JPH06304431A - 異なった粒径の吸着剤を含む連続吸着帯を用いた気相吸着方法 - Google Patents

異なった粒径の吸着剤を含む連続吸着帯を用いた気相吸着方法

Info

Publication number
JPH06304431A
JPH06304431A JP2417629A JP41762990A JPH06304431A JP H06304431 A JPH06304431 A JP H06304431A JP 2417629 A JP2417629 A JP 2417629A JP 41762990 A JP41762990 A JP 41762990A JP H06304431 A JPH06304431 A JP H06304431A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adsorption
component
adsorbent
zone
adsorption zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2417629A
Other languages
English (en)
Inventor
Geoffrey Q Miller
キュー．ミラー ジェフリィ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell UOP LLC
Original Assignee
UOP LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UOP LLC filed Critical UOP LLC
Publication of JPH06304431A publication Critical patent/JPH06304431A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/02—Separation 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/02—Separation 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
    • B01D53/04—Separation 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 with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/304—Linear dimensions, e.g. particle shape, diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/24—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40086—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by using a purge gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/41—Further details for adsorption processes and devices using plural beds of the same adsorbent in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
    • B01D2259/4141—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
    • B01D2259/4145—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
    • B01D2259/4146—Contiguous multilayered adsorbents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着系を通じて比較的小さな吸着剤粒子を使
用し、圧力降下を防止し、比較的小さな吸着剤粒子の利
点である物質移動を保持する気相吸着方法を提供する。 【構成】 一つは比較的小さな吸着剤粒子を持ち、物質
移動帯を含む吸着帯と、他の一つは比較的大きな吸着剤
粒子を持ち、平衡帯を含む吸着帯の、二つの連続吸着帯
を用いる気相吸着方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ある第一の成分と少な
くとも一種以上のその他の成分との混合物から該第一成
分を分離するための方法であって、異なった粒径の吸着
剤を含む吸着帯を用いた吸着工程一般に関わるものであ
り、特に気相吸着方法に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】吸着工程は、色々な技術分野、すなわ
ち、炭化水素処理、水素精製、空気分離および汚染制御
などの各分野において、全体的（bulk）分離および精製
分離の両方の処理の実行のために、長年の間用いられ、
効果をあげてきた。工程や特定用途の多様性にもかかわ
らず、大部分の吸着方法は、多かれ少なかれ物質移動上
の制限の影響を受ける。供給混合物が、活性化吸着剤す
なわち適切な吸着条件において供給混合物中に存在する
少なくとも一種類以上の成分に対して吸着能を有する吸
着剤を含む吸着剤床を通過すると、物質移動帯が確立さ
れ、さらなる供給物が同吸着床を通るにつれて、その物
質移動帯は吸着床を通じて、前進する。「物質移動帯」
という用語は同技術分野で一般に受け入れられている用
語であり、吸着物質の両吸着剤負荷、すなわち、吸着さ
れた成分および供給混合物中の被吸着物質の濃度におけ
る動的変化を行う吸着剤床部を指す。すなわち、物質移
動帯の先端およびその前方においては、被吸着物質濃度
は供給物における濃度に対して相対的に減少し、本質的
には活性化吸着材と平衡状態にあり、物質移動帯の後端
およびその後方では、被吸着物質の濃度は供給混合物に
おける濃度と等しく、吸着剤は本質的に被吸着物質に対
する処理能力まで負荷のかかった状態にある。物質移動
帯の後方の吸着床部分は、一般に平衡帯として知られて
いる。たとえば、次ぎの刊行物における物質移動帯概念
および関連吸着トピックスの議論を参照すること。すな
わち、参考文献としては、Lukchis 著、「吸着系、第一
部：物質移動帯概念による設計」、Chemical Engineeri
ng、1973年６月11日、111〜116ページ、Lukchis 著、
「吸着系、第二部：装置設計」、Chemical Engineerin
g、1973年８月６日、83〜90ページなどが挙げられる。
物質移動帯の大きさあるいは長さは、この分野では公知
の色々な要因に依存する可能性があり、それらの要因と
しては吸着剤の種類、吸着剤の粒径、気体速度、供給混
合物と吸着剤の温度、被吸着物質の濃度などがある。吸
着仮定の律速段階が被吸着物質の吸着剤粒子中への拡散
である場合、吸着剤の粒径が物質移動帯の大きさに本質
的な影響を及ぼす可能性がある。次ぎの事柄は、この分
野の熟練した技術者たちには良く知られていることであ
る。すなわち、そのような拡散律速過程においては、吸
着剤の粒径が比較的小さいと、物質移動帯も小さくな
り、したがって吸着剤床の利用効率を高くすることがで
きる、というものである。すなわち、物質移動帯が小さ
いと、すなわちコンパクトになると、物質移動帯の先端
が吸着剤床の流出端を通って分かれる前に、吸着剤の中
へ一層多量の被吸着物質をロード（load）することがで
きる。したがって、それれだけ高い生成物純度および回
収率を達成することができ、そのため、一般的に、粒径
の比較的小さな粒子を用いることが望ましい。しかし、
その他の条件がすべて同じだとすると、粒径が小さいと
圧力降下が大きくなるたとえば、固定床における圧力降
下の関係を表した Ergun の〔式１〕に注目してみよ
う。
【式１】 ここではＰは深さＬの床を横切った圧力降下、ΝとΡは
それぞれ混合物の速度および密度、Ｇは表面（superfic
ial）物質流速、Εは空隙分率、そしてＤ▲下付ｐ▼は
有効粒子直径であり、Ｄ▲下付ｐ▼＝６Ｖ▲下付ｐ▼／
Ａ▲下付ｐ▼と定義され、Ｖ▲下付ｐ▼とＡ▲下付ｐ▼
はそれぞれ一個の粒子の体積および外部表面積である。
R. H. Perry & C.H.Chilton 著、「化学工学ハンドブッ
ク」、McGraw-Hill Book 社、ニューヨーク、第５版、1
973年、の第四章、29ページを参照すること。次に、圧
力降下が大きいと、気体類が吸着剤床を通るときに、吸
着剤床上に持ち上げる力や破砕力の増大が生じる。比較
的大きな粒子は、一般にそれだけ大きな破砕強度を持
ち、比較的大きな圧力降下を許容することとができるの
で、吸着剤粒径の選択は、吸着剤床を通じての圧力降下
に基づいてなされることが多い。米国特許No.3,359,198
は、連続処理装置から生じたリサイクルガス流を、吸着
剤の固体床に接触させることにより該リサイクルガスか
ら好ましくない成分を除去する処理方法について明らか
にしている。本発明の一つの特徴においては、好ましく
ない成分を含有したリサイクルガス流を、好ましくは約
10〜60メッシュ（0.25〜2mm）の粒径範囲の固体粒子か
ら成る吸着剤を含有する吸着剤床を通過させ、そのガス
流から精製化生成物を取り出すことにより、富化水素純
度リサイクルガスを製造する。上に挙げた特許では、こ
の粒径範囲では大きな圧力降下が生じそれにより気体と
固体吸着剤の効率の良い接触が確保され、該床のチャン
ネル化およびバイパス化が防止されることが明らかにさ
れている。米国特許No.3,564,816には、選択的に吸着可
能な成分を含む気体混合物の分離、たとえば、水素から
のＣＯ，ＣＯ2，ＣＨ4その他の軽い飽和あるいは不飽和
炭化水素、ＮＨ3，Ｈ2Ｓ，Ａｒ，Ｎ2およびＨ2Ｏなどの
分離、あるいは空気からのＯ2，Ｎ2，ＣＯ2などの分離
のための圧力スイング吸着工程（ＰＳＡ）が開示されて
いる。同特許の実施例１および実施例２は、それぞれ、
１／16”（1.6mm）カルシウム・ゼオライトＡ分子ふる
いペレットを使用した、空気からの窒素の分離方法およ
び水素混合物からの窒素の分離方法を明らかにしてい
る。およそ示された粒径の吸着剤粒子は、圧力切換え段
階、特に吸着剤床部の高残留圧力が被吸着物質の脱着に
悪影響を及ぼす可能性のある脱着段階の間に、過剰の圧
力降下による粒子の損傷を防止し、吸着剤床を通じて比
較的一定の圧力を与えるために、しばしば使用される。
米国特許No.4,194,892はNo.20ｘNo.120メッシュの粒子
（0.125〜0.84mm）の単一吸着剤床を用いた、総サイク
ル時間30秒以下の高速断熱圧力スイング工程を開示して
いる。高速圧力スイング吸着（ＲＰＳＡ）を用いた工程
では、一般に圧力降下が大きいことが望ましく、小さな
吸着剤粒子の使用により工程作動に必要な流れ抵抗が得
られる。しかし、たとえＲＰＳＡであっても過度の圧力
降下は不利になるおそれがある。例えば上に挙げた特許
のコラム９の６行目以下に示されているように、過剰抵
抗を持った吸着剤床は、生成物回収率が低下する可能性
がある。同特許は、過剰な圧力降下により引き起こされ
る生成物回収率の低下の問題が、吸着剤粒径を増大させ
ることにより解決できることを明らかにしている。上述
の特許は、圧力降下または物質移動制限のいずれかに関
して好ましい結果を達成するように選ばれた、特定粒径
もしくは特定粒径範囲の吸着剤を用いた工程を示したも
のである。残念なことに、低い圧力降下を必要とする工
程において、比較的乳小さな吸着剤粒子すなわち比較的
良好な物質移動の利点を得ることは、まだ可能となって
いない。したがって、比較的小さな粒子すなわち比較的
良好な物質の利点的側面と、比較的大きな粒子すなわち
追加的化学処理を伴わない比較的小さな圧力降下の利点
的側面を組み合わせることが可能な工程が探し求められ
ている。そのような工程は、再生すなわち脱着を低圧で
行うＰＳＡ工程においては特に望ましい。再生が低圧で
行われるため、再生ガスは高い体積流速をもち、したが
って比較的大きな圧力降下および再生効率低下を生じさ
せる可能性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一つは比較
的小さな吸着剤粒子を持ち、物質移動帯を含む吸着帯
と、もう一つは比較的大きな吸着剤粒子を持ち、平衡帯
を含む吸着帯の二つの連続吸着帯を用いることにより、
過剰な圧力降下を生じさせずに物質移動特性を向上させ
ることが可能な気相吸着工程を提供する。この方法によ
り、吸着系を通じて比較的小さな吸着剤粒子を使用する
ことに伴う問題、すなわち過剰の圧力降下を避けること
ができる一方、比較的小さな吸着剤粒子の利点的側面す
なわち向上した物質移動を保持することができる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴は、
ある混合物からある一つの成分を分離するにあたり、該
混合物を、気相において、最小平均粒径を越える平均粒
径を持った粒状吸着剤材料からなる第一の吸着帯を通過
させ、続いて、第一吸着帯からの流出物を、第一吸着帯
において少なくとも第一成分の最初の部分の吸着を生じ
させ、かつ第二吸着帯において第一成分の第二の部分の
吸着を生じさせるのに有効な条件の下で、該最小平均粒
径を越えない平均粒径を持った粒状吸着剤材料からなる
第二吸着帯を通過させ、第二吸着帯から、第一成分が低
減された生成物を回収することにより、該混合物から第
一成分を分離するための方法を提供することにある。
【０００５】本発明のもう一つの特徴は、混合物からあ
る第一成分を分離するための方法であって、繰り返しサ
イクル・シーケンス（順次処理操作）式で、総サイクル
時間およそ30秒以上の工程を提供することにある。サイ
クル・シーケンスには、次の操作が含まれる。ａ）気相
混合物を、No.14メッシュ（1.41mm）より小さくない平
均粒径の一種または二種以上の粒状吸着剤で実質的に構
成された第一吸着帯と、No.14メッシュ（1.41mm）より
小さい平均粒径の一種または二種の粒状吸着剤で実質的
に構成された第二吸着帯とを含む連続多重帯吸着剤床を
通過させ、ここで同操作を、第一吸着帯で少なくとも第
一成分の最初の一部の選択的吸着を生じさせ、第二吸着
帯で少なくとも第一成分の第二の部分の選択的吸着を生
じさせるのに十分な温度および圧力の下で行う。ｂ）第
二吸着帯から、第一成分が低減された生成物を引き出
す。ｃ）混合物流が吸着剤床へ向かうのをさえぎり、吸
着床から第一成分を脱着し、第一成分から再生物質流を
回収することにより吸着剤床を再生する。
【０００６】本発明のさらにもう一つの特徴は、水素お
よび一酸化炭素、メタン、窒素のうちから選ばれた少な
くとも一種のその他の成分からなる供給物から、水素を
分離するための方法であって、サイクル・シーケンスが
繰り返し的であり、総サイクル時間が30秒以上である方
法を提供することである。同サイクル・シーケンスに
は、次の諸段階が含まれる。すなわち、ａ）蒸気相の供
給物を、活性化炭素からなり、No.14メッシュ（1.41m
m）より小さくない平均粒径の粒状吸着剤材料により実
質的に構成された第一吸着帯と、ゼオライト分子ふるい
からなり、No.14メッシュ（1.41mm）より小さな平均粒
径の粒状吸着剤材料により実質的に構成された第二吸着
帯を連続的に含む吸着剤床を通過させ、ここで、第二吸
着帯が吸着剤床に含まれる吸着剤の総体積の半分以下を
占めるものとし、同吸着床を通過させる操作は、温度約
０〜300 １／２Ｆ（−18〜1149℃）、吸着圧50〜1000ps
ia（345〜6895kPa）、かつ第一吸着帯でその他の成分
（水素以外の成分）の少なくとも最初の一部（fractio
n）の選択的吸着を生じさせ、第二吸着帯ではその他の
成分の少なくとも第二の部分の吸着を生じさせるのに十
分な温度および圧力において行う、ｂ）第二吸着帯か
ら、水素が富化され、その他の成分が低減された生成物
を引き出す、ｃ）供給物の流れを中断させ、吸着剤中の
圧力を吸着圧以下かつ１〜500psia（6.9〜3448kPa）の
範囲の圧力に下げることによりその他の成分を脱着し、
同その他の成分からなる再生物質流を回収することによ
り、該吸着剤床を再生する。
【０００７】本方法は、全体（bulk）分離および精製分
離操作を行うのに用いることができ、広範な混合物すな
わち供給原料に対して応用可能である。さらに特定的に
いうと、吸着粒子を通した拡散の影響を受ける吸着分離
であれば、事実上いかなる吸着分離操作であれ、本発明
に従って改良することができる。したがって、分離対象
の混合物が特定のものであることは、本発明の方法にと
り、本質的なことではない。本発明で用いる「第一成
分」という用語は、混合物中にあって、吸着剤に吸着さ
せる対象の被吸着物質のことを指す。この第一成分は、
混合物中の鍵的成分と考えることができるが、しかし同
成分は、やはり同吸着剤に吸着され得るその他の成分と
いっしょに存在している可能性がある。たととえば、水
素と、一酸化炭素、窒素およびメタンの混合物の分離に
おいては、生成物中に窒素が存在することは許容できる
が、こん跡量以上の一酸化炭素が存在することは許容で
きないことが多い。そのような場合、たとえ窒素やメタ
ンも吸着剤に吸着される可能性があり、かつ、たとえ相
当量の窒素が漏出して生成物中に流入する可能性がある
としても、一酸化炭素が第一成分すなわち鍵成分とな
る。吸着工程中にその物理的一体性を維持することので
きる粒状吸着剤材料ならば、合成のものあるいは天然の
ものを問わず、事実上いかなる吸着剤材料であれ、本発
明に従い、使用に適したものとなる。そのような粒状吸
着材材料としては、これらに限定されるものではない
が、活性炭素、シリカゲル、活性アルミナ、結晶性分子
ふるいなど色々な吸着剤材料があるが、分子ふるいは、
均一な孔径すなわち有効な孔直径を持っているので、あ
る種の吸着工程の場合は、好ましいかもしれない。これ
らの分子ふるいとしては、たとえば、ゼオライト分子ふ
るいの他、本特許の参考文献に挙げた米国特許No.4,44
0,871，No.4,310,440あるいはNo.4,567,027に示されて
いる色々な形態のシリコアルミノりん酸類やアルミノり
ん酸類などがある。か焼された形態のゼオライト分子ふ
るいは、次の〔式２〕で表わすことができる。
【式２】Ｍｅ2Ｏ：Ａｌ2/nＯ3：ｘＳｉＯ2：ｙＨ2Ｏ ここでＭｅは陽イオンであり、ｘは約２〜無限大の値で
あり、ｙは約２〜10の値であり、ｎは陽イオンの価数で
ある。使用することのできる、典型的な公知のゼオライ
トとしては、ゼオライトＤとも呼ばれる菱沸石、クリノ
プチロライト、毛沸石、ゼオライトＸあるいはゼオライ
トＹとも呼ばれるフォージャサイト、フェリエライト
（ferrierite）、モルデナイト、ゼオライトＡおよびゼ
オライトＰなどがある。上に挙げたゼオライト類の詳細
な説明その他については、本特許の参考文献にも掲載し
ている。D. W.Breck 著、「ゼオライト分子ふるい
（篩）」、John Wiley 社、ニューヨーク市、1974年、
に記載されている。本発明に従い使用に好適なその他の
ゼオライト類としては、シリカ含有量の高いゼオライ
ト、すなわちシリカ対アルミナ比が10以上、典型的には
100以上のゼオライトが挙げられる。そのような高シリ
カ・ゼオライトの一例は、シリカライト（silicalite）
であり、ここで用いた用語シリカライトは、本特許の参
考文献に挙げている、米国特許No.4,061,724に示されて
いるシリカポリモルフ（silicapolymorph）および米国
特許No.4,073,865に示されているＦ−シリカライトの両
方を含むものとする。
【０００８】特定の固体吸着剤の選択は、有効孔径など
の要因や特定の最終使用目的に依存する。「有効孔径」
という用語はこの分野では従来から用いられてきたもの
であり、ここでは、実際の孔の大きさよりはむしろ、機
能的に孔に入ることのできる分子の大きさで表わした孔
径により定義する。実際の孔の大きさは、それらの孔が
複雑な形状すなわち非円形であることが多いために、決
定するのが困難なことがしばしばある。D. W. Breck
著、「ゼオライト分子ふるい」、John Wiley & Sons
社、ニューヨーク市、1974年、の633〜641ページには、
有効孔径についての議論が記載されている。その他のそ
のような要因としては、精製対象の供給原料流の組成が
ある。たとえば、二酸化炭素を除去することが望ましい
場合は、吸着剤として活性化炭素を選択することが可能
である。これは、同吸着剤と被吸着物質の相対的親和性
による。二酸化炭素は相対的に強い被吸着物質である
が、一方の活性化炭素は、比較的弱い吸着剤である。こ
こで用いている「強い」あるいは「弱い」吸着剤および
被吸着物質、という用語は、等しい温度および圧力条件
において適用する、という点を理解しなければならな
い。そのような組合わせは、被吸着物質二酸化炭素を容
易に除去することができるので、脱着目的にとって望ま
しい。分子ふるいなど非常に強い吸着剤を使うと、脱着
操作がはるかに精巧かつ複雑なものとなる。分子ふるい
などの強い吸着剤は、供給原料流にメタンや一酸化炭素
のような比較的弱い被吸着物質が含まれているような場
合に用いるのが好ましい。活性化アルミナやシリカゲル
などの比較的弱い吸着剤は、ある与えられた供給原料流
が、ベンゼンやトルエンのような非常に強い被吸着物質
を含む場合に用いるのが好ましい。芳香族化合物など、
強い被吸着物質の吸着に強い吸着剤を使用すると、その
被吸着物質を吸着剤材料から脱着するのが極度に困難に
なってしまう。ある特定の分離用として適切な吸着剤を
選択することは、この分野に熟練した技術者には一般に
知られており、ここで詳細に述べる必要はないであろ
う。
【０００９】本発明の方法において用いられる吸着条件
は、実施する特定の分離および使用する吸着剤に大きく
依存するが、しかし該第一吸着帯において該混合物の少
なくとも一部の吸着を生じさせ、第二吸着帯において該
第一成分の少なくとも一部の吸着を起すのに十分なもの
でなければならない。吸着条件の選択の仕方はこの分野
に熟練した技術者には一般に知られているが、本発明の
広い観点からいうと、温度は−100Ｆという低温から800
１／２Ｆという高温まで（−73〜427℃）の範囲の価を
とる可能性があり、吸着サイクル中の圧力は、0.1〜100
0psia（0.69〜6895kPa）の範囲の値をとる可能性があ
る。気体混合物の分離を行う場合、たとえば、水素から
ＣＯ，ＣＯ2，ＣＨ4その他の軽質飽和および不飽和炭化
水素、ＮＨ3，Ｈ2Ｓ，Ａｒ，Ｎ2，Ｈ2Ｏ等を分離する場
合、あるいは空気からＯ2，Ｎ2，ＣＯ2を分離する場合
などは、該工程は大気温および15〜245psia（103〜1689
kPa）の圧力範囲内で効果的に動作することができる。
【００１０】同様にして、亜鉛、希土類、水素、アンモ
ニウムからなる基の群から選ばれた少なくとも一種の陽
イオンを、少なくとも当量％含有し、アルカリ金属また
はアルカリ土類金属陽イオンを、80当量％を越えない範
囲で含有するフォージャサイト型ゼオライト・アルミノ
けい酸を含む固定吸着床における圧力スイング吸着工程
を用い、二酸化炭素を選択的に吸着して、窒素、水素、
メタンのような非酸性気体から分離するときなどは、−
50〜100 １／２℃という比較的低い温度範囲を用いるこ
とができる。この応用例では、吸着中の圧力範囲として
は２〜1000psia（13.8〜6895kPa）、脱着中の圧力範囲
としては0.1〜500psia（0.69〜3448kPa）を用いること
が好ましい。
【００１１】これとは対照的にｎ−ブタンおよびイソブ
タンの分離のための圧力スイング吸着工程では、比較的
高い温度が用いられ、典型的には吸着中の圧力範囲100
〜300psia（690〜2069kPa）および脱着中の圧力範囲0.1
〜20psia（0.69〜138kPa）と合わせて、400〜600 １／
２Ｆ（204〜316℃）の温度範囲が用いられる。同様にし
て、定圧パージ工程を用いて非ｎ−パラフィンからｎ−
パラフィンを分離する吸着工程においては、温度範囲35
0〜750 １／２Ｆ（177〜399℃）および圧力範囲50〜400
psia（345〜2758kPa）が好適に用いられる。これらの特
異的分離に関して米国特許No.3,564,816，4,755,396，
4,608,061および4,176,053が教えている事柄について
は、参考文献のところに挙げておく。
【００１２】第一および第二吸着帯の配置構成は、混合
物が第一吸着帯を通り、第一吸着帯からの流出物が第二
吸着帯を通過するようになっている。この配置構成は、
吸着方法の効率が、吸着を終えた時点での吸着剤の使用
量に関係付けられる可能性があるので、重要である。物
質移動帯により占められている吸着剤部分は一部しか利
用されていないため、この部分はできるだけ小さくする
ことが望ましい。したがって、本発明に従い、比較的小
さな吸着剤粒子を利用して物質移動帯の大きさを小さく
し、それにより吸着剤の利用度を向上させる。吸着剤床
を通じて小さな吸着剤粒子を使用することにより引き起
こされる過度の圧力降下の問題は、本特許出願者が得た
次の認識により解決した。すなわち、物質移動帯の後方
の吸着剤部分すなわち上流端は吸着が終了した時点で実
質的に完全に利用されているので、比較的小さな粒子
は、同床の下流端の物質移動帯の長さを減少させるのに
必要なだけである、という認識である。したがって、本
発明の工程に従って、最小平均粒径よりも大きな平均粒
径の粒状吸着剤材料を、吸着が終了した時点で、該第一
成分を含む物質移動帯が好ましくは既に通過しているは
ずの第一吸着帯に使用する。第二吸着帯には、該最小平
均粒径よりも小さな平均粒径を持った粒状吸着剤材料を
設ける。
【００１３】驚いたことに、ここで次のことが見出され
た。すなわち、物質移動帯の大きさを減少させ、本特許
出願人の発明の利点すなわち定圧力降下で物質移動帯を
減少させるという利点を達成するのには、わずか、物質
移動帯を基準としておよそ一単位の長さの小径粒子吸着
剤が必要なだけである、という事実である。したがっ
て、第二吸着帯の大きさまたは長さは、該第一成分の物
質移動帯の少なくとも一単位分を含むのに十分なもので
なけければならない。大きい粒子は生じさせる圧力降下
が小さいので、第二吸着帯は、好ましくは総吸着剤容積
の半分以下、さらに好ましくは総吸着剤容積の三分の一
以下であることが望ましい。
【００１４】実際の最小および最大粒径は特定の吸着方
法に依存する。たとえば、ＲＰＳＡ工程すなわちサイク
ル時間が約30秒以下の工程では、粒径はおよそNo.20メ
ッシュ（0.84mm）より大きくないことが多い。ここで用
いるメッシュ寸法範囲は、小さな粒子の大きさを決める
のに普通に用いられている標準米国ふるいシリーズ（U.
S.Sieve Series）を参照したものである。たとえば、米
国ふるいシリーズの表21〜12，あるいは参考文献に挙げ
た R.H.Perry & C.H.Chilton 著、「化学技術者のため
のハンドブック（Chemical Engineers' Handbook）」、
McGraw-Hill Book 社、ニューヨーク市、第５版、1973
年、の第41章の21ページの「タイラー等価量（Tyler Eq
uivalent）」に注目すること。したがって、ＰＲＳＡ工
程においては、第一吸着帯で使用する吸着剤の粒径は40
メッシュ（0.42mm）より小さくない粒径、たとえば、N
o.20ｘNo.40（0.42〜0.84mm）などとし、一方、第二吸
着帯に用いられる吸着剤の粒径は40メッシュ（0.42mm）
以下の粒径、たとえば60ｘ80（0.177〜0.25mm）などと
する。これとは対照的に、米国特許No.3,564,816に記述
されているような典型的なＰＳＡ工程では、粒径は約N
o.14メッシュ（1.41mm）よりも小さくないことも多い。
すなわち、同特許において用いられているような直径１
/16"（1.6mm）の吸着剤ペレットはNo.12ｘNo.14（1.41
〜1.68mm）の粒径範囲に相当する。したがって、典型的
なＰＳＡ工程においては、第一吸着帯の吸着剤の粒径は
１/８"（3.2mm）または１/16"（1.6mm）のペレットもし
くはNo.８ｘNo.12（1.68〜2.38mm）のビーズなどとし、
第二吸着帯の吸着剤の粒径はNo.20ｘNo.40メッシュ（0.
42〜0.84mm）などとする。
【００１５】したがって、本発明に従うならば、繰返し
サイクル・シーケンスで、総サイクル時間が約30秒以上
の工程を用いる場合、すなわちＲＰＳＡ以外の工程の場
合は、第一吸着帯の吸着剤の平均粒径は、典型的にはN
o.14メッシュ（1.41mm）より小さくない粒径、好ましく
はNo.４〜No.14メッシュ（1.41〜4.76mm）とし、第二吸
着帯の吸着剤の粒径は、典型的にはNo.14メッシュ（1.4
1mm）より小さな粒径、好ましくはNo.16〜No.40メッシ
ュとする。最も幅広い言い方をするならば、第一吸着床
と第二吸着床は、平均粒径によって特徴付けられる。平
均粒径による記述は、第一吸着帯と第二吸着帯の平均最
小および最大粒径以下あるいは以上の少量の粒子が、特
定のゾーンで他の粒子と相互に混合する可能性がある、
という認識に立ってなされる。好ましくは、第一吸着帯
の、実質的にすべての粒子の大きさが最小平均粒径より
も大きく、第二吸着帯の、実質的にすべての粒子の大き
さが最大平均粒径よりも小さいものとする。
【００１６】上述の異なった平均粒径を使用する点の他
は、第一吸着帯と第二吸着帯の配置のし方は本質的な問
題ではない。第一および第二吸着帯は、単一の吸着剤床
の中に設けることもできるし、さらには単一容器内に収
納することもできる。第二吸着帯をいくつかの第一吸着
帯に共有させた形態で使用するのが望ましいことがあ
る。そのような場合、特定の第一吸着帯が共有された第
二吸着帯の流路にあるとき、二つの吸着帯は単一の吸着
剤床を含みながら、なおかつ分離した容器内に収納され
ていることになる。第一吸着帯と第二吸着帯の両方とも
単一の容器内に収納されている場合は、適当なバルブ手
段とマニホルドにより並列に接続された複数の容器を取
り付けるのが望ましい。さらにその他の例では、気体類
が、縦軸（経度方向の軸）とは反対の、吸着床の半径方
向の軸に沿って中に、あるいは外に向けて供給されるよ
うになっている放射流式吸着剤床を使用するのが望まし
いこともある。そのような配置構成は吸着工程技術に熟
練した技術者には知られており、ここでさらに詳しく述
べる必要はないであろう。
【００１７】第一吸着帯および第二吸着帯が単一の吸着
剤床に設けられている場合には、第一および第二吸着帯
は不連続である、すなわちたとえば隙間やスクリーンで
分離されることがある。ある場合には、第一吸着帯およ
び第二吸着帯は連続的で、その結果二つのゾーンの境界
面で一部の粒子の間に相互の混合が起こることがある。
さらには、吸着剤床には、第一吸着帯と第二吸着帯の間
に設けられ、第一および第二吸着帯の粒子の配合物を含
む第三吸着帯を持つことも可能である。
【００１８】第一および第二吸着帯は、それ自身の内部
に一種類以上の粒状吸着剤材料を含むことができる。第
一吸着帯および第二吸着帯の一方または両方に一種類以
上の粒状吸着剤材料が含まれている場合は、それらの吸
着剤は大きな相互混合が生じないようにいくつかの層に
配置するのが一般的には望ましいが、吸着剤同士が相互
に混合してもよい。別の方法として、第一および第二吸
着帯の両方に同じ粒状吸着剤材料を含ませることも可能
である。すなわち、第一吸着帯と第二吸着帯の双方とも
同じ組成を持つこともあり得る。第一吸着帯および第二
吸着帯に用いる一種または二種以上の特定吸着剤の選択
は、実施する特定の分離目的に依存し、前に説明したよ
うに、吸着技術に熟練した技術者により決定することが
できる。
【００１９】ある場合には、第一成分が、同第一成分と
共に吸着される可能性のある、少なくとも一種のその他
の成分との混合物中に存在することがある。そのような
場合には、それぞれの被吸着物質について個別に物質移
動帯が形成され、クロマトグラフィー的に吸着帯を通過
していく可能性があり、その結果、連続供給を行った場
合、比較的弱く吸着した被吸着物質が、比較的強く吸着
した被吸着物質よりも早く第二吸着帯から溶出すること
になる。第一成分に選ばれた特定の被吸着物質が、混合
物中に存在する被吸着物質のうちのいずれかであること
もあり得るのであって、必ずしももっとも吸着の弱い成
分とは限らない、ということも理解しなければならな
い。さらには、第一成分は、供給原料中にはその他の被
吸着物質も存在するかもしれないということがあるにも
かかわらず、第一吸着帯および第二吸着帯の両方のゾー
ンにおいて吸着される可能性もある。
【００２０】工程が繰返しサイクル・シーケンスを持つ
本発明の特徴として、吸着された成分を脱着して第一お
よび第二吸着帯に含まれる粒状吸着剤材料の吸着能を、
サイクル操作を可能にするのに十分な程度まで回復させ
るために、再生段階を実行しなければならない。再生
は、この分野に熟練した技術者に公知の、数多くの方法
により行うことができる。たとえば、圧力スイング・サ
イクルにおいては、圧力は、吸着剤を再生するために、
吸着の起こった圧力以下に下げられる。本発明の工程に
おいては、圧力スイング・サイクルを用いた場合、吸着
剤の再生に適した圧力範囲は、第一成分の選択的吸着が
起こった圧力以下であって、同第一成分を吸着剤床から
脱着させるに十分な圧力範囲、好ましくは１〜500psia
（6.9〜3448kPa）とする。再生は、十分な量のパージガ
スを、吸着帯を通過させ、第一成分を吸着床から脱着さ
せることによっても実行あるいは強化することができ
る。本発明の目的用に適したパージガスの例としては水
素および酸素がある。熱スイング法、すなわち吸着帯
を、第一成分を吸着剤床から脱着させるのに十分な温度
まで加熱する方法も好適である。
【００２１】本発明の方法は、上述のように、色々な蒸
気相吸着分離を行う場合に実施することができる。本発
明に従って実行することの可能な分離の具体例としては
次のようなものがある。第一の例は酸素富化成生物を得
ることを目的とした空気の全体的（bulk）分離であり、
ここで第一吸着帯も第二吸着帯もどちらもゼオライトＡ
を含み、このゼオライトは好ましくはカルシウムまたは
ナトリウムイオン交換形態のものであって、第一成分が
窒素である。第二の例は、二酸化炭素の低減された生成
物を得ることを目的とした、メタン混合物からの二酸化
炭素の分離であり、この場合は第一吸着帯も第二吸着帯
も両方ともフォージャサイト型ゼオライトを含み、同ゼ
オライトは、好ましくはゼオライトＸまたはゼオライト
Ｙであって、亜鉛、希土類、水素、アンモニウムからな
る群から選ばれた少なくとも一種の陽イオンを少なくと
も20当量％と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属陽
イオンを、80当量％を越えない範囲で含有するゼオライ
トであり、二酸化炭素が第一成分である。最後の例は、
イソブタンとの混合物からのｎ−ブタンの分離であり、
ここで第一吸着帯も第二吸着帯もどちらもカルシウムイ
オン交換型ゼオライトＡを含み、第一成分はｎ−ブタン
である。Ｈ2からＣＯ，ＣＨ4あるいはＮ2を分離する場
合、第一吸着帯は活性炭素の他に、シリカゲル、活性ア
ルミナ、あるいはゼオライト分子ふるいなど、他の吸着
剤を追加的に含有することができる。そのような他の吸
着剤を用いるときは、境界面においてある程度の相互混
合が生じる可能性はあるが、それらの吸着剤を活性炭素
から、そしてその他の吸着剤を２種類以上用いる場合は
それらの吸着剤相互から、相当程度隔離するのが好まし
い。同様にして、第二吸着帯はたとえば活性炭素のよう
な追加吸着剤を含むのが望ましいことがある。水素の混
合物から一酸化炭素を分離する場合は、本発明は、好ま
しくは次の操作により構成される。すなわち、供給原料
（典型的には20〜99モル％の水素および0.1〜10モル％
の一酸化炭素からなる）を、温度50〜150 １/２Ｆ（10
〜66℃）、圧力200〜400psia（1379〜2758kPa）におい
て、該吸着剤床を10〜約100ポンド・モル／時／平方フ
ィート（48.8〜488kモル／ｍ／ｍ2）、さらに好ましく
は30〜60ポンド・モル／時／平方フィート（146〜293k
モル／ｍ／ｍ2）のモル・フラックスで通過させ、第二
吸着帯の下流点で10ppm以下の一酸化炭素を含む生成物
を引き出し、該吸着剤中の圧力を14.7〜50psia（101〜2
34kPa）に減圧することにより該その他の成分を脱着さ
せ、しかる後に再生を強化するために水素含有パージガ
スを通す、というものである。
【００２２】以下の実施例は説明目的のために提示する
のであって、以下の特許請求の範囲に制限を課すことを
意図したものではない。
【００２３】
【実施例１】吸着試験を行い、典型的なＰＳＡ分離の基
本線となる性能レベルを確定した。同試験は、５つの吸
着剤床からなる吸着系の中で行った。ここで、それぞれ
の吸着剤床は、直径約３-１／２インチ、長さ約４フィ
ート（88.9mm ｘ 1219mm）の寸法のものであった。それ
ぞれの吸着剤床には、供給端に１／16インチ（1.59mm）
のペレット化活性炭吸着剤７ポンド（3.18kg）、溶出液
端に１／16インチ（1.59mm）のペレット化５Ａ吸着剤約
３ポンド（1.36kg）をそれぞれロード（load）した。吸
着サイクルは、320psia（2206kPa）における吸着、それ
ぞれ250，165および95psia（1724，1138および655kPa）
への３つの並流均圧化、パージガス供給のための35psia
（241kPa）への並流減圧、22psia（▲丸付15▼２kPa）
への逆流減圧、パージガスによる逆流パージおよび再加
圧からなるサイクルであった。供給原料ガスは典型的な
水蒸気改質装置生成ガスであり、組成はおよそ75モル％
Ｈ2，５モル％ＣＨ4，２モル％ＣＯ，18モル％ＣＯ2で
あった。供給原料ガスは、モル・フラックス25ポンド・
モル／時／平方フィート（122kモル／ｍ／ｍ2）で吸着
剤床を通した。工程の性能は次のパラメータに従って評
価した。 １）生成物純度：生成物純度はＣＯ10ppm以下に保っ
た。 ２）吸着剤量：供給ガスに対する吸着剤量の比を、立方
フィート吸着剤／1000ＳＣＦＨ供給ガス単位で測定し
た。低い値ほど好ましい性能を表わす。 ３）圧力降下：圧力降下は、パージ段階中のΔＰ／フィ
ート・吸着床長さ、の単位で測定した。低い値ほど好ま
しい性能を表す。 ４）パージ量：パージ量は、モル数／100モル・供給原
料ガス、の単位で測定した。低い値ほど好ましい性能を
表す。 ５）回収率：水素生成物回収率は、供給源量ガス水素の
パーセンテージで測定した。高い値ほど好ましい結果を
表す。 標準粒径の吸着剤粒子を用いた基本線運転操作に対して
は、上に挙げた性能パラメータは以下の通りであった。 １）生成物純度：10 ppm ＣＯ ２）吸着剤量：2.0 ft3／1000 ＳＣＦＨ ３）圧力降下：0.16 psi／ft ４）パージ量：10 mol パージ／100 mol 供給原料ガス ５）回収率：87％
【００２４】
【実施例２】実施例１で述べた吸着系および吸着サイク
ルについて、実施例２において数学的モデルによりシミ
ュレーションした。吸着剤床は実施例１と同じ種類およ
び量の吸着剤を含むが、粒径１／16インチ（1.59mm）で
はなくて16ｘ20メッシュ（0.84〜1.19mm）のペレットで
あるとしてシミュレーションした。比較的小径の吸着剤
粒子を用いた小径粒子運転操作に対する、上に挙げた性
能パラメータは以下の通りであった。 １）生成物純度：10 ppm ＣＯ ２）吸着剤量：1.9 ft3／1000 ＳＣＦＨ ３）圧力降下：0.50 psi／ft ４）パージ量：９ mol パージ／100 mol 供給原料ガス ５）回収率：88％ 同一生成物純度に対し、圧力降下以下のすべての工程パ
ラメータについて、実施例１よりも傾向的に良好である
ことが分かる。圧力降下は実施例１よりもかなり悪かっ
た。
【００２５】
【実施例３】実施例３では、実施例１で説明した吸着剤
および吸着サイクルを用いて試験を行った。ただし、吸
着剤床には、同床の供給端に実施例１の１／16インチ
（1.59mm）ペレット化活性炭素吸着剤およそ７ポンド
（3.18kg）、同吸着剤床の流出液端に実施例２の16ｘ20
メッシュ（0.84〜1.19mm）５Ａ吸着剤およそ３ポンド
（1.36kg）をロードした。この小径および大径吸着剤粒
子を用いた混合粒子運転操作に対して、上に挙げた性能
パラメータは以下の通りであった。 １）生成物純度：10 ppm ＣＯ ２）吸着剤量：1.8 ft3／1000 ＳＣＦＨ ３）圧力降下：0.16 psi／ft ４）パージ量：８ mol パージ／100 mol 供給原料ガス ５）回収率：89％ 同一生成物純度に対し、実質的に同じ値を示した圧力降
下を除くと、すべての工程パラメータが傾向として実施
例１の場合よりも良好であることが分かる。比較的小さ
な粒子を使用したことにより実施例３の工程は実施例１
よりも圧力降下が大きいと予想したかもしれないが、パ
ージ量が驚くほど低いため、そのようにはならない。さ
らにもっと驚くべきことは、それぞれの工程パラメータ
につき、実施例３すなわち混合粒子工程の方が、実施例
２すなわち小径粒子工程の場合よりも優れている、とい
う事実である。
【００２６】
【発明の効果】本発明は吸着系を通じて比較的小さな吸
着剤粒子を使用することによる過剰の圧力降下を避ける
ことができるとともに、比較的小さな吸着剤粒子の利点
である物質移動を保持する効果を有する方法である。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一成分と少なくとも一種以上のその他
    の成分の混合物から該第一成分を分離するための方法に
    おいて、蒸気相の該混合物を、最小平均粒径よりも大き
    な平均粒径の第一粒状吸着剤材料からなる第一吸着帯を
    通過させ、続いて第一吸着帯からの流出物を、該最小平
    均粒径を越えない平均粒径の第二粒状吸着剤材料からな
    る第二吸着帯を通し、ここで同操作を第一吸着帯におい
    て該第一成分の少なくとも最初の部分の吸着を生じさ
    せ、第二吸着帯において該第一成分の少なくとも第二の
    部分の吸着を生じさせるのに効果的な条件の下で行い、
    該第一成分の低減された生成物を第二吸着帯から引き出
    すことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 第一吸着帯および第二吸着帯の間に第三
    吸着帯を設け、同第三吸着帯が、第一および第二吸着帯
    の粒状吸着剤材料の配合物を含んでいる、請求項１記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 該第一および第二吸着剤材料が同じ組成
    を有する、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 操作条件として、温度−73〜427℃、圧
    力0.67〜6895kPaを含む、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 第二吸着帯が、少なくとも該第一成分の
    物質移動帯を基準とした一単位の長さを含むのに十分な
    量の該第二粒状吸着剤材料を含む、請求項１記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 第一成分と少なくとも一種のその他の成
    分の混合物から、該第一成分を分離するための方法であ
    って、該方法が繰返しサイクル・シーケンスおよび約30
    秒以上の総サイクル時間を持ち、ここで該サイクル・シ
    ーケンスに以下の操作が含まれる第一成分分離工程。 ａ） 蒸気相の混合物を、実質的に1.41mmメッシュより
    も小さくない平均粒径の一種または二種以上の粒状吸着
    剤からなる第一吸着帯と、実質的に1.41メッシュよりも
    小さな平均粒径の一種または二種以上の粒状吸着剤から
    なる第二吸着帯で構成された連続多重帯吸着剤床を通過
    させ、同操作を、該第一吸着帯において該第一成分の少
    なくとも第一部分（fraction）の選択的吸着を生じさ
    せ、第二吸着帯において該第一成分の少なくとも第二部
    分の選択的吸着を生じさせるのに十分な温度および圧力
    で行う。 ｂ） 該第二吸着帯から該第一成分の低減された生成物
    を引き出す。 ｃ） 該混合物の該第一吸着床に向かう流れを中断し、
    該第一成分を該第一および第二吸着剤床から脱着し、該
    第一成分を含有する再生流を回収することにより、該吸
    着剤床を再生する。
  7. 【請求項７】 該第一粒状吸着剤が活性炭を含み、第二
    吸着帯の該粒状吸着剤材料がゼオライト分子ふるいを含
    む、請求項６記載の第一成分分離方法。
  8. 【請求項８】 第一および第二粒状吸着剤材料が、フォ
    ージャサイト型ゼオライト分子ふるいを含有している、
    請求項６記載の第一成分分離方法。
  9. 【請求項９】 第一および第二吸着帯の粒状吸着剤材料
    が５Ａゼオライト分子ふるいを含んでいる、請求項６記
    載の第一成分分離方法。
  10. 【請求項１０】 該脱着段階を、該吸着剤床内の圧力を
    該第一成分の選択的吸着圧以下の圧力まで減圧すること
    により行う、請求項６記載の第一成分分離方法。
  11. 【請求項１１】 第一成分が水素で、その他の成分が一
    酸化炭素、メタンおよび窒素からなる群から選ばれたも
    のである、請求項６記載の第一成分分離方法。
JP2417629A 1989-12-27 1990-12-26 異なった粒径の吸着剤を含む連続吸着帯を用いた気相吸着方法 Pending JPH06304431A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US457600 1983-01-13
US07/457,600 US4964888A (en) 1989-12-27 1989-12-27 Multiple zone adsorption process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06304431A true JPH06304431A (ja) 1994-11-01

Family

ID=23817370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2417629A Pending JPH06304431A (ja) 1989-12-27 1990-12-26 異なった粒径の吸着剤を含む連続吸着帯を用いた気相吸着方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4964888A (ja)
EP (1) EP0435156A3 (ja)
JP (1) JPH06304431A (ja)
KR (1) KR930001608B1 (ja)
CN (1) CN1052796A (ja)
AU (1) AU6847090A (ja)
BR (1) BR9006616A (ja)
CA (1) CA2032613A1 (ja)
NO (1) NO905512L (ja)
ZA (1) ZA9010402B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002085536A (ja) * 2000-09-20 2002-03-26 Fujitsu General Ltd 脱臭フィルタ
JP2008200113A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Fukuda Denshi Co Ltd 酸素濃縮器

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA911499B (en) * 1990-03-30 1991-12-24 Boc Group Inc Purifying fluids by adsorption
US5433770A (en) * 1993-12-27 1995-07-18 Uop PSA process employing a rapid depressurization step to create a disequilibrium effect
GB2296712B (en) * 1995-01-05 1999-02-24 British Gas Plc Absorbents for separating nitrogen from a feed gas
GB2300577A (en) * 1995-05-12 1996-11-13 Boc Group Plc Sorbing apparatus
US5637259A (en) * 1995-12-04 1997-06-10 Natural Resources Canada Process for producing syngas and hydrogen from natural gas using a membrane reactor
FR2749004B1 (fr) * 1996-05-24 1998-07-10 Air Liquide Procede pour la purification de melanges gazeux a base d'hydrogene utilisant une zeolithe x echangee au lithium
US5728198A (en) * 1996-09-30 1998-03-17 The Boc Group. Inc. Process and apparatus for gas purification
FR2765491B1 (fr) * 1997-07-07 1999-08-06 Air Liquide Procede de separation d'un flux gazeux par un procede psa
FR2767717B1 (fr) * 1997-08-28 1999-10-01 Air Liquide Granulometrie et epaisseur de lit d'une unite psa
US6500234B1 (en) 1998-02-27 2002-12-31 Praxair Technology, Inc. Rate-enhanced gas separation
US6027549A (en) * 1998-04-28 2000-02-22 Air Products And Chemicals, Inc. Adjusted density carbon for hydrogen PSA
US6197092B1 (en) * 1999-03-22 2001-03-06 Engelhard Corporation Selective removal of nitrogen from natural gas by pressure swing adsorption
US6143057A (en) * 1999-04-23 2000-11-07 The Boc Group, Inc. Adsorbents and adsorptive separation process
US6302943B1 (en) * 1999-11-02 2001-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Optimum adsorbents for H2 recovery by pressure and vacuum swing absorption
WO2001062367A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-30 Norit Nederland B.V. Process for the adsorption of organic vapours from gas mixtures containing them
BR0104080A (pt) * 2000-09-15 2002-04-23 Praxair Technology Inc Leito adsorvente para uso na separação de um ou mais componentes de uma mistura dos gases da mistura gasosa, e, aparelhagem para carregamento de múltiplos adsorventes para dentro de um leito
US6444012B1 (en) 2000-10-30 2002-09-03 Engelhard Corporation Selective removal of nitrogen from natural gas by pressure swing adsorption
US6790260B2 (en) 2000-12-20 2004-09-14 Praxair Technology, Inc. Enhanced rate PSA process
US6503297B1 (en) 2001-02-07 2003-01-07 The Boc Group, Inc. Adsorption processes
US6497750B2 (en) 2001-02-26 2002-12-24 Engelhard Corporation Pressure swing adsorption process
US6540815B1 (en) * 2001-11-21 2003-04-01 Meadwestvaco Corporation Method for reducing emissions from evaporative emissions control systems
FR2836065B1 (fr) * 2002-02-15 2004-04-02 Air Liquide Traitement des melanges hydrogene/hydrocarbures sur adsorbants regeneres a haute pression
US6660064B2 (en) 2002-03-08 2003-12-09 Air Products And Chemicals, Inc. Activated carbon as sole absorbent in rapid cycle hydrogen PSA
US6610124B1 (en) 2002-03-12 2003-08-26 Engelhard Corporation Heavy hydrocarbon recovery from pressure swing adsorption unit tail gas
US6723155B2 (en) 2002-04-29 2004-04-20 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of gas streams
US7390350B2 (en) * 2005-04-26 2008-06-24 Air Products And Chemicals, Inc. Design and operation methods for pressure swing adsorption systems
WO2007069605A1 (ja) * 2005-12-14 2007-06-21 Taiyo Nippon Sanso Corporation 空気液化分離における原料空気の精製方法および精製装置
US7504546B2 (en) * 2006-06-30 2009-03-17 Brown Christopher J Apparatus and method for the removal of water from ethanol
US7637984B2 (en) * 2006-09-29 2009-12-29 Uop Llc Integrated separation and purification process
US7717981B2 (en) * 2006-10-04 2010-05-18 Air Products And Chemicals, Inc. Performance stability in shallow beds in pressure swing adsorption systems
US8016918B2 (en) 2006-10-04 2011-09-13 Air Products And Chemicals, Inc. Performance stability in rapid cycle pressure swing adsorption systems
US20090071333A1 (en) * 2006-10-04 2009-03-19 Air Products And Chemicals, Inc. Performance Stability in Shallow Beds in Pressure Swing Adsorption Systems
US8529663B2 (en) * 2007-05-18 2013-09-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for removing a target gas from a mixture of gases by swing adsorption
JP5401447B2 (ja) * 2007-05-18 2014-01-29 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー ターボエキスパンダー併用スイング吸着による、ガスの混合物からの標的ガスの除去
US8444750B2 (en) * 2007-05-18 2013-05-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of CO2, N2, or H2S from gas mixtures by swing adsorption with low mesoporosity adsorbent contactors
US8545602B2 (en) * 2007-05-18 2013-10-01 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of CO2, N2, and H2S from gas mixtures containing same
US7938886B2 (en) * 2007-05-18 2011-05-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for removing a target gas from a mixture of gases by thermal swing adsorption
US7959720B2 (en) * 2007-05-18 2011-06-14 Exxonmobil Research And Engineering Company Low mesopore adsorbent contactors for use in swing adsorption processes
US8529662B2 (en) 2007-05-18 2013-09-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Removal of heavy hydrocarbons from gas mixtures containing heavy hydrocarbons and methane
EP2180933A4 (en) 2007-08-03 2011-08-10 Errcive Inc POROUS BODIES AND METHODS
ES2746198T3 (es) 2008-12-22 2020-03-05 Glatt Systemtechnik Gmbh Gránulo adsorbente de material compuesto, proceso para su producción y proceso de separación de gases
US8277743B1 (en) 2009-04-08 2012-10-02 Errcive, Inc. Substrate fabrication
WO2010129329A2 (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Lehigh University Miniature oxygen concentrators and methods
US8359829B1 (en) 2009-06-25 2013-01-29 Ramberg Charles E Powertrain controls
US9833932B1 (en) 2010-06-30 2017-12-05 Charles E. Ramberg Layered structures
US8734570B2 (en) 2010-10-13 2014-05-27 Wintek Corporation Pressure and vacuum swing adsorption separation processes
US8551217B2 (en) 2011-01-11 2013-10-08 Praxair Technology, Inc. Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes
US8491704B2 (en) 2011-01-11 2013-07-23 Praxair Technology, Inc. Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes
US8496733B2 (en) 2011-01-11 2013-07-30 Praxair Technology, Inc. Large scale pressure swing adsorption systems having process cycles operating in normal and turndown modes
US8435328B2 (en) 2011-01-11 2013-05-07 Praxair Technology, Inc. Ten bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes
CN102443451B (zh) * 2011-09-21 2014-06-11 北京时代桃源环境科技有限公司 一种瓦斯气的吸附除湿方法及其装置
TWI617344B (zh) 2012-02-10 2018-03-11 恩特葛瑞斯股份有限公司 氣體純化器
US9073000B2 (en) 2012-03-14 2015-07-07 Corning Incorporated Segmented reactors for carbon dioxide capture and methods of capturing carbon dioxide using segmented reactors
WO2014130833A1 (en) 2013-02-21 2014-08-28 Lehigh University Oxygen concentrator system and method
CN105600752B (zh) * 2016-03-29 2018-04-17 河北天善生物技术有限公司 一种用于生物质燃气中氢气的提纯方法及其系统
US11439946B2 (en) 2020-09-30 2022-09-13 Air Products And Chemicals, Inc. Mixed bead layering arrangement for thermal swing adsorption application
CN117225298B (zh) * 2023-11-09 2024-03-22 北京拓川科研设备股份有限公司 一种基于移动床反应器的固态原料投放系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594415A (ja) * 1982-06-30 1984-01-11 Nippon Sanso Kk ガス吸着筒

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3150942A (en) * 1959-10-19 1964-09-29 Chemical Construction Corp Method of purifying a hydrogen gas stream by passing said gas in series through 13x and 4a or 5a molecular sieves
NL297067A (ja) * 1962-09-04 1900-01-01
US3564816A (en) * 1968-12-30 1971-02-23 Union Carbide Corp Selective adsorption process
US4054428A (en) * 1976-05-03 1977-10-18 Hankison Corporation Method and apparatus for removing carbon monoxide from compressed air
US4264340A (en) * 1979-02-28 1981-04-28 Air Products And Chemicals, Inc. Vacuum swing adsorption for air fractionation
JPS55137026A (en) * 1979-04-16 1980-10-25 Hitachi Ltd Gas purification and equipment therefor
JPS55149621A (en) * 1979-05-09 1980-11-21 Kyozo Kaneko System for separating oxygen from air
GB8334610D0 (en) * 1983-12-30 1984-02-08 Bp Chem Int Ltd Selective absorption of carbon monoxide on zeolites
DE3410815A1 (de) * 1984-03-23 1985-10-03 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur trocknung eines gasstromes
US4770676A (en) * 1986-05-16 1988-09-13 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery of methane from land fill gas
US4756723A (en) * 1987-03-04 1988-07-12 Air Products And Chemicals, Inc. Preparation of high purity oxygen
US4784672A (en) * 1987-10-08 1988-11-15 Air Products And Chemicals, Inc. Regeneration of adsorbents
US4775396A (en) * 1987-11-05 1988-10-04 Union Carbide Corporation Selective adsorption of CO2 on zeolites
US4880443A (en) * 1988-12-22 1989-11-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Molecular sieve oxygen concentrator with secondary oxygen purifier

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594415A (ja) * 1982-06-30 1984-01-11 Nippon Sanso Kk ガス吸着筒

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002085536A (ja) * 2000-09-20 2002-03-26 Fujitsu General Ltd 脱臭フィルタ
JP2008200113A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Fukuda Denshi Co Ltd 酸素濃縮器

Also Published As

Publication number Publication date
CA2032613A1 (en) 1991-06-28
ZA9010402B (en) 1991-10-30
US4964888A (en) 1990-10-23
NO905512D0 (no) 1990-12-20
NO905512L (no) 1991-06-28
KR910011324A (ko) 1991-08-07
EP0435156A3 (en) 1991-08-21
CN1052796A (zh) 1991-07-10
AU6847090A (en) 1991-07-04
KR930001608B1 (ko) 1993-03-06
BR9006616A (pt) 1991-10-01
EP0435156A2 (en) 1991-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06304431A (ja) 異なった粒径の吸着剤を含む連続吸着帯を用いた気相吸着方法
JP4128695B2 (ja) 吸着剤混合物を使用するｐｓａ装置及び方法
US6210466B1 (en) Very large-scale pressure swing adsorption processes
EP0112640B1 (en) Process for obtaining high concentration argon by pressure-swing-adsorption
US6506236B2 (en) Process for reducing the level of carbon dioxide in a gaseous mixture
EP0166013B1 (en) Improved product recovery in pressure swing adsorption process and system
US5203888A (en) Pressure swing adsorption process with multiple desorption steps
US4915711A (en) Adsorptive process for producing two gas streams from a gas mixture
EP1697042B1 (en) Method of purifying a gas stream contaminated by co 2 and one or more hydrocarbons and/or nitrogen oxides by adsorption on an aggregated zeolitic adsorbent
US20070261551A1 (en) Separation Of Carbon Dioxide From Other Gases
JPH0688768B2 (ja) ゼオライトによるｃｏ▲下２▼の選択的吸着法
EP0276309A1 (en) Process for separation of high purity gas from mixed gas
JP4386735B2 (ja) 高圧力で再生される吸着剤上での水素／炭化水素混合物の処理
JPS6247233B2 (ja)
IE41122B1 (en) Hydrocarbon separation and isomerization process
EP1228799B1 (en) Very large-scale pressure swing adsorption processes
JPS62273025A (ja) 混合ガスの分離方法
AU780709B2 (en) Very large-scale pressure swing adsorption processes
JPS647002B2 (ja)