JPH026814A - ガス分離法 - Google Patents

ガス分離法

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JPH026814A
JPH026814A JP1033522A JP3352289A JPH026814A JP H026814 A JPH026814 A JP H026814A JP 1033522 A JP1033522 A JP 1033522A JP 3352289 A JP3352289 A JP 3352289A JP H026814 A JPH026814 A JP H026814A
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    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2種類以上のガスを含有する混合物中の1種類
以上の成分をモレキュラーシーブ又はゼオライトの細孔
中に優先的に吸着することによって前記混合物から少く
なくとも1f111以上のガスを分離するための方法に
関する。
〔従来の技術〕
ガス混合物から1種類以上の成分を分離するためにモレ
キュラーシーブを利用して前記1種類以上の成分をモレ
キュラーシーブの細孔中に優先的又は選択的に吸着する
ことは良く知られている。
公知の方法として、吸着を成る圧力下、通常は高圧下で
実施し、脱着を低圧下で行う圧力スイング式吸着方法(
PSA方法)がある。この方法の用途には例えば炭化水
素異性体の分離や窒素と酸素との相互分離がある〔ウー
ルマン応用化学百科事典、第2巻、615−616真(
1972) ) 。
アメリカ特許明細書筒4.414.005号には、細孔
中に化合物を封じ込めるための改質ゼオライトが記載さ
れている。ゼオライトの改質はゼオライトをシラン、ボ
ラン、ゲルマン又はそのハロゲン及び/若しくはアルキ
ル誘導体に接触させることによって実施される。細孔中
に吸着可能な成分と細孔へ入るには大きすぎる成分とを
含む混合物をこの改質ゼオライトに接触させるとそれら
の成分の分離が達成されることも前記アメリカ特許明細
書に記載されている。
従ってアメリカ特許明細書筒4.414,005に記載
の改質ゼオライトはガス混合物を分離するのに適してい
るが、その改質方法は、取扱いに当って危険性が伴うこ
とを鑑みて細心の注意を以って複雑な作業が必要なシラ
ンやジボランのような気体状反応物質を使用する。
本発明は、2種類以上のガスを含有する混合物から少く
なくとも1種類のガスを分離するための方法において、
細孔を有するモレキュラーシーブを前記ガス成分の混合
物に接触させ、前記混合物中の少くなくともl成分を選
択的に前記モレキュラーシーブの前記細孔中に吸着させ
、吸着されなかった成分からモレキュラーシーブを分離
し、さらに所望により吸着された成分を脱着させること
から成り、前記モレキュラーシーブが周期律表の第1I
1. IV及び■族のうちの少くなくとも1種類の元素
を含む少くなくとも1種類の弱酸、その塩又はその誘導
体を含有する改質剤で改質されたものであることを特徴
とする方法に関する。前記改質剤は高温で重合する能力
を持つものであるのが好ましい。
驚くべきことに、前記改質剤で改質されたモレキュラー
シーブがガス混合物を分離するのにすぐれた機能を備え
ているのが見い出された。
本発明の方法は、分離するガスの種類に応じてさまざま
な方法で実施することが出来る。
一実施態様によれば吸着は脱着より高い圧力(分圧)で
実施される。別の実施態様は熱を利用することによるも
のであって、温度を上げることによって脱着を実施する
。これら2種類の実施態様を組み合わせることも可能で
ある。
高温に於けるモレキュラーシーブ又はゼオライトの改質
は加熱処理と組み合わせて種々の弱酸、それらの塩又は
誘導体を使用することを包含する。
下記に示すようなさまざまな方法でモレキュラーシーブ
を改質剤に接触させることが出来る。
1)モレキュラーシーブと改質剤を乾燥状態でン昆合す
ること。
2)、1)のような方法で混合を行った後、水及び/又
は有機溶媒のような液体を加えてスラリー又はペースト
を形成し、次いで乾燥すること。
3)改質剤の溶液をモレキュラーシーブと接触させてス
ラリーを形成し、所望により濾過した後、溶媒を蒸発さ
せること。
原則として、改質方法はいずれも一相系又は二相系、即
ち、ペースト又はスラリーを与える。どちらの相の系が
得られるかは、主として、系中に存在する液体の量によ
って決まる。
乾燥後、モレキュラーシーブと改質剤の固体混合物を数
時間加熱処理する。モレキュラーシーブと改質剤との反
応によりモレキュラーシーブの多孔性及び親和性が変化
する。
本方法の利点の1つは、複雑で危険なシラン化及び/又
はボラン化改質法(爆発の危険性を伴う)と比べて両出
発物質の取扱いが容易なことである。
この方法は2種類の化合物の混合(単なる重量測定によ
って実施される)に基づいているので、規模を大きくし
た場合に通常発生する問題は起らない。また、改質品の
均一性はモレキュラーシーブの処理量とは無関係に調節
可能である。この新規改質方法の特徴は、非常にコスト
のかかる前処理や高額な設備費が必要でなく、方法を実
施するに際して危険性が無く、工業的応用が容易で、経
済的に応用出来ることである。より具体的には、上記改
質方法は再現性が非常に良いという利点を有する。
水素化物(ジボラン又はシラン)による化学的改質方法
はOH−基を必要とし、一般にH型モレキュラーシーブ
にしか使用されていない、しかしながら、この方法はあ
らゆるタイプのカチオン型モレキュラーシーブにも使用
可能である。
モレキュラーシーブが改質剤と接触した後加熱処理され
ているので、チャネルやかご形空隙中に形成された化合
物が基体の分子篩作用や選択的吸着特性に影響を及ぼす
、得られる吸着挙動は導入された障害物の性質、その位
置及びモレキュラーシーブとの相互作用に依存する。従
って、ホウ酸の場合に観察された吸着特性を解明するた
めにとりあえず1つの機構を提案したが、本発明の範囲
を制限するものではない。
ゼオライトが硼酸(HffBO3)と接触すると、加熱
処理中にホウ酸が重合して分子同志が結合した硼酸酸化
物が形成される。例えば硼酸の添加量や重合度を変えて
、ゼオライトの吸着挙動を望むように変えることが可能
である。ゼオライトのチャネル内に水素基が存在する場
合には、加熱時に硼素に結合した水酸基と反応すること
がある。硼酸を溶融させることにより、下記式に従って
まずガス状のメタ硼酸が形成され、次いで硼素酸化物が
形成される。
上記メタ硼酸は数段階の転移を経てα−8β−又はγ型
になる。
このメタ硼酸はゼオライト内に入って細孔を埋め、二量
体を形成することが出来る。
また、ゼオライトの細孔中で結晶水との反応が可能であ
る。
高温において、硼素に結合した隣接する水酸基同志が結
合してHlOが脱離することも生じ得る。
nH,0 この結果、ゼオライトの細孔内に相互に結合した硼素−
酸素化合物の網目構造が出来ることになる。形成される
相互に結合した化合物の種類はゼオライトの網目構造や
メタ硼酸の型(即ち、α−β−又はγ−型)によって決
定する。
さらに、脱水の結果、ゼオライト組織内に相互に結合し
た硼素酸化物が形成されることになる。
最後に、架橋したメタボレートや硼素酸化物がゼオライ
トの細孔中に存在することになって分子篩及び選択的吸
着特性に強く影響する。
上記方法に関して使用される他の改質剤も同様に作用す
るものと思われる。他のモレキュラーシープも、改質剤
の混合と加熱処理に基づく同様の操作によって改質され
る。高温はゼオライト類のチャネル中に種類の異った分
子が結合した化合物も形成する。これらの埋込まれた化
合物は障害物として作用して、最初の未改質のものに比
べてガスー基体間相互作用を変えることになる。
モレキュラーシーブを改質剤との接触を上述のさまざま
な方法が十分に実施することが可能である。
すべての実施態様において、改質剤と接触させたモレキ
ュラーシープ(混合物)・は次いで少くなくとも250
℃の温度で加熱処理を施される。この混合物がまだ溶媒
を遊離した及び/又は結合した状態で含んでいる場合に
は、前記加熱処理に先だってこの遊離及び/又は結合溶
媒を除去するために混合物を乾燥及び/又は活性化工程
に付す。これらの乾燥及び/又は活性化工程と加熱工程
を、例えば、中間冷却工程をはさんで、互いにはっきり
と分離する必要はない。
重要な点は、混合物中に液体が遊離した状態で存在し、
温度を、200°Cを上限として、使用圧力下における
使用した溶媒の沸点を越えて上げることである。水の場
合、水が全部蒸発するまで混合物を50〜110℃の温
度で乾燥するのが好ましい。
しかる後、改質剤が所望の程度まで重合するのに十分な
時間、温度を250℃を越えた温度まで上昇させる。こ
のための時間は0.5〜24時間の範囲であり、一方、
温度は250℃〜750 ’II::の間である。
時間が短かかったり、温度が低いと得られる結果が不十
分である傾向があるが、余り時間を長くしても別の利点
が追加されるわけでもない。同じことが高温を用いるこ
とに関しても云えるが、その場合には改質剤が過剰にガ
ス化したりモレキュラーシープの構造が崩壊したりする
ことを避けるために注意を払う必要がある。
本発明において使用される改質すべきモレキュラーシー
プ又はゼオライトはどんな天然又は合成モレキュラーシ
ーブ又はぜオライドであっても良い。ゼオライト及びモ
レキュラーシーブ自体は当業界において公知であり、S
i/A1モル比が1〜100、好ましくは、1〜20の
結晶アルミノシリケートのような、結晶化微孔構造を持
ったものとして適切に定義することが出来る。好適な製
品の例として、H型及び/又はカチオン型の、モルデナ
イトSP及びLP、ゼオライトA、X及びY。
ZSM−5、クリノプチロライト、フェリエライト、シ
リカライト、エリオナイト並びにチャバザイトが挙げら
れる。金属元素を含んでいるものも使用可能である。
改質剤は細孔内に重合構造を形成することが出来、しか
も無機性のものでなければならない。これらの条件は周
期律表m、 rv及び■族の元素弱酸並びにそれらの塩
及び誘導体によって満足される。
これらの弱酸は通常HaEbOc (式中、H及びOは
それぞれ水素及び酸素を表わし、Eは前記元素を示し、
a、b及びCは構造が中性になるような値である)なる
構造を有する。それらの、Na、K s Ca % A
 l 、N Ha等との塩も使用可能である。硼酸、ケ
イ酸、リン酸類及びそれらの塩、特に、H3BO3、N
aHxPOg−、NaaPzOt・10H,01K3P
O,、(N Ha)zHP 0t1pJazB407 
 ・10HzO及び5t(OH)4  から成る群より
改質剤を選択するのが好ましい。誘導体には酸塩化物の
ような酸ハロゲン化物が含まれる。
改質剤の使用量は広範囲に変わり得るものであって、主
として必要な改質度によって決定される。
モレキュラーシーブ対改質剤の重量比の好ましい範囲は
100  : 1〜l:1、特に10:1〜3:1の間
である。この比は、本方法において使用可能な液体は考
慮せず、ゼオライトと改質剤の使用量に当てはまるもの
である。液体の量は得られる結果に影響、を及ぼす。
液体を使用する場合、液体と改質剤との重量比は一般に
400  : 1〜1:20の範囲である。
本発明の方法はあらゆる種類のガス混合物を分離するの
に使用可能である。より具体的には、本発明の方法は、
He5N6% Ar、Kr、Xe及びRnのような希ガ
ス類を含む空気中のガス(N2゜Ox) i Cl t
 、B r を及び■8のようなハロゲン類;Co;C
ot  ;HD、Hオ及びD2のような水素及びその同
位元素;CH4;シラン類;オスフィン類;アルシン類
;HCl HB、及びHlのようなハロゲン化水素i、
N、0のような窒素酸化物の分離に適切である。これら
の分離には、成る程度複雑な混合物をその成分に分離す
ること、混合物から有用成分を一種類除去すること、ガ
ス又はガス混合物を精製すること、即ち微量の不純物を
除去すること等が含まれる。
分離すべき複数種のガスのうちの一成分が活性ガス(S
iH,:化学吸着;HCj!:ゼオライトの破壊)であ
る場合、そのガス混合物中の他の成分を捕捉するゼオラ
イトを選択するのが好ましい。
本明細書中に記載したようなモレキュラーシーブ中に1
種類又はそれ以上のガスを吸着し、このモレキュラーシ
ーブを吸着されたガスと共に長期間貯蔵したり、吸着さ
れた成分を制御しながら放出するためにそれを利用する
ことも本発明の範囲内に含まれる。
ガスの分離は当業界に於いて知られている方法によって
実施される。−例としてPSA法がある。
上記吸着は普通衣の非定圧処理によって実施される。
一過圧(3〜8バール)下で吸着を実施した後、大気圧
下で脱着を行う。
一大気圧下で吸着を実施した後、減圧(0,1〜0.5
バール)下で脱着を行う。
一過圧(3〜8バール)下で吸着を実施した後、減圧(
0,2〜0.5バール)下で脱着を行う。
実施例に基づいて本発明を以下に説明する。
実施例1: ソシュテ・シミツク・デ・う・グランデ・パロワスから
入手したN Ha−モルデナイト小孔タイプ(SP) 
 (E129 NH4M47) 300 gのバッチを
425℃でN2気流下4日間脱気した。このバッチの1
gをとり、高真空(< 10−’T o r r )下
451℃で1晩脱気した。第1図は0℃におけるNt及
びXeの吸着速度を示す。ガスの初圧(t−0)は常に
300mm11gであった0両ガス共25分以内に平衡
に達した。
300gの原バッチから試料として5g(粒径〉800
μm)をとり、25mItの4%硝酸溶液と混合した。
混合物を90℃に加熱して水分を蒸発させた。
次いで固形の試料を空気中で2時間500℃で加熱した
。N!及びXeに対する吸着挙動を試験するためにこの
試料の2gを真空中で一晩脱気した。
結果を第1図に示す、データは、細孔を閉塞している硼
素−酸素化合物のために、Ntの吸着量が減少し、Xe
の吸着が非常に緩慢な拡散制御形(diffuslon
 −controlled)であることを示している。
実施例2: 未処理試料、[H−モルデナイトゼオロン900ツート
ンJ3gを一晩415℃で脱気し、0℃でAr及びXe
に対して試験した。第2図の曲線は両供試ガスの吸着速
度が速いことを示している。
未処理試料(粒径>80011m> 3.3 gを20
mj!の2%硼酸溶液と共に沸騰温度で加熱したのち、
冷却してから傾斜法により液を除いた。試料を空気中室
温で一晩乾燥し、450℃で脱水した。第2図に示した
0℃に於けるAr及びXsの吸着速度曲線は、導入した
硼素−酸素化合物の細孔狭塞効果によって生じた、Ar
の吸着量の減少及びXeの吸着が緩慢な拡散制御形であ
ることを表わしている。
実施例3: ユニオンカーバイド社製1”NaY (LZY−52)
」である未処理試料3gを減圧下395℃で一晩脱気し
たのち試験した。第3図は0℃に於けるXeとN!の吸
着速度を示す、Xeに関してかなり速い吸着速度が観察
された。未処理試料(粒径〈150μm)3gをケイ酸
のコロイド状メタノール熔液10mj2と混合した。ス
ラリーを100℃で乾燥したのち、空気中400℃で3
時間加熱した。試料は脱水され、供試ガスに対して試験
した。第3図は、Y型ゼオライトのかご形空隙内に導入
された障害物により0℃に於けるN2及びXeの吸着量
がいずれも減少したことを示している。
実施例4a: エチル社製rCaAJである未処理試料3gを減圧下3
60℃で一晩脱気し、吸着挙動を0℃でN2及びArに
関して試験した。結果を第4a図に示す。これらの吸着
速度曲線はこれらの供試ガスのいずれに対しても取込み
が速いことを示している。
未処理試料(粒径<150μm)5gをとり、4%硼酸
溶液30m1で改質した。スラリーの水を70℃で蒸発
させ、乾燥した試料を400℃で1時間、次いで340
℃で15分間加熱したのち、減圧下で一晩脱水した。0
℃に於けるN、及びArの吸着速度曲線を第4a図に示
す、これらの曲線はArの吸着量は無視しうる程しか減
少しないが、N!の吸着量は未処理試料によるN2の吸
着量の50%まで減少している。これは硼酸による改質
の結果吸着挙動が変わったことを示している。
実施例4b: エチル社製rcaAJである未処理試料3gを減圧下3
70℃で一晩脱水した。XS及びCH4の吸着速度を0
℃で試験した。結果を第4b図に示す。この未処理試料
(粒径< 150μm)3gを硼酸粉末0.15 gと
混合した。水3 m i!を添加したのち、混合物を数
分間攪拌し、空気中105℃で1時間乾燥したのち、空
気中400℃で2時間加熱した。
この改質試料2gを減圧下368℃で一晩脱水した。第
4b図に示す通り、0℃に於けるXe及びCHaの吸着
量が両方とも減少したことがわかる。
実施例5: A)Na−モルデナイトSP (rE127 NaM5
43 J 、5CGP社製)2gを高い減圧下420℃
で一晩脱気したのち、その吸着挙動を試験した。
第5a図は0℃に於けるox 、Nt及びArに対する
吸着速度曲線を示し、これら3種類の供試ガスに対して
吸着速度が速いことを表わしている。
未処理試料(粒径<150μrrt)5gに4%硼酸溶
液25mj!を加え、水を80℃で蒸発させた0次いで
、この試料2.25gを空気中500℃で2時間加熱し
た。得られた基体を温容式吸着装置に入れ、0℃におけ
るNt、Ox及びArに対する吸着挙動を試験した。第
5a図に示した吸着速度曲線はこれらの3種類の供試ガ
スのいずれに対しても吸着が拡散制御されていたことを
表わしている。最初の1分間、アルゴンは吸着されなか
った。36分経過後のNよ及び02の吸着量はそれぞれ
0.02.0.09及び0.13mmoβ/gであった
B)本実施例において用いられた未処理試料は実施例5
Aに於いて用いられた基体で同じであった。
0℃に於けるXs及びKrに対する吸着特性を第5b図
に示す。
未処理試料(粒径〈150μm)3gを粉末硼酸0.1
5gと混合し、室温で数分間H,03mJと攪拌した。
しかる後、試料を100℃で1時間、次いで400℃で
2時間、いずれも空気中で加熱処理した。
この改質された試料2gを減圧下450℃で一晩脱水し
てから、Xe及びKrに対する吸着挙動を調べた。第5
図はこれらガスの両方に対して吸着能力が減少したこと
を示している。
実施例6: A)SCGP社製r E127 N a M 543J
 50gをHz O500m i中にCa CIts 
110 gを含む液で室温に於いて1晩Ca t″″と
イオン交換処理した。
このバッチ2gを減圧下440℃で一晩脱気したのち、
0℃に於けるNt、Ox及びArに対するその吸着挙動
を試験した。結果を第6a図に示す。
吸着速度曲線はこれら3種類の供試ガスのいずれに対し
ても吸着速度が速いことを示している。
未処理試料(粒径<150μm)5gを4%硼酸溶液2
5m1で処理した。水を80℃で蒸発させたのち、試料
を空気中500℃で2時間加熱した。この試料2gを測
容装置に入れて458℃で一晩脱気した。0℃でOt 
、Nz及びArに関して試験した吸着挙動はArの吸着
量が少い(36分経過後0.03mmoj!/g)が、
Nz及び02の吸着量は36分経過後でそれぞれ0.2
及び0.15m m o l / gであった(第6a
図参照)。硼酸による改質の結果、これらのガス試料中
に入る容易度が減少した。
B)rCaM  CM7B2 J  (SCGP社製、
押出品)である未処理試料2gを減圧下450℃で一晩
脱水した。第6a図は0℃でXs、Kr及びCHaに対
して観察された吸着特性を示している。上記ガスに対し
て25分経過後でもまだ平衡には達していないことが観
察された。
未処理試料(粒径〈150μm)3gを硼酸粉末0.1
5gと混合し、室温でHt O3m lと共に攪拌した
しかるのち、試料を105℃で1時間、次いで400℃
で2時間、いずれも空気中で加熱処理した。
この試料2gを減圧下454℃で一晩脱水し、Xe、K
r及びCHaに対する吸着速度を調べた。
第6a図はこれらのガスの吸着量が減少したことを示し
ている。CH4及びKrに比較して、Xeの吸着量の減
少が大きく、これはCIIm及びKrガスの分子の方が
小さいことによるものである。
実施例7: A)SCGP社製r E127 N a M 543J
 50gを水ll中にB a  (NOs)z 65g
を含有する液でBag*と室温で一晩イオン交換処理し
た。このバッチ2gを減圧下450℃で一晩脱気したの
ち、0℃でNz、Oz及びArに対する吸着挙動を試験
した(第7図参照)。吸着速度曲線はこれら3種類のガ
スに対する吸着速度が速いことを示している。
未処理試料(粒径〈150μm)5gを硼酸溶液25m
1で処理したのち、水を70℃で蒸発させた。
乾燥しまた試料を空気中500℃で2時間加熱した。
この試料2gを428℃で一晩脱気した。第7a図に示
す吸着速度曲線は最初の9分間でArが除去されたこと
を示している。08の取込量はNアの取込量より多り、
36分経過後の0□、N2及びArの吸着量はそれぞれ
0.077.0.043及び0.006mmol/gで
あった。
B)0℃に於けるXs及びKrに対する吸着速度を実施
例7Aで使用したのと同じ未処理試料を用いて試験した
。これらのガスの吸着速度曲線を第7b図に示す。25
分経過後のXeの吸着速度は1.473 m m o 
1 / gであった。
未処理試料3gを粉末硼酸0.15gと混合したのち、
室温でHz03m+2と混合した。次いで試料を110
℃で1時間、さらに400℃で2時間、いずれも空気中
で加熱処理した。
この処理試料2gを減圧下450℃で一晩脱水した。第
7b図に示すように、Xeの吸着量の減少がKrに比べ
て顕著であった。25分経過後のXeの吸着量は僅か0
.079 mm o l / g l、かなかった。
実施例8: 5CGP社製r E 127N a M 543J 5
0gを水1!中にB a  (Nox)z 65gを含
む液でBat+と室温で一晩イオン交換処理した。この
バッチ2.1gを減圧下で一晩脱気した。第8図は0℃
に於けるNt、Ox及びArの吸着速度を示し、これら
3種類の供試ガスの吸着速度がいずれも速いことを表わ
している。
A)未処理試料(粒径>800 μm) 4 gを4%
硼酸溶液20m1で処理したのち、70℃で水を蒸発さ
せた。乾燥した試料を空気中500℃で2時間加熱して
から、この試料2gを450℃で一晩脱気した。
第9図に示した吸着速度曲線はN @ 、A r及びO
2の吸着がゆるやかな拡散制御型であったことを表わし
ている。未処理試料による吸着速度及び吸着量がそれぞ
れ同じである供試Ar及び02ガスを次に分離する。
B〉未処理試料(粒径: 250〜800 p m) 
2 gを4%硼酸溶液10m1で処理したのち、水を7
0℃で蒸発させた。乾燥した試料を空気中500℃で2
時間加熱した。この試料を453℃で一晩脱気した。
第9図に示した吸着速度曲線は0℃に於けるこれら3種
類の供試ガスNχ、0□およびArの吸着が拡散制御形
であったことを表わしている。Ozの吸着量がN、の吸
着量よりも多かったが、Arの吸着量は非常に少なかっ
た。
C)未処理試料(粒径< 150μm)5gを4%硼酸
溶液25m1lで処理したのち、水を70℃で蒸発させ
た。乾燥した試料を空気中500℃で2時間加熱した。
この試料2gを428℃で一晩脱気した。第9図に示し
た吸着速度曲線は最初の9分間でArが除去されたこと
を表わしている。Nt及び02の吸着速度を実施例9に
比較すると、Ot及びN2の取込量が減少している。
これらのデータから、粒径が小さい方が改質度が高くな
ることは明らかである。
実施例9: rcaM  CM782 J  (SCGP社製、押出
品)である未処理試料2gを減圧下450℃で一晩脱水
した。この試料の吸着挙動を0℃でXe及びCHaに対
して試験した。結果を第1O図に示す。
A)粒′蚤〉800μm: 未処理試料(粒径>800 μm) 3 gをHs B
 Os粉末0.15gと混合した6 Hz 03 m 
lを添加後スラリーを混合しながら、空気中105℃で
1時間乾燥した。乾燥した試料を空気中400℃で2時
間加熱した。
この改質した試料2gを減圧下463℃で1晩脱水した
。第11図は0℃にけおるXs及びCHaの吸着速度曲
線を示す、どちらのガスも吸着量が減少したことがわか
る。
B)粒径250〜800μm 未処理試料(250〜800 μm) 3 gをH3B
 O3粉末0.15gと混合した。しかるのち、Hz 
O3m lを添加し、得、られたスラリーを攪拌しなが
ら、空気中105℃で1時間乾燥した。乾燥した試料を
空気中400℃で2時間加熱した。この改質した試料2
gを減圧下450℃で1晩脱水した。 Xs及びCHa
の吸着速度曲線を第11図に示す。粒径〉800μmの
試料を改質した場合に比べて、どちらのガスも吸着量が
少いことがわかる。
C)  l  <150  pm 未処理試料(粒径<150 μm) 3 gをH3BO
粉末0.15gと混合した。Hz03mj!を添加後ス
ラリーを攪拌しながら空気中105℃で1時間乾燥した
。乾燥した試料を空気中400℃で2時間加熱した。こ
の試料2gを減圧下454℃で1晩脱水した。第11図
は0℃にけおるXe及びC1,に対する吸着速度曲線を
示す。一般に、未処理試料の粒径が最終的に得られる改
質度に対して、影響を及ぼすという結論になる。このこ
とは、種々のガスに対する吸着挙動によって説明される
。(実施例8参照)。実施例9を実施例8に比較すると
、改質度が低くなるに従い、未処理試料の粒径の重要度
が減少することが明らかになる。
実施例10: 未処理試料(実施例1参照)2gを減圧下451℃で1
晩脱水した。この試料の吸着挙動を0℃においてXe及
びN2に対して試験した。第12図は実施例11に記載
した実験条件のもとにおける、これらガスの吸着速度曲
線を示している。
この未処理試料5gを4%硼酸(H3BCh )溶液2
5m1で処理した。系を90℃で加熱して水を蒸発させ
た。しかるのち、乾燥基体を空気中で1晩中平衡化した
。試料を空気中500℃で2時間加熱した。この改質し
た試料2g−t−減圧下400 ’Cで1晩脱水し、硼
酸による処理の吸着特性に対する影響を調べた。第12
図は0℃におけるN2の吸着量が減少したことを示して
いる。Xeの吸着量が減少しているだけでなく、ゼオラ
イトの細孔を狭塞している硼素−酸素化合物によって生
じた拡散制御吸着が観察される。
実施例11: rF、127 NaM 543J  (SCGP社製)
である試料3gを、0℃におけるX 6 % K r 
s A r XN z及びo2に対する吸着特性を調べ
るために、減圧下420℃で1晩脱水した。第13図は
これらのガスの吸着速度曲線を示す。酸素、窒素及びア
ルゴンは25分以内に平衡状態に達したが、Kr及びX
eはなお吸着されていた。
この未処理試料5g(粒径250〜800μm)を4%
NaH,PO□溶液’15m1で処理した。この混合物
を90℃に加熱し水を蒸発させた。しかるのち、この試
料をオープン内で空気中500℃の温度で2時間処理し
た。この基体2gを減圧下444℃で一晩脱水した。K
r、Xe及びArが除去され、0℃におけるN2及び0
2の吸着量が大幅に減少したことがわかる(第13図参
照)。
実施例12: 本実施例において使用した未処理試料は実施例11にお
ける基体と同じものであった。Xe及びKrに対するこ
の試料の吸着特性は第14図に示されている。
5g(粒径250〜800 、czm)を4%Na 4
 F z Oq・10H20溶液25mj!で処理した
後、90゛Cで水を蒸発させた。ついでこの試料を空気
中500 ’Cで2時間加熱した。
第14図はこの改質された試料による0℃におけるxe
およびKrの吸着速度曲線を示している。
Xsは完全に除去されたが、Krは高い拡散制御吸着速
度を示している。
実施例I3: 本実施例において使用された未処理試料は水性KNOs
溶液で処理されたr E127 N a M 543J
であった− HzO0,5J中にKNO3100g及び
試料r E127 J 50gを含有する液を用いて、
Na゛−イオンをにゝ−イオンにより室温で1時間交換
した。
このイオン交換処理した試料(押出品)2gを減圧下4
35℃で1晩脱水した。吸着挙動を0℃でX e SK
 r % A r 、N を及び0□に関して試験した
。結果を第15図に示す。全てのガスについて36分経
過後に平衡状態に到達した。
未処理試料(粒径250〜800μm)2gを乾燥K 
3 P Oa O,2gと混合した。ついで、Hz02
mj+を添加し混合した。まず試料を空気中100℃で
1時間乾燥し、ついで空気中500℃で2時間加熱処理
した。この脱水処理後、吸着特性を調べた。結果を第1
5図に示す、Xe及びKrは除去されたが、Ot、Nt
、及びArは高い拡散制御吸着を示し、それらの吸Wl
は非常に低かった。
実施例14: rE126 N a M 543Jである未処理試料2
gを真空下440℃で一晩脱水した。Xe及びKrの吸
着速度を0℃で調べた。結果を第16図に示す。どちら
のガスも25分経過後に平衡状態に到達し、吸着量は大
であった。
未処理試料(粒径<150 μm) 3.1 gを(N
H4)zHPO40,3gと混合した。Ht03mAを
混合した後、基体を空気中100℃で乾燥した。
次の工程として空気中500℃で2時間加熱処理しさら
に減圧下455℃で1晩試料を脱水した。Xs及びKr
の吸着を0℃でこの改質された試料に関して調べた。こ
の改質された試料によるとどちらのガスも吸着量が減少
したことを示したが、0℃においてXeに対して特に高
い拡散制御吸着作用を示した(第16図参照)。
実施例15: 本実施例において使用された未処理試料は実施例11に
おける基体と同じものであった。Xs及びKrに対する
その吸着特性を第17図に示す。
未処理試料(粒径250〜800/μm)5gを4%硼
砂溶液25m1で処理した。試料を加熱し水を蒸発させ
た後、空気中500℃で2時間処理した。減圧下463
℃で1晩脱水した後、0℃においてXe及びKrに対す
る試料の吸着特性を試験した。第17図はKrの吸着が
拡散制御型であり、かつXsの吸着量の減少したことを
示している。
実施例16: 本実施例において使用された未処理試料はCaCl!2
溶液で処理されたr E127 N a M 543J
(SCGF社製、押出品)であった。HzOO,5ρ中
にCaClzllOg及び上記試料rE127J50g
を含有する液を用いて、N a+−イオンをCa24−
イオンで室温下−晩交換した。
このイオン交換処理した試料2gを真空下440℃で一
晩脱水した。吸着挙動を0℃においてN2.02及びA
rに対して試験をした。第18a図は、これらの供試ガ
スの吸着速度曲線を示している。
全てのガスが25分以内に平衡状態に到達した。
未処理試料2gをメタノール±15%含有するコ加熱し
た。脱水後、吸着特性を調べた。全てのガスの吸M!1
kが減少し、Ot及びArの入りやすさが変わったこと
がわかる。
実施例17: 本実施例において使用された未処理試料はrCaMCM
782 J  (SCGF社製、押出品)であった。
この未処理試料2gを真空下450℃で一晩脱水した。
吸着挙動を0℃でXe及びCH,に関して試験した結果
を第18b図に示す。
この未処理試料2gをメタノール±15%を含有するコ
ロイド状ケイ酸溶液10m1で処理した。まず溶液を空
気中80℃で蒸発させた後、空気中400℃で2時間加
熱した。改質された試料を減圧下451℃で一晩脱水し
た。
第18b図は、0℃におけるXe及びCHaの吸着速度
曲線を示している。どちらのガスの吸着量もごくわずか
しか減少しなかったことがわかる。
実施例18: rCaM  CM782 J  (SCGP社製、押出
品)である未処理試料2gを減圧下450℃で一晩脱水
した。第19図は0℃で観察されたXe5Kr%Ar、
Nt及び02に対する吸着特性を示している。窒素、酸
素及びアルゴンは16分経過後に平衡状態に到達したが
、Kr及びXeの吸着は依然として進行中であった。
実施例19: 実施例18の未処理試料(粒径<150μm)  3.
1gをH,BO3(10重量%溶液)0.3gと混合し
た後、室温でHz03mlと攪拌した。しかるのち、試
料を100℃で1時間ついで400℃で3時間、いずれ
も空気中で加熱処理した。この加熱処理した試料2gを
減圧下427℃で一晩脱水した。第20図は全てのガス
の吸着量が減少し、Xeが除去されたことを示している
。この試料は他の吸着ガス、特に、高度に拡散制御され
るKrに対して低い入りやすさを示した。
実施例20: 実施例18の未処理試料(粒径〈150μm)3gをH
,BO3(17重量%溶液)0.5gと混合した後、室
温でHt O3m lと攪拌した。しかるのち、この試
料を100℃で1時間ついで400℃で3時間、いずれ
も空気中で加熱処理した。
得られる吸着挙動を調べる為に、この試料2gを減圧下
446℃で一晩脱水した。この改質度においては、0℃
においてXe、Kr及びArの吸着は何ら観察されなか
った。酸素の吸着は実施例19の10重重量の場合とほ
ぼ同一であった。改質の為の硼砂の量を増加させると窒
素の吸着が拡散制御型になった(第20図参照)。
実施例21: 実施例18の未処理試料(粒径< 150μm)3gを
HtBOa  (20重量%溶液)0.6gで処理した
後、室温でHz O3m lと攪拌した。ついで試料を
100℃で1時間さらに400℃で3時間、いずれも空
気中で加熱処理した。
得られる吸着挙動を調べるためにこの試料2gを減圧下
436℃で一晩脱水した。Xe、Kr及びArガスは除
去され、酸素の吸着は実施例20の試料と同じであった
。窒素も吸着されたが、17%)1ffB o、処理に
よる試料と比べてさらに拡散制御されたものであった(
第21図参照)。
実施例22: 実施例18の未処理試料(粒径〈150μm)3gをH
*BOs  (23重量%溶液)の0.69gと混合し
た後、室温でHz O3m lと攪拌した。しかるのち
、試料を100℃で1時間、ついで400℃で3時間い
ずれも空気中で加熱処理した。得られる吸着特性を調べ
るためにこの試料2gを減圧下454℃で一晩脱水した
* X e、 K r及びArの吸着は観察されず、N
よ及び0t0)吸着速度がやはり高度に拡散制御型であ
るのか観察された。これらの2種類のガスの吸着量はH
s B Oyによる改質度が低い試料による吸着量に比
べて低い(第21図参照)。
第22図は濃度をパラメーターとする試料の0℃におけ
る窒素に対する吸着速度を示している。改n廣即ち、H
z B Oyの重量%は吸着能力、特に処理された試料
のガス受は入れ性にHs B Oyの含有量が多くなれ
ばなるほど強く影響を与える。
実施例23: rCaM  CM782 J  (SCGP社製、押出
品)である未処理試料2gjt減圧下450℃で一晩脱
水した。第23図は0℃で観察されたXe及びCHaに
対する吸着特性を示している。25分経過後でも吸着は
いずれのガスに対しても進行中であった。
上記未処理試料(粒径<150 Alm) 3 gを8
3B Oi  (2,5重量%溶液) 0.075 g
と混合し室温でHz03m7!と攪拌した。しかるのち
、試料を空気中100℃で1時間蒸発させ、やはり空気
中400℃で2時間加熱処理した。
この改質された試料2gを減圧下457 ’Cで一晩脱
水した。第24図は改質後θ℃におけるXe及びCH,
の吸着量が減少したことを示している。
実施例24: 実施例23の未処理試料(粒径〈150μm)3gをH
s B Os  (5重量%溶液)0.15gと混合し
た後、室温でHt03mlと攪拌した。
しかるのち、試料を100℃で1時間ついで400℃で
2時間、それぞれ空気中で加熱処理した。この加熱処理
した試料2gを減圧下454℃で1@脱水した。
この改質度において、Xe及びCH4の両方のガスに関
して実施例23の場合に比べて吸着量がより大きく減少
したことが観察された。
実施例25: 実施例23の未処理試料(粒径<150μm)3gをH
zBos  (10重蓋%溶液)0.3gと混合した後
室温でHtO3mβと攪拌した。しかるのら、試料を1
00℃で1時間、さらに400℃で2時間、いずれも空
気中で加熱処理した。0℃におけるXa及びCH4に対
する吸着速度を調べるために、この加熱処理した試料2
gを455 ’Cで一晩脱水した。
結果を第24図に示す。この改質により0℃でXeは除
去され、CHaはこの吸着温度においてその吸着量が大
幅に減少するだけでなく、その吸着が高度に拡散制御さ
れたものであったことが示されている。
実施例26: 未処理試料rE127 NaM 543J 2 gを減
圧下420℃で一晩脱水した。この試料の吸着挙動を0
℃においてN!、0□及びArに対して試験した。
これら3種類のガスは全て25分経過後に平衡状態に到
達し、Ox及びArの吸着速度曲線は同じであった(第
25図参照)。この未処理試料5gをH,+BO3溶液
(Hz050mf中にH3B Oz 5 gを含有)中
で80℃において3時間処理した。室温まで冷却した後
、残留している溶液を傾斜法により排出し、試料を空気
中周囲温度で一晩乾燥させた。残存している硼砂の結晶
をゼオライトの試料から濾去した。ついで、この気体を
空気中500℃で3時間加熱した。前記rE127J未
処理試料と同じ実験条件の下でNt、0□及びArの吸
着連関を調べる為に、この処理した試料2gを減圧下4
10℃で一晩脱水した。全てのガスの吸着量が減少し、
0°CにおけるArに対する試料の受は入れやすさがわ
ずかに変化したことが観察された(第25図参照)。
実施例27: 未処理試料はCa C1を溶液で処理された「E127
 NaM 543J  (SCGP社製、押出品)であ
った。H2O0,51中にCaClzllOg及び上記
rE127J試料50gを含有する液を用いて、室温に
て1晩Na”−イオンをCa”−イオンで交換した。こ
のイオン交換処理した試料2gを減圧下440℃で1晩
脱水した* Nt % Ot及びArに対する吸着挙動
を0℃において試験した。第26図は、これらの供試ガ
スの吸着速度曲線を示す。全てのガスは25分以内に平
衡状態に到達した。このCa−交換した試料(粒径<1
50 μm) 5 gを4%硼酸(H3BO4)溶液2
5m1で処理した。系を80℃に加熱し溶液を蒸発させ
た。しかるのち乾燥基体を500℃で空気中2時間オー
ブン中に入れておいた。硼酸溶液処理の吸着特性に対す
る影響を見当するためにこの改質された試料2gを減圧
下458℃で1晩脱水した。第26図はこの改質された
試料へのガスの吸着を示している。いずれのガスも吸着
量が減少しかつ試料のガス受は入れ性が変わり、特にN
tに関しては吸着が拡散制御型になった。
実施例28: 未処理試料はCaC1,溶液で処理したrE127Na
M543J  (SCGP社製、押出品)テアツタ。
H,00,S Il中にCaCJz 110 g及び上
記「E127」試料50gを含有する液を用いて室温に
てl晩N a + −イオンをCago−イオンで交換
した。
このイオン交換処理した試料2gを減圧下440℃で1
晩脱水した。N t SOz及びArに対する吸着挙動
をO′Cにおいて試験した。第27図はこれらの供試ガ
スの吸着速度曲線を示す。これらのガスの全てに関し、
25分以内に平衡状態が達成された。
上記Ca−交換した試料(粒径<150μm)2gを乾
燥Hs B Os粉末0.4 gと混合した。ついで、
Hz O2m lを添加し、得られたスラリーを再度混
合した。試料をまず空気中80℃で1時間乾燥し、しか
るのち、空気中500℃で2時間処理した。この改質し
た試料の脱水(tft圧下440℃で1晩)後、吸着特
性を調べた。結果を第27図に示す。Ar分子は0℃で
除去され、N2及び02は吸着量が低い、非常に強い拡
散制御吸着を示した。30分経過後においてざえ、平衡
状態は達成されなかった。
実施例29: 本実施例において使用された未処理試料はrCaMCM
782J  (SCGP社製、押出品)であった。
この試料の吸着挙動を調べるためにその2gを減圧下4
50℃で1晩脱水した。第28図は0℃におけるXe及
びCH4の吸着速度曲線を示す。rCaMCM782 
J  (粒径<150 pm) 3 gをH,BO。
溶’/(1,(Hz040m A’中にH3B Oz 
O,15gを含有)中90℃で1時間30分処理した。
室温に冷却後、残留している溶液を(頃斜法により除去
し、試料を空気中で60℃で乾燥した。この乾燥した材
料を空気中400℃で2時間加熱処理した。この改質し
た基体2gを減圧下449℃で1晩脱水した。0℃にお
けるXs及びCH,のこの改質した試料上への吸着速度
を調べた。結果を第28図に示す。Xeはごくわずかし
か吸Mflが減少しなかったが、CH4の吸着量は未処
理試料の場合と同じままであった。
実施例30: 未処理試料は実施例29の場合と同じであった。
この未処理試料(粒径<150μm)3gを0.75%
水性HtBOsWI液20m1で、完全に溶媒が蒸発す
るまで、90℃において処理した。この乾燥した材料を
空気中400℃で2時間加熱した。0℃におけるXe及
びCH,の吸着速度を調べるためにこの改質された試料
2gを445℃で1晩脱水した。
結果を第29図に示す。この改質した試料の場合0℃に
おける吸着がいずれのガスに関しても減少していること
がわかる。
実施例31: 未処理試料は実施例29の場合と同じであった。
この未処理試料(粒径<150 μm) 3 gをHs
 B Oyo、15gと混合したのち、室温にてHz0
3mj+と攪拌した。しかるのち、試料を100℃で1
時間ついで400℃で2時間、いずれも空気中で加熱処
理した。この処理した試料2gを減圧下454℃で1晩
脱水した。第30図に示される通り、0℃におけるXe
及びCH4の吸着速度曲線はいずれのガスも吸着量が減
少したことを示している。
実施例32: 使用した未処理試料はrc a M  CM782 J
(SCGP社製、押出品)であったこの未処理試料の吸
着特性を調べるためにその2gを減圧下450℃で1晩
脱水した結果を第31図に示す。窒素、酸素及びアルゴ
ンは16分経過後に平衡に到達したが、0°Cにおける
N2の吸着量は大であった。
実施例33: 未処理試料(粒径〈150μ■1)20gをHx B 
O3(20重世%溶液)4gと混合した後、Hz O2
0m I!と撹拌した。スラリーを攪拌せずに周囲温変
において1晩放置した。しかるのち、試料を空気中10
0℃で1時間加熱処理してから再度粉砕した。ついで2
gを空気中300℃で2時間45分加熱した。これらの
2gを減圧下428℃で1晩脱水した。第32図は02
の吸着量が減少したことだけを示しており、Arはほと
んど吸着されておらず、窒素は300℃で形成された硼
素−酸素化合物によって生じた拡散制御的な態様で吸着
された。N2の吸着lは36分経過後において0.2 
mm o l! / gであった。
実施例34: 実施例33と同じ未処理試料(粒径<150μm)せず
に周囲温度において1晩放置した。しかるのち、試料を
空気中100℃で1時間加熱処理してから再度粉砕した
。ついでこのバッチ2gを空気中400℃で2時間45
分加熱し、さらに減圧下446℃で1晩脱水した。この
加熱前処理(400℃)により、試料は300℃で処理
された試料に比べて小さいN2及び02受は入れ性を付
与された。36分経過後のN2の吸着量は0.175 
mm o Il / gであった。Arの吸着は依然と
して非常に綴慢であった(第32図参照)。
実施例35: 実施例32と同じ未処理試料(粒径<150μm)20
gをH3B Os  (20重量%1i溶液)4gと混
合した後、室温でHz O20m lと攪拌した。スラ
リーを攪拌せずに周囲温度において1晩放置した。つい
で、試料を空気中100℃で1時間加熱処理してから再
度粉砕した。ついで、この試料2gを空気中500°C
で2時間45分加熱し、さらに減圧下442℃で1晩脱
水した。この加熱前処理により形成された硼素−酸素化
合物が細孔を狭塞して0℃における3種類の供試ガスN
z、Ox及びArに関して拡散制御吸着を起こした。こ
の吸着実験において0□の吸着量はN2の吸着量よりも
高いものであった。Ntの吸着量は36分経過後におい
て0.06m m o l / gであった。アルゴン
分子はゼオライトの細孔に非常にゆっくりと入っていっ
たので小さい吸着量になった(第32図参照)。
実施例36: rCaM  CM7B2 J  (SCGP社製、押出
品)である未処理試料2gを減圧下450℃で1晩脱水
した。0℃におけるXe及びCH,の吸着速度を試験し
た。いずれのガスも25分経過後においてなお吸着が進
行していることを示した。25分経過後におけるXe及
びCH,の吸着量はそれぞれ0.362m m o l
 / g及び0.762 mm o l / gであっ
た(第33図参照)。
(a)  この未処理試料(粒径〈150μm)3gを
粉末HyBOs 0.15gと混合してから室温でHz
 03m1と共に攪拌した。しかるのち、この基体を1
00℃で1時間さらに300℃で2時間、それぞれ空気
中で加熱処理した。0℃におけるXe及びCH4に対す
る吸着挙動を調べるために、この改質した試料2gを減
圧下444℃で1晩脱水した(第33図参照)。25分
経過後のXs及びCH4の吸e量はそれぞれ0.072
 m m o 1 / g及び0.351mmoff/
gであった。
(bl  上記未処理試料(粒径<150 μm) 3
 gをH3B O、粉末15gと混合した後室温でH2
03m lと共に攪拌した。しかるのち、この基体を1
00℃で1時間さらに400℃で2時間、それぞれ空気
中で加熱処理した。この改質した試料2gを減圧下45
4°Cで1晩脱水した。第33図は0℃におけるXe及
びCH,の吸着量減少を示している。改質後においては
、25分経過後のXeの吸着量は0.054m m o
 l / gであり、CHaの吸着量は0.303mm
oI!/gであった。
実施例37: rCaM  CM782Jゼオライト (SCGP社製
、押出品)を用いて熱処理時間の影響を調べた。
ゼオライト2gを減圧下450℃で1晩脱水して初期吸
着特性を調べた(結果を第34図に示す。)16分経過
後に窒素、酸素及びアルゴンは平衡に到達し、0℃にお
けるNtの吸着量は大であった。
実施例38: 実施例37と同じ未処理試料(粒径<150μm)20
gをHiBOi  (20重景気溶液)4「と混合した
後、室温でHz020mJと攪拌した。スラリーを攪拌
せずに周囲温度において1晩放置した。しかるのち、こ
の試料を空気中100℃で1時間加熱処理してから再度
粉砕した。ついで2gを空気中400℃で30分加熱し
た。その後、試料を減圧下446℃で1晩脱水した。第
34図はArがほとんど吸着されておらず、16分経過
後に02が平衡状態に到達したことを示している。しか
しながらN2の吸着は拡散制御型であり、36分経過後
の吸着量は0.25mm o l  Nz / gであ
った。
実施例39: 実施例37と同じ未処理試料(粒径<150μm)20
gをHsBOi  (20重量%溶液)4gと混合した
後、室温にてHz020m/と攪拌した。スラリーを攪
拌せずに周囲温度にて1晩放置した。ついで、試料を空
気中100℃で1時間熱処理してから再度粉砕した。さ
らにこのバッチを空気中400℃加熱した後減圧下44
6℃で1晩脱水した。この処理(4時間)により試料は
30分熱処理した試料に比べてN2に対する受は入れ性
が小さくなり、Arに対して非常に高い拡散制御吸着性
を示した(第34図参照)。02の吸着は幾分緩慢であ
って36分経過後に平衡状態に到達した。
実施例40: 本実施例において未処理試料はrCaM  CM782
J  (SCGP社製、押出品)であった。この未処理
試料の0℃におけるXe及びCH,に対する吸着挙動を
調べるためにその2gを減圧下450ヤで一晩脱水した
結果を第35図に示す。
(al  上記未処理試料(粒径〈150μm)3gを
室温でHw B Oz 0.15 g及び水3m7!と
混合した。
しかるのち、試料を100℃で1時間ついで400℃で
30分間いずれも空気中で加熱処理した。試料の脱水(
減圧下444℃で1晩)後、0℃におけるXs及びCH
4の吸着速度を調べた。結果を第35図に示す。改質後
に両ガスの吸着量が減少したことがわかる。
fbl  上記未処理試料(粒径<150μm)3gを
Ht8030.15gと混合した後室温でHz03mI
lと攪拌した。ついで、この試料を100℃で1時間さ
らに400℃で2時間いずれも空気中で加熱処理した。
この改質された試料2gを減圧下454℃で1晩脱水し
た。第35図は改質後の0℃におけるXs及びCH,の
吸着速度曲線を示す。上記(a)に比べてXs及びCH
,の吸着量はこの改質された試料の場合幾分小さいがこ
れは熱処理時間が長かったことによるものである。
実施例41: 5CGP社製Na−モルデナイトrE127  N11
0gを含む液により室温で一晩Ca”とイオン交換した
。このバッチ2gを減圧下440℃で一晩脱気してから
0°CにおけるN7.0□及びArに対するその吸着挙
動を調べるために試験した。結果を第36図に示す。吸
着速度曲線はこれら3種類の供試ガスの吸着速度が速い
ことを示している。
上記未処理試料(粒径250〜800/μm)4gを5
%硼砂溶液20m/と加熱した。80℃で水分を蒸発さ
せてから、試料を空気中500℃で2時間加熱した。こ
の試料の吸着挙動を試験するためにその2gを減圧下4
50℃で一晩脱気した。試験結果を第37図に示す。0
2に関しては最初の4分間吸着が全く観察されなかった
。さらにN2にいたっては最初に9分間も吸着が全(観
察されなかった。
その後02及びN2の拡散制御吸着が観察された。
しかしながらArは除去された。同じ改質を別の試料に
対しても実施した。80℃で乾燥した後に試料をN2気
流下100℃で一晩さらに150℃で30分間カラム中
で脱気した。ついで、試料を密封カラム内において02
雰囲気中5bar、500℃で加熱した。
第37図に示す吸着速度曲線はNt及び02に対すると
りこみ量が増大したことを示している。
(N2は0□より大きい吸着量を有している)。
4分経過後、非常に緩慢なArの吸着もあった。
実施例42: rCaM  CM 782J  (SCGP社製、押出
品)である未処理試料2gを減圧下450℃で一晩脱水
した。第38図は0℃において観察されたXe。
K r 、A r −、N2及びOtに対する吸着特性
を示している。窒素、酸素及びアルゴンは16分経過後
に平衡状態に到達したが、Kr及びXeの吸着は依然と
して進行中であった。上記試料(粒径<150/μm)
 3.1 gを83BO3(10重量%溶液)0.3g
と混合した後、室温でH2○3mβと攪拌した。
次いでこの試料を100℃で1時間さらに400℃で3
時間いずれも空気中で熱処理した。この試料2gを減圧
下427℃で一晩脱水した。第38図は全てのガスの吸
着量が減少しXeが除去されたことを示している。この
試料は他のガスに対しては低い受は入れ性を有し、その
傾向はKrに対しては特に顕著であって高度に拡散制御
された吸着が観察された。
実施例43: rcaM  CM 782J  (SCGP社製、押出
品)である未処理試料を減圧下450℃で一晩脱水した
第39図は0℃で観察されたXs、Kr、Ars Nz
及び0□に対する吸着特性を示している。16分経過後
に窒素、酸素及びアルゴンは平衡状態に到達したが、K
r及びXsの吸着は依然として進行中であった。上記未
処理試料(粒径<150/μm)3gをH3BOi  
(10重量%溶液)0.3gで処理した後、室温で82
03 m Itと攪拌した。ついで試料を空気中100
℃で2時間熱処理した。減圧下450℃における熱処理
を1晩実施した。第39図は得られた吸着挙動を示して
いる。全てのガスの吸着量の減少が起こり、Xs、Kr
及びArの場合、拡散制御吸着であった。硼酸を実施例
44の場合と同量使用したが、この試料の場合細孔の狭
塞は実施例44における程有効ではなかった。
実施例44ニ スラリ−の乾燥を調べるために用いた未処理試料はrC
aM  CM 782J  (SCGP社製、押出品)
であった。このゼオライトの吸着挙動を調べるためにそ
の2gを減圧下450 ’Cで1晩脱水した。
結果を第42図に示す。16分経過後にN2、o2及び
ArQ平衡状態に到達した。℃におけるN2の吸着量は
大であった。
実施例45: 実施例44の場合と同じ未処理試料(粒径<150μm
)20gをHffBO3(20重量%溶液)4gと混合
した後室温でH2O20mffと撹拌した。スラリーを
攪拌せずに周囲温変において1晩放置した。
しかるのち、この試料を空気中i00 ’cで1時間乾
燥してから再度粉砕した。ついで、この試料を空気中4
00℃で3時間熱処理し、さらに、減圧下446℃で1
晩脱水した。この乾燥処理により、この試料はArをほ
とんど吸着せず、未処理試料に比べてOt吸着能力が減
少していた。しかしながら、0□に対して細孔は開放さ
れており、25分経過するまでに、平衡状態が達成され
た。一方、N2に関しては拡散制御吸着が観察され、3
6分経過後の吸着量はO,175m m o l / 
gであった(第40図参照)。
実施例46: 実施例44と同じ未処理試料(粒径<150μm)11
03g ’CHUB Os  (20M’Jk%溶液)
 220.6 gと混合してから室温でH201000
m j!と攪拌した。
このスラリーを撹拌せずに晴間温度で1晩放置した。し
かるのち、試料を空気中110℃で3時間乾燥してから
再度粉砕した。空気中400 ’cで3時間加熱処理を
実施してから、試料2gを減圧下436℃で1晩脱水し
、ついで、その吸着挙動を試験した。この3時間の乾燥
工程により02及びArに対ずろ吸着速度が前記と同じ
であったがB〜0化合物により細孔はさらに狭塞されて
N2に対する吸着が非常に強い拡散制御されたものにな
った。
36分経過後のN2の吸着量は0.075 m m o
 (1/ gN r / gであった(第40図参照)
【図面の簡単な説明】
第1図〜第40図は各モレキュラーシーブの改質前後の
吸着特性を示すグラフである。 第1 図 第3図 第2図 第4図 第6図 (b) 第8図 第9 図 第11 図 第10図 第12 図 第13 図 第15 図 第14図 第16図 第17図 第18図 (b) 第18図 第19図 第20図 第22図 茅21図 第23図 第25図 第26図 第27図 第29図 第28図 第30図 第33図 第36図 第37図 第38図 第39図 第40図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、2種類以上のガスを含有する混合物から少くなくと
    も1種類のガスを分離するための方法において、細孔を
    有するモレキユラーシーブを前記ガス成分の混合物に接
    触させ、前記混合物中の少くなくとも1成分を選択的に
    前記モレキユラーシーブの前記細孔中に吸着させ、吸着
    されなかつた成分からモレキユラーシーブを分離し、さ
    らに所望により吸着された成分を脱着させることから成
    り、前記モレキユラーシーブが周期律表の第III、IV及
    びV族のうちの少くなくとも1種類の元素を含む少くな
    くとも1種類の弱酸、その塩又はその誘導体を含有する
    改質剤で改質されたものであることを特徴とする方法。 2、前記改質剤が周期律表の第III、IV及びV族のうち
    の少くなくとも1種類の元素を含み、高温で重合する能
    力を有する請求項1に記載の方法。 3、前記改質剤がH_3BO_3、NaH_2PO_2
    、Na_4P_2O_7・10H_2O、K_3PO_
    4、(NH_4)_2HPO_2、Na_2B_4O_
    7・10H_2O又はSi(OH)_4である請求項1
    又は2に記載の方法。 4、前記モレキユラーシーブが、H型及び/又はカチオ
    ン型のモルデナイトSP、モルデナイトLP、ゼオライ
    トX、A及びY、クリノプチロライト、フエリエライト
    、エリオナイト、チヤバザイト、ZCM−5並びにシリ
    カライト等の、天然又は合成ゼオライトである請求項1
    〜3のいずれかに記載の方法。 5、前記モレキユラーシーブが、前記改質剤の溶液中に
    前記モレキユラーシーブを懸濁させたのち、加熱処理を
    行うことにより改質されたものである請求項1〜4のい
    ずれかに記載の方法。 6、前記モレキユラーシーブが、前記改質剤の粉末と前
    記モレキユラーシーブを混合し、所望により得られた混
    合粉末を湿潤させたのち、加熱処理を行うことにより改
    質されたものである請求項1〜4のいずれかに記載の方
    法。 7、前記加熱処理が少くなくとも250℃で実施された
    請求項5に記載の方法。 8、前記ガス混合物が好ましくはゼオライトに吸着され
    ないガスを少くなくとも1種類含有している請求項1〜
    7に記載の方法。 9、前記吸着された成分の脱着が減圧することにより実
    施される請求項1〜8に記載の方法。 10、前記脱着が加熱により実施される請求項1〜9に
    記載の方法。 11、前記ガス混合物が空気又は空気を処理することに
    よつて得られたガス混合物である請求項1〜10に記載
    の方法。 12、前記ガス混合物が希ガスを少くなくとも1種類含
    有するガス混合物である請求項1〜11に記載の方法。 13、前記ガス混合物が炭化水素を1種類以上含有する
    請求項1〜12に記載の方法。 14、前記ガス混合物が窒素及び/又は炭素の酸化物を
    1種類以上含有する請求項1〜13に記載の方法。
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