JPH0223216B2 - - Google Patents
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- JPH0223216B2 JPH0223216B2 JP55032760A JP3276080A JPH0223216B2 JP H0223216 B2 JPH0223216 B2 JP H0223216B2 JP 55032760 A JP55032760 A JP 55032760A JP 3276080 A JP3276080 A JP 3276080A JP H0223216 B2 JPH0223216 B2 JP H0223216B2
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- JP
- Japan
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- adsorbent
- adsorption
- nitrogen
- hydrocarbons
- temperature
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は吸着剤の製造方法に係り、特に酸素と
窒素、酸素とアルゴンのように近似した気体分子
径を有する混合ガスに対する吸着選択性に優れた
吸着剤の製造方法に関する。
窒素、酸素とアルゴンのように近似した気体分子
径を有する混合ガスに対する吸着選択性に優れた
吸着剤の製造方法に関する。
一般に、吸着剤は粒内に多量の細孔組織を有す
る。この細孔組織はマクロポアとミクロポアに大
別され、ミクロポアは通常細孔径1.0nm以下の細
孔を指している。ところで、ガス分離用として使
用されている工業用吸着剤には活性炭、シリカゲ
ル、活性アルミナ、合成ゼオライトがある。これ
らの工業用吸着剤の中で、活性炭、シリカゲル、
活性アルミナはミクロポアが均一ではなく、分布
をもつて分布している。従つて、このような吸着
剤では酸素と窒素、または窒素とアルゴンを含有
するガスに対する吸着選択性が乏しく、工業上の
窒素の分離濃縮操作に適用することが困難であつ
た。
る。この細孔組織はマクロポアとミクロポアに大
別され、ミクロポアは通常細孔径1.0nm以下の細
孔を指している。ところで、ガス分離用として使
用されている工業用吸着剤には活性炭、シリカゲ
ル、活性アルミナ、合成ゼオライトがある。これ
らの工業用吸着剤の中で、活性炭、シリカゲル、
活性アルミナはミクロポアが均一ではなく、分布
をもつて分布している。従つて、このような吸着
剤では酸素と窒素、または窒素とアルゴンを含有
するガスに対する吸着選択性が乏しく、工業上の
窒素の分離濃縮操作に適用することが困難であつ
た。
一方上記した合成ゼオライトとともに分子ふる
い作用を有する炭素質吸着剤がある。分子ふるい
作用を有する炭素質吸着剤は、塩化ビニリデン、
サラン等のプラスチツクを熱分解する方法、活性
炭に高分子化合物を添着した後熱分解する方法等
によつて製造されている。これらの分子ふるい作
用を有する吸着剤の中で、合成ゼオライトは細孔
径0.3ないし1.0nmの孔径分布を有する製品が工業
的に製造され、炭素質吸着剤はほぼ0.5nmの細孔
径を有する製品が工業的に製造されている。しか
し、酸素、アルゴンは約0.4nm以下の分子径を有
するので、炭素質吸着剤の細孔径は約0.2nm以下
としなければならない。従つて、このような分子
ふるい作用を有する吸着剤においても酸素と窒
素、または窒素とアルゴンに対する吸着選択性に
乏しく、工業的な窒素の分離濃縮操作に有効では
なかつた。
い作用を有する炭素質吸着剤がある。分子ふるい
作用を有する炭素質吸着剤は、塩化ビニリデン、
サラン等のプラスチツクを熱分解する方法、活性
炭に高分子化合物を添着した後熱分解する方法等
によつて製造されている。これらの分子ふるい作
用を有する吸着剤の中で、合成ゼオライトは細孔
径0.3ないし1.0nmの孔径分布を有する製品が工業
的に製造され、炭素質吸着剤はほぼ0.5nmの細孔
径を有する製品が工業的に製造されている。しか
し、酸素、アルゴンは約0.4nm以下の分子径を有
するので、炭素質吸着剤の細孔径は約0.2nm以下
としなければならない。従つて、このような分子
ふるい作用を有する吸着剤においても酸素と窒
素、または窒素とアルゴンに対する吸着選択性に
乏しく、工業的な窒素の分離濃縮操作に有効では
なかつた。
そこで、従来においても、炭素質吸着剤の細孔
径以上の分子径を有する炭化水素を吸着させ、加
熱して炭化水素の熱分解物を前記細孔の入口に析
出させ、これにより該入口の径を小さくする方法
が提供されている（CARBON，vol17，339〜
343（1979）等）。
径以上の分子径を有する炭化水素を吸着させ、加
熱して炭化水素の熱分解物を前記細孔の入口に析
出させ、これにより該入口の径を小さくする方法
が提供されている（CARBON，vol17，339〜
343（1979）等）。
ところが、この方法においても、炭素質吸着剤
に吸着させるために供給する炭化水素の濃度、吸
着量、吸着温度炭化水素の熱分解温度までの昇温
時間及びその熱分解温度について総合的な考慮が
なされていないため、選択吸着性の優れた吸着剤
を確実性をもつて製造することができず、工業上
の窒素の分離濃縮操作に用いる吸着剤の製造方法
としては不充分なものであつた。
に吸着させるために供給する炭化水素の濃度、吸
着量、吸着温度炭化水素の熱分解温度までの昇温
時間及びその熱分解温度について総合的な考慮が
なされていないため、選択吸着性の優れた吸着剤
を確実性をもつて製造することができず、工業上
の窒素の分離濃縮操作に用いる吸着剤の製造方法
としては不充分なものであつた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解
消し、酸素と窒素、窒素とアルゴンのように近似
した気体分子径を有する混合ガスに対する吸着選
択性に優れ、効率よく窒素を分離するのに適した
吸着剤を確実性をもつて製造することのできる吸
着剤の製造方法を提供することにある。
消し、酸素と窒素、窒素とアルゴンのように近似
した気体分子径を有する混合ガスに対する吸着選
択性に優れ、効率よく窒素を分離するのに適した
吸着剤を確実性をもつて製造することのできる吸
着剤の製造方法を提供することにある。
本発明は、炭化水素を不活性ガスで２％以下に
希釈して供給し、炭素質吸着剤に対し炭化水素を
0.05〜0.7Kg／Kgの範囲で常温で吸着させ、炭化
水素の熱分解温度まで常温から30分以上の昇温時
間で昇温し、その熱分解温度を450〜750℃とする
ことにより、炭化水素の熱分解物を炭素質吸着剤
の細孔の入口に析出させる際の条件を総合的見地
から最適範囲となるようにして、窒素分子まで吸
着してしまうような大きな孔径の残存する割合を
大幅に減少させ、更には孔径が必要以上に小さく
ならないようにして酸素やアルゴンを効率良く吸
着しうる吸着剤を製造するというものである。
希釈して供給し、炭素質吸着剤に対し炭化水素を
0.05〜0.7Kg／Kgの範囲で常温で吸着させ、炭化
水素の熱分解温度まで常温から30分以上の昇温時
間で昇温し、その熱分解温度を450〜750℃とする
ことにより、炭化水素の熱分解物を炭素質吸着剤
の細孔の入口に析出させる際の条件を総合的見地
から最適範囲となるようにして、窒素分子まで吸
着してしまうような大きな孔径の残存する割合を
大幅に減少させ、更には孔径が必要以上に小さく
ならないようにして酸素やアルゴンを効率良く吸
着しうる吸着剤を製造するというものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、細孔径の調整用として使用さ
れる炭素質吸着剤は0.5nm以上の細孔径を有する
炭素質吸着剤である。このような炭素質吸着剤と
して、プラスチツクを熱分解する方法、活性炭に
高分子化合物を添着した後熱分解する方法等によ
つて得られ、ほぼ0.5nmの細孔径を有する市販の
分子ふるい作用をもつ炭素質吸着剤が有効であ
る。しかし、この他に、細孔径が0.5nmより大き
い場合でも細孔径がほぼ均一である炭素質吸着剤
であれば本発明に使用することができる。
れる炭素質吸着剤は0.5nm以上の細孔径を有する
炭素質吸着剤である。このような炭素質吸着剤と
して、プラスチツクを熱分解する方法、活性炭に
高分子化合物を添着した後熱分解する方法等によ
つて得られ、ほぼ0.5nmの細孔径を有する市販の
分子ふるい作用をもつ炭素質吸着剤が有効であ
る。しかし、この他に、細孔径が0.5nmより大き
い場合でも細孔径がほぼ均一である炭素質吸着剤
であれば本発明に使用することができる。
上記のような炭素質吸着剤に対し、この炭素質
吸着剤の細孔径以上の分子径を有する炭化水素が
吸着される。この炭化水素の分子径は炭素質吸着
剤の細孔径の分布に若干の分布が存在する場合、
炭素質吸着剤の細孔中大部分を占める孔径を基準
に設定される。例えば、炭素質吸着剤に吸着され
るべき炭化水素は、炭素質吸着剤の細孔径が
0.5nmの場合、分子径が0.5nm以上であることが
必要である。また炭素質吸着剤の細孔径が一定の
分布を有し、この分布のピークが0.6nmとすれ
ば、炭化水素の分子径は0.6nm以上であることが
必要である。
吸着剤の細孔径以上の分子径を有する炭化水素が
吸着される。この炭化水素の分子径は炭素質吸着
剤の細孔径の分布に若干の分布が存在する場合、
炭素質吸着剤の細孔中大部分を占める孔径を基準
に設定される。例えば、炭素質吸着剤に吸着され
るべき炭化水素は、炭素質吸着剤の細孔径が
0.5nmの場合、分子径が0.5nm以上であることが
必要である。また炭素質吸着剤の細孔径が一定の
分布を有し、この分布のピークが0.6nmとすれ
ば、炭化水素の分子径は0.6nm以上であることが
必要である。
次に、炭素質吸着剤に上記のような一定の分子
径を有する炭化水素を吸着させる場合、次のよう
な条件下で行う。
径を有する炭化水素を吸着させる場合、次のよう
な条件下で行う。
炭化水素吸着剤に対する炭化水素の吸着量は、
0.05〜0.7Kg／Kgの範囲内とする。吸着量が0.7
Kg／Kgを超えると炭素質吸着剤の細孔径が小さく
なりすぎるため、細孔内への酸素やアルゴンの拡
散抵抗が大きくなる。また吸着量が0.05Kg／Kgよ
り少ないと炭素質吸着剤の細孔径の調整が十分で
なく、酸素、アルゴンの吸着作用が低下する。既
述の如く、酸素、アルゴンは約0.4nm以下の分子
径を有するので、炭素質吸着剤の細孔径は酸素、
アルゴンの拡散抵抗を必要以上に大きくしない範
囲内で約0.4nm以下としなければならない。尚、
炭化水素の吸着量を上記範囲内とする手段として
は、直接的に吸着量を測定して行なつてもよい
が、炭化水素の炭素質吸着剤に対する供給量が前
記吸着量と一定の対応関係を有するため、この供
給量により行つてもよい。
0.05〜0.7Kg／Kgの範囲内とする。吸着量が0.7
Kg／Kgを超えると炭素質吸着剤の細孔径が小さく
なりすぎるため、細孔内への酸素やアルゴンの拡
散抵抗が大きくなる。また吸着量が0.05Kg／Kgよ
り少ないと炭素質吸着剤の細孔径の調整が十分で
なく、酸素、アルゴンの吸着作用が低下する。既
述の如く、酸素、アルゴンは約0.4nm以下の分子
径を有するので、炭素質吸着剤の細孔径は酸素、
アルゴンの拡散抵抗を必要以上に大きくしない範
囲内で約0.4nm以下としなければならない。尚、
炭化水素の吸着量を上記範囲内とする手段として
は、直接的に吸着量を測定して行なつてもよい
が、炭化水素の炭素質吸着剤に対する供給量が前
記吸着量と一定の対応関係を有するため、この供
給量により行つてもよい。
上記した炭素質吸着剤に対する炭化水素の吸着
操作には、この吸着操作時における炭化水素の濃
度が必要となる。炭化水素の濃度の影響について
みると、炭化水素の濃度が上昇するにつれて、吸
着工程において、炭化水素をキヤリアガスに混合
して炭素質吸着剤に流して接触させるとき、該炭
素質吸着剤の前記キヤリアガスの流れの上流側に
集中して炭化水素が吸着してしまい、下流側での
吸着が不充分となる。すなわち、炭化水素の吸着
が不均一となるものと思われる。このような点か
ら、炭素質吸着剤に吸着させる炭化水素は濃度２
％以下とする。炭化水素を炭素質吸着剤に吸着さ
せる吸着温度は、常温で行なう。高温になると一
般に吸着量が低下するため、充分な炭化水素の吸
着量が確保できにくくなり、ひいては後で行なわ
れる熱分解工程で必要量の熱分解物の析出をさせ
ることができなくなるからである。
操作には、この吸着操作時における炭化水素の濃
度が必要となる。炭化水素の濃度の影響について
みると、炭化水素の濃度が上昇するにつれて、吸
着工程において、炭化水素をキヤリアガスに混合
して炭素質吸着剤に流して接触させるとき、該炭
素質吸着剤の前記キヤリアガスの流れの上流側に
集中して炭化水素が吸着してしまい、下流側での
吸着が不充分となる。すなわち、炭化水素の吸着
が不均一となるものと思われる。このような点か
ら、炭素質吸着剤に吸着させる炭化水素は濃度２
％以下とする。炭化水素を炭素質吸着剤に吸着さ
せる吸着温度は、常温で行なう。高温になると一
般に吸着量が低下するため、充分な炭化水素の吸
着量が確保できにくくなり、ひいては後で行なわ
れる熱分解工程で必要量の熱分解物の析出をさせ
ることができなくなるからである。
本発明において、炭素質吸着剤に吸着された炭
化水素は所定の温度で加熱され、熱分解生成物と
なる。炭化水素を熱分解するための加熱設定温度
は、450〜750℃である。加熱設定温度が400℃付
近において酸素、アルゴンの吸着量が増大し始
め、600℃付近において酸素、アルゴンの最大の
吸着量を示し、600℃より温度を上げると酸素、
アルゴンの吸着量が次第に低下する。
化水素は所定の温度で加熱され、熱分解生成物と
なる。炭化水素を熱分解するための加熱設定温度
は、450〜750℃である。加熱設定温度が400℃付
近において酸素、アルゴンの吸着量が増大し始
め、600℃付近において酸素、アルゴンの最大の
吸着量を示し、600℃より温度を上げると酸素、
アルゴンの吸着量が次第に低下する。
次に上記加熱設定温度まで上昇させるための昇
温時間については、急激に昇温した場合に比べて
昇温時間を長くした方が酸素、アルゴンの吸着効
率がよく、したがつて窒素を効率よく濃縮でき
る。この理由は、常温から加熱設定温度に達する
までの温度領域における炭化水素の炭素質吸着剤
への吸着及び炭化水素の熱分解が吸着剤の改質に
重要な役割を果しているものと考えられる。この
ような点から、常温から加熱設定温度に達するま
での昇温時間は30分以上とする。
温時間については、急激に昇温した場合に比べて
昇温時間を長くした方が酸素、アルゴンの吸着効
率がよく、したがつて窒素を効率よく濃縮でき
る。この理由は、常温から加熱設定温度に達する
までの温度領域における炭化水素の炭素質吸着剤
への吸着及び炭化水素の熱分解が吸着剤の改質に
重要な役割を果しているものと考えられる。この
ような点から、常温から加熱設定温度に達するま
での昇温時間は30分以上とする。
なお、炭素質吸着剤に吸着された炭化水素を加
熱する際、酸素が多量に存在すると、燃焼反応が
起るため、不活性ガスで置換する必要がある。ま
た上述した炭化水素を希釈して濃度２％以下とす
る場合、不活性ガスで希釈することが必要であ
る。加熱操作によつて、炭素質吸着剤に吸着され
た炭化水素を熱分解生成物とした後、冷却するこ
とによつて吸着剤の改質操作が終了する。冷却操
作は吸着剤の雰囲気温度が十分に低下するまで不
活性状態が維持されれば、除冷または急冷でも吸
着剤の性能に特に支障はない。
熱する際、酸素が多量に存在すると、燃焼反応が
起るため、不活性ガスで置換する必要がある。ま
た上述した炭化水素を希釈して濃度２％以下とす
る場合、不活性ガスで希釈することが必要であ
る。加熱操作によつて、炭素質吸着剤に吸着され
た炭化水素を熱分解生成物とした後、冷却するこ
とによつて吸着剤の改質操作が終了する。冷却操
作は吸着剤の雰囲気温度が十分に低下するまで不
活性状態が維持されれば、除冷または急冷でも吸
着剤の性能に特に支障はない。
第２図は本発明方法を実施する吸着剤改質装置
の一例を示すフローである。本装置は反応器２
１、加熱炉２２、流量計２６とから主として構成
され、反応器２１内には2lの炭素質吸着剤２７が
充填されている。本装置を用いて本発明は吸着、
加熱、冷却の三工程で実施される。吸着工程は、
配管２９から弁２３を介して炭化水素と不活性ガ
スとしての窒素との混合ガスを、常温で、同じく
常温に保持されている反応器２１に供給し、弁２
４、流量計２６、配管３０を経由して排出する工
程である。炭素質吸着剤２７に対する炭化水素の
吸着量は、配管２９及び３０を流れるガス中の炭
化水素濃度を分析計２８にて測定し、流量計２６
におけるガス流量を測定して、所定量に調整され
る。
の一例を示すフローである。本装置は反応器２
１、加熱炉２２、流量計２６とから主として構成
され、反応器２１内には2lの炭素質吸着剤２７が
充填されている。本装置を用いて本発明は吸着、
加熱、冷却の三工程で実施される。吸着工程は、
配管２９から弁２３を介して炭化水素と不活性ガ
スとしての窒素との混合ガスを、常温で、同じく
常温に保持されている反応器２１に供給し、弁２
４、流量計２６、配管３０を経由して排出する工
程である。炭素質吸着剤２７に対する炭化水素の
吸着量は、配管２９及び３０を流れるガス中の炭
化水素濃度を分析計２８にて測定し、流量計２６
におけるガス流量を測定して、所定量に調整され
る。
加熱工程は、弁２３及び２４を閉じ、反応器２
１を加熱炉２２で所定の昇温時間にて所定温度ま
で加熱する工程である。この加熱工程時、反応器
２１内はガスの膨張、炭化水素の脱着等で圧力が
上昇するため、圧力調整弁２５によつて設定圧以
上とならないように調整される。
１を加熱炉２２で所定の昇温時間にて所定温度ま
で加熱する工程である。この加熱工程時、反応器
２１内はガスの膨張、炭化水素の脱着等で圧力が
上昇するため、圧力調整弁２５によつて設定圧以
上とならないように調整される。
冷却工程は、加熱炉２２の負荷を停止し、配管
２９から少量の窒素ガスを導入し、弁２３、反応
器２１、弁２４、流量計２６及び配管３０を経由
して流しながら、反応器２１内のガスを置換し、
常温まで冷却する工程である。
２９から少量の窒素ガスを導入し、弁２３、反応
器２１、弁２４、流量計２６及び配管３０を経由
して流しながら、反応器２１内のガスを置換し、
常温まで冷却する工程である。
実施例 １
第２図に示す吸着剤改質装置の反応器２１に細
孔径が0.5nmの炭素質吸着剤を充填して常温に保
持し、炭化水素濃度0.3％で且つ常温とし、炭化
水素吸着量0.2Kg／Kg、加熱設定温度600℃、常温
からの昇温時間40分の条件下で２種の炭化水素
（スチレン及びｍ−キシレン）をそれぞれ用いて、
炭素質吸着剤の改質を行つた。改質した吸着剤を
第１図に示す圧力差吸着装置（以下PSA装置と
いう。）によつて吸着選択性を調べた。
孔径が0.5nmの炭素質吸着剤を充填して常温に保
持し、炭化水素濃度0.3％で且つ常温とし、炭化
水素吸着量0.2Kg／Kg、加熱設定温度600℃、常温
からの昇温時間40分の条件下で２種の炭化水素
（スチレン及びｍ−キシレン）をそれぞれ用いて、
炭素質吸着剤の改質を行つた。改質した吸着剤を
第１図に示す圧力差吸着装置（以下PSA装置と
いう。）によつて吸着選択性を調べた。
第１図に示すPSA装置は圧縮機１、冷却器２、
吸着塔３Ａ及び３Ｂ、製品タンク４、真空ポンプ
５、切替弁６〜１０から主として構成されてい
る。吸着塔３Ａ及び３Ｂ内には吸着選択性が測定
される改質吸着剤１６が充填されている。改質吸
着剤の充填量は1l／塔である。この装置における
改質吸着剤の吸着選択性は窒素濃縮効果によつて
判定される。吸着工程において、まず配管１１か
ら導入され、圧縮機１及び冷却器２によつて所定
の圧力及び温度に調整された空気を切替弁６Ａを
経由して吸着塔３Ａに送り、改質吸着剤１６によ
つて空気中の酸素やアルゴンを吸着除去する。製
品窒素は切替弁７Ａを経由して製品タンク４に送
られ、配管１２から回収される。製品窒素の一部
は配管１３を経由して分析計１７に送られ、窒素
濃度が測定される。脱着工程において、切替弁６
Ａ及び７Ａを閉じ、吸着塔３Ａ内のガスを切替弁
８Ａ及び９を経由して配管１５から排出し、減圧
操作を行う。次いで切替弁８Ａ及び１０を経由し
て真空ポンプ５で吸引し、吸着塔３Ａ内を真空脱
気する。吸着及び脱着工程は吸着塔３Ａ及び３Ｂ
を交互に用いて行なわれる。各吸着塔における吸
着及び脱着工程はそれぞれ30秒である。吸着圧力
は３Kg／cm2Ｇ、到達真空度は200mmHg、製品窒素
流量は0.1Nm3／ｈである。
吸着塔３Ａ及び３Ｂ、製品タンク４、真空ポンプ
５、切替弁６〜１０から主として構成されてい
る。吸着塔３Ａ及び３Ｂ内には吸着選択性が測定
される改質吸着剤１６が充填されている。改質吸
着剤の充填量は1l／塔である。この装置における
改質吸着剤の吸着選択性は窒素濃縮効果によつて
判定される。吸着工程において、まず配管１１か
ら導入され、圧縮機１及び冷却器２によつて所定
の圧力及び温度に調整された空気を切替弁６Ａを
経由して吸着塔３Ａに送り、改質吸着剤１６によ
つて空気中の酸素やアルゴンを吸着除去する。製
品窒素は切替弁７Ａを経由して製品タンク４に送
られ、配管１２から回収される。製品窒素の一部
は配管１３を経由して分析計１７に送られ、窒素
濃度が測定される。脱着工程において、切替弁６
Ａ及び７Ａを閉じ、吸着塔３Ａ内のガスを切替弁
８Ａ及び９を経由して配管１５から排出し、減圧
操作を行う。次いで切替弁８Ａ及び１０を経由し
て真空ポンプ５で吸引し、吸着塔３Ａ内を真空脱
気する。吸着及び脱着工程は吸着塔３Ａ及び３Ｂ
を交互に用いて行なわれる。各吸着塔における吸
着及び脱着工程はそれぞれ30秒である。吸着圧力
は３Kg／cm2Ｇ、到達真空度は200mmHg、製品窒素
流量は0.1Nm3／ｈである。
このようなPAS装置による上記条件下で製品
窒素の濃度を測定したところ、炭化水素として用
いたスチレン及びｍ−キシレンの場合、それぞれ
98％、96％であつた。
窒素の濃度を測定したところ、炭化水素として用
いたスチレン及びｍ−キシレンの場合、それぞれ
98％、96％であつた。
実施例 ２
炭化水素としてスチレンを使用し、炭素質吸着
剤に対するスチレン吸着量を0.02〜1.1Kg／Kgと
変化させた他は実施例１と同一条件下で改質吸着
剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結果製
品窒素の窒素濃度は第３図に示す通りであつた。
第３図において、スチレン吸着量が0.05〜0.7
Kg／Kgの範囲内で窒素濃度85％以上を示してい
る。
剤に対するスチレン吸着量を0.02〜1.1Kg／Kgと
変化させた他は実施例１と同一条件下で改質吸着
剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結果製
品窒素の窒素濃度は第３図に示す通りであつた。
第３図において、スチレン吸着量が0.05〜0.7
Kg／Kgの範囲内で窒素濃度85％以上を示してい
る。
実施例 ３
炭化水素としてスチレンを使用し、炭素質吸着
剤の改質操作時における炭化水素濃度を0.05〜３
％と変化させた他は実施例１と同一条件下で改質
吸着剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結
果、製品窒素の窒素濃度は第４図に示す通りであ
つた。第４図において、炭化水素濃度が２％以下
の場合、窒素濃度は85％以上を示している。
剤の改質操作時における炭化水素濃度を0.05〜３
％と変化させた他は実施例１と同一条件下で改質
吸着剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結
果、製品窒素の窒素濃度は第４図に示す通りであ
つた。第４図において、炭化水素濃度が２％以下
の場合、窒素濃度は85％以上を示している。
実施例 ４
炭化水素としてスチレンを使用し、炭素質吸着
剤の改質操作時における加熱設定温度を200〜
1000℃の範囲で変化させた他は実施例１と同一条
件下で改質吸着剤を製造し、窒素濃縮試験を行つ
た。その結果、製品窒素の窒素濃度は第５図に示
す通りであつた。第５図において、加熱設定温度
が450〜750℃の範囲内では窒素濃度は約90％以上
を示している。
剤の改質操作時における加熱設定温度を200〜
1000℃の範囲で変化させた他は実施例１と同一条
件下で改質吸着剤を製造し、窒素濃縮試験を行つ
た。その結果、製品窒素の窒素濃度は第５図に示
す通りであつた。第５図において、加熱設定温度
が450〜750℃の範囲内では窒素濃度は約90％以上
を示している。
実施例 ５
炭化水素としてスチレンを使用し、炭素質吸着
剤の改質操作時における昇温時間を15〜60分の範
囲で変化させた他は実施例１と同一条件下で改質
吸着剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結
果、製品窒素の窒素濃度は第６図に示す通りであ
つた。第６図において、昇温時間が30分以上の場
合、窒素濃度は85％以上を示している。
剤の改質操作時における昇温時間を15〜60分の範
囲で変化させた他は実施例１と同一条件下で改質
吸着剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結
果、製品窒素の窒素濃度は第６図に示す通りであ
つた。第６図において、昇温時間が30分以上の場
合、窒素濃度は85％以上を示している。
実施例 ６
炭化水素としてスチレンを使用し、空気の代り
に窒素（92％）及びアルゴン（２％）の混合ガス
を使用する他は実施例１と同一条件下で改質吸着
剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結果、
製品窒素の窒素濃度は99％以上であつた。
に窒素（92％）及びアルゴン（２％）の混合ガス
を使用する他は実施例１と同一条件下で改質吸着
剤を製造し、窒素濃縮試験を行つた。その結果、
製品窒素の窒素濃度は99％以上であつた。
比較例
第１図に示すPAS装置の吸着塔３Ａ及び３Ｂ
に本発明による改質操作を施さない細孔径0.5nm
の炭素質吸着剤を充填し、実施例１と同一条件下
で窒素濃縮試験を行つた。その結果、製品窒素の
窒素濃度は81％であつた。
に本発明による改質操作を施さない細孔径0.5nm
の炭素質吸着剤を充填し、実施例１と同一条件下
で窒素濃縮試験を行つた。その結果、製品窒素の
窒素濃度は81％であつた。
本発明によれば、炭化水素の熱分解物を炭素質
吸着剤の細孔の入口に析出させる際の炭化水素の
供給濃度、吸着温度、吸着量、昇温時間及び熱分
解温度といつた各条件を総合的見地から最適範囲
となるようにしたので、分子径の大きい窒素分子
まで吸着してしまうような大きな孔径の残存する
割合を大幅に減少させることができ、しかも孔径
が必要以上に小さくならず酸素やアルゴンを効率
良く吸着しうる吸着剤を確実性をもつて製造する
ことができる。
吸着剤の細孔の入口に析出させる際の炭化水素の
供給濃度、吸着温度、吸着量、昇温時間及び熱分
解温度といつた各条件を総合的見地から最適範囲
となるようにしたので、分子径の大きい窒素分子
まで吸着してしまうような大きな孔径の残存する
割合を大幅に減少させることができ、しかも孔径
が必要以上に小さくならず酸素やアルゴンを効率
良く吸着しうる吸着剤を確実性をもつて製造する
ことができる。
このように本発明によれば、酸素、アルゴンの
吸着に適した細孔径を有する吸着剤を確実かつ容
易に製造することができるものであり、この方法
で得られた吸着剤は特に深冷分離による空気分離
用吸着剤として極めて有効である。
吸着に適した細孔径を有する吸着剤を確実かつ容
易に製造することができるものであり、この方法
で得られた吸着剤は特に深冷分離による空気分離
用吸着剤として極めて有効である。
第１図は本発明によつて製造された改質吸着剤
の吸着選択性を測定するための圧力差吸着装置の
フローシート、第２図は本発明に使用される吸着
剤改質装置のフローシート、第３図は炭素質吸着
剤に対する炭化水素吸着量と窒素濃度との関係を
示すグラフ、第４図は炭素質吸着剤に対する炭化
水素濃度と窒素濃度との関係を示すグラフ、第５
図は炭素質吸着剤の改質操作時における加熱設定
温度と窒素濃度との関係を示すグラフ、第６図は
炭素質吸着剤の改質操作時における昇温時間と窒
素濃度との関係を示すグラフである。 １…圧縮機、２…冷却器、３Ａ，３Ｂ…吸着
塔、４…製品（窒素）タンク、５…真空ポンプ、
２１…反応器、２２…加熱炉、２６…流量計、２
７…吸着剤、２８…分析計。
の吸着選択性を測定するための圧力差吸着装置の
フローシート、第２図は本発明に使用される吸着
剤改質装置のフローシート、第３図は炭素質吸着
剤に対する炭化水素吸着量と窒素濃度との関係を
示すグラフ、第４図は炭素質吸着剤に対する炭化
水素濃度と窒素濃度との関係を示すグラフ、第５
図は炭素質吸着剤の改質操作時における加熱設定
温度と窒素濃度との関係を示すグラフ、第６図は
炭素質吸着剤の改質操作時における昇温時間と窒
素濃度との関係を示すグラフである。 １…圧縮機、２…冷却器、３Ａ，３Ｂ…吸着
塔、４…製品（窒素）タンク、５…真空ポンプ、
２１…反応器、２２…加熱炉、２６…流量計、２
７…吸着剤、２８…分析計。
Claims (1)
- １ 0.5nm以上の細孔径を有する炭素質吸着剤に
前記細孔径以上の分子径を有する炭化水素を吸着
させ、次いで加熱して生成した炭化水素の熱分解
物を前記炭素質吸着剤の細孔の入口に析出させる
吸着剤の製造方法において、炭化水素を不活性ガ
スで２％以下に希釈して供給し、炭素質吸着剤に
対し炭化水素を0.05〜0.7Kg／Kgの範囲で常温で
吸着させ、炭化水素の熱分解温度まで常温から30
分以上の昇温時間で昇温し、その熱分解温度を
450〜750℃とすることを特徴とする吸着剤の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3276080A JPS56130226A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Production of adsorbent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3276080A JPS56130226A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Production of adsorbent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56130226A JPS56130226A (en) | 1981-10-13 |
| JPH0223216B2 true JPH0223216B2 (ja) | 1990-05-23 |
Family
ID=12367792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3276080A Granted JPS56130226A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Production of adsorbent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56130226A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0439116U (ja) * | 1990-08-01 | 1992-04-02 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60106530A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-12 | Nippon Chem Ind Co Ltd:The | 選択的酸素吸着剤 |
| JPS62176908A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-08-03 | Kuraray Chem Kk | 炭素分子篩の製法 |
| US5164355A (en) * | 1991-01-23 | 1992-11-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | High capacity coconut shell char for carbon molecular sieves |
| CN118579784B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-12-31 | 玖贰伍碳源科技（天津）有限公司 | 一种基于筛分型碳的负极以及电池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2305435C3 (de) * | 1973-02-03 | 1979-08-09 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Kohlenstoffhaltige Molekularsiebe |
-
1980
- 1980-03-17 JP JP3276080A patent/JPS56130226A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0439116U (ja) * | 1990-08-01 | 1992-04-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56130226A (en) | 1981-10-13 |
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