JPH02111416A - ガス状混合物から中間の透過性を有する成分を分離する方法及び装置 - Google Patents
ガス状混合物から中間の透過性を有する成分を分離する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ガス状混合物から中間の透過性を有する成分
を分離する方法及び装置に関するものである０本発明は
、水素（Ｈ２）−二酸化炭素（Ｃ（ｈ）一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）の混合物からのＣ０２除去に、特に利用できる。
を分離する方法及び装置に関するものである０本発明は
、水素（Ｈ２）−二酸化炭素（Ｃ（ｈ）一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）の混合物からのＣ０２除去に、特に利用できる。
（従来技術とその問題点）
そのような除去を実施するための標準的技術は、アミン
によるか（化学洗浄）、吸着という“物理的作用”を有
する製品によるかして混合物を洗浄することからなる。
によるか（化学洗浄）、吸着という“物理的作用”を有
する製品によるかして混合物を洗浄することからなる。
このことは、相当な投資とエネルギー消費につながるも
のである。
のである。
米国特許第３，２５０，０８０号明細書は、高圧側にも
低圧側にも直列に取付けられた透過セル・セットを用い
て拡散と分別によりガス状混合物を分離する方法を記載
しており、高圧出口端からの残ガス部分は、セルの低圧
入口端の方へ循環される。
低圧側にも直列に取付けられた透過セル・セットを用い
て拡散と分別によりガス状混合物を分離する方法を記載
しており、高圧出口端からの残ガス部分は、セルの低圧
入口端の方へ循環される。
そのような装置は、特に複雑である。
英国特許第２，０５３，０２１号明細書及びヨーロッパ
特許出願公開第０．０２９，６００号明細書も、膜分離
器の高圧室から低圧室へ取出されたガスを分離する方法
を記載している。この循環の間は、処理は行われていな
い。
特許出願公開第０．０２９，６００号明細書も、膜分離
器の高圧室から低圧室へ取出されたガスを分離する方法
を記載している。この循環の間は、処理は行われていな
い。
（発明の目的）
本発明の目的は、非常に簡単で非常に経済的な分離技術
を提供することである。
を提供することである。
また、本発明は、そのような方法の操草向けの装置を提
供することでもある。
供することでもある。
（発明の構成）
上記第１の目的のために、本発明による方法は、
−ガス状混合物を、透過器の入口空間を通過させ、
−この透過器から得られた残部を、中間ガス流を生じる
ように、そこから前記成分を除去することによって処理
し、 −このガス流を、透過器の生産空間内に注入し、前記混
合物のより透過しやすい成分の分圧を、透過器の生産空
間の出口において、出発混合物中の前記成分の分圧より
低い値に、前記処理によって保持する ことを特徴としている。
ように、そこから前記成分を除去することによって処理
し、 −このガス流を、透過器の生産空間内に注入し、前記混
合物のより透過しやすい成分の分圧を、透過器の生産空
間の出口において、出発混合物中の前記成分の分圧より
低い値に、前記処理によって保持する ことを特徴としている。
本発明の好ましい実施態様によれば、前記成分は、第２
透過器内での透過によって除去され、その残部は、中間
ガス流を構成する。
透過器内での透過によって除去され、その残部は、中間
ガス流を構成する。
第２発明の装置は、
−入口空間が前記ガス状混合物源に接続されている透過
器、 一前記成分を除去する手段を含んだ前記透過器からの残
部を処理する装置、及び 一前記装置からの流出物を透過器の生産空間に注入する
手段 を含み、前記処理装置は、透過器生産空間の出口におけ
る前記混合物のより透過しやすい成分の分圧を、出発混
合物中の前記成分の分圧より低い値に保持する手段を含
んでいることを特徴としている。
器、 一前記成分を除去する手段を含んだ前記透過器からの残
部を処理する装置、及び 一前記装置からの流出物を透過器の生産空間に注入する
手段 を含み、前記処理装置は、透過器生産空間の出口におけ
る前記混合物のより透過しやすい成分の分圧を、出発混
合物中の前記成分の分圧より低い値に保持する手段を含
んでいることを特徴としている。
本発明を実施するためのいくつかの実施例を、本発明に
よる装置の三つの変形を図式的に示した添付の第１図な
いし第３図を参照しながら、以下に説明しよう。
よる装置の三つの変形を図式的に示した添付の第１図な
いし第３図を参照しながら、以下に説明しよう。
（実施例）
第１図に示された装置は、本質的にＨ２，ＧＯ及びＣＯ
２からなるガス混合物から、中間圧力で）＋２−ＣＤ混
合物を供給するようにしたものである。この装置は、高
圧入口空間１Ａと中圧生産空間１Ｂを含む第１透過器１
及び高圧空間２Ａと低圧空間２Ｂを含む第２透過器２を
有する。空間１Ａと空間２＾とは、第１導管３によって
接続され、空間２Ａと空間１Ｂとは、膨張弁５を備えた
第２導管４によって接続される。
２からなるガス混合物から、中間圧力で）＋２−ＣＤ混
合物を供給するようにしたものである。この装置は、高
圧入口空間１Ａと中圧生産空間１Ｂを含む第１透過器１
及び高圧空間２Ａと低圧空間２Ｂを含む第２透過器２を
有する。空間１Ａと空間２＾とは、第１導管３によって
接続され、空間２Ａと空間１Ｂとは、膨張弁５を備えた
第２導管４によって接続される。
透過器１は、たとえば選択透過性膜によって構成された
中空１ａ ｉｆｔ束によって、そこに導入される混合物
の他の成分からＨ２を分離するのに適している。そのよ
うな透過器は、市場で人手できる。
中空１ａ ｉｆｔ束によって、そこに導入される混合物
の他の成分からＨ２を分離するのに適している。そのよ
うな透過器は、市場で人手できる。
同様に、透過器２も、たとえば選択透過性膜によって構
成された中空繊維束によって、そこに導入される混合物
の他の成分からＣＯ２を分離するのに適している。その
ような透過器も市場で人手できる。
成された中空繊維束によって、そこに導入される混合物
の他の成分からＣＯ２を分離するのに適している。その
ような透過器も市場で人手できる。
運転中は、当初の混合物は、導管６によって高圧で空間
ｌ＾に到達して第１の透過を受け、その透過の間に、混
合物が含んでいたＨ２は空間１Ｂに通過する。木質的に
ＣＯとＣＯ２との混合物で構成されたこの透過の残ガス
は、空間２＾に送られて第２の透過を受け、その透過の
間にＣ０２は空間２Ｂに通過する。本質的に当初の混合
物に含まれていたＣＯで構成されたこの第２の透過の残
ガスは、弁５で膨張され、空間１Ｂに送られる。そこで
ＣＯは、第１の透過からのＨ２と混合され、導管７を介
して透過器１の生産出口にＨ，−Ｃｏ混合物を中圧で供
給する。運転が可能なようにするには、■、の分圧が、
最終混合物において最初の混合物におけるよりも低けれ
ば十分である。したがって、３５バールで１２６０％の
最初の混合物であれば、Ｈ２の分圧は２１バールである
。それ故、たとえば２０バールでＨ２８０％のＨ，−Ｃ
ｏ混合物を供給することができ、そのような混合物での
１２分圧は１６バールである。
ｌ＾に到達して第１の透過を受け、その透過の間に、混
合物が含んでいたＨ２は空間１Ｂに通過する。木質的に
ＣＯとＣＯ２との混合物で構成されたこの透過の残ガス
は、空間２＾に送られて第２の透過を受け、その透過の
間にＣ０２は空間２Ｂに通過する。本質的に当初の混合
物に含まれていたＣＯで構成されたこの第２の透過の残
ガスは、弁５で膨張され、空間１Ｂに送られる。そこで
ＣＯは、第１の透過からのＨ２と混合され、導管７を介
して透過器１の生産出口にＨ，−Ｃｏ混合物を中圧で供
給する。運転が可能なようにするには、■、の分圧が、
最終混合物において最初の混合物におけるよりも低けれ
ば十分である。したがって、３５バールで１２６０％の
最初の混合物であれば、Ｈ２の分圧は２１バールである
。それ故、たとえば２０バールでＨ２８０％のＨ，−Ｃ
ｏ混合物を供給することができ、そのような混合物での
１２分圧は１６バールである。
第１図に示されているように、透過器１内での二つのガ
ス流の流れは、向流で行われるのが有利である。
ス流の流れは、向流で行われるのが有利である。
第２図の装置は、膨張弁５がＩ取除かれ、一方では補助
ガス源９に接続された導管８が導管４に通じている以外
は、第１図の装置と相違がない。
ガス源９に接続された導管８が導管４に通じている以外
は、第１図の装置と相違がない。
補助ガスは、■２′ＥＬびＣ０２をごく僅かしか、ある
いは全く含まず、たとえばメタン、ＣＯ及び／または窒
素である。
いは全く含まず、たとえばメタン、ＣＯ及び／または窒
素である。
導管４への補助ガスの注入により、透過器１からの透過
物は希釈され、全圧の顕著な低下なしに、空間１Ｂにお
ける１２分圧の減少をもたらす。
物は希釈され、全圧の顕著な低下なしに、空間１Ｂにお
ける１２分圧の減少をもたらす。
したがって負荷損失を考慮に入れて、３５バールでＨ，
８０％、 Ｃｏ２２０％、ＣＯ２０％を含む初期混合物
は、８２５０％（Ｈｚの分圧１６バールとして） 、Ｃ
ｏ １５％、補助ガス３５％の混合物を３２バールで供
給できる。この変形は、最初の圧力より高い全圧の混合
物を導管７内に得ることもできる。
８０％、 Ｃｏ２２０％、ＣＯ２０％を含む初期混合物
は、８２５０％（Ｈｚの分圧１６バールとして） 、Ｃ
ｏ １５％、補助ガス３５％の混合物を３２バールで供
給できる。この変形は、最初の圧力より高い全圧の混合
物を導管７内に得ることもできる。
鎖線で示されているように、一つの変形によれば、前述
の希釈を、もし補助ガスがＣ（ｈを含んでいるならば、
導管３に通じる導管８Ａによって透過器２の上流で行う
ことができる。
の希釈を、もし補助ガスがＣ（ｈを含んでいるならば、
導管３に通じる導管８Ａによって透過器２の上流で行う
ことができる。
第３図に示された装置は、膨張弁５が取除かれ、一方で
は水素分離膜を備えた中間透過器１０が透過器１と２と
の間に設けられている点で、第１図の装置と異なる。さ
らに正確には、導管３は透過器１０の高圧空間１０Ａに
通じ、その空間は、導管１１により透過器２の高圧空間
２人に接続されている。
は水素分離膜を備えた中間透過器１０が透過器１と２と
の間に設けられている点で、第１図の装置と異なる。さ
らに正確には、導管３は透過器１０の高圧空間１０Ａに
通じ、その空間は、導管１１により透過器２の高圧空間
２人に接続されている。
運転中は、初期混合物中に含まれたＨ２の一部のみが空
間１Ｂに透過し、この日２の残部は、中間透過器ｌＯの
低圧空間ｌＱＢに透過によって除去される。この一部Ｈ
２の除去は、空間１ＢにおけるＨ２の分圧を再び減少す
ることができ、したがって圧力の顕著な低下なしに８２
−ＣＤ混合物を生産できる。
間１Ｂに透過し、この日２の残部は、中間透過器ｌＯの
低圧空間ｌＱＢに透過によって除去される。この一部Ｈ
２の除去は、空間１ＢにおけるＨ２の分圧を再び減少す
ることができ、したがって圧力の顕著な低下なしに８２
−ＣＤ混合物を生産できる。
低圧Ｈ２の生産が求められないならば、変形として透過
器１０を取除くことができる。実際、ＣＯ３を透過する
膜は、運転パラメータの適切な調整によって、透過器２
が過剰の］１２とＣＯ２の除去のみを保証できるように
Ｈ２も通過させるのである。
器１０を取除くことができる。実際、ＣＯ３を透過する
膜は、運転パラメータの適切な調整によって、透過器２
が過剰の］１２とＣＯ２の除去のみを保証できるように
Ｈ２も通過させるのである。
第２図及び第３図の装置は、Ｈ２／ Ｃｏ比が需要に比
べてあまりにも高い炭化水素のタラツキングまたはリフ
ォーミン・ガスから８２−Ｇｏ混合物の生産に特に適し
ている。
べてあまりにも高い炭化水素のタラツキングまたはリフ
ォーミン・ガスから８２−Ｇｏ混合物の生産に特に適し
ている。
いかなる場合でも、ＣＯ２の完全な除去は、最終混合物
の化学的または物理的洗浄を必要とする。
の化学的または物理的洗浄を必要とする。
この洗浄は、ＣＯ２の大部分が透過により前もって除去
されているであろうから、少額の投資やエネルギー費し
か必要としないであろう。
されているであろうから、少額の投資やエネルギー費し
か必要としないであろう。
本発明は、透過器が同時にＨ２も通過させるので、もと
のままに実現できない透過によるＣ０２の除去に木質的
に適していることに注目すべきである。しかし本発明は
、透過器２が他の種類のＣＯ２除去装置、たとえばアミ
ン洗浄によって置き換えられるとき、同様に経済的に実
現できる。実際、この装置によって処理された流れは著
しく減少しでいる。
のままに実現できない透過によるＣ０２の除去に木質的
に適していることに注目すべきである。しかし本発明は
、透過器２が他の種類のＣＯ２除去装置、たとえばアミ
ン洗浄によって置き換えられるとき、同様に経済的に実
現できる。実際、この装置によって処理された流れは著
しく減少しでいる。
第１図は、本発明の方法を実施するための本発明による
装置の１実施例を図式的に示した図、第２図は、同じく
他の実施例を示した図、第３図は、さらに他の実施例を
示した図である。 １・・・第１透過器、ｌ＾・・・第１透過器の高圧入口
空間、１Ｂ・・・第１透過器の中圧生産空間、２・・・
第２透過器、２＾・・・第２透過器の高圧空間、２Ｂ・
・・第２透過器の低圧空間、９・・・補助ガス源、１０
・・・中間透過器、１〇八・・・中間透過器の高圧空間
、１０Ｂ・・・中間透過器の低圧空間、５・・・膨張弁
装置の１実施例を図式的に示した図、第２図は、同じく
他の実施例を示した図、第３図は、さらに他の実施例を
示した図である。 １・・・第１透過器、ｌ＾・・・第１透過器の高圧入口
空間、１Ｂ・・・第１透過器の中圧生産空間、２・・・
第２透過器、２＾・・・第２透過器の高圧空間、２Ｂ・
・・第２透過器の低圧空間、９・・・補助ガス源、１０
・・・中間透過器、１〇八・・・中間透過器の高圧空間
、１０Ｂ・・・中間透過器の低圧空間、５・・・膨張弁
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガス状混合物から中間の透過性を有する成分を分離
する方法において、 −ガス状混合物を、透過器（１）の入口空間（１Ａ）を
通過させ、 −この透過器からの残部を、中間ガス流を生じるように
、そこから前記成分を除去することによって処理し、 −このガス流を、透過器（１）の生産空間（１Ｂ）内に
注入し、前記混合物のより透過しやすい成分の分圧を、
透過器の生産空間（１Ｂ）の出口において、出発混合物
中の前記成分の分圧より低い値に、前記処理によって保
持する ことを特徴とする分離方法。 ２、前記成分が、第２透過器（２）内での透過によって
除去され、その残部が中間ガス流を構成することを特徴
とする請求項１記載の分離方法。 ３、中間ガス流が、前記生産空間（１Ｂ）に注入される
前に膨張（５で）されることを特徴とする請求項２記載
の分離方法。 ４、中間ガス流が、前記生産空間（１Ｂ）に注入される
前に、補助ガスによって希釈されることを特徴とする請
求項２記載の分離方法。 ５、第１透過器（１）からの残部を第２透過器（２）に
通す前に、前記のより透過しやすい成分の過剰分が、中
間透過器（１０）の高圧空間（１０Ａ）での通過により
、この残部から除去されることを特徴とする請求項２記
載の分離方法。 ６、前記ガス混合物が、主成分として水素、二酸化炭素
及び一酸化炭素を含むことを特徴とする請求項１ないし
５のいずれか１項に記載の分離方法。 ７、ガス状混合物から中間の透過性を有する成分を分離
する装置において、 −入口空間（１Ａ）が前記ガス状混合物源に接続されて
いる透過器（１）、 −前記成分を除去する手段（２）を含んだ前記透過器か
らの残部を処理する装置（２，５；２，８，８Ａ；２，
１０）、及び −前記装置からの流出物を透過器の生産空間（１８）に
注入する手段（４） を含み、前記処理装置は、透過器生産空間（１Ｂ）の出
口における前記混合物のより透過しやすい成分の分圧を
、出発混合物中の前記成分の分圧より低い値に保持する
手段（５；８，８Ａ；１０）を含んでいることを特徴と
する分離装置。 ８、処理装置が、第２透過器（２）を含み、その高圧空
間（２Ａ）の上流が、第１導管（３）によって第１透過
器（１）の入口空間に、その下流が、第２導管によって
第１の透過器（１）の生産空間（１Ｂ）に接続されてい
ることを特徴とする請求項７記載の分離装置。 ９、膨張装置（５）が、第２導管（４）に設けられてい
ることを特徴とする請求項８記載の分離装置。 １０、補助ガスを注入する導管（８，８Ａ）が、第２導
管（４）または第１導管（３）に通じている請求項８記
載の分離装置。 １１、中間透過器（１０）が含まれ、その高圧空間（１
０Ａ）が第１導管（３）に配置されていることを特徴と
する請求項８記載の分離装置。
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