JPH0716605B2 - 一酸化炭素吸着剤 - Google Patents
一酸化炭素吸着剤Info
- Publication number
- JPH0716605B2 JPH0716605B2 JP61146232A JP14623286A JPH0716605B2 JP H0716605 B2 JPH0716605 B2 JP H0716605B2 JP 61146232 A JP61146232 A JP 61146232A JP 14623286 A JP14623286 A JP 14623286A JP H0716605 B2 JPH0716605 B2 JP H0716605B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon monoxide
- adsorbent
- mixed gas
- adsorbed
- gas
- Prior art date
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一酸化炭素を含有する混合ガスからの一酸化
炭素分離に用いられる、一酸化炭素吸着剤に関する。
炭素分離に用いられる、一酸化炭素吸着剤に関する。
一酸化炭素は合成化学の基礎原料であり、コークス、石
炭から発生炉、水性ガス炉、ウインクラー炉、ルルギ炉
およびコツパース炉などを用いて製造される。また、天
然ガスおよび石油炭化水素から水蒸気改質法および部分
酸化法により製造される。これらの方法では、生成物
は、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、メタンおよび窒素
などの混合ガスとして得られる。
炭から発生炉、水性ガス炉、ウインクラー炉、ルルギ炉
およびコツパース炉などを用いて製造される。また、天
然ガスおよび石油炭化水素から水蒸気改質法および部分
酸化法により製造される。これらの方法では、生成物
は、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、メタンおよび窒素
などの混合ガスとして得られる。
たとえば、水性ガスの場合、一酸化炭素35〜40％、水素
45〜51％、二酸化炭素４〜５％、窒素４〜９％の組成を
もち、通常1000〜2000ppmの水を含んでいる。また、製
鉄所や製油所あるいは石油化学工場で副生する一酸化炭
素も、同様に、混合ガスとして得られる。
45〜51％、二酸化炭素４〜５％、窒素４〜９％の組成を
もち、通常1000〜2000ppmの水を含んでいる。また、製
鉄所や製油所あるいは石油化学工場で副生する一酸化炭
素も、同様に、混合ガスとして得られる。
これらの一酸化炭素を合成化学原料として用いるために
は、混合ガスから一酸化炭素を分離することが必要であ
る。
は、混合ガスから一酸化炭素を分離することが必要であ
る。
一方、水素も化学工業における重要な原料であり、前述
の各種混合ガスあるいは、石油化学工場の廃ガス、たと
えば、炭化水素の脱水素工程の廃ガスから分離される
が、少量の一酸化炭素を含有することが多い。この一酸
化炭素は、水素を用いる反応の触媒に対して触媒毒とな
るので、分離除去する必要がある。また、これらの廃ガ
ス中には、少量の水が含まれるのが常である。
の各種混合ガスあるいは、石油化学工場の廃ガス、たと
えば、炭化水素の脱水素工程の廃ガスから分離される
が、少量の一酸化炭素を含有することが多い。この一酸
化炭素は、水素を用いる反応の触媒に対して触媒毒とな
るので、分離除去する必要がある。また、これらの廃ガ
ス中には、少量の水が含まれるのが常である。
混合ガスから一酸化炭素を分離除去するには、通常、液
体吸収剤が用いられる。
体吸収剤が用いられる。
銅液洗浄法は、ギ酸銅（Ｉ）のアンモニア性水溶液や塩
化銅（Ｉ）の塩酸懸濁液に、混合ガスを室温で150〜200
atmに加圧し吸収させて一酸化炭素を分離除去し、次
に、この銅液を減圧下で加熱することにより一酸化炭素
を放出させて分離し、銅液を再生させる方法であるが、
液体吸収剤取扱い操作の難しさ、装置の腐蝕、溶液損
失、沈殿物生成を防ぐための運転管理の難しさ、ならび
に高圧のため建設費が高いなどの短所を有している。
化銅（Ｉ）の塩酸懸濁液に、混合ガスを室温で150〜200
atmに加圧し吸収させて一酸化炭素を分離除去し、次
に、この銅液を減圧下で加熱することにより一酸化炭素
を放出させて分離し、銅液を再生させる方法であるが、
液体吸収剤取扱い操作の難しさ、装置の腐蝕、溶液損
失、沈殿物生成を防ぐための運転管理の難しさ、ならび
に高圧のため建設費が高いなどの短所を有している。
英国特許第1,318,790号によれば、銅アルミニウム四塩
化物｛Cu（AlCl4）｝のトルエン溶液は、25℃で一酸化
炭素30mol％を含む混合ガスと接触させると、一酸化炭
素を吸収し、これを80℃に加温すると、95％の一酸化炭
素が回収されるという。この吸収液は、混合ガス中に含
まれる水素、二酸化炭素、メタン、窒素および酸素の影
響を受けず、吸収圧力が低いなどの長所を有するが、水
とは不可逆的に反応して吸収能力の劣化および沈殿物の
生成をきたし、塩酸を発生する。工業的に実施するため
には、混合ガス中の水は1ppm以下に厳重に抑制しなけれ
ばならない。従つて、吸収工程の前に、混合ガスの強力
な脱水処理工程が必要となり、厳重な管理が不可欠であ
る。なお、銅アルミニウム四塩化物は、水と強く反応し
て一酸化炭素の吸収能を不可逆的に失うので、たとえ1p
pmの水を含有する混合ガスを接触させた場合でも、混合
ガスの処理量の増加とともに次第に失活量が増大して行
くばかりではなく、水との反応で生成する塩酸によつて
装置腐蝕が進行するという短所を有している。また、こ
の吸収液を用いた場合には、回収した一酸化炭素中にト
ルエン蒸気が混入することが不可避であり、このトルエ
ンを除去する装置が必要であること、および液体吸収剤
を用いるためにプロセス上の制約を受けるなどの短所を
有する。
化物｛Cu（AlCl4）｝のトルエン溶液は、25℃で一酸化
炭素30mol％を含む混合ガスと接触させると、一酸化炭
素を吸収し、これを80℃に加温すると、95％の一酸化炭
素が回収されるという。この吸収液は、混合ガス中に含
まれる水素、二酸化炭素、メタン、窒素および酸素の影
響を受けず、吸収圧力が低いなどの長所を有するが、水
とは不可逆的に反応して吸収能力の劣化および沈殿物の
生成をきたし、塩酸を発生する。工業的に実施するため
には、混合ガス中の水は1ppm以下に厳重に抑制しなけれ
ばならない。従つて、吸収工程の前に、混合ガスの強力
な脱水処理工程が必要となり、厳重な管理が不可欠であ
る。なお、銅アルミニウム四塩化物は、水と強く反応し
て一酸化炭素の吸収能を不可逆的に失うので、たとえ1p
pmの水を含有する混合ガスを接触させた場合でも、混合
ガスの処理量の増加とともに次第に失活量が増大して行
くばかりではなく、水との反応で生成する塩酸によつて
装置腐蝕が進行するという短所を有している。また、こ
の吸収液を用いた場合には、回収した一酸化炭素中にト
ルエン蒸気が混入することが不可避であり、このトルエ
ンを除去する装置が必要であること、および液体吸収剤
を用いるためにプロセス上の制約を受けるなどの短所を
有する。
高純度の一酸化炭素を大量に得る方法として深冷分離法
がある。これは、混合ガスを冷却液化し、−165〜−210
℃の低温で分留する方法であるが、複雑な冷凍・熱回収
システムが必要であり、高級材料を使用するため装置が
高価であり、また動力消費が大きいなどの難点がある。
さらに、混合ガス中に水および二酸化炭素などが含まれ
ていると、低温管システム内での閉塞事故が起きるの
で、前処理設備で水を1ppm以下にしておく必要がある。
がある。これは、混合ガスを冷却液化し、−165〜−210
℃の低温で分留する方法であるが、複雑な冷凍・熱回収
システムが必要であり、高級材料を使用するため装置が
高価であり、また動力消費が大きいなどの難点がある。
さらに、混合ガス中に水および二酸化炭素などが含まれ
ていると、低温管システム内での閉塞事故が起きるの
で、前処理設備で水を1ppm以下にしておく必要がある。
本発明は前述の、液体吸収剤を用いる方法や深冷分離法
による一酸化炭素分離技術の短所および難所が解消しう
る混合ガスから一酸化炭素を選択的に分離する新規な吸
着剤を提供しようとするものである。
による一酸化炭素分離技術の短所および難所が解消しう
る混合ガスから一酸化炭素を選択的に分離する新規な吸
着剤を提供しようとするものである。
本発明者らは、一酸化炭素を選択的に吸着する物質を鋭
意探索した結果、アミノ基を有するポリスチレン樹脂と
チオシアン酸銅（Ｉ）とを構成成分とする固体が混合ガ
ス中の一酸化炭素の吸着分離に極めて有効であることを
見出し、本発明の完成に至つた。
意探索した結果、アミノ基を有するポリスチレン樹脂と
チオシアン酸銅（Ｉ）とを構成成分とする固体が混合ガ
ス中の一酸化炭素の吸着分離に極めて有効であることを
見出し、本発明の完成に至つた。
すなわち、本発明は、アミノ基を有するポリスチレン樹
脂とチオシアン酸銅（Ｉ）とを構成成分とすることを特
徴とする、混合ガス中の一酸化炭素の分離に有効な、新
規な吸着剤に関する。
脂とチオシアン酸銅（Ｉ）とを構成成分とすることを特
徴とする、混合ガス中の一酸化炭素の分離に有効な、新
規な吸着剤に関する。
本発明の吸着剤は、アミノ基を有するポリスチレン樹脂
とチオシアン酸銅（Ｉ）とを溶媒中で混合かくはんした
のち、溶媒を減圧、留去などの方法で除くことによつて
得られる。
とチオシアン酸銅（Ｉ）とを溶媒中で混合かくはんした
のち、溶媒を減圧、留去などの方法で除くことによつて
得られる。
該吸着剤の一酸化炭素吸着能の発現はアミノ基を有する
ポリスチレン樹脂とチオシアン酸銅（Ｉ）との組合せに
起因するものであり、比較例に示すとおり、アミノ基を
有するポリスチレン樹脂またはチオシアン酸銅（Ｉ）の
みでは一酸化炭素吸着能は認められない。
ポリスチレン樹脂とチオシアン酸銅（Ｉ）との組合せに
起因するものであり、比較例に示すとおり、アミノ基を
有するポリスチレン樹脂またはチオシアン酸銅（Ｉ）の
みでは一酸化炭素吸着能は認められない。
本発明の吸着剤の構成成分であるアミノ基を有するポリ
スチレン樹脂は、たとえば、スチレンまたはスチレン誘
導体の重合体あるいはスチレンまたはスチレン誘導体と
エチレンまたはエチレン誘導体との共重合体にアミノ基
が直接またはメチレン基、エチレン基などの他の原子団
を介して結合した樹脂である。
スチレン樹脂は、たとえば、スチレンまたはスチレン誘
導体の重合体あるいはスチレンまたはスチレン誘導体と
エチレンまたはエチレン誘導体との共重合体にアミノ基
が直接またはメチレン基、エチレン基などの他の原子団
を介して結合した樹脂である。
一方、本発明の吸着剤の調製に用いられる溶媒は、たと
えば、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジエチル
エーテルなどである。
えば、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジエチル
エーテルなどである。
本発明の吸着剤の組成について述べると、該吸着剤の構
成成分とする樹脂のアミノ基のチオシアン酸銅（Ｉ）に
対するモル比は0.1〜30、好ましくは0.5〜３である。
成成分とする樹脂のアミノ基のチオシアン酸銅（Ｉ）に
対するモル比は0.1〜30、好ましくは0.5〜３である。
本発明の吸着剤は、常温、常圧下で一酸化炭素を迅速に
吸着し、この吸着剤を加温するか、減圧にするか、ある
いは一酸化炭素分圧を下げることにより、吸着された一
酸化炭素を脱着させることができるので、混合ガスから
一酸化炭素を容易に分離することが可能である。
吸着し、この吸着剤を加温するか、減圧にするか、ある
いは一酸化炭素分圧を下げることにより、吸着された一
酸化炭素を脱着させることができるので、混合ガスから
一酸化炭素を容易に分離することが可能である。
次に、本発明を実施例によつてさらに説明する。
実施例１ 本発明の吸着剤を次のように調製した。まず、内容積10
0mlのなす形フラスコ中にチオシアン酸銅（Ｉ）5g（41.
1mmol）、アセトニトリル20mlを入れ、磁気かくはん機
を用いて室温で混合した。次いで、このフラスコ内の混
合物に、5mmHgの減圧下において80℃で10時間の乾燥を
行つた。三菱化成工業（株）製のアミノ基を有するポリ
スチレン樹脂WA20（１、２級アミノ基含有量＞6.3mmol/
g−乾燥樹脂）5gを加え、フラスコを密栓して、フラス
コ内容物を室温で６時間かくはんしたのち、5mmHgの減
圧下において80℃でかくはんしながらアセトニトリルを
十分に留去し、灰緑色の粒状固体を得た。これが一酸化
炭素吸着剤である。
0mlのなす形フラスコ中にチオシアン酸銅（Ｉ）5g（41.
1mmol）、アセトニトリル20mlを入れ、磁気かくはん機
を用いて室温で混合した。次いで、このフラスコ内の混
合物に、5mmHgの減圧下において80℃で10時間の乾燥を
行つた。三菱化成工業（株）製のアミノ基を有するポリ
スチレン樹脂WA20（１、２級アミノ基含有量＞6.3mmol/
g−乾燥樹脂）5gを加え、フラスコを密栓して、フラス
コ内容物を室温で６時間かくはんしたのち、5mmHgの減
圧下において80℃でかくはんしながらアセトニトリルを
十分に留去し、灰緑色の粒状固体を得た。これが一酸化
炭素吸着剤である。
上記の吸着剤5gを内容積100mlのなす形フラスコ中に入
れ、5mmHgの減圧下で排気しながら80℃に１時間保つた
のち、減圧下で室温になるまで放置した。次いで、この
なす形フラスコを１気圧の一酸化炭素3lを入れた容器と
結合し、室温で、一酸化炭素を該吸着剤と接触させ、一
酸化炭素吸着量をガスビユーレツト法により測定した。
れ、5mmHgの減圧下で排気しながら80℃に１時間保つた
のち、減圧下で室温になるまで放置した。次いで、この
なす形フラスコを１気圧の一酸化炭素3lを入れた容器と
結合し、室温で、一酸化炭素を該吸着剤と接触させ、一
酸化炭素吸着量をガスビユーレツト法により測定した。
一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、10分後には3.37
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は4.31mmolに達した。
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は4.31mmolに達した。
次に、真空ポンプを用いて、この一酸化炭素吸着剤の入
つたなす形フラスコ内を、室温において、5mmHgの減圧
下で20分間排気して、吸着された一酸化炭素を脱着させ
たのち、このなす形フラスコを１気圧の一酸化炭素3lを
入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭素を吸着剤と接
触させた。
つたなす形フラスコ内を、室温において、5mmHgの減圧
下で20分間排気して、吸着された一酸化炭素を脱着させ
たのち、このなす形フラスコを１気圧の一酸化炭素3lを
入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭素を吸着剤と接
触させた。
一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、10分後には2.72
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は3.46mmolに達した。
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は3.46mmolに達した。
以後、上記の操作を繰り返しても、一酸化炭素の吸着速
度および吸着量に変化は見られなかった。
度および吸着量に変化は見られなかった。
その後、この一酸化炭素吸着剤の入つたなす形フラスコ
を160mg（8.9mmol）の水を含有する１気圧の窒素ガス
（水の濃度11000ppm）20lを入れた容器と結合し、室温
で、この水を含む窒素ガスを該吸着剤と６時間接触させ
た。次いで、このなす形フラスコを１気圧の一酸化炭素
3lを入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭素を該吸着
剤と接触させた。
を160mg（8.9mmol）の水を含有する１気圧の窒素ガス
（水の濃度11000ppm）20lを入れた容器と結合し、室温
で、この水を含む窒素ガスを該吸着剤と６時間接触させ
た。次いで、このなす形フラスコを１気圧の一酸化炭素
3lを入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭素を該吸着
剤と接触させた。
一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、10分後には2.72
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は3.47mmolに達した。すなわち、一酸化炭素の吸着速
度および吸着量は、吸着剤を11000ppmの水を含有するガ
スと接触させても、ほとんど変化しなかつた。
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は3.47mmolに達した。すなわち、一酸化炭素の吸着速
度および吸着量は、吸着剤を11000ppmの水を含有するガ
スと接触させても、ほとんど変化しなかつた。
実施例２ 実施例１と同様に調製した一酸化炭素吸着剤5gを内容積
100mlのなす形フラスコ中に入れ、5mmHgの減圧下で排気
しながら80℃に１時間保つたのち、減圧下で室温になる
まで放置した。次いで、このなす形フラスコを１気圧の
一酸化炭素3lを入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭
素を該吸着剤と接触させ、一酸化炭素吸着量をガスビユ
ーレット法により測定した。
100mlのなす形フラスコ中に入れ、5mmHgの減圧下で排気
しながら80℃に１時間保つたのち、減圧下で室温になる
まで放置した。次いで、このなす形フラスコを１気圧の
一酸化炭素3lを入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭
素を該吸着剤と接触させ、一酸化炭素吸着量をガスビユ
ーレット法により測定した。
一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、10分後には3.37
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は4.31mmolに達した。
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は4.31mmolに達した。
次に、この吸着剤を１気圧下で80℃に加温し、一酸化炭
素の脱着量をガスビユーレツト法により測定した。一酸
化炭素はすみやかに脱着され、脱着量は10分後に3.89mm
olに達した。脱着ガスをガスクロマトグラフで分析した
結果、脱着ガスは一酸化炭素のみであり、他の成分は検
出されなかつた。
素の脱着量をガスビユーレツト法により測定した。一酸
化炭素はすみやかに脱着され、脱着量は10分後に3.89mm
olに達した。脱着ガスをガスクロマトグラフで分析した
結果、脱着ガスは一酸化炭素のみであり、他の成分は検
出されなかつた。
その後、一酸化炭素を脱着させた吸着剤の入つたなす形
フラスコを、窒素を通じながら放冷したのち、１気圧の
一酸化炭素3lを入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭
素を吸着剤と接触させた。
フラスコを、窒素を通じながら放冷したのち、１気圧の
一酸化炭素3lを入れた容器と結合し、室温で、一酸化炭
素を吸着剤と接触させた。
一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、10分後には3.03
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は3.89mmolに達した。
mmolの一酸化炭素が吸着され、60分後の一酸化炭素吸着
量は3.89mmolに達した。
比較例 実施例１と同様の乾燥を行つた樹脂WA205gを内容積100m
lのなす形フラスコ中に入れ、5mmHgの減圧下で排気しな
がら80℃に１時間保つたのち、減圧下で室温になるまで
放置した。次いで、このなす形フラスコを１気圧の一酸
化炭素3lを入れた容器と結合し、一酸化炭素を該樹脂と
接触させたが、一酸化炭素の吸着は認められなかつた。
lのなす形フラスコ中に入れ、5mmHgの減圧下で排気しな
がら80℃に１時間保つたのち、減圧下で室温になるまで
放置した。次いで、このなす形フラスコを１気圧の一酸
化炭素3lを入れた容器と結合し、一酸化炭素を該樹脂と
接触させたが、一酸化炭素の吸着は認められなかつた。
一方、上記と同様に、一酸化炭素をチオシアン酸銅
（Ｉ）と接触させたが、一酸化炭素の吸着は認められな
かつた。
（Ｉ）と接触させたが、一酸化炭素の吸着は認められな
かつた。
実施例の結果から明らかなように、本発明の吸着剤は、
常温、常圧下で迅速に一酸化炭素を吸着し、簡単な操作
で吸着した一酸化炭素を脱着させることができるので、
混合ガスから一酸化炭素を容易に分離できるし、吸着、
脱着を繰り返しても性能低下のない優れた吸着剤であ
る。
常温、常圧下で迅速に一酸化炭素を吸着し、簡単な操作
で吸着した一酸化炭素を脱着させることができるので、
混合ガスから一酸化炭素を容易に分離できるし、吸着、
脱着を繰り返しても性能低下のない優れた吸着剤であ
る。
また、本発明の一酸化炭素吸着剤は固体であるので、充
填カラム形式、充填塔形式および流動層形式などの装置
を一酸化炭素の吸着および脱着の装置として用いること
ができる。更に水分の存在下でも劣化しない吸着剤であ
る。
填カラム形式、充填塔形式および流動層形式などの装置
を一酸化炭素の吸着および脱着の装置として用いること
ができる。更に水分の存在下でも劣化しない吸着剤であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】アミノ基を有するポリスチレン樹脂とチオ
シアン酸銅（Ｉ）とを構成成分とすることを特徴とする
一酸化炭素吸着剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146232A JPH0716605B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 一酸化炭素吸着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146232A JPH0716605B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 一酸化炭素吸着剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634846A JPS634846A (ja) | 1988-01-09 |
| JPH0716605B2 true JPH0716605B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=15403094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61146232A Expired - Lifetime JPH0716605B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 一酸化炭素吸着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716605B2 (ja) |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP61146232A patent/JPH0716605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS634846A (ja) | 1988-01-09 |
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