can be used. The gas to be separated has a methane concentration of 60 to 99 vol% as a main component and a nitrogen concentration in the range of 40 to 1 vol%.

分離方法としては、PSA(Pressure Swing Adsorption)法、TSA(Temperature Swing Adsorption)法、及びこれらを組合せた方法などを用いることができる。吸着圧力と温度、脱着圧力と温度は、吸着剤の特性に合せて設定することができる。特に吸着温度は、天然ガスは通常、液化されて貯蔵されていることを考慮すると、天然ガスの沸点である−162℃から室温付近の40℃程度の範囲で選択することが好ましい。   As the separation method, a PSA (Pressure Swing Adsorption) method, a TSA (Temperature Swing Adsorption) method, a method combining these, and the like can be used. The adsorption pressure and temperature and the desorption pressure and temperature can be set according to the characteristics of the adsorbent. In particular, the adsorption temperature is preferably selected in the range from -162 ° C, which is the boiling point of natural gas, to about 40 ° C, which is near the room temperature, considering that natural gas is usually stored in a liquefied state.

本発明において、イオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤は、窒素分離装置としても構成され、使用される。この窒素分離装置は、窒素分離用吸着剤を吸着塔等の容器内に充填することで構成され、その窒素分離用吸着剤に窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスを通過させることで使用される。すなわち、窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスを、吸着塔等の容器の一方の側から導入して窒素分離用吸着剤を通過させることで該窒素分離用吸着剤に窒素を選択的に吸着する。そのように窒素が吸着分離され、メタンを主成分とする炭化水素ガスは容器の他方の側から取り出される。   In the present invention, the nitrogen separation adsorbent comprising synthetic clinoptilolite having strontium at the ion exchange site is also configured and used as a nitrogen separation apparatus. This nitrogen separator is configured by filling a nitrogen separation adsorbent in a container such as an adsorption tower, and by passing a hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component in the nitrogen separation adsorbent. used. That is, a hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component is introduced from one side of a vessel such as an adsorption tower and passed through the nitrogen separation adsorbent, so that nitrogen is selectively used for the nitrogen separation adsorbent. Adsorb to. Thus, nitrogen is adsorbed and separated, and the hydrocarbon gas mainly composed of methane is taken out from the other side of the container.

〈ストロンチウム交換クリノプチロライトについて〉
本発明の方法および装置に用いるストロンチウム交換クリノプチロライトは合成クリノプチロライトである。クリノプチロライトは天然に産出されるゼオライトである。しかしながら、クリノプチロライトが天然に産出されたクリノプチロライト(以下、天然クリノプチロライト)であると、窒素の吸着量が低くなる。
<About strontium exchange clinoptilolite>
The strontium exchanged clinoptilolite used in the method and apparatus of the present invention is a synthetic clinoptilolite. Clinoptilolite is a naturally occurring zeolite. However, when clinoptilolite is naturally produced clinoptilolite (hereinafter, natural clinoptilolite), the amount of nitrogen adsorbed is low.

本発明の方法および装置に用いるストロンチウム交換クリノプチロライトは、イオン交換サイトにストロンチウムを有する。イオン交換サイトにストロンチウムを有することで、窒素の吸着特性が向上する。   The strontium exchanged clinoptilolite used in the method and apparatus of the present invention has strontium at the ion exchange site. By having strontium at the ion exchange site, the adsorption characteristic of nitrogen is improved.

ストロンチウムの量が多いほど、窒素の吸着特性は向上する。そのため、ストロンチウム交換クリノプチロライトのイオン交換サイトにおけるストロンチウムの割合(以下、「ストロンチウム交換率」とする)は、クリノプチロライトのイオン交換サイトの量に対して少なくとも35mol%であることが好ましく、少なくとも40mol%であることがより好ましく、少なくとも65mol%であることが更に好ましく、少なくとも70mol%であることが更により好ましく、少なくとも75mol%であることが特に好ましい。   The greater the amount of strontium, the better the nitrogen adsorption properties. Therefore, the ratio of strontium in the ion exchange site of strontium exchanged clinoptilolite (hereinafter referred to as “strontium exchange rate”) is preferably at least 35 mol% with respect to the amount of ion exchange sites of clinoptilolite. More preferably, it is at least 40 mol%, more preferably at least 65 mol%, even more preferably at least 70 mol%, and particularly preferably at least 75 mol%.

また、イオン交換サイトに存在するストロンチウム以外のイオン種はナトリウム(Na)、カリウム(K)などのアルカリ金属イオンや、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)などのアルカリ土類金属イオンなどが例示できる。   Examples of ion species other than strontium present at the ion exchange site include alkali metal ions such as sodium (Na) and potassium (K), and alkaline earth metal ions such as magnesium (Mg) and calcium (Ca). .

本発明の方法および装置に用いるストロンチウム交換クリノプチロライトのSiO2/Al23のモル比は特に限定されない。SiO2/Al23のモル比としては、例えば、10未満(Si/Alの原子比で5未満)を挙げることができる。 The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of the strontium exchanged clinoptilolite used in the method and apparatus of the present invention is not particularly limited. Examples of the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 include less than 10 (Si / Al atomic ratio of less than 5).

本発明の方法および装置に用いるストロンチウム交換クリノプチロライトは、細孔直径3〜10,000nmの範囲の細孔容積が0.5ml/g以上であることが好ましく、0.7ml/g以上であることがより好ましく、0.8ml/g以上であることが更に好ましい。細孔直径3〜10,000nmの範囲の細孔容積が0.5ml/g以上であることで、窒素吸着量が高くなりやすい。   The strontium exchanged clinoptilolite used in the method and apparatus of the present invention preferably has a pore volume in the range of a pore diameter of 3 to 10,000 nm of 0.5 ml / g or more, and 0.7 ml / g or more. More preferably, it is more preferably 0.8 ml / g or more. When the pore volume in the pore diameter range of 3 to 10,000 nm is 0.5 ml / g or more, the nitrogen adsorption amount tends to be high.

ここで、本発明の方法および装置に用いるストロンチウム交換クリノプチロライトは一次粒子が凝集した二次粒子からなる。そのため、細孔直径3〜10,000nmの細孔容積は、一次粒子間に形成された細孔であり、細孔直径10,000nmを超えた細孔容積は、二次粒子間に形成される粉末粒子間空隙である。   Here, the strontium exchanged clinoptilolite used in the method and apparatus of the present invention consists of secondary particles in which primary particles are aggregated. Therefore, a pore volume with a pore diameter of 3 to 10,000 nm is a pore formed between primary particles, and a pore volume with a pore diameter exceeding 10,000 nm is formed between secondary particles. It is a void between powder particles.

本発明の方法および装置に用いるストロンチウム交換クリノプチロライトは平均細孔直径が200nm以上であることが好ましく、400nm以上であることがより好ましい。平均細孔直径が200nm以上であると、適度な充填性および強度を有する。これにより、本発明の方法に用いるストロンチウム交換クリノプチロライトが操作性に優れた粉末となりやすい。   The strontium exchange clinoptilolite used in the method and apparatus of the present invention preferably has an average pore diameter of 200 nm or more, more preferably 400 nm or more. When the average pore diameter is 200 nm or more, moderate filling properties and strength are obtained. Thereby, the strontium exchange clinoptilolite used for the method of this invention tends to become the powder excellent in operativity.

本発明の方法および装置に使用する、イオン交換サイトにストロンチウムを有する合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤は、成形体として構成することができる。成形体の形状は、円柱状、球状、三つ葉型、リング状、ハニカム型又は膜状などの形状を例示することができる。成形体とする場合、成形体が含有する結合剤の種類は適宜選択することができ、粘土鉱物、あるいは無機系バインダーなどを例示することができる。また結合剤と併せて成形助剤を含有していてもよい。成形助剤は、成形体を製造する際の成形性を向上させるために用いられるものであり、有機系の成形助剤を例示することができる。分離剤として使用する場合は、加熱脱水を行う。   The adsorbent for nitrogen separation composed of synthetic clinoptilolite having strontium at the ion exchange site used in the method and apparatus of the present invention can be configured as a molded body. Examples of the shape of the formed body include a columnar shape, a spherical shape, a three-leaf shape, a ring shape, a honeycomb shape, and a film shape. In the case of forming a molded body, the type of binder contained in the molded body can be appropriately selected, and examples thereof include clay minerals and inorganic binders. Further, it may contain a molding aid in combination with the binder. The molding aid is used to improve moldability when producing a molded body, and examples thereof include organic molding aids. When used as a separating agent, heat dehydration is performed.

本発明の窒素含有炭化水素ガスから窒素を分離する方法および装置によれば、窒素含有炭化水素ガス中の窒素を従来のものよりも長い時間維持することができるため、長時間にわたり炭化水素ガス中の窒素を分離、除去することができる。   According to the method and apparatus for separating nitrogen from the nitrogen-containing hydrocarbon gas of the present invention, nitrogen in the nitrogen-containing hydrocarbon gas can be maintained for a longer time than the conventional one. Nitrogen can be separated and removed.

実験例1〜2で使用した実験装置、その操作を説明する図である。It is a figure explaining the experiment apparatus used in Experimental Examples 1-2, and its operation. 実験例1の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of Experimental example 1. FIG. 実験例2の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of Experimental example 2. 実験例3〜10で使用した実験装置、その操作を説明する図である。It is a figure explaining the experimental apparatus used in Experimental Examples 3-10, and its operation. 実験例3〜10の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of Experimental example 3-10. 実験例11で使用した実験装置、その操作を説明する図である。It is a figure explaining the experiment apparatus used in Experimental example 11, and its operation.

以下、本発明を、メタン中の窒素の選択的吸着特性に係る実験例を基に、さらに詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on experimental examples relating to selective adsorption characteristics of nitrogen in methane.

〈実験装置、操作〉
図1は、実験例1〜2で使用した実験装置、その操作を説明する図である。図1のとおり、吸着剤充填容器11を配置する。図1中「吸着剤試験サンプル」として示す箇所に窒素分離用吸着剤を充填する。吸着剤試験サンプル(窒素分離用吸着剤)は上下の多孔板間に層状に配置している。
窒素分離用吸着剤充填容器11への試験ガス供給側には原料ガスとして窒素(N2)を含むメタンガスを供給する導管2を連結している。すなわち、窒素分離用吸着剤充填容器11への原料ガス供給側に流量調節器(M.F.C)、開閉弁V(1)を備える試験ガス導管1を配置する。
本実験装置は、開閉弁(=バルブ)V(1)〜V(8)を操作することにより、手順1→手順2→手順3のステップを踏んで実験を進めることができる。
<Experimental equipment, operation>
FIG. 1 is a diagram illustrating the experimental apparatus used in Experimental Examples 1 and 2 and the operation thereof. As shown in FIG. 1, an adsorbent filling container 11 is arranged. In FIG. 1, the adsorbent for nitrogen separation is filled in the portion indicated as “adsorbent test sample”. The adsorbent test sample (adsorbent for nitrogen separation) is arranged in layers between the upper and lower perforated plates.
A conduit 2 for supplying methane gas containing nitrogen (N 2 ) as a raw material gas is connected to the test gas supply side to the nitrogen separation adsorbent filling container 11. That is, the test gas conduit 1 provided with a flow rate regulator (MFC) and an on-off valve V (1) is disposed on the raw material gas supply side to the nitrogen separation adsorbent filling container 11.
In this experimental apparatus, the experiment can be carried out through steps 1 → procedure 2 → procedure 3 by operating on-off valves (= valves) V (1) to V (8).

〈1.手順1〉
手順1は、系内を真空引きするステップである。V(1)〜V(8)のうち、V(1)、V(6)、V(8)を閉、V(2)〜V(5)、V(7)を開とする。そして、導管6からの分岐管8を介して配置した真空ポンプを作動する。これにより本実験装置系内を真空引きする。
<1. Step 1>
Procedure 1 is a step of evacuating the system. Among V (1) to V (8), V (1), V (6) and V (8) are closed, and V (2) to V (5) and V (7) are opened. Then, the vacuum pump arranged via the branch pipe 8 from the conduit 6 is operated. As a result, the inside of the experimental apparatus system is evacuated.

〈2.手順2〉
本実験装置系内を真空引きした後、手順2に移行する。手順2は、原料ガスを吸着剤充填容器11に導入し、真空引きした系内を真空、減圧状態から、常圧状態へと移行させるステップである。V(1)〜V(8)のうち、V(1)〜V(4)を開、V(5)〜V(8)を閉とする。
このとき、原料ガスを導管1から導管2、V(3)を介して吸着剤充填容器11へ導入し、併せてバイパスライン5へも原料ガスを導入する。V(5)〜V(8)は閉であるので、原料ガスは導管6〜導管8中に導入される。
<2. Step 2>
After evacuating the inside of the experimental apparatus system, the procedure proceeds to procedure 2. Procedure 2 is a step of introducing the raw material gas into the adsorbent filling container 11 and shifting the evacuated system from a vacuum and a reduced pressure state to a normal pressure state. Among V (1) to V (8), V (1) to V (4) are opened, and V (5) to V (8) are closed.
At this time, the raw material gas is introduced into the adsorbent filling container 11 from the conduit 1 through the conduit 2 and V (3), and the raw material gas is also introduced into the bypass line 5 together. Since V (5) to V (8) are closed, the raw material gas is introduced into the conduits 6 to 8.

〈3.手順3〉
手順3は、原料ガスを吸着剤充填容器11に導入し、真空引きした系内を真空、減圧状態から、常圧状態へと移行させる手順2のステップを実施した後、手順3へ移行する。手順3は、原料ガスを吸着剤充填容器11に導入して窒素吸着を行い、その吸着傾向を経時的に観察するステップである。手順2で常圧状態へ移行しており、常圧状態は手順3でも保たれ、継続される。
<3. Step 3>
In the procedure 3, the raw material gas is introduced into the adsorbent-filled container 11 and the step of the procedure 2 is performed in which the inside of the evacuated system is shifted from the vacuum and the reduced pressure state to the normal pressure state, and then the procedure 3 is performed. The procedure 3 is a step of introducing the raw material gas into the adsorbent filling container 11 and performing nitrogen adsorption, and observing the adsorption tendency over time. The procedure has shifted to the normal pressure state in step 2, and the normal pressure state is maintained in step 3 and is continued.

V(1)〜V(8)のうち、V(1)、V(3)、V(5)〜V(6)、V(8)を開とし、V(2)、V(4)、V(7)を閉とする。このとき、原料ガスを導管1から導管2、V(3)を介して容器11へ導入し、併せてバイパスライン4へも原料ガスを導入する。   Among V (1) to V (8), V (1), V (3), V (5) to V (6), V (8) are opened, and V (2), V (4), V (7) is closed. At this time, the raw material gas is introduced into the container 11 from the conduit 1 through the conduit 2 and V (3), and the raw material gas is also introduced into the bypass line 4 together.

図1に示す実験装置により、比較例としてカルシウムでイオン交換した合成クリノプチロライト(以下、カルシウム交換クリノプチロライト)吸着剤を使用し、実施例としてストロンチウム交換クリノプチロライト吸着剤を使用して破過ガス組成を測定した。入ガスとして(CH4濃度90vol%、N2濃度10vol%)のガスを使用した。以下、比較例、実施例について順次説明する。図1中、下部に“CH4濃度90vol%、N2濃度10vol%の原料ガス(入ガス)を用いた試験概要”を表示している。 Using a synthetic clinoptilolite (hereinafter referred to as calcium exchange clinoptilolite) adsorbed with calcium as a comparative example, using a strontium exchanged clinoptilolite adsorbent as an example, using the experimental apparatus shown in FIG. The breakthrough gas composition was measured. A gas having a CH 4 concentration of 90 vol% and an N 2 concentration of 10 vol% was used as the input gas. Hereinafter, comparative examples and examples will be sequentially described. In FIG. 1, “Summary of test using source gas (incoming gas) with CH 4 concentration of 90 vol% and N 2 concentration of 10 vol%” is displayed at the bottom.

〈実験例1:比較例〉
直径1.0〜1.4mmサイズにカルシウム交換クリノプチロライト吸着剤を整粒し、容器11に充填した。充填容器11への入ガス〔CH4濃度90体積%(vol%)、N2濃度10体積%(vol%)〕を“カルシウム交換クリノプチロライト”に導入し、破過ガス組成を測定した。
<Experimental Example 1: Comparative Example>
The calcium exchange clinoptilolite adsorbent was sized to a size of 1.0 to 1.4 mm in diameter and filled in the container 11. The gas entering the filling container 11 [CH 4 concentration 90 volume% (vol%), N 2 concentration 10 volume% (vol%)] was introduced into “calcium exchange clinoptilolite”, and the breakthrough gas composition was measured. .

この試験は、空塔速度90(/h)の条件下、空間速度を変えて実施した。図2はその結果であり、図2中、横軸はガス導入時からの経過時間、縦軸はCH4の濃度である。図2には、空間速度SV=90、180、360、720(/h)での結果を示している。 This test was performed under the condition of a superficial velocity of 90 (/ h) and changing the space velocity. FIG. 2 shows the results. In FIG. 2, the horizontal axis represents the elapsed time from the gas introduction, and the vertical axis represents the CH 4 concentration. FIG. 2 shows the results at the space velocity SV = 90, 180, 360, 720 (/ h).

図2の結果からして以下の事実が明らかである。
(a)空間速度SVが720であると〔図2中(a)線参照〕、CH4濃度は94.1vol%程度でピークとなり、破過時間も僅か2秒でしかない。
(b)空間速度SVが360であると〔図2中(b)線参照〕、CH4濃度は96.0vol%程度でピークとなり、破過時間も僅か3秒でしかない。
(c)空間速度SVが180であると〔図2中(c)線参照〕、CH4濃度は96.9vol%程度でピークとなり、破過時間は6秒程度である。
(d)空間速度SVが90であると〔図2中(d)線参照〕、CH4濃度は97.0vol%程度でピークとなり、破過時間も10秒と長くなる。すなわち図1中、質量分析計で計測されるそのCH4濃度97.0vol%は10秒程度の時間保持された。
The following facts are clear from the results of FIG.
(A) When the space velocity SV is 720 (see the line (a) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 94.1 vol%, and the breakthrough time is only 2 seconds.
(B) When the space velocity SV is 360 (see line (b) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 96.0 vol%, and the breakthrough time is only 3 seconds.
(C) When the space velocity SV is 180 (see line (c) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 96.9 vol%, and the breakthrough time is about 6 seconds.
(D) When the space velocity SV is 90 (see line (d) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 97.0 vol%, and the breakthrough time becomes as long as 10 seconds. That is, in FIG. 1, the CH 4 concentration of 97.0 vol% measured by the mass spectrometer was held for about 10 seconds.

そのようにCH4濃度のピークは97.0vol%であり、破過時間は10秒と長いので、それなりに有用であるが、CH4濃度のピークは97.0vol%で限度であり、破過時間は10秒で、これで限度である。CH4濃度のピークが97.0vol%であることは、3vol%の窒素が残り、依然含まれることになり、また破過時間が10秒であることは、CH4濃度97.0vol%への窒素の分離操作時間はその分改善されてはいるが、その程度の破過時間つまり破過維持時間では有用な窒素分離操作期間は依然短い。 As such, the peak of CH 4 concentration is 97.0 vol% and the breakthrough time is as long as 10 seconds, which is useful as it is, but the peak of CH 4 concentration is limited to 97.0 vol%, The time is 10 seconds, which is the limit. A CH 4 concentration peak of 97.0 vol% means that 3 vol% nitrogen remains and is still included, and that the breakthrough time is 10 seconds indicates that the CH 4 concentration reaches 97.0 vol%. Although the nitrogen separation operation time has been improved by that amount, the useful nitrogen separation operation period is still short with such a breakthrough time or breakthrough maintenance time.

〈実験例2:実施例〉
直径1.0〜1.4mmサイズにストロンチウム交換クリノプチロライト吸着剤を整粒し、容器11に充填した。この吸着剤のストロンチウムのイオン交換率は82.1%であった。充填容器11への入ガス〔CH4濃度90体積%(vol%)、N2濃度10体積%(vol%)〕をストロンチウム交換クリノプチロライトに導入し、破過ガス組成を測定した。
<Experimental example 2: Example>
The strontium exchanged clinoptilolite adsorbent was sized to a size of 1.0 to 1.4 mm in diameter and filled into the container 11. The strontium ion exchange rate of this adsorbent was 82.1%. The gas entering the filling container 11 [CH 4 concentration 90 vol% (vol%), N 2 concentration 10 vol% (vol%)] was introduced into the strontium exchange clinoptilolite, and the breakthrough gas composition was measured.

この試験は、空塔速度90(h)の条件下、被処理ガスの空間速度を変えて実施した。図3はその結果である。図3中、横軸はガス導入時からの経過時間、縦軸はCH4の濃度であり、左右の縦軸に同じ目盛を付している。また、図3中、空間速度SV=90、180、360、720h-1での結果を示している。 This test was performed by changing the space velocity of the gas to be processed under the condition of the superficial velocity of 90 (h). FIG. 3 shows the result. In FIG. 3, the horizontal axis represents the elapsed time from the time of gas introduction, the vertical axis represents the CH 4 concentration, and the left and right vertical axes have the same scale. Further, in FIG. 3, the results at space velocities SV = 90, 180, 360, 720h −1 are shown.

図3の結果からして以下の事実が明らかである。
(a)空間速度SVが720であると〔図2中(a)線参照〕、CH4濃度は96.7%程度でピークとなり、破過時間も僅か3秒でしかない。
(b)空間速度SVが360であると〔図2中(b)線参照〕、CH4濃度は98.3%程度でピークとなり、破過時間も僅か6秒でしかない。
(c)空間速度SVが180であると〔図2中(c)線参照〕、CH4濃度は99.0%程度でピークとなり、破過時間も可成り長いが16秒程度である。
(d)空間速度SVが90であると〔図2中(d)線参照〕、CH4濃度は99.0%程度でピークとなり、破過時間も30秒と非常に長くなる。図1中、質量分析計で計測されるそのCH4濃度99.0%は30秒程度強の長時間保持された。
The following facts are clear from the results of FIG.
(A) When the space velocity SV is 720 (see the line (a) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 96.7%, and the breakthrough time is only 3 seconds.
(B) When the space velocity SV is 360 (see line (b) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 98.3%, and the breakthrough time is only 6 seconds.
(C) When the space velocity SV is 180 (see the line (c) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 99.0%, and the breakthrough time is considerably long, but is about 16 seconds.
(D) When the space velocity SV is 90 (see the line (d) in FIG. 2), the CH 4 concentration peaks at about 99.0%, and the breakthrough time is very long as 30 seconds. In FIG. 1, the CH 4 concentration of 99.0% measured with the mass spectrometer was maintained for a long time of about 30 seconds.

(クロマトグラフィーによる窒素の吸着分離特性の評価)
図4は、実験例3〜10で使用した実験装置図である。窒素分離用吸着剤を0.35〜0.5mmに成形整粒し、約4.5mlを500℃、1.5時間、空気中で脱水処理後、25℃に保持した内径4.35mm×長さ30cmのステンレスカラムにヘリウム(純度99.999%以上)を流通しながら充填した。キャリアガスとしてヘリウム(純度99.999%以上)を50Nml/minの流量でカラムに流通させて、六方ガスサンプラーの流路を切り替えて入ガス(CH4濃度90体積%、N2濃度10体積%)をカラムに1ccパルス注入して出口ガスにおける窒素とメタンをTCD検出器で検出して、得られたクロマトグラムから窒素とメタンの保持時間を分析し、窒素とメタンの保持時間の差を算出した。
(Evaluation of adsorption and separation characteristics of nitrogen by chromatography)
FIG. 4 is an experimental apparatus diagram used in Experimental Examples 3 to 10. The adsorbent for nitrogen separation was shaped and sized to 0.35 to 0.5 mm, and about 4.5 ml was dehydrated in air at 500 ° C. for 1.5 hours, and then maintained at 25 ° C., an inner diameter of 4.35 mm × length A 30 cm long stainless steel column was packed while flowing helium (purity 99.999% or more). Helium (purity 99.999% or more) as a carrier gas is passed through the column at a flow rate of 50 Nml / min, and the flow of the hexagonal gas sampler is switched to enter the gas (CH 4 concentration 90% by volume, N 2 concentration 10% by volume). ) Is injected into the column for 1 cc, nitrogen and methane in the outlet gas are detected by a TCD detector, and the retention time of nitrogen and methane is analyzed from the obtained chromatogram, and the difference between the retention times of nitrogen and methane is calculated. did.

〈実験例3:実施例〉
ストロンチウム交換率70.1%のストロンチウム交換クリノプチロライトを用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 3: Example>
Using strontium exchanged clinoptilolite with a strontium exchange rate of 70.1%, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

〈実験例4:実施例〉
ストロンチウム交換率79.7%のストロンチウム交換クリノプチロライトを用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 4: Example>
Using strontium exchange clinoptilolite having a strontium exchange rate of 79.7%, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

〈実験例5:実施例〉
実験例2と同じストロンチウム交換クリノプチロライト(ストロンチウム交換率82.1%)を用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 5: Example>
Using the same strontium exchanged clinoptilolite (strontium exchange rate 82.1%) as in Experimental Example 2, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

〈実験例6:実施例〉
ストロンチウム交換率84.5%のストロンチウム交換クリノプチロライトを用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 6: Example>
Using strontium exchanged clinoptilolite with a strontium exchange rate of 84.5%, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

〈実験例7:実施例〉
ストロンチウム交換率38.4%のストロンチウム交換クリノプチロライトを用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 7: Example>
Using strontium exchanged clinoptilolite with a strontium exchange rate of 38.4%, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

〈実験例8:比較例〉
実験例1と同じカルシウム交換クリノプチロライト(Ca交換率68.8%)を用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 8: Comparative Example>
Using the same calcium exchange clinoptilolite (Ca exchange rate 68.8%) as in Experimental Example 1, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

〈実験例9:比較例〉
Ca交換率36.8%のカルシウム交換クリノプチロライトを用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 9: Comparative Example>
Using calcium exchange clinoptilolite with a Ca exchange rate of 36.8%, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

〈実験例10:比較例〉
Ca交換率76.5%のカルシウム交換クリノプチロライトを用いて、窒素とメタンの保持時間の差を評価した。25℃での窒素とメタンの保持時間の差を表1に示す。
<Experimental Example 10: Comparative Example>
Using calcium exchange clinoptilolite with a Ca exchange rate of 76.5%, the difference in retention time between nitrogen and methane was evaluated. Table 1 shows the difference in retention time between nitrogen and methane at 25 ° C.

表1と図5は、実験例3〜10の結果をまとめたものである。表1からわかるように、ストロンチウム交換クリノプチロライトは、カルシウム交換クリノプチロライトと比べ、保持時間の差が大きくなっており、優れた吸着分離特性を有することがわかる。さらに、ストロンチウム交換率が70%以上において、ストロンチウム交換率の増加に従い急激に保持時間の差が大きくなっており、窒素とメタンの分離性能が向上することがわかる。   Table 1 and FIG. 5 summarize the results of Experimental Examples 3-10. As can be seen from Table 1, strontium-exchanged clinoptilolite has a greater difference in retention time than calcium-exchanged clinoptilolite, indicating that it has excellent adsorption separation characteristics. Furthermore, it can be seen that when the strontium exchange rate is 70% or more, the difference in retention time increases rapidly as the strontium exchange rate increases, and the separation performance of nitrogen and methane is improved.

Figure 0006093519
Figure 0006093519

このように非常に高いCH4濃度を得て、しかも長時間保持可能な吸着分離方法であることが見出された。したがってこの事実からして、この剤つまりストロンチウム交換プチロライトを充填した容器を2塔用意し、交互に吸着−再生を行うことにより、連続的に高いCH4濃度のガスを効率的に得ることが可能となる。 Thus, it was found that the adsorption separation method can obtain a very high CH 4 concentration and can be maintained for a long time. Therefore, based on this fact, it is possible to efficiently obtain a gas with a high CH 4 concentration continuously by preparing two towers filled with this agent, that is, strontium exchanged ptyrolite, and alternately performing adsorption and regeneration. It becomes.

この条件において、吸着剤を充填した容器を2個用意し、ガスを交互に流通させた。サイクル時間を1〜2分、切替え時に系内を均一にする時間を1秒確保する運転をすることにより高濃度CH4ガスを得た。 Under these conditions, two containers filled with an adsorbent were prepared, and gas was circulated alternately. A high-concentration CH 4 gas was obtained by performing an operation for ensuring a cycle time of 1 to 2 minutes and a time for making the system uniform at the time of switching for 1 second.

〈実験例11:実施例〉
ストロンチウム交換クリノプチロライト成形体(追加実施例)と市販窒素吸着剤(追加比較例)を用い、前記と同様の分離方法において、PSA法による「CH4−N2」の分離評価を実施した。本実験例11:実施例での分離条件は下記のとおりである。
<Experimental example 11: Example>
Using a strontium-exchanged clinoptilolite molded body (additional example) and a commercially available nitrogen adsorbent (additional comparative example), separation evaluation of “CH 4 —N 2 ” by the PSA method was performed in the same separation method as described above. . Experimental Example 11: Separation conditions in the examples are as follows.

〈実験装置、操作〉
図6は、実験例11で使用した実験装置、その操作を説明する図である。図6のとおり、窒素分離用吸着剤充填容器AT1、AT2を配置する。吸着剤充填容器AT1、AT2には、前述図1中「吸着剤試験サンプル」として示すのと同様にして窒素分離用吸着剤を充填する。
<Experimental equipment, operation>
FIG. 6 is a diagram illustrating the experimental apparatus used in Experimental Example 11 and the operation thereof. As shown in FIG. 6, nitrogen separation adsorbent-filled containers AT1 and AT2 are arranged. The adsorbent filling containers AT1 and AT2 are filled with an adsorbent for nitrogen separation in the same manner as shown as the “adsorbent test sample” in FIG.

窒素分離用吸着剤充填容器AT1、AT2への混合ガス供給側には混合ガスとして窒素(N2)を含むメタンガスを供給する導管を連結している。すなわち、窒素分離用吸着剤充填容器AT1、AT2への試験ガス供給側に流量調節器(M.F.C)、電磁開閉弁SV11を備える混合ガス導管を配置する。 A conduit for supplying methane gas containing nitrogen (N 2 ) as a mixed gas is connected to the mixed gas supply side to the nitrogen separation adsorbent filled containers AT1 and AT2. That is, a mixed gas conduit provided with a flow rate regulator (MFC) and an electromagnetic on-off valve SV11 is disposed on the test gas supply side to the nitrogen separation adsorbent-filled containers AT1 and AT2.

本実験装置は、電磁開閉弁(=バルブ)SV1〜SV14を操作することにより、手順1→手順2→手順3→手順4のステップを踏んで実験を進めることができる。   In this experimental apparatus, the experiment can be advanced through steps 1 → procedure 2 → procedure 3 → procedure 4 by operating the electromagnetic on-off valves (= valves) SV1 to SV14.

〈1.手順1〉
手順1は、工程1であり、吸着タンク1でガス分離し、吸着タンク2を再生する。このとき、電磁弁SV1〜SV14のうち、SV1、SV4、SV7、SV11、SV12、SV14を開とし、その余の電磁弁は閉とする。真空ポンプPUは作動する。
<1. Step 1>
Procedure 1 is step 1, in which gas is separated in the adsorption tank 1 and the adsorption tank 2 is regenerated. At this time, among the solenoid valves SV1 to SV14, SV1, SV4, SV7, SV11, SV12, and SV14 are opened, and the other solenoid valves are closed. The vacuum pump PU is activated.

〈2.手順2〉
手順2は、工程2の均圧である。このとき、電磁弁SV1〜SV14のうち、SV5、SV6、SV8、SV9、SV10、SV11、SV12、SV14を開とし、その余の電磁弁は閉とする。真空ポンプPUは作動する。
<2. Step 2>
Procedure 2 is the pressure equalization in step 2. At this time, among the solenoid valves SV1 to SV14, SV5, SV6, SV8, SV9, SV10, SV11, SV12, SV14 are opened, and the other solenoid valves are closed. The vacuum pump PU is activated.

〈3.手順3〉
手順3は、工程3であり、吸着タンク1を再生し、吸着タンク2でガス分離する。このとき、電磁弁SV1〜SV14のうち、SV2、SV3、SV8、SV11、SV12、SV14を開とし、その余の電磁弁は閉とする。真空ポンプPUは作動する。
<3. Step 3>
Procedure 3 is step 3, in which the adsorption tank 1 is regenerated and gas is separated in the adsorption tank 2. At this time, among the solenoid valves SV1 to SV14, SV2, SV3, SV8, SV11, SV12, and SV14 are opened, and the other solenoid valves are closed. The vacuum pump PU is activated.

〈4.手順4〉
手順4は、工程4の均圧である。このとき、電磁弁SV1〜SV14のうち、SV5、SV6、SV8、SV9、SV10、SV11、SV12、SV14を開とし、その余の電磁弁は閉とする。真空ポンプPUは作動する。
<4. Step 4>
Procedure 4 is the pressure equalization in step 4. At this time, among the solenoid valves SV1 to SV14, SV5, SV6, SV8, SV9, SV10, SV11, SV12, SV14 are opened, and the other solenoid valves are closed. The vacuum pump PU is activated.

図6に示す実験装置により、比較例として市販の窒素吸着剤:分子篩炭素を使用し、実施例としてストロンチウム交換クリノプチロライト成形体吸着剤を使用して前記と同様の分離方法において、PSA法によるCH4とN2の原料ガスの分離評価を実施した。原料ガスとしてCH4濃度90vol%、N2濃度10vol%の混合ガスを使用した。図6中、下部に“CH4濃度90vol%、N2濃度10vol%の原料ガス(入ガス)を用いた試験概要”を表示している。 By using the experimental apparatus shown in FIG. 6, a commercially available nitrogen adsorbent: molecular sieve carbon is used as a comparative example, and a strontium-exchanged clinoptilolite shaped body adsorbent is used as an example. The separation evaluation of CH 4 and N 2 source gases was performed. A mixed gas having a CH 4 concentration of 90 vol% and an N 2 concentration of 10 vol% was used as the source gas. In FIG. 6, “Summary of test using source gas (incoming gas) with CH 4 concentration of 90 vol% and N 2 concentration of 10 vol%” is displayed at the bottom.

分離評価に使用した成形体吸着剤は次のように調製した。クリノプチロライト粉末100重量部に対して、粘土20重量部、成形助剤CMC5重量部、及び適量の水を添加して、直径1.5mmの円柱状に成形、100℃で乾燥、600℃で焼成、ストロンチウム交換してストロンチウム交換率83%とし、500℃で脱水した。   The compact adsorbent used for the separation evaluation was prepared as follows. To 100 parts by weight of clinoptilolite powder, 20 parts by weight of clay, 5 parts by weight of molding aid CMC, and an appropriate amount of water are added to form a cylindrical shape with a diameter of 1.5 mm, dried at 100 ° C., 600 ° C. And strontium exchange to give a strontium exchange rate of 83% and dehydration at 500 ° C.

本実施例、比較例で得られた結果を表2に示す。ここで、製品CH4の回収率は、式(1)のとおりである。すなわち、製品CH4の回収率は式(1)で定義している。

Figure 0006093519
Table 2 shows the results obtained in this example and the comparative example. Here, the recovery rate of the product CH 4 is as shown in the formula (1). That is, the recovery rate of the product CH 4 is defined by the formula (1).
Figure 0006093519

Figure 0006093519
Figure 0006093519

表2のとおり、製品CH4濃度については、分離剤:ストロンチウム交換クリノプチロライト成形体によると99.6vol%という非常に高い値が得られた。これに対して、市販窒素吸着剤(成形体)による製品CH4濃度は93.4vol%が最大値であった。
製品CH4濃度が93vol%程度の条件下では、分離剤:ストロンチウム交換クリノプチロライト成形体において、製品CH4回収率が市販窒素吸着剤(成形体)よりも大きく上回り、且つ4倍のガス量を処理可能であることがわかった。
As shown in Table 2, for the product CH 4 concentration, a very high value of 99.6 vol% was obtained according to the separating agent: strontium exchanged clinoptilolite molded product. On the other hand, 93.4 vol% was the maximum value for the product CH 4 concentration obtained from a commercially available nitrogen adsorbent (molded article).
Under the condition where the product CH 4 concentration is about 93 vol%, in the separating agent: strontium exchanged clinoptilolite molded product, the product CH 4 recovery rate is significantly higher than that of the commercially available nitrogen adsorbent (molded product) and the gas is four times as much. The quantity was found to be manageable.

また、表2のとおり、製品ガス量を増加させると、製品CH4濃度は低下するが、回収率は増加する。製品中のCH4濃度と回収率はトレードオフの関係にあるので、ニーズに応じて、適した条件でガス濃縮を実施することとなる。 Further, as shown in Table 2, when the product gas amount is increased, the product CH 4 concentration is decreased, but the recovery rate is increased. Since the CH 4 concentration in the product and the recovery rate are in a trade-off relationship, gas concentration is performed under suitable conditions according to needs.

1〜9 原料ガス導管
11 吸着剤充填容器
V(1)〜V(8) 開閉弁
1-9 Raw material gas conduit 11 Adsorbent filling container V (1) -V (8) On-off valve

Claims (6)

イオン交換サイトにストロンチウムを有し、ストロンチウム交換率が79.7mol%以上である合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤を用いることを特徴とする窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法。 Carbonization containing nitrogen and containing methane as a main component, characterized by using an adsorbent for nitrogen separation comprising strontium at an ion exchange site and comprising a synthetic clinoptilolite having a strontium exchange rate of 79.7 mol% or more Method for separating nitrogen from hydrogen gas. 請求項1に記載の窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法において、前記合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤が成形体であることを特徴とする窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法。   The method for separating nitrogen from a hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component according to claim 1, wherein the nitrogen separating adsorbent comprising the synthetic clinoptilolite is a molded body. A method for separating nitrogen from hydrocarbon gas containing methane as a main component. 前記窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスがメタン、天然ガス、都市ガスまたは消化ガスのいずれか一種以上である請求項1または2に記載の窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離方法。   The hydrocarbon containing nitrogen and containing methane as a main component according to claim 1 or 2, wherein the hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component is at least one of methane, natural gas, city gas, and digestive gas. Method for separating nitrogen from gas. イオン交換サイトにストロンチウムを有し、ストロンチウム交換率が79.7mol%以上である合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤を用いることを特徴とする窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離装置。 Carbonization containing nitrogen and containing methane as a main component, characterized by using an adsorbent for nitrogen separation comprising strontium at an ion exchange site and comprising a synthetic clinoptilolite having a strontium exchange rate of 79.7 mol% or more Nitrogen separator from hydrogen gas. 請求項に記載の窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離装置において、前記合成クリノプチロライトからなる窒素分離用吸着剤が成形体であることを特徴とする窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離装置。 The nitrogen separator for hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component according to claim 4 , wherein the nitrogen separating adsorbent comprising the synthetic clinoptilolite is a molded body. Nitrogen separator from hydrocarbon gas containing methane as the main component. 前記窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスがメタン、天然ガス、都市ガスまたは消化ガスのいずれか一種以上である請求項またはに記載の窒素を含みメタンを主成分とする炭化水素ガスからの窒素分離装置。 The hydrocarbon containing nitrogen and containing methane as a main component according to claim 4 or 5 , wherein the hydrocarbon gas containing nitrogen and containing methane as a main component is at least one of methane, natural gas, city gas, or digestion gas. Nitrogen separator from gas.
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