JPH04338207A - Separation of gaseous impurities from gaseous mixture - Google Patents

Separation of gaseous impurities from gaseous mixture

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JPH04338207A
JPH04338207A JP3135383A JP13538391A JPH04338207A JP H04338207 A JPH04338207 A JP H04338207A JP 3135383 A JP3135383 A JP 3135383A JP 13538391 A JP13538391 A JP 13538391A JP H04338207 A JPH04338207 A JP H04338207A
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adsorption
adsorption tank
tank
pressure
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俊雄 山口
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Abstract

PURPOSE:To increase the recovery rate of hydrogen and to make the manufacture and installation of equipment easy by specifying proper conditions of operation and design when separating gaseous impurities from a gaseous mixture using plural adsorption tanks and a holding tank. CONSTITUTION:When separating gaseous impurities from gaseous hydrogen by the pressure swing adsorption method using at least three adsorption tanks A, B, C,... having an adsorption bed and a holding tank R of filling order maintained type, let the content of object main impurities in gas to be treated by >=1.5atm in molar partial pressure. Further, let operating pressure in adsorption operation be >=4 times as much as the minimum one in purging and be >=6 times as much as the minimum one in desorption and removing of the components adsorbed on the adsorption bed. And activated carbon, molecular sieve, or molecular sieve carbon is used as an adsorbent for the adsorption bed. Thereby specific components can be effectively removed from a gaseous mixture without wasted effort and because of light weight, the manufacture and installation of equipment are made easy.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は吸着剤を利用してガス混
合物から特定の成分を選択的に分離するガス分離方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas separation method for selectively separating specific components from a gas mixture using an adsorbent.

【0002】0002

【従来の技術】ガス混合物から特定の成分、特に不純物
を選択的に分離する方法として、吸着塔に充填した吸着
剤に不純物を吸着させ、吸着剤の吸着能が限界になった
ところで吸着層を減圧し、不純物をあまり含まないガス
でパージすることにより吸着剤から不純物を脱着して吸
着剤を再生するという方法が従来一般的に行われている
[Prior Art] As a method for selectively separating specific components, particularly impurities, from a gas mixture, impurities are adsorbed onto an adsorbent packed in an adsorption tower, and when the adsorption capacity of the adsorbent reaches its limit, the adsorption layer is removed. Conventionally, a method has generally been used in which impurities are desorbed from the adsorbent and the adsorbent is regenerated by reducing the pressure and purging with a gas that does not contain many impurities.

【0003】なかでも分離後の清浄なガス損失を極力抑
えることのできるガス分離方法として、特公昭62−4
7051には次のような方法が提案されている。
Among them, as a gas separation method that can minimize the loss of clean gas after separation, the Japanese Patent Publication No. 62-4
7051, the following method is proposed.

【0004】その方法は、吸着剤に不純物を選択的かつ
断熱的に吸着させ、ついで圧力軽減と汚染度の少ないガ
スから実質的に純粋なガスまでのガスを用いての低圧で
の吸着剤のパージによる不純物の脱離と吸着剤の再生を
行い、再与圧し、この場合に吸着剤を含んでいる多数の
ゾーンを交互に周期的に使用してガス混合物からガス状
不純物を分離する方法であり、各周期が不純物を吸着し
て疲労した第1の吸着ゾーンから出発する多数の段階か
らなるものであって、これらが、前記第1の吸着ゾーン
のボイド空間内に存在する気相を、その入口が閉じてい
る間にその出口を介して膨張させることと、この膨張し
たガスを再生された吸着ゾーンの出口に、該再生された
ゾーンおよび前記の第1のゾーンの両方のゾーン内の圧
力均等化が達成されるまで導入することと、前記第1の
吸着ゾーンの該ボイド空間内に存在する前記ガスをこの
出口を通してさらに膨張させることと、このさらに膨張
したガスを、高ボイド率を有する不活性な非多孔性充て
ん剤を充てんした充てん塔中に導入することと、第2の
更に膨張したガスを第2の疲労した吸着ゾーンから前記
充てん塔の反対側に導入することによって、前記の最初
更に膨張したガスを前記ボイドから除去することと、前
記第1の吸着ゾーンを最終的にその入力を介して与圧解
除してこれを最低圧力とした後に、前記の除去したガス
の一部または全部を該第1の吸着ゾーン中に導入してこ
の第1の吸着ゾーンをパージし、そしてこの除去したガ
スに残りの部分がある場合にはこれを第2の再生された
ゾーン中へその入口を介して導入してこれを部分的に与
圧することと、膨張したガスを第3の疲労した吸着ゾー
ンから前記の第1の(ここでは再生されている)吸着ゾ
ーンの出口に、この第1の吸着ゾーンの入口をその第1
および第3の両方の吸着ゾーン内の圧力均等化が達成さ
れるまで閉じておきながら導入することと、生成品と同
質のガスを、生成品と同質のガス流から前記の第1の吸
着ゾーンの出口に、そのゾーンの入口をこの第1の吸着
ゾーン内の圧力が該生成品と同質のガス流の圧力と同じ
になるまでの間閉じておきながら導入することと、不純
物を含有する前記ガス混合物を前記の第1の吸着ゾーン
の入口から導入して該第1の吸着ゾーンの出口から取り
出すこと、とから成るものである、ガス混合物からガス
状不純物を分離する方法である。
The method involves selectively and adiabatically adsorbing impurities onto an adsorbent, followed by pressure relief and decoupling of the adsorbent at low pressures using a gas ranging from a less contaminated gas to a substantially pure gas. A process in which gaseous impurities are separated from a gas mixture by desorption of impurities by purging, regeneration of the adsorbent, repressurization, and the periodic use of alternating and cyclical use of a number of zones containing the adsorbent. , each cycle consisting of a number of stages starting from a first adsorption zone exhausted by adsorbing impurities, which absorb the gas phase present in the void space of said first adsorption zone. expanding through its outlet while its inlet is closed and transferring this expanded gas to the outlet of the regenerated adsorption zone within both said regenerated zone and said first zone. introducing the gas present in the void space of the first adsorption zone until pressure equalization is achieved; further expanding the gas present in the void space of the first adsorption zone through the outlet; and introducing the further expanded gas into a high void fraction. and introducing a second further expanded gas from a second fatigued adsorption zone into the opposite side of the packed column from a second fatigued adsorption zone. the first further expanded gas is removed from the void, and after finally depressurizing the first adsorption zone via its input to bring it to a minimum pressure, some of the removed gas is removed from the void. part or all of the removed gas is introduced into the first adsorption zone to purge the first adsorption zone, and any remaining portion of the removed gas is transferred into a second regenerated zone. introducing the expanded gas through its inlet to partially pressurize it and transferring the expanded gas from the third fatigued adsorption zone to the outlet of said first (here regenerated) adsorption zone. The inlet of the first adsorption zone
and a third adsorption zone, wherein said first adsorption zone is closed until pressure equalization in both said adsorption zones is achieved; at the outlet of the first adsorption zone while keeping the inlet of the zone closed until the pressure in the first adsorption zone is equal to the pressure of the gas stream homogeneous to the product; introducing the gas mixture through an inlet of said first adsorption zone and withdrawing said gas mixture through an outlet of said first adsorption zone.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記方法は、生成ガス
の損失を抑えるという一般的特徴はあるものの、この方
法の優秀性はその操作条件や設計条件の選択のしかたに
よって大きく異なっており、どのような条件を選べば従
来より著しく向上した分離効果が得られるかがまだ充分
明らかになっていなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] Although the above method has the general feature of suppressing the loss of produced gas, the excellence of this method varies greatly depending on the selection of operating conditions and design conditions. It has not yet been fully clarified whether a separation effect significantly improved compared to the conventional method can be obtained by selecting such conditions.

【0006】結果に影響のある諸条件としては、1.被
処理ガスのガス組成(除去すべき不純物のモル分圧)、
2.吸着槽に充填する吸着剤の除去対象不純物ガス吸着
平衡物性、3.吸着圧力とパージガス回収吸着塔並流減
圧最終圧力との比(吸着塔の再生度)、4.生成ガスの
製品純度(不純物のリーク度)、5.被処理ガスの温度
、および6.使用パージガス量 7.対象除去不純物の吸脱着速度 などがあり、これらの条件を如何に選ぶかによって分離
効果が異なる。
Conditions that affect the results include: 1. Gas composition of the gas to be treated (molar partial pressure of impurities to be removed),
2. 3. adsorption equilibrium physical properties of the impurity gas to be removed of the adsorbent filled in the adsorption tank; Ratio between adsorption pressure and purge gas recovery adsorption tower co-current vacuum final pressure (degree of regeneration of adsorption tower); 4. Product purity of generated gas (leakage degree of impurities), 5. temperature of the gas to be treated, and 6. Amount of purge gas used7. There are adsorption and desorption speeds of target impurities to be removed, and the separation effect differs depending on how these conditions are selected.

【0007】本発明の目的は、上記提案の方法を実施す
る際の運転条件、設計条件を設定することによりより優
れたガス分離法を提供することである。
[0007] An object of the present invention is to provide a more excellent gas separation method by setting operating conditions and design conditions when carrying out the above proposed method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、吸着床を有す
る吸着槽と受け払い順序維持型の保留槽を用いてガス混
合物から気体不純物を分離する方法であって、少なくと
も3つの吸着槽について下記aないしiの過程:a)第
1の吸着槽に被処理ガスをその入口から流入させ、生成
ガスをその出口から取り出し、第1の吸着槽が吸着余力
を失い生成ガスの純度が目標値を下回る前にこの流入お
よび取り出しを停止する過程、b)吸着床が再生された
少なくとも1個の他の吸着槽の出口と過程aを経た第1
の吸着槽の出口とを連絡して両吸着槽を均圧化すること
を該少なくとも1個の他の吸着槽につき順次行った後、
この連絡を解除する過程、c)過程bを経た第1の吸着
槽の出口と受け払い順序維持型の保留槽の一端(該保留
槽中には、過程aおよびbを第1の吸着槽と同様にして
経た別の吸着槽の出口と保留槽の他端とを連絡すること
により受け入れたガスがはいっている)とを連絡するこ
とにより第1の吸着槽中のガスを該保留槽に流入させ、
その間該保留槽の他端を、過程a,b,cおよび後記過
程eを第1の吸着槽と同様にして経た第2の吸着槽の出
口と連絡することにより、吸着された成分の破過がガス
中に生じ始めるまで流入したガス(このガスには必要に
より生成ガスの一部を追加流入させてもよい)で押し出
された保留槽のガスで第2の吸着槽をパージする過程、
d)必要により第2の吸着槽のパージ弁を閉じて、第2
の吸着槽と第1の吸着槽とを均圧化した後、この連絡を
解除する過程、e)第1の吸着槽の出口を閉じ、過程c
またはdを経た第1の吸着槽をその入口側のパージ弁か
ら最低圧力まで減圧することにより、第1の吸着槽の吸
着床に吸着された成分を脱着および除去する過程、f)
過程aおよびbを第1の吸着槽と同様にして経た第3の
吸着槽の出口と前記保留槽の一端とを連絡することによ
り第3の吸着槽中のガスを、吸着された成分の破過がガ
ス中に生じ始めるまで該保留槽に流入させ、その間該保
留槽の他端を過程eを経た第1の吸着槽の出口と連絡す
ることにより、流入ガスにより押し出されたガス(この
ガスには必要により生成ガスの一部を追加流入させても
よい)で第1の吸着槽をパージする過程、g)必要によ
り第1の吸着槽のパージ弁を閉じて第1の吸着槽と第3
の吸着槽とを均圧化した後、この連絡を解除する過程、
h)過程aまたは過程aおよびbを第1の吸着槽と同様
にして経た少なくとも1個の他の吸着槽の出口と過程f
またはgを経た第1の吸着槽の出口とを、両槽の入口を
閉じておいて連絡して上記少なくとも1個の他の吸着槽
のガスを流入させ(このガスには必要により生成ガスの
一部を追加流入させてもよい)て両吸着槽を少なくとも
1回の均圧操作を行った後、この連絡を解除する過程、
i)生成ガスと同質のガスを、過程hを経た第1の吸着
槽に、その入口を閉じておいてその出口から流入させて
、第1の吸着槽の圧力と該生成ガスと同質のガスの流れ
の圧力を均圧化した後、この連絡を解除する過程、によ
り交互に周期的に吸着および脱着を繰り返す方法におい
て、j)被処理ガスが水素と、除去対象不純物ガスの少
なくとも一つとの混合物であり、被処理ガス中の主たる
除去対象不純物の含量がモル分圧で1.5ATM以上で
あり、k)過程aの吸着操作時の操作圧力が過程eにお
ける最低圧力の少なくとも6倍であり、過程cにおける
最低圧力の少なくとも4倍であって、かつl)吸着床の
主たる吸着剤が活性炭、モレキュラーシーブ、モレキュ
ラーシーブカーボンのうちの少なくとも一つであること
を特徴とするガス混合物から気体不純物を分離する方法
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for separating gaseous impurities from a gas mixture using an adsorption tank having an adsorption bed and a receiving and receiving order maintenance type holding tank, the method comprising at least three adsorption tanks. Steps a to i below: a) The gas to be treated flows into the first adsorption tank from its inlet, the produced gas is taken out from its outlet, and the first adsorption tank loses its adsorption capacity and the purity of the produced gas reaches the target value. b) the outlet of at least one other adsorption vessel in which the adsorption bed has been regenerated;
After connecting the outlet of the adsorption tank and equalizing the pressure of both adsorption tanks for the at least one other adsorption tank,
c) The exit of the first adsorption tank that has passed through process b and one end of the holding tank that maintains the receiving and receiving order (in the holding tank, processes a and b are connected to the first adsorption tank and In the same way, the gas in the first adsorption tank is flowed into the holding tank by connecting the outlet of another adsorption tank passed through the same process with the other end of the holding tank (in which the received gas is contained). let me,
During this period, the other end of the holding tank is connected to the outlet of a second adsorption tank which has undergone steps a, b, c and step e described below in the same manner as the first adsorption tank, thereby allowing the adsorbed components to break through. A process of purging the second adsorption tank with the gas in the holding tank that is pushed out by the inflowing gas (a part of the generated gas may be added to this gas if necessary) until it starts to occur in the gas,
d) If necessary, close the purge valve of the second adsorption tank and
After equalizing the pressure between the adsorption tank and the first adsorption tank, the communication is released; e) closing the outlet of the first adsorption tank; step c)
or a process of desorbing and removing the components adsorbed on the adsorption bed of the first adsorption tank by reducing the pressure of the first adsorption tank that has undergone step d to the lowest pressure from the purge valve on the inlet side; f)
By communicating the outlet of the third adsorption tank, which has undergone steps a and b in the same way as the first adsorption tank, and one end of the holding tank, the gas in the third adsorption tank is separated from the adsorbed components. The gas pushed out by the inflow gas (this gas g) purge the first adsorption tank by closing the purge valve of the first adsorption tank if necessary; 3
The process of releasing this contact after equalizing the pressure with the adsorption tank,
h) the outlet of at least one other adsorption vessel which has undergone process a or processes a and b in the same way as the first adsorption vessel and process f;
Alternatively, the outlet of the first adsorption tank via g is connected with the inlet of both tanks closed, and the gas from the at least one other adsorption tank is allowed to flow in (this gas may contain generated gas if necessary). After performing pressure equalization operation on both adsorption tanks at least once (some may be additionally allowed to flow in), the process of canceling this communication,
i) A gas of the same quality as the produced gas is allowed to flow into the first adsorption tank that has undergone process h through its outlet with its inlet closed, so that the pressure in the first adsorption tank and the gas of the same quality as the produced gas are j) A method in which adsorption and desorption are repeated alternately and periodically by equalizing the pressure of the flow and then releasing the communication, j) the gas to be treated is a mixture of hydrogen and at least one of the impurity gases to be removed. (k) the operating pressure during the adsorption operation in step a is at least 6 times the lowest pressure in step e; , at least four times the lowest pressure in step c, and l) the main adsorbent of the adsorption bed is at least one of activated carbon, molecular sieve, molecular sieve carbon. This is a method to separate the

【0009】上記の諸条件を採用することによって、本
発明のガス分離方法は、受け払い順序維持型の保留槽を
系内に備えている特公昭62−47051に記載の方法
、もしくはその関連技術(並流減圧ガスを反転させた回
収ガスの一部または全量をパージガスとして使用してい
る方法)を使用する時の利点を大きく発揮することがで
きる。すなわち、パージガスとして使用する吸着槽より
の並流減圧ガス中の除去対象不純物濃度の最大値と最小
値の比が大きく(5以上も可能)なり、生成ガスとして
の水素回収率を大幅に向上させることができる。また、
被処理ガス中の不純物濃度が増大するとき、従来の方法
を採用した場合の水素回収率の低下の度合に比べると本
発明の方法ではその低下がごく僅かである。さらに驚く
べきことに、吸着塔より排出されるパージガスの一部を
吸着塔入口の被処理ガス中へ循環フィードすることによ
りさらに高い水素回収率を達成することが可能である。 このような循環フィードを従来法において行なった場合
、水素回収率の低下が大きく経済的ではなかった。
By adopting the above-mentioned conditions, the gas separation method of the present invention can be applied to the method described in Japanese Patent Publication No. 47051/1983, or its related technology, in which the system is equipped with a holding tank of the type that maintains the order of receipt and payment. (A method in which part or all of the recovered gas obtained by inverting the cocurrent depressurized gas is used as the purge gas) can be greatly advantageous. In other words, the ratio between the maximum and minimum concentrations of impurities to be removed in the co-current depressurized gas from the adsorption tank used as purge gas becomes large (5 or more is possible), and the hydrogen recovery rate as produced gas is greatly improved. be able to. Also,
When the impurity concentration in the gas to be treated increases, the hydrogen recovery rate decreases only slightly in the method of the present invention compared to the degree of decrease in the hydrogen recovery rate when conventional methods are employed. Furthermore, surprisingly, it is possible to achieve an even higher hydrogen recovery rate by circulating and feeding a portion of the purge gas discharged from the adsorption tower into the gas to be treated at the entrance of the adsorption tower. When such circulating feed is performed in the conventional method, the hydrogen recovery rate is greatly reduced and it is not economical.

【0010】本発明の方法により、例えば、メタンガス
含有率が5%以上のリファイナリプラントオフガスを処
理した場合、従来法との対比で特に高い水素回収率を達
成することが可能である。
By the method of the present invention, for example, when a refinery plant off-gas having a methane gas content of 5% or more is treated, it is possible to achieve a particularly high hydrogen recovery rate compared to conventional methods.

【0011】本発明の方法は、エチレンプラントのオフ
ガスや、スチームリフォーミングガスからの水素の回収
にも適している。
The method of the invention is also suitable for the recovery of hydrogen from ethylene plant off-gas and steam reforming gas.

【0012】本発明で用いる受け払い順序維持型の保留
槽は、流路に対してガス濃度分布を持つガス混合物を、
その分布を維持したまま流入、貯蔵、流出させることが
できるものである。その機能を簡単に説明すると、過程
cにおいて第1の吸着槽中のガスを保留槽に流入させる
際、第1の吸着槽中の吸着床(以下第1の吸着床と呼ぶ
)に吸着された不純物(以下特定成分を不純物として説
明するが、これに限られるものではない。)が脱着する
ため、その初期における不純物濃度は相対的に低く、そ
の後期においては相対的に高く、保留槽に流入するガス
は不純物の濃度勾配を持つ(さきに流入した部分ほど不
純物濃度が低い。)。過程fにおいて、この濃度勾配を
持ったガスを流入時とは反対向きに流して第1の吸着槽
をパージする。このパージにより第1の吸着床の不純物
をさらに取り除くが、流入するガスの不純物濃度ははじ
めは高く、徐々に低くなるような勾配を持ち、第1の吸
着床の汚れがひどいときに相対的に汚いガスで、第1の
吸着床がきれいになってくるにつれてきれいなガスでパ
ージが行われるため、無駄のないパージが可能となる。
[0012] The receiving and receiving order maintaining type holding tank used in the present invention stores a gas mixture having a gas concentration distribution with respect to the flow path.
It allows for inflow, storage, and outflow while maintaining its distribution. To briefly explain its function, when the gas in the first adsorption tank is caused to flow into the holding tank in step c, the gas adsorbed by the adsorption bed in the first adsorption tank (hereinafter referred to as the first adsorption bed) is Impurities (hereinafter specific components will be explained as impurities, but are not limited to this) are desorbed, so the impurity concentration is relatively low in the initial stage, and relatively high in the latter stage, and the concentration of impurities flows into the holding tank. The gas that flows has an impurity concentration gradient (the part that flows in earlier has a lower impurity concentration). In step f, the first adsorption tank is purged by flowing the gas having this concentration gradient in the opposite direction to that at the time of inflow. This purge further removes impurities from the first adsorption bed, but the impurity concentration of the inflowing gas has a gradient that is high at first and gradually decreases, and when the first adsorption bed is heavily contaminated, As the first adsorption bed becomes clean with dirty gas, it is purged with clean gas, allowing for efficient purging.

【0013】保留槽は、特公昭62−47051に開示
されているような高ボイド率を有する不活性な非多孔性
充填剤を充填した充填槽の少なくとも一つで、隔壁で仕
切られた直列空間群、空間体、もしくは区画された直列
小空室などの如き、充填剤が充填されていない槽の少な
くとも一列、あるいはそれらの組み合わせ、すなわち、
保留槽の一部が充填物で満たされたものであってもよく
、どのような保留槽を用いても本発明の目的効果を達成
することができる。
[0013] The holding tank is at least one of the filled tanks filled with an inert non-porous filler having a high void ratio as disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-47051, and is a series space partitioned by partition walls. at least one row of unfilled vessels, such as groups, spaces, or compartmentalized serial chambers, or a combination thereof, i.e.
A part of the holding tank may be filled with a filler, and the objective effects of the present invention can be achieved using any holding tank.

【0014】本発明の方法の対象となる被処理ガスは、
水素と、除去対象不純物ガスの少なくとも一つよりなる
混合物であって、除去対象不純物としては、メタン、メ
タン以外の気体状炭化水素、二酸化炭素、一酸化炭素な
どがある。除去対象不純物が一種の場合はその不純物の
被処理ガス中の含量がモル分圧で1.5ATM以上であ
ることが必要である。また、除去対象不純物が二種以上
含まれている場合は、そのうちの主たる除去対象不純物
の被処理ガス中の含量がモル分圧で1.5ATM以上で
あることが必要である。この場合、主たる除去対象不純
物としては、メタン、C2からC4までの炭化水素、二
酸化炭素、一酸化炭素のいずれであってもよい。除去対
象不純物の被処理ガス中の含量がモル分圧で1.5AT
M未満であると、充分な水素回収率が達成できなくなり
好ましくない。
[0014] The gas to be treated which is the object of the method of the present invention is:
It is a mixture of hydrogen and at least one of impurity gases to be removed, and the impurities to be removed include methane, gaseous hydrocarbons other than methane, carbon dioxide, and carbon monoxide. When there is only one type of impurity to be removed, it is necessary that the content of that impurity in the gas to be treated is 1.5 ATM or more in terms of molar partial pressure. Further, when two or more types of impurities to be removed are included, the content of the main impurity to be removed in the gas to be removed needs to be 1.5 ATM or more in terms of molar partial pressure. In this case, the main impurity to be removed may be any of methane, C2 to C4 hydrocarbons, carbon dioxide, and carbon monoxide. The content of impurities to be removed in the gas to be treated is 1.5 AT in terms of molar partial pressure.
If it is less than M, a sufficient hydrogen recovery rate cannot be achieved, which is not preferable.

【0015】また、過程aの吸着操作時の操作圧力が過
程eにおける最低圧力の少なくとも6倍および過程cに
おける最低圧力の少なくとの4倍であることが必要であ
り、過程aの吸着操作時の操作圧力が過程eにおける最
低圧力の6倍未満であると、吸着塔パージ後の再生度合
が充分でなく、また過程cにおける最低圧力の4倍未満
であるといずれの場合でも回収パージガス中の対象除去
不純物の濃度勾配が小さくなり、パージガス反転による
水素回収率向上の効果はほとんどなくなってしまう。好
ましくは過程aの吸着操作時の操作圧力が10ないし5
0kg−ゲージであって、過程cにおける最低圧力が1
.5ないし6.5kg−ゲージである。吸着床の主たる
吸着剤は活性炭、モレキュラーシーブ、モレキュラーシ
ーブカーボンのうちの少なくとも一つを主とする必要が
あり、特に活性炭、モレキュラーシーブカーボンが好ま
しい。上記以外の吸着剤、例えば、シリカゲルなどを併
用してもよいが、主たる吸着剤が上記以外であると充分
な水素回収率は達成できなくなる。
In addition, it is necessary that the operating pressure during the adsorption operation in step a be at least 6 times the lowest pressure in step e and at least 4 times the lowest pressure in step c; If the operating pressure is less than 6 times the minimum pressure in step e, the degree of regeneration after purging the adsorption tower will be insufficient, and if it is less than 4 times the minimum pressure in step c, the The concentration gradient of the target impurity to be removed becomes small, and the effect of improving the hydrogen recovery rate by reversing the purge gas almost disappears. Preferably, the operating pressure during the adsorption operation in step a is 10 to 5
0 kg-gauge, and the lowest pressure in process c is 1
.. 5 to 6.5 kg-gauge. The main adsorbent of the adsorption bed must be at least one of activated carbon, molecular sieve, and molecular sieve carbon, and activated carbon and molecular sieve carbon are particularly preferred. Adsorbents other than those mentioned above, such as silica gel, may be used in combination, but if the main adsorbent is other than those mentioned above, a sufficient hydrogen recovery rate cannot be achieved.

【0016】生成ガス中の主たる除去対象不純物の濃度
は300ppm以上であることが望ましい。この場合、
本発明の効果をより大きく発揮することができる。
[0016] It is desirable that the concentration of the main impurity to be removed in the generated gas is 300 ppm or more. in this case,
The effects of the present invention can be exhibited to a greater extent.

【0017】被処理ガス中の除去対象不純物の分圧が小
さい場合は、反対に製品純度が高い領域において効果を
発揮する。
When the partial pressure of the impurity to be removed in the gas to be treated is small, on the other hand, the effect is exhibited in a region where the product purity is high.

【0018】[0018]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】実施例1 図1のフローシートのガス分離装置を用い図2に示す操
作によりガス分離を行った。
Example 1 Gas separation was carried out using the gas separation apparatus shown in the flow sheet of FIG. 1 by the operation shown in FIG.

【0020】図1は本発明の方法を4個の吸着槽と1個
の保留槽を用いて実施する場合の説明のためのフローシ
ートである。図中に含まれている主要構成要素は次の通
りである。
FIG. 1 is a flow sheet for explaining the case where the method of the present invention is carried out using four adsorption tanks and one holding tank. The main components included in the diagram are as follows.

【0021】A〜D:吸着槽、 R:保留槽、 A1,B1,C1,D1:被処理ガス入口弁、A2,B
2,C2,D2:オフガスパージ弁、A3,B3,C3
,D3:保留槽との連絡弁、A4,B4,C4,D4:
昇圧弁、 A5,B5,C5,D5:生成ガス出口弁、R1,R2
:保留槽入出口弁、 P1:昇圧用生成ガス弁。
[0021] A to D: Adsorption tank, R: Holding tank, A1, B1, C1, D1: Treated gas inlet valve, A2, B
2, C2, D2: Off gas purge valve, A3, B3, C3
, D3: Communication valve with holding tank, A4, B4, C4, D4:
Boosting valve, A5, B5, C5, D5: Produced gas outlet valve, R1, R2
: Holding tank inlet/outlet valve, P1: Produced gas valve for pressurization.

【0022】図2は時間圧力線図である。FIG. 2 is a time pressure diagram.

【0023】吸着槽Bに注目してこれを第1の吸着槽と
してステップ毎に説明する。
Focusing on adsorption tank B, each step will be explained using this as the first adsorption tank.

【0024】ステップ1〜4(過程a):  高圧下で
弁B1を介して被処理ガスを第1の吸着槽Bに導入し、
不純物を吸着して生成ガスを弁B5から取出す。吸着槽
が吸着余力を失い生成ガスの純度が目標値を下回る前に
弁B1およびB5を閉じて吸着を終了する。
Steps 1 to 4 (process a): Introducing the gas to be treated into the first adsorption tank B through the valve B1 under high pressure,
The impurities are adsorbed and the generated gas is taken out from valve B5. Valves B1 and B5 are closed to end adsorption before the adsorption tank loses its adsorption capacity and the purity of the produced gas falls below the target value.

【0025】ステップ5(過程b):弁B4を介して吸
着槽Bを減圧し、そのガスを他の吸着槽Dの昇圧に用い
る。
Step 5 (process b): The pressure in adsorption tank B is reduced through valve B4, and the gas is used to increase the pressure in another adsorption tank D.

【0026】ステップ6:  弁B3を介してさらに吸
着槽Bを減圧し、そのガスを弁R2を介して保留槽Rに
通気する。減圧ガス中に不純物の破過が生じはじめるま
で続ける。
Step 6: The pressure in the adsorption tank B is further reduced through the valve B3, and the gas is vented into the holding tank R through the valve R2. Continue until impurities begin to break through into the vacuum gas.

【0027】ステップ7(以上過程c):保留槽Rに貯
えられているガスを吸着槽Bの減圧ガスにより押し出す
ことにより弁R1経由、弁A3を介して第2の吸着槽A
に導入して不純物のパージを行う。
Step 7 (process c above): The gas stored in the holding tank R is pushed out by the reduced pressure gas of the adsorption tank B, and is then transferred to the second adsorption tank A via the valve R1 and the valve A3.
to purge impurities.

【0028】ステップ8(過程d):第2の吸着槽Aの
パージ弁A2を閉じて吸着槽Bよりの過分のパージガス
により吸着槽Bと吸着槽Aとの再均圧を行う。
Step 8 (process d): The purge valve A2 of the second adsorption tank A is closed, and the pressures in the adsorption tanks B and A are re-equalized using the excess purge gas from the adsorption tank B.

【0029】ステップ9(過程e):弁B3を閉じて弁
B2を開け、吸着槽Bを最低圧力まで落として不純物を
脱離する。
Step 9 (process e): Close valve B3 and open valve B2 to reduce the pressure in adsorption tank B to the lowest pressure to remove impurities.

【0030】ステップ10(過程f):保留槽Rに貯え
られているガスを第3の吸着槽Cの減圧ガスにより押し
出すことにより弁R2経由、弁B3を介して吸着槽Bに
導入して不純物のパージを行う。
Step 10 (process f): The gas stored in the holding tank R is pushed out by the reduced pressure gas of the third adsorption tank C, and is introduced into the adsorption tank B via valve R2 and valve B3 to remove impurities. purge.

【0031】ステップ11(過程g):吸着槽Bのパー
ジ弁B2を閉じて第3の吸着槽Cよりの過分のパージガ
スにより吸着槽Cと吸着槽Bとの再均圧を行う。
Step 11 (process g): The purge valve B2 of the adsorption tank B is closed, and the pressures in the adsorption tanks C and B are re-equalized using the excess purge gas from the third adsorption tank C.

【0032】ステップ12(過程h):第4の吸着槽D
からの減圧ガスと生成ガスの一部を弁B4を介して吸着
槽Bに受入れ昇圧する。
Step 12 (process h): Fourth adsorption tank D
A portion of the decompressed gas and produced gas is received into adsorption tank B via valve B4 and pressurized.

【0033】ステップ13〜15(過程i):生成ガス
の一部を弁P1、弁B4を介して吸着槽Bに受入れ吸着
圧力まで昇圧する。
Steps 13 to 15 (process i): A part of the generated gas is received into the adsorption tank B via the valves P1 and B4, and the pressure is increased to the adsorption pressure.

【0034】被処理ガス組成(乾量基準vol%)は次
のとおりである。
The composition of the gas to be treated (dry basis vol%) is as follows.

【0035】H2:78.9,CH4:15.5,C2
H6:3.9,C3H8:1.2,n−C4H10:0
.3,n−およびi−C5H12:0.1,H2O:0
.1被処理ガスは29kg/cm2(絶対)および15
℃において1500Nm3/時間の流量で図1の分離装
置に導入され、99.9vol%以上の純度の水素から
なる生成ガスが1019Nm3/時間の流量で得られた
。すなわち被処理ガス中の水素の約86%が生成ガスと
して回収された。サイクル時間は30分であり、オフガ
スは1.3kg/cm2(絶対)で放出された。本操作
における過程aの吸着圧力と、過程cおよびeにおける
最低圧力を表1に示す。
[0035] H2: 78.9, CH4: 15.5, C2
H6:3.9, C3H8:1.2, n-C4H10:0
.. 3, n- and i-C5H12:0.1, H2O:0
.. 1 The gas to be treated is 29 kg/cm2 (absolute) and 15
1500 Nm3/hour at a flow rate of 1500 Nm3/hour, and a product gas consisting of hydrogen with a purity of 99.9 vol% or more was obtained at a flow rate of 1019 Nm3/hour. That is, about 86% of the hydrogen in the gas to be treated was recovered as produced gas. The cycle time was 30 minutes and off-gas was released at 1.3 kg/cm2 (absolute). Table 1 shows the adsorption pressure in step a and the lowest pressure in steps c and e in this operation.

【0036】[0036]

【表1】   4個の吸着槽の各々は直径が0.7m、高さが5.
0mで、上方の3/4の部分には平均粒径2.5mmの
活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径1〜2mm
のシリカゲルが充填してあった。保留槽は、ラシヒリン
グが充填された、直径が1mで高さが4mの充填塔であ
った。
[Table 1] Each of the four adsorption tanks has a diameter of 0.7 m and a height of 5.0 m.
0 m, activated carbon with an average particle size of 2.5 mm is in the upper 3/4 part, and an average particle size of 1 to 2 mm in the lower 1/4 part.
It was filled with silica gel. The holding tank was a packed tower with a diameter of 1 m and a height of 4 m filled with Raschig rings.

【0037】比較例1 図3のフローシートのガス分離装置を用い図4に示す操
作によりガス分離を行った。実施例1との違いは、保留
槽を設けずに分離操作を行なっている点である。
Comparative Example 1 Gas separation was carried out by the operation shown in FIG. 4 using the gas separation apparatus shown in the flow sheet of FIG. The difference from Example 1 is that the separation operation was performed without providing a holding tank.

【0038】被処理ガス組成(乾量基準vol%)は次
のとおりである。
The composition of the gas to be treated (dry basis vol%) is as follows.

【0039】H2:79.2,CH4:15.3,C2
H6:3.8,C3H8:1.2,n−C4H10:0
.3,n−およびi−C5H12:0.1,H2O:0
.1被処理ガスは29kg/cm2(絶対)および15
℃において1500Nm3/時間の流量で分離装置に導
入され、99.9vol%以上の純度の水素からなる生
成ガスが974Nm3/時間の流量で得られた。すなわ
ち被処理ガス中の水素の約82%が生成ガスとして回収
された。サイクル時間は31分であり、オフガスは1.
3kg/cm2(絶対)で放出された。
[0039] H2: 79.2, CH4: 15.3, C2
H6:3.8, C3H8:1.2, n-C4H10:0
.. 3, n- and i-C5H12:0.1, H2O:0
.. 1 The gas to be treated is 29 kg/cm2 (absolute) and 15
It was introduced into the separator at a flow rate of 1500 Nm3/hour at a temperature of 1,500 Nm3/hour, and a product gas consisting of hydrogen with a purity of 99.9 vol% or more was obtained at a flow rate of 974 Nm3/hour. That is, about 82% of the hydrogen in the gas to be treated was recovered as produced gas. The cycle time was 31 minutes and the off gas was 1.
Released at 3 kg/cm2 (absolute).

【0040】4槽の吸着槽の各々は直径が0.7m、高
さ5.0mであり、上方の3/4の部分には平均粒径2
.5mmの活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径
1〜2mmのシリカゲルが充填してあった。
Each of the four adsorption tanks has a diameter of 0.7 m and a height of 5.0 m, and the upper 3/4 part has an average particle size of 2.
.. 5 mm of activated carbon was filled in the lower 1/4 part with silica gel having an average particle size of 1 to 2 mm.

【0041】実施例2 6個の吸着槽からなることを除いては図1のフローシー
トのガス分離装置を用い、図5に示す操作によりガス分
離を行った。図5を説明すると、すなわち、4塔式の図
1との比較において、吸着過程では2塔が吸着操作に入
っている。また他の吸着塔との均圧操作が1回から2回
に増えている。
Example 2 Gas separation was carried out by the operation shown in FIG. 5 using the gas separation apparatus shown in the flow sheet of FIG. 1 except that it consisted of six adsorption tanks. To explain FIG. 5, that is, in comparison with the four-column type FIG. 1, two columns are in adsorption operation in the adsorption process. In addition, the pressure equalization operation with other adsorption towers has increased from once to twice.

【0042】被処理ガス組成(乾量基準vol%)は次
のとおりである。
The composition of the gas to be treated (dry basis vol%) is as follows.

【0043】H2:72.3,CH4:22.8,C2
H6:3.3,C3H8:1.1,n−C4H10:0
.3,n−およびi−C5H12:0.1,H2O:0
.1被処理ガスは29kg/cm2(絶対)および20
℃において4650Nm3/時間の流量で分離装置に導
入され、99.9vol%以上の純度の水素からなる生
成ガスが2925Nm3/時間の流量で得られた。すな
わち被処理ガス中の水素の約87%が生成ガスとして回
収された。ステップ1からステップ13までのサイクル
時間は16分。オフガスは1.4kg/cm2(絶対)
で放出された。
[0043] H2: 72.3, CH4: 22.8, C2
H6:3.3, C3H8:1.1, n-C4H10:0
.. 3, n- and i-C5H12:0.1, H2O:0
.. 1 The gas to be treated is 29 kg/cm2 (absolute) and 20
C. and a flow rate of 4650 Nm3/hour was introduced into the separator, and a product gas consisting of hydrogen with a purity of 99.9 vol% or more was obtained at a flow rate of 2925 Nm3/hour. That is, about 87% of the hydrogen in the gas to be treated was recovered as produced gas. The cycle time from step 1 to step 13 is 16 minutes. Off gas is 1.4kg/cm2 (absolute)
It was released in

【0044】6槽の吸着槽の各々は直径が0.9m、高
さ5mであり、上方の3/4の部分には平均粒径2.5
mmの活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径1〜
2mmのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、ラシ
ヒリングが充填された、直径が0.8mで高さが10m
の充填塔であった。
Each of the six adsorption tanks has a diameter of 0.9 m and a height of 5 m, and the upper 3/4th part has an average particle size of 2.5 m.
mm activated carbon, the lower 1/4 part has an average particle size of 1~
It was filled with 2 mm of silica gel. The holding tank is filled with Raschig rings and has a diameter of 0.8 m and a height of 10 m.
It was a packed tower.

【0045】比較例2 6個の吸着槽からなることを除いては図3のフローシー
トのガス分離装置を用い、図6に示す操作によりガス分
離を行った。図6を説明すると、すなわち、4塔式の図
4との比較において、吸着過程では2塔が吸着操作に入
っている。また他の吸着塔との均圧操作が1回から2回
に増えている。
Comparative Example 2 Gas separation was carried out by the operation shown in FIG. 6 using the gas separation apparatus shown in the flow sheet of FIG. 3 except that it consisted of six adsorption tanks. To explain FIG. 6, that is, in comparison with the four-column type FIG. 4, two columns are in adsorption operation in the adsorption process. In addition, the pressure equalization operation with other adsorption towers has increased from once to twice.

【0046】被処理ガス組成(乾量基準vol%)は次
のとおりである。
The composition of the gas to be treated (vol% on a dry basis) is as follows.

【0047】H2:71.9,CH4:23.1,C2
H6:3.4,C3H8:1.1,n−C4H10:0
.3,n−およびi−C5H12:0.1,H2O:0
.1被処理ガスは29kg/cm2(絶対)および20
℃において4650Nm3/時間の流量で分離装置に導
入され、99.9vol%以上の純度の水素からなる生
成ガスが2725Nm3/時間の流量で得られた。すな
わち被処理ガス中の水素の約81.5%が生成ガスとし
て回収された。ステップ1からステップ13までのサイ
クル時間は16分。オフガスは1.4kg/cm2(絶
対)で放出された。
[0047] H2: 71.9, CH4: 23.1, C2
H6:3.4, C3H8:1.1, n-C4H10:0
.. 3, n- and i-C5H12:0.1, H2O:0
.. 1 The gas to be treated is 29 kg/cm2 (absolute) and 20
℃ and a flow rate of 4650 Nm3/hour was introduced into the separator, and a product gas consisting of hydrogen with a purity of 99.9 vol% or more was obtained at a flow rate of 2725 Nm3/hour. That is, about 81.5% of the hydrogen in the gas to be treated was recovered as produced gas. The cycle time from step 1 to step 13 is 16 minutes. Off-gas was released at 1.4 kg/cm2 (absolute).

【0048】6槽の吸着槽の各々は直径が0.9m、高
さ5mであり、上方の3/4の部分には平均粒径2.5
mmの活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径1〜
2mmのシリカゲルが充填してあった。
Each of the 6 adsorption tanks has a diameter of 0.9 m and a height of 5 m, and the upper 3/4 part has an average particle size of 2.5 m.
mm activated carbon, the lower 1/4 part has an average particle size of 1~
It was filled with 2 mm of silica gel.

【0049】実施例3 6個の吸着槽からなることを除いては図1のフローシー
トのガス分離装置を用い、図5に示す操作によりガス分
離を行った。
Example 3 Gas separation was carried out by the operation shown in FIG. 5 using the gas separation apparatus shown in the flow sheet of FIG. 1 except that it consisted of six adsorption tanks.

【0050】被処理ガス組成(乾量基準vol%)は次
のとおりである。
The composition of the gas to be treated (dry basis vol%) is as follows.

【0051】H2:89.2,CH4:4.7,C2H
6:4.3,C3H8:1.3,n−C4H10:0.
3,n−およびi−C5H12:0.1,H2O:0.
1被処理ガスは29kg/cm2(絶対)および30℃
において4650Nm3/時間の流量で分離装置に導入
され、99.9vol%以上の純度の水素からなる生成
ガスが3095Nm3/時間の流量で得られた。すなわ
ち被処理ガス中の水素の約91%が生成ガスとして回収
された。ステップ1からステップ13までのサイクル時
間は24分。 オフガスは1.4kg/cm2(絶対)で放出された。
[0051] H2:89.2, CH4:4.7, C2H
6:4.3, C3H8:1.3, n-C4H10:0.
3, n- and i-C5H12:0.1, H2O:0.
1 The gas to be treated is 29 kg/cm2 (absolute) and 30°C
was introduced into the separator at a flow rate of 4650 Nm3/hour, and a product gas consisting of hydrogen with a purity of 99.9 vol% or more was obtained at a flow rate of 3095 Nm3/hour. That is, about 91% of the hydrogen in the gas to be treated was recovered as produced gas. Cycle time from step 1 to step 13 is 24 minutes. Off-gas was released at 1.4 kg/cm2 (absolute).

【0052】6槽の吸着槽の各々は直径が0.9m、高
さ5mであり、上方の3/4の部分には平均粒径2.5
mmの活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径1〜
2mmのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、ラシ
ヒリングが充填された、直径が0.8mで高さが10m
の充填塔であった。
Each of the six adsorption tanks has a diameter of 0.9 m and a height of 5 m, and the upper 3/4 of the adsorption tank has an average particle size of 2.5 m.
mm activated carbon, the lower 1/4 part has an average particle size of 1~
It was filled with 2 mm of silica gel. The holding tank is filled with Raschig rings and has a diameter of 0.8 m and a height of 10 m.
It was a packed tower.

【0053】比較例3 6個の吸着槽からなることを除いては図3のフローシー
トのガス分離装置を用い、図6に示す操作によりガス分
離を行った。
Comparative Example 3 Gas separation was carried out by the operation shown in FIG. 6 using the gas separation apparatus shown in the flow sheet of FIG. 3 except that it consisted of six adsorption tanks.

【0054】被処理ガス組成(乾量基準vol%)は次
のとおりである。
The composition of the gas to be treated (dry basis vol%) is as follows.

【0055】H2:89.0,CH4:4.8,C2H
6:4.3,C3H8:1.4,n−C4H10:0.
3,n−およびi−C5H12:0.1,H2O:0.
1被処理ガスは29kg/cm2(絶対)および30℃
において4650Nm3/時間の流量で分離装置に導入
され、99.9vol%以上の純度の水素からなる生成
ガスが3683Nm3/時間の流量で得られた。すなわ
ち被処理ガス中の水素の約89%が生成ガスとして回収
された。ステップ1からステップ13までのサイクル時
間は25分。 オフガスは1.4kg/cm2(絶対)で放出された。
[0055] H2: 89.0, CH4: 4.8, C2H
6:4.3, C3H8:1.4, n-C4H10:0.
3, n- and i-C5H12:0.1, H2O:0.
1 The gas to be treated is 29 kg/cm2 (absolute) and 30°C
was introduced into the separation device at a flow rate of 4650 Nm3/hour, and a product gas consisting of hydrogen with a purity of 99.9 vol% or more was obtained at a flow rate of 3683 Nm3/hour. That is, about 89% of the hydrogen in the gas to be treated was recovered as produced gas. Cycle time from step 1 to step 13 is 25 minutes. Off-gas was released at 1.4 kg/cm2 (absolute).

【0056】6槽の吸着槽の各々は直径が0.9m、高
さ5mであり、上方の3/4の部分には平均粒径2.5
mmの活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径1〜
2mmのシリカゲルが充填してあった。
Each of the six adsorption tanks has a diameter of 0.9 m and a height of 5 m, and the upper 3/4 of the adsorption tank has an average particle size of 2.5 m.
mm activated carbon, the lower 1/4 part has an average particle size of 1~
It was filled with 2 mm of silica gel.

【0057】実施例4 図1のフローシートのガス分離装置を用い、図7に示す
操作によりガス分離を行った。
Example 4 Using the gas separation apparatus shown in the flow sheet of FIG. 1, gas separation was carried out by the operation shown in FIG.

【0058】被処理還元ガス組成(乾量基準vol%)
は次のとおりである。
Composition of reducing gas to be treated (dry basis vol%)
is as follows.

【0059】H2:48.7,N2:3.2,CO:1
9.7,CO2:27.6,H2O:0.1被処理ガス
は7kg/cm2(絶対)および15℃において165
0Nm3/時間の流量で分離装置に導入され、H2:6
0,N2:6,CO:29(各vol%)からなる生成
ガスが1050Nm3/時間の流量で得られた。サイク
ル時間は26分。オフガスは1.3kg/cm2(絶対
)で放出された。
[0059] H2: 48.7, N2: 3.2, CO: 1
9.7, CO2: 27.6, H2O: 0.1 The gas to be treated is 7 kg/cm2 (absolute) and 165 at 15°C.
Introduced into the separator with a flow rate of 0 Nm3/h, H2:6
A product gas consisting of 0, N2:6, and CO:29 (each vol%) was obtained at a flow rate of 1050 Nm3/hour. Cycle time is 26 minutes. Off-gas was released at 1.3 kg/cm2 (absolute).

【0060】4槽の吸着槽の各々は直径が1.4m、高
さ5mであり、上方の3/4の部分には平均粒径2.5
mmの活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径1〜
2mmのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、ラシ
ヒリングが充填された、直径が1mで高さが7mの充填
塔であった。
Each of the four adsorption tanks has a diameter of 1.4 m and a height of 5 m, and the upper 3/4 of the adsorption tank has an average particle size of 2.5 m.
mm activated carbon, the lower 1/4 part has an average particle size of 1~
It was filled with 2 mm of silica gel. The holding tank was a packed tower with a diameter of 1 m and a height of 7 m filled with Raschig rings.

【0061】実施例5 6個の吸着槽からなることを除いては図1のフローシー
トのガス分離装置を用い、図5に示す操作により、吸着
槽より排出されるパージガスの一部を吸着槽入口被処理
ガス中に圧縮後フィードするガス分離を行った。
Example 5 The gas separation device shown in the flow sheet of FIG. 1 was used except that it consisted of six adsorption tanks, and a part of the purge gas discharged from the adsorption tank was transferred to the adsorption tank by the operation shown in FIG. Gas separation was performed by feeding the inlet gas to be processed after compression.

【0062】被処理ガス組成(乾量基準vol%)は次
のとおりである。
The composition of the gas to be treated (dry basis vol%) is as follows.

【0063】H2:79.2,CH4:14.5,C2
H6:4.6,C3H8:1.2,n−C4H10:0
.3,n−およびi−C5H12:0.1,H2O:0
.1被処理ガスは29kg/cm2(絶対)および15
℃においてメークアップフィードガス量4650Nm3
/時間、吸着槽より排出されるパージガスの内の120
4Nm3/時間を分離装置に循環導入され、99.9v
ol%以上の純度の水素からなる生成ガスが3296N
m3/時間の流量で得られた。すなわち結果的に被処理
ガス中の水素の約92.5%が生成ガスとして回収され
た。 サイクル時間は  分。オフガスは1.5kg/cm2
(絶対)で放出された。
[0063] H2: 79.2, CH4: 14.5, C2
H6:4.6, C3H8:1.2, n-C4H10:0
.. 3, n- and i-C5H12:0.1, H2O:0
.. 1 The gas to be treated is 29 kg/cm2 (absolute) and 15
Make-up feed gas amount 4650Nm3 at °C
/hour, 120 of the purge gas discharged from the adsorption tank
4Nm3/hour was circulated into the separator, 99.9v
The generated gas consisting of hydrogen with a purity of ol% or more is 3296N
A flow rate of m3/h was obtained. That is, as a result, about 92.5% of the hydrogen in the gas to be treated was recovered as produced gas. Cycle time is minutes. Off gas is 1.5kg/cm2
(absolute) emitted.

【0064】6槽の吸着槽の各々は直径が0.96m、
高さ5mであり、上方の3/4の部分には平均粒径2.
5mmの活性炭が、下方の1/4の部分には平均粒径1
〜2mmのシリカゲルが充填してあった。保留槽は、ラ
シヒリングが充填された、直径が1mで高さが5.5m
の充填塔であった。
Each of the six adsorption tanks has a diameter of 0.96 m.
The height is 5m, and the upper 3/4 part has an average grain size of 2.5m.
5mm activated carbon, the lower 1/4 part has an average particle size of 1
It was filled with ~2 mm of silica gel. The holding tank is filled with Raschig rings and has a diameter of 1 m and a height of 5.5 m.
It was a packed tower.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、吸着によるガス混合物
からの特定成分の分離を無駄なく、効率よく行え、しか
もそのための設備の製作、設置が軽量のため容易であり
、点検保守も容易であり、従って分離操作を従来に比べ
て低コストで行えるようになる。また、パージガスの一
部を循環フィードすることによって、さらに回収率を高
めることが可能となる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, separation of a specific component from a gas mixture by adsorption can be carried out efficiently and without waste, and the equipment for this purpose is easy to manufacture and install because it is lightweight, and inspection and maintenance are also easy. Therefore, separation operations can be performed at lower cost than in the past. Furthermore, by circulating and feeding a portion of the purge gas, it is possible to further increase the recovery rate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の方法を実施するための装置のフローシ
ートである。
FIG. 1 is a flow sheet of an apparatus for carrying out the method of the invention.

【図2】図1の装置を用いる場合の1サイクルにおける
時間圧力線図の例を示すものである。
FIG. 2 shows an example of a time-pressure diagram in one cycle when using the apparatus of FIG. 1.

【図3】従来の方法を実施するための装置のフローシー
トである。
FIG. 3 is a flow sheet of an apparatus for carrying out the conventional method.

【図4】図3の装置を用いる場合の1サイクルにおける
時間圧力線図の例を示すものである。
FIG. 4 shows an example of a time-pressure diagram in one cycle when using the apparatus of FIG. 3;

【図5】図1を6槽構成の吸着槽とした場合の1サイク
ルにおける時間圧力線図の例を示すものである。
FIG. 5 shows an example of a time-pressure diagram in one cycle when the adsorption tank shown in FIG. 1 has a six-tank configuration.

【図6】図3を6槽構成の吸着槽とした場合の1サイク
ルにおける時間圧力線図の例を示すものである。
FIG. 6 shows an example of a time-pressure diagram in one cycle when the adsorption tank shown in FIG. 3 has a six-tank configuration.

【図7】図1の装置を用いる場合の1サイクルにおける
時間圧力線図の他の例を示すものである。
FIG. 7 shows another example of a time-pressure diagram in one cycle when the apparatus of FIG. 1 is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A〜D  吸着槽 R  保留槽 A1,B1,C1,D1  被処理ガス入口弁A2,B
2,C2,D2  オフガスパージ弁A3,B3,C3
,D3  保留槽との連絡弁A4,B4,C4,D4 
 昇圧弁 A5,B5,C5,D5  生成ガス出口弁R1,R2
  保留槽入出口弁 P1  昇圧用生成ガス弁
A to D Adsorption tank R Holding tank A1, B1, C1, D1 Treated gas inlet valve A2, B
2, C2, D2 Off gas purge valve A3, B3, C3
, D3 Communication valve with holding tank A4, B4, C4, D4
Boosting valve A5, B5, C5, D5 Produced gas outlet valve R1, R2
Holding tank inlet/outlet valve P1 Produced gas valve for boosting pressure

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  吸着床を有する吸着槽と受け払い順序
維持型の保留槽を用いてガス混合物から気体不純物を分
離する方法であって、少なくとも3つの吸着槽について
下記aないしiの過程: a)第1の吸着槽に被処理ガスをその入口から流入させ
、生成ガスをその出口から取り出し、第1の吸着槽が吸
着余力を失い生成ガスの純度が目標値を下回る前にこの
流入および取り出しを停止する過程、b)吸着床が再生
された少なくとも1個の他の吸着槽の出口と過程aを経
た第1の吸着槽の出口とを連絡して両吸着槽を均圧化す
ることを該少なくとも1個の他の吸着槽につき順次行っ
た後、この連絡を解除する過程、c)過程bを経た第1
の吸着槽の出口と受け払い順序維持型の保留槽の一端(
該保留槽中には、過程aおよびbを第1の吸着槽と同様
にして経た別の吸着槽の出口と保留槽の他端とを連絡す
ることにより受け入れたガスがはいっている)とを連絡
することにより第1の吸着槽中のガスを該保留槽に流入
させ、その間該保留槽の他端を、過程a,b,cおよび
後記過程eを第1の吸着槽と同様にして経た第2の吸着
槽の出口と連絡することにより、吸着された成分の破過
がガス中に生じ始めるまで流入したガス(このガスには
必要により生成ガスの一部を追加流入させてもよい)で
押し出された保留槽のガスで第2の吸着槽をパージする
過程、d)必要により第2の吸着槽のパージ弁を閉じて
、第2の吸着槽と第1の吸着槽とを均圧化した後、この
連絡を解除する過程、e)第1の吸着槽の出口を閉じ、
過程cまたはdを経た第1の吸着槽をその入口側のパー
ジ弁から最低圧力まで減圧することにより、第1の吸着
槽の吸着床に吸着された成分を脱着および除去する過程
、f)過程aおよびbを第1の吸着槽と同様にして経た
第3の吸着槽の出口と前記保留槽の一端とを連絡するこ
とにより第3の吸着槽中のガスを、吸着された成分の破
過がガス中に生じ始めるまで該保留槽に流入させ、その
間該保留槽の他端を過程eを経た第1の吸着槽の出口と
連絡することにより、流入ガスにより押し出されたガス
(このガスには必要により生成ガスの一部を追加流入さ
せてもよい)で第1の吸着槽をパージする過程、g)必
要により第1の吸着槽のパージ弁を閉じて第1の吸着槽
と第3の吸着槽とを均圧化した後、この連絡を解除する
過程、h)過程aまたは過程aおよびbを第1の吸着槽
と同様にして経た少なくとも1個の他の吸着槽の出口と
過程fまたはgを経た第1の吸着槽の出口とを、両槽の
入口を閉じておいて連絡して上記少なくとも1個の他の
吸着槽のガスを流入させ(このガスには必要により生成
ガスの一部を追加流入させてもよい)て両吸着槽を少な
くとも1回の均圧操作を行った後、この連絡を解除する
過程、i)生成ガスと同質のガスを、過程hを経た第1
の吸着槽に、その入口を閉じておいてその出口から流入
させて、第1の吸着槽の圧力と該生成ガスと同質のガス
の流れの圧力を均圧化した後、この連絡を解除する過程
、により交互に周期的に吸着および脱着を繰り返す方法
において、j)被処理ガスが水素と、除去対象不純物ガ
スの少なくとも一つとの混合物であり、被処理ガス中の
主たる除去対象不純物の含量がモル分圧で1.5ATM
以上であり、k)過程aの吸着操作時の操作圧力が過程
eにおける最低圧力の少なくとも6倍および過程cにお
ける最低圧力の少なくとも4倍であって、かつl)吸着
床の主たる吸着剤が活性炭、モレキュラーシーブ、モレ
キュラーシーブカーボンのうちの少なくとも一つである
ことを特徴とするガス混合物から気体不純物を分離する
方法。
Claim 1: A method for separating gaseous impurities from a gas mixture using an adsorption tank having an adsorption bed and a receiving and receiving order maintenance type holding tank, the method comprising the following steps a to i for at least three adsorption tanks: a. ) The gas to be treated flows into the first adsorption tank from its inlet, and the produced gas is taken out from its outlet, and this inflow and removal are performed before the first adsorption tank loses its adsorption capacity and the purity of the produced gas falls below the target value. b) connecting the outlet of at least one other adsorption tank in which the adsorption bed has been regenerated with the outlet of the first adsorption tank that has undergone step a to equalize the pressure of both adsorption tanks; c) releasing the communication after sequentially carrying out the process for the at least one other adsorption tank; c) the first step after step b;
The outlet of the adsorption tank and one end of the holding tank that maintains the receiving and receiving order (
The holding tank contains gas received by communicating the outlet of another adsorption tank which has undergone steps a and b in the same manner as the first adsorption tank and the other end of the holding tank. The gas in the first adsorption tank was caused to flow into the holding tank by contacting the tank, while the other end of the holding tank was subjected to steps a, b, c and step e described below in the same manner as the first adsorption tank. By communicating with the outlet of the second adsorption tank, gas is introduced until breakthrough of the adsorbed components begins to occur in the gas (a portion of the product gas may be additionally introduced into this gas, if necessary). d) If necessary, close the purge valve of the second adsorption tank to equalize the pressure between the second adsorption tank and the first adsorption tank. e) closing the outlet of the first adsorption tank;
a process of desorbing and removing components adsorbed on the adsorption bed of the first adsorption tank by reducing the pressure of the first adsorption tank that has undergone step c or d to the lowest pressure from the purge valve on the inlet side; f) process; By connecting the outlet of the third adsorption tank, which has passed through a and b in the same manner as the first adsorption tank, and one end of the holding tank, the gas in the third adsorption tank is removed by the breakthrough of the adsorbed components. The gas pushed out by the inflow gas (this gas g) purge the first adsorption tank by closing the purge valve of the first adsorption tank if necessary (a part of the produced gas may be additionally introduced into the first adsorption tank) h) with the outlet of at least one other adsorption tank which has undergone step a or steps a and b in the same way as the first adsorption tank; The outlet of the first adsorption tank via f or g is connected with the inlets of both tanks closed, and gas from the at least one other adsorption tank is allowed to flow in (this gas may include produced gas if necessary). (a part of the gas may be additionally introduced into the adsorption tanks) and the pressure is equalized at least once in both adsorption tanks, and then the communication is released. 1
After the pressure in the first adsorption tank is equalized with the pressure in the flow of gas having the same quality as the generated gas, the communication is released. j) the gas to be treated is a mixture of hydrogen and at least one of the impurity gases to be removed, and the content of the main impurity to be removed in the gas to be treated is 1.5 ATM in molar partial pressure
k) the operating pressure during the adsorption operation in step a is at least 6 times the lowest pressure in step e and at least 4 times the lowest pressure in step c; and l) the main adsorbent in the adsorption bed is activated carbon. , a molecular sieve, and a molecular sieve carbon.
【請求項2】  過程aの吸着操作時の操作圧力が10
ないし50kg−ゲージであって、過程cまたはdにお
ける最低圧力が1ないし6.5kg−ゲージである請求
項1記載の方法。
Claim 2: The operating pressure during the adsorption operation in step a is 10
2. A method according to claim 1, wherein the pressure is between 1 and 50 kg-gauge and the minimum pressure in steps c or d is between 1 and 6.5 kg-gauge.
【請求項3】  除去対象不純物がメタン、メタン以外
の気体状炭化水素、二酸化炭素および一酸化炭素よりな
る群より選ばれた1種または2種以上のガスである請求
項1または2に記載の方法。
3. The impurity to be removed is one or more gases selected from the group consisting of methane, gaseous hydrocarbons other than methane, carbon dioxide, and carbon monoxide. Method.
【請求項4】  主たる除去対象不純物がメタンガスで
ある請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the main impurity to be removed is methane gas.
【請求項5】  主たる除去対象不純物がC2ないしC
4までの炭化水素の一つである請求項1ないし3のいず
れか1項に記載の方法。
Claim 5: The main impurity to be removed is C2 or C.
4. A process according to claim 1, wherein the hydrocarbon is one of up to 4 hydrocarbons.
【請求項6】  主たる除去対象不純物が二酸化炭素で
ある請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the main impurity to be removed is carbon dioxide.
【請求項7】  主たる除去対象不純物が一酸化炭素で
ある請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the main impurity to be removed is carbon monoxide.
【請求項8】  生成ガス中の主たる除去対象不純物の
濃度が300ppm以上である請求項1ないし7のいず
れか1項に記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the concentration of the main impurity to be removed in the generated gas is 300 ppm or more.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996033801A1 (en) * 1995-04-27 1996-10-31 Nippon Sanso Corporation Carbonaceous adsorbent, process for producing the same, and method and apparatus for gas separation
JP2008542188A (en) * 2005-06-06 2008-11-27 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード Method for simultaneously producing hydrogen and carbon monoxide
JP2017160084A (en) * 2016-03-09 2017-09-14 吸着技術工業株式会社 Method and device for adsorption separation of h2 from steam modified gas mainly containing h2, co, co2 and h2o

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996033801A1 (en) * 1995-04-27 1996-10-31 Nippon Sanso Corporation Carbonaceous adsorbent, process for producing the same, and method and apparatus for gas separation
US5972834A (en) * 1995-04-27 1999-10-26 Nippon Sanso Corporation Carbon adsorbent, manufacturing method therefor, gas separation method and device therefor
JP2008542188A (en) * 2005-06-06 2008-11-27 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード Method for simultaneously producing hydrogen and carbon monoxide
JP2017160084A (en) * 2016-03-09 2017-09-14 吸着技術工業株式会社 Method and device for adsorption separation of h2 from steam modified gas mainly containing h2, co, co2 and h2o

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