JPH07265635A - 比較的吸着力の強い成分を供給材料ガス混合物の比較的吸着力の弱い成分から選択的に分離する方法 - Google Patents
比較的吸着力の強い成分を供給材料ガス混合物の比較的吸着力の弱い成分から選択的に分離する方法Info
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- JPH07265635A JPH07265635A JP7031726A JP3172695A JPH07265635A JP H07265635 A JPH07265635 A JP H07265635A JP 7031726 A JP7031726 A JP 7031726A JP 3172695 A JP3172695 A JP 3172695A JP H07265635 A JPH07265635 A JP H07265635A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 より高い酸素回収率と、単位酸素生産当りの
より低い吸着剤要求量で行える真空変動吸着法による空
気からのＯ２の生産。 【構成】 供給材料ガス混合物を、比較的吸着力の強い
成分と、比較的吸着力の低い成分とに、前記比較的吸着
力の強い成分に対し選択性を有する吸着剤を含む複数の
吸着床で、その床の間の製品端と製品端の圧力均衡化
を、並流周囲ならびに高圧供給材料再加圧と、製品とパ
ージ用ガスの同時生産と、圧力均衡化ガスの並流減圧と
向流減圧を同時に用いる再加圧により分離する方法であ
る。酸素製品は空気から本方法を用い、高い回収率で回
収できることを特徴とする。
より低い吸着剤要求量で行える真空変動吸着法による空
気からのＯ２の生産。 【構成】 供給材料ガス混合物を、比較的吸着力の強い
成分と、比較的吸着力の低い成分とに、前記比較的吸着
力の強い成分に対し選択性を有する吸着剤を含む複数の
吸着床で、その床の間の製品端と製品端の圧力均衡化
を、並流周囲ならびに高圧供給材料再加圧と、製品とパ
ージ用ガスの同時生産と、圧力均衡化ガスの並流減圧と
向流減圧を同時に用いる再加圧により分離する方法であ
る。酸素製品は空気から本方法を用い、高い回収率で回
収できることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス混合物中の比較的吸
着力の強い成分を比較的吸着力の弱い成分からほぼ供給
圧力で前記比較的吸着力の弱い成分の高い回収率をもっ
て分離させる圧力変動吸着法に関する。
着力の強い成分を比較的吸着力の弱い成分からほぼ供給
圧力で前記比較的吸着力の弱い成分の高い回収率をもっ
て分離させる圧力変動吸着法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸素は産業用ガス業界では商品薬品とな
っている。それには、廃水処理、ガラス溶融炉や製鋼業
を含む多数の用途がある。酸素生産の最も普通の方法の
１つは空気の極低温蒸留によるものである。しかし、こ
の技術は小型の酸素工場（１日当り酸素１００トン以
下）によっては競争力がない。市場では安い資本経費と
エネルギー経費で吸着ガス分離による酸素生産の要望が
ある。
っている。それには、廃水処理、ガラス溶融炉や製鋼業
を含む多数の用途がある。酸素生産の最も普通の方法の
１つは空気の極低温蒸留によるものである。しかし、こ
の技術は小型の酸素工場（１日当り酸素１００トン以
下）によっては競争力がない。市場では安い資本経費と
エネルギー経費で吸着ガス分離による酸素生産の要望が
ある。
【０００３】吸着法は業界では広汎に利用され、小型の
酸素工場（１日当り酸素１００トン以下）でも空気から
酸素を生産している。これらの製法には２つの主なる範
疇がある。すなわち、圧力変動吸着法（ＰＳＡ）と真空
変動吸着法（ＶＳＡ）の２つである。前記圧力変動吸着
法は吸着（供給原料）工程を周囲温度よりずっと高い温
度で、また吸着剤の再生を周囲温度に接近した温度行
う。吸着剤床は２次工程例えば圧力均衡化、減圧、ブロ
ーダウンおよびパージもしくはこれらの様々の組合せを
作業周期中に通る。
酸素工場（１日当り酸素１００トン以下）でも空気から
酸素を生産している。これらの製法には２つの主なる範
疇がある。すなわち、圧力変動吸着法（ＰＳＡ）と真空
変動吸着法（ＶＳＡ）の２つである。前記圧力変動吸着
法は吸着（供給原料）工程を周囲温度よりずっと高い温
度で、また吸着剤の再生を周囲温度に接近した温度行
う。吸着剤床は２次工程例えば圧力均衡化、減圧、ブロ
ーダウンおよびパージもしくはこれらの様々の組合せを
作業周期中に通る。
【０００４】これらの工程はともすればエネルギー集約
型となりがちで、１日当り酸素４０トン以下生産の比較
的小さい酸素工場に一層適している。Ｏ２ＰＳＡ法の部
分集中が急速圧力変動吸着（ＲＰＳＡ）法である。その
名称が暗示するように、この方法はＰＳＡ法と同様の工
程を必要とするが、これらの工程を極めて急速に行う。
ここでも、この方法がともすればエネルギー集約型とな
りがちで、Ｏ２ＰＳＡの場合よりも更に小さい酸素工場
に適している。
型となりがちで、１日当り酸素４０トン以下生産の比較
的小さい酸素工場に一層適している。Ｏ２ＰＳＡ法の部
分集中が急速圧力変動吸着（ＲＰＳＡ）法である。その
名称が暗示するように、この方法はＰＳＡ法と同様の工
程を必要とするが、これらの工程を極めて急速に行う。
ここでも、この方法がともすればエネルギー集約型とな
りがちで、Ｏ２ＰＳＡの場合よりも更に小さい酸素工場
に適している。
【０００５】ＰＳＡ法における高エネルギー消費の主な
理由は：（１）これらの方法からのＯ２回収率が低いこ
とと、（２）全供給材料流れを吸着圧力まで圧縮する必
要があることである。これらの効率の悪さは真空吸着
（ＶＳＡ）法でいくぶん克服できる。これらの方法で
は、吸着を周囲圧力を上回る圧力で行い、また吸着剤再
生を部分真空レベルで行う。吸着剤床は酸素回収率の増
加と、生成ガス１単位当りの吸着剤残留量の減少を主目
的とするいくつかの２次工程を通る。
理由は：（１）これらの方法からのＯ２回収率が低いこ
とと、（２）全供給材料流れを吸着圧力まで圧縮する必
要があることである。これらの効率の悪さは真空吸着
（ＶＳＡ）法でいくぶん克服できる。これらの方法で
は、吸着を周囲圧力を上回る圧力で行い、また吸着剤再
生を部分真空レベルで行う。吸着剤床は酸素回収率の増
加と、生成ガス１単位当りの吸着剤残留量の減少を主目
的とするいくつかの２次工程を通る。
【０００６】米国特許第４，９１７，７１０号は生成物
貯蔵槽を用いる２床Ｏ２ＶＳＡ法を記述している。加工
作業周期工程は：吸着、並流減圧、同時並流減圧と排
気、排気、生成物による真空パージ、並流減圧工程で得
られるガスによる真空パージ、同時圧力均衡化と製品再
加圧ならびに同時供給材料と製品の再加圧である。製品
再加圧と製品パージ用のガスを前記製品貯蔵槽から得
る。圧力均衡化用のガスを前記床から同時並流減圧と排
気工程で得る。
貯蔵槽を用いる２床Ｏ２ＶＳＡ法を記述している。加工
作業周期工程は：吸着、並流減圧、同時並流減圧と排
気、排気、生成物による真空パージ、並流減圧工程で得
られるガスによる真空パージ、同時圧力均衡化と製品再
加圧ならびに同時供給材料と製品の再加圧である。製品
再加圧と製品パージ用のガスを前記製品貯蔵槽から得
る。圧力均衡化用のガスを前記床から同時並流減圧と排
気工程で得る。
【０００７】米国特許第４，７８１，７３５号は次の工
程を用いる３床Ｏ２ＶＳＡ法を記述している：すなわ
ち、吸着、供給材料から供給材料もしくは二端圧均衡
化、並流減圧、排気、並流減圧工程で得られるガスによ
る真空パージ、供給工程での吸着剤床からの生成物再加
圧、同時供給材料再加圧ならびに供給材料から供給材料
もしくは二端圧均衡化である。
程を用いる３床Ｏ２ＶＳＡ法を記述している：すなわ
ち、吸着、供給材料から供給材料もしくは二端圧均衡
化、並流減圧、排気、並流減圧工程で得られるガスによ
る真空パージ、供給工程での吸着剤床からの生成物再加
圧、同時供給材料再加圧ならびに供給材料から供給材料
もしくは二端圧均衡化である。
【０００８】ヨーロッパ特許出願第０３５４２５９号は
２床式Ｏ２ＶＳＡ法の様々な選択を略述している；すん
わち、吸着、並流減圧、排気、並流減圧工程で得られる
ガスを用いる圧力均衡化と供給材料再加圧である。選択
は吸着工程で床からの製品ガスによる真空パージを含
む。
２床式Ｏ２ＶＳＡ法の様々な選択を略述している；すん
わち、吸着、並流減圧、排気、並流減圧工程で得られる
ガスを用いる圧力均衡化と供給材料再加圧である。選択
は吸着工程で床からの製品ガスによる真空パージを含
む。
【０００９】米国特許第５，０１５，２７１号は次の工
程を用いるＯ２ＶＳＡ法を記述している：すなわち、吸
着、同時並流減圧と向流排気、あるいは送り、向流排
気、同時製品から製品圧力均衡化と供給材料再加圧、あ
るいは真空パージ、同時供給材料と製品再加圧と供給材
料再加圧である。
程を用いるＯ２ＶＳＡ法を記述している：すなわち、吸
着、同時並流減圧と向流排気、あるいは送り、向流排
気、同時製品から製品圧力均衡化と供給材料再加圧、あ
るいは真空パージ、同時供給材料と製品再加圧と供給材
料再加圧である。
【００１０】米国特許第５，１２２，１６４号は次の工
程を用いるＯ２ＶＳＡ法を記述している：すなわち、吸
着、同時並流減圧と向流排気、向流排気、真空パージ、
並流減圧と製品再加圧を受ける床からのガスを用いる圧
力均衡化である。
程を用いるＯ２ＶＳＡ法を記述している：すなわち、吸
着、同時並流減圧と向流排気、向流排気、真空パージ、
並流減圧と製品再加圧を受ける床からのガスを用いる圧
力均衡化である。
【００１１】米国特許第５，２２３，００４号は次の工
程を用いるＯ２ＶＳＡ法を記述している：すなわち、吸
着、同時並流減圧と向流排気、向流排気、パージ、生成
物を用いる再加圧と別床からのガスを用いる並流減圧
と、製品および供給材料を用いる再加圧である。
程を用いるＯ２ＶＳＡ法を記述している：すなわち、吸
着、同時並流減圧と向流排気、向流排気、パージ、生成
物を用いる再加圧と別床からのガスを用いる並流減圧
と、製品および供給材料を用いる再加圧である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】先行技術にかかわら
ず、現在の方法より酸素回収率の更に高く（すなわち、
エネルギー費用の更に安い）また酸素生産単位当りの吸
着剤要求量の更に少いＯ２ＶＳＡ法に対する要望がなお
存在する。
ず、現在の方法より酸素回収率の更に高く（すなわち、
エネルギー費用の更に安い）また酸素生産単位当りの吸
着剤要求量の更に少いＯ２ＶＳＡ法に対する要望がなお
存在する。
【００１３】本発明の目的は空気から酸素を現在のＯ２
ＶＳＡ法より更に高い酸素の回収率と酸素製品の単位当
り吸着剤要求量より更に少い要求量で生産する真空変動
酸素吸着（ＶＳＡ）法を提供することである。
ＶＳＡ法より更に高い酸素の回収率と酸素製品の単位当
り吸着剤要求量より更に少い要求量で生産する真空変動
酸素吸着（ＶＳＡ）法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は比較的強力に吸
着できる成分を供給材料ガス混合物の比較的吸着性の弱
い成分から前記更に強力な吸着性の成分を選択できる吸
着剤を含む複数の吸着床で選択的に分離する方法であっ
て、 (a) 前記更に強力な吸着性成分と、比較的吸着性の弱い
成分を含む供給材料ガス混合物を、前記更に強力な吸着
性成分に対し選択性のある吸着剤を含み、前記更に強力
な吸着性成分を前記吸着剤に吸着する第１の吸着床の入
口に高圧で導入し、前記比較的吸着力の弱い成分が製品
として、また工程（ｄ）のパージを受ける前記複数の吸
着床の規定の１床のパージガスの供給源として未吸着の
前記第１の床を通過する間、前記更に強力な吸着性成分
を吸着させ、前記更に強力な吸着性成分の吸着前端が前
記第１の床の出口に接近し、前記供給材料ガス混合物の
導入を終結させるまで継続する工程と； (b) 前記供給材料ガス混合物の導入の終結につづき、前
記第１の床を並流させてより低い圧力に減圧して並流減
圧ガスを前記第１の床から除去し、前記並流減圧ガスを
前記複数の吸着床の規定の１床の出口に工程（ｅ）の再
加圧を受ける更に弱い圧力で通し、前記２つの床を部分
的に圧力均衡化させる一方、前記第１床を真空の供給源
との接続により向流させて減圧させる工程と； (c) 前記第１床を真空条件の下で向流させて排気して前
記更に強力な吸着性成分を除去する工程と； (d) 前記第１床を工程（ａ）を受ける前記複数の吸着床
の規定の１床からの比較的吸着性の弱い成分の一部分で
向流パージして、追加の更に強力な吸着成分を前記第１
床から除去する工程と； (e) 前記第１床を周囲圧力と高圧供給材料ガス混合物
と、前記工程（ｂ）の向流減圧を受ける前記複数の吸着
床の規定の１床からの並流減圧で再加圧する工程と； (f) 前記第１床を高圧供給材料ガス混合物で更に再加圧
する工程と； (g) 工程（ａ）乃至（ｆ）を前記複数の吸着床の各々で
同調順序で実施する工程と；からなる。
着できる成分を供給材料ガス混合物の比較的吸着性の弱
い成分から前記更に強力な吸着性の成分を選択できる吸
着剤を含む複数の吸着床で選択的に分離する方法であっ
て、 (a) 前記更に強力な吸着性成分と、比較的吸着性の弱い
成分を含む供給材料ガス混合物を、前記更に強力な吸着
性成分に対し選択性のある吸着剤を含み、前記更に強力
な吸着性成分を前記吸着剤に吸着する第１の吸着床の入
口に高圧で導入し、前記比較的吸着力の弱い成分が製品
として、また工程（ｄ）のパージを受ける前記複数の吸
着床の規定の１床のパージガスの供給源として未吸着の
前記第１の床を通過する間、前記更に強力な吸着性成分
を吸着させ、前記更に強力な吸着性成分の吸着前端が前
記第１の床の出口に接近し、前記供給材料ガス混合物の
導入を終結させるまで継続する工程と； (b) 前記供給材料ガス混合物の導入の終結につづき、前
記第１の床を並流させてより低い圧力に減圧して並流減
圧ガスを前記第１の床から除去し、前記並流減圧ガスを
前記複数の吸着床の規定の１床の出口に工程（ｅ）の再
加圧を受ける更に弱い圧力で通し、前記２つの床を部分
的に圧力均衡化させる一方、前記第１床を真空の供給源
との接続により向流させて減圧させる工程と； (c) 前記第１床を真空条件の下で向流させて排気して前
記更に強力な吸着性成分を除去する工程と； (d) 前記第１床を工程（ａ）を受ける前記複数の吸着床
の規定の１床からの比較的吸着性の弱い成分の一部分で
向流パージして、追加の更に強力な吸着成分を前記第１
床から除去する工程と； (e) 前記第１床を周囲圧力と高圧供給材料ガス混合物
と、前記工程（ｂ）の向流減圧を受ける前記複数の吸着
床の規定の１床からの並流減圧で再加圧する工程と； (f) 前記第１床を高圧供給材料ガス混合物で更に再加圧
する工程と； (g) 工程（ａ）乃至（ｆ）を前記複数の吸着床の各々で
同調順序で実施する工程と；からなる。
【００１５】なるべくなら、前記第１床を工程（ｆ）
で、周囲圧力供給材料ガス混合物と高圧供給材料ガス混
合物を用いて再加圧することが好ましい。
で、周囲圧力供給材料ガス混合物と高圧供給材料ガス混
合物を用いて再加圧することが好ましい。
【００１６】また、なるべくなら、前記第１床を工程
（ｆ）で先ず供給材料ガス混合物、その後、比較的吸着
力の弱い成分を用いて再加圧することである。
（ｆ）で先ず供給材料ガス混合物、その後、比較的吸着
力の弱い成分を用いて再加圧することである。
【００１７】別の例として、前記床を工程（ｆ）で先ず
比較的吸着力の弱い成分で、その後、供給材料ガス混合
物を用いて再加圧することが好ましい。
比較的吸着力の弱い成分で、その後、供給材料ガス混合
物を用いて再加圧することが好ましい。
【００１８】更に別の例として、前記床を比較的吸着力
の弱い成分と供給材料ガス混合物を同時に用いて再加圧
する。
の弱い成分と供給材料ガス混合物を同時に用いて再加圧
する。
【００１９】なるべくなら、前記供給材料ガスは空気で
あり、前記更に強力に吸着できる成分が窒素であり、ま
た前記比較的吸着力の弱い成分が酸素であることが好ま
しい。
あり、前記更に強力に吸着できる成分が窒素であり、ま
た前記比較的吸着力の弱い成分が酸素であることが好ま
しい。
【００２０】更に別の例として、前記方法を２床で実施
することである。
することである。
【００２１】なるべくなら、工程（ｂ）の圧力均衡化を
行って、前記工程（ｂ）の圧力均衡化で使用する前記２
床の圧力を完全に均衡化することが好ましい。
行って、前記工程（ｂ）の圧力均衡化で使用する前記２
床の圧力を完全に均衡化することが好ましい。
【００２２】本発明は更に、窒素に対し選択性を有する
吸着剤を含む２つの吸着床で空気中の酸素から窒素を選
択的に分離する方法であって、 (a) 供給材料空気を、窒素に対する選択性を有する吸着
剤を含む第１の吸着床の入口に高圧で導入し製品とし
て、また工程（ｄ）のパージを受ける第２の床のパージ
ガスの供給源として未吸着の前記第１の床を通過する
間、また窒素の吸着前端が前記第１の床の出口に接近す
るまで窒素を吸着剤に吸着させ、前記第１の床への空気
の導入を終結させる工程と； (b) 前記空気の前記第１の床への導入の終結に続き、前
記第１床を並流に減圧して並流減圧ガスを前記第１床か
ら除去し、また前記並流減圧ガスを前記第２の床の出口
に工程（ｅ）の再加圧をうける低圧で通して、前記第１
と前記第２の床を少くとも部分的に圧力均衡化する一
方、前記第１床を真空の供給源に接続することで向流減
圧する工程と； (c) 前記第１床を真空条件の下で向流排気して窒素を前
記第１床から除去する工程と； (d) 前記第１床を工程（ａ）を受ける第２の床からの酸
素を用いて向流パージして追加の窒素を前記第１床から
除去する工程と； (e) 前記第１床を周囲空気、高圧供給材料空気と、前記
第２床からの向流減圧ガスを用い、工程（ｂ）の並流減
圧をうけるより高い圧力で再加圧する工程と； (f) 前記第１床を高圧供給材料空気で更に再加圧する工
程と； (g) 工程（ａ）乃至（ｆ）を前記２つの吸着床の各々で
同調順序にして実施する工程と；からなることを特徴と
する。
吸着剤を含む２つの吸着床で空気中の酸素から窒素を選
択的に分離する方法であって、 (a) 供給材料空気を、窒素に対する選択性を有する吸着
剤を含む第１の吸着床の入口に高圧で導入し製品とし
て、また工程（ｄ）のパージを受ける第２の床のパージ
ガスの供給源として未吸着の前記第１の床を通過する
間、また窒素の吸着前端が前記第１の床の出口に接近す
るまで窒素を吸着剤に吸着させ、前記第１の床への空気
の導入を終結させる工程と； (b) 前記空気の前記第１の床への導入の終結に続き、前
記第１床を並流に減圧して並流減圧ガスを前記第１床か
ら除去し、また前記並流減圧ガスを前記第２の床の出口
に工程（ｅ）の再加圧をうける低圧で通して、前記第１
と前記第２の床を少くとも部分的に圧力均衡化する一
方、前記第１床を真空の供給源に接続することで向流減
圧する工程と； (c) 前記第１床を真空条件の下で向流排気して窒素を前
記第１床から除去する工程と； (d) 前記第１床を工程（ａ）を受ける第２の床からの酸
素を用いて向流パージして追加の窒素を前記第１床から
除去する工程と； (e) 前記第１床を周囲空気、高圧供給材料空気と、前記
第２床からの向流減圧ガスを用い、工程（ｂ）の並流減
圧をうけるより高い圧力で再加圧する工程と； (f) 前記第１床を高圧供給材料空気で更に再加圧する工
程と； (g) 工程（ａ）乃至（ｆ）を前記２つの吸着床の各々で
同調順序にして実施する工程と；からなることを特徴と
する。
【００２３】なるべくなら、前記第１床を工程（ｆ）で
周囲圧空気と高圧供給材料空気を用いて再加圧すること
が好ましい。
周囲圧空気と高圧供給材料空気を用いて再加圧すること
が好ましい。
【００２４】またなるべくなら、前記供給材料空気の圧
力をほぼ１５乃至３０ｐｓｉａにすることが好ましい。
力をほぼ１５乃至３０ｐｓｉａにすることが好ましい。
【００２５】更に好ましくは、前記供給材料空気の圧力
をほぼ１５乃至２４ｐｓｉａにすることである。
をほぼ１５乃至２４ｐｓｉａにすることである。
【００２６】
【作用】好ましい実施例に基づいて本発明の作用を記述
する。
する。
【００２７】前記好ましい実施例は次の工程： 1.生成物とパージ用ガス提供の吸着（Ａ）の工程と； 2.圧力均衡化ガス提供の並流減圧（ＤＰ）と向流排気の
同時開始の工程と； 3.向流排気（ＤＥＳ）工程と； 4.（Ａ）からの製品を用いる向流パージ（ＰＵ）工程
と； 5.（ＤＰ）からの並流減圧ガスを用いる圧力均衡化と、
周囲圧力供給材料ガスと高圧供給材料ガスを用いる再加
圧の工程と； 6.高圧供給材料ガスを用いる供給材料再加圧（ＰＲ）ま
たは周囲圧供給材料ガスとの組合せ工程と；で行われ
る。
同時開始の工程と； 3.向流排気（ＤＥＳ）工程と； 4.（Ａ）からの製品を用いる向流パージ（ＰＵ）工程
と； 5.（ＤＰ）からの並流減圧ガスを用いる圧力均衡化と、
周囲圧力供給材料ガスと高圧供給材料ガスを用いる再加
圧の工程と； 6.高圧供給材料ガスを用いる供給材料再加圧（ＰＲ）ま
たは周囲圧供給材料ガスとの組合せ工程と；で行われ
る。
【００２８】この選択の作業周期チャートを表１に略述
する。
する。
【００２９】
【表１】 Ａ−製品（供給材料ガス混合物）生産の吸着工程。 ＊−吸着が製品とパージ用ガスを生産する。 ＤＰ−圧力均衡化ガス生産の並流減圧と、同時に行う向
流排気。 ＤＥＳ−向流排気。 ＰＵ−製品を用いる向流真空パージ。 ＰＥ−向流減圧ガスを用いる圧力均衡化と、周囲ガスと
高圧供給材料ガス混合物を用いる再加圧。 ＢＰ−高圧供給材料ガス混合物、あるいは周囲空気を任
意に用いる再加圧。 Amb/feed−周囲供給材料ガス混合物と高圧供給材料ガス
混合物。 Feed−高圧供給材料ガス混合物と、床中の圧力が適当で
ある場合は、周囲供給材料ガス混合物も十分である。
流排気。 ＤＥＳ−向流排気。 ＰＵ−製品を用いる向流真空パージ。 ＰＥ−向流減圧ガスを用いる圧力均衡化と、周囲ガスと
高圧供給材料ガス混合物を用いる再加圧。 ＢＰ−高圧供給材料ガス混合物、あるいは周囲空気を任
意に用いる再加圧。 Amb/feed−周囲供給材料ガス混合物と高圧供給材料ガス
混合物。 Feed−高圧供給材料ガス混合物と、床中の圧力が適当で
ある場合は、周囲供給材料ガス混合物も十分である。
【００３０】前記好ましい実施例の作業工程をここで詳
細に述べる： 1.吸着工程（Ａ）で次の工程からなる： a.１５乃至３０ｐｓｉａの圧力と、０乃至１５０°Ｆ
（約−１７．７℃乃至６ ５．６℃）の温度にした
大気を例とする高圧供給材料ガス混合物を空気か
ら水、二酸化炭素と窒素を選択的に吸着できる１つ以上
の吸着剤を充填し た床に通して流す工程と； b.Ｏ２製品からなる流出ガス流れを送り圧力で引出す工
程。この流れの一部を工程４の床のパージ用ガスとして
用い、残部が酸素製品を構成する。
細に述べる： 1.吸着工程（Ａ）で次の工程からなる： a.１５乃至３０ｐｓｉａの圧力と、０乃至１５０°Ｆ
（約−１７．７℃乃至６ ５．６℃）の温度にした
大気を例とする高圧供給材料ガス混合物を空気か
ら水、二酸化炭素と窒素を選択的に吸着できる１つ以上
の吸着剤を充填し た床に通して流す工程と； b.Ｏ２製品からなる流出ガス流れを送り圧力で引出す工
程。この流れの一部を工程４の床のパージ用ガスとして
用い、残部が酸素製品を構成する。
【００３１】c.工程１（ａ）と１（ｂ）を予め決めた作
業時間の間あるいは、前記流出ガス流れの窒素不純物の
濃度が設定限度に達するまで継続する工程。前記床をこ
こで“古床”と称する。それは供給材料ガスから窒素を
除去するその能力を使い果たしたからである。
業時間の間あるいは、前記流出ガス流れの窒素不純物の
濃度が設定限度に達するまで継続する工程。前記床をこ
こで“古床”と称する。それは供給材料ガスから窒素を
除去するその能力を使い果たしたからである。
【００３２】2.並流減圧工程（ＤＰ）で次の工程からな
る： a.前記古床を通る供給材料流れを中断して、前記供給材
料をもう１つのＶＳＡ床に移動させる工程と； b.前記古ＶＳＡ床の圧力を吸着圧レベルから、この床の
製品端を前記ＶＳＡ床の製品端と、前記古ＶＳＡ床の向
流排気を同時に開始する間に、作業周期の工程５で接続
することでほぼ“中間”レベル（７．７乃至２５ｐｓｉ
ａ）の減圧させる工程と； c.上記工程を、前記古ＶＳＡ床の圧力が前記予め決めた
中間圧力レベルに達した時に中断させる工程と；であ
る。
る： a.前記古床を通る供給材料流れを中断して、前記供給材
料をもう１つのＶＳＡ床に移動させる工程と； b.前記古ＶＳＡ床の圧力を吸着圧レベルから、この床の
製品端を前記ＶＳＡ床の製品端と、前記古ＶＳＡ床の向
流排気を同時に開始する間に、作業周期の工程５で接続
することでほぼ“中間”レベル（７．７乃至２５ｐｓｉ
ａ）の減圧させる工程と； c.上記工程を、前記古ＶＳＡ床の圧力が前記予め決めた
中間圧力レベルに達した時に中断させる工程と；であ
る。
【００３３】3.向流排気工程（ＤＥＳ）で次の工程から
なる： a.前記古床の圧力を前記古ＶＳＡ床の供給材料端を真空
の供給源例えば真空ポンプと接続することで比較的低い
レベルから“最低”レベル（１．０乃至１０ｐｓｉａ）
に更に減圧する工程と； b.前記工程を前記ＶＳＡ床の圧力が予め決めた最低圧レ
ベルに達するまで継続する工程と；である。
なる： a.前記古床の圧力を前記古ＶＳＡ床の供給材料端を真空
の供給源例えば真空ポンプと接続することで比較的低い
レベルから“最低”レベル（１．０乃至１０ｐｓｉａ）
に更に減圧する工程と； b.前記工程を前記ＶＳＡ床の圧力が予め決めた最低圧レ
ベルに達するまで継続する工程と；である。
【００３４】4.向流パージ工程（Ｐ４）で次の工程から
なる： a.前記ＶＳＡ床を供給材料端から排気する工程と； b.この床の生成物端をもう１つのＶＳＡ床とその作業周
期の工程１で接続する工程。別の例として、パージ用ガ
スは製品サージングタンクからこのようなタンク使用の
場合に入手できる。
なる： a.前記ＶＳＡ床を供給材料端から排気する工程と； b.この床の生成物端をもう１つのＶＳＡ床とその作業周
期の工程１で接続する工程。別の例として、パージ用ガ
スは製品サージングタンクからこのようなタンク使用の
場合に入手できる。
【００３５】c.前記工程をこの床の圧力が“低”レベル
（１乃至１２ｐｓｉａ）に達するまで継続する工程と：
である。
（１乃至１２ｐｓｉａ）に達するまで継続する工程と：
である。
【００３６】5.圧力均衡化工程（ＰＥ）で次の工程から
なる： a.前記床の排気を中断し、もう１つのＶＳＡ床の排気を
始動させる工程。この床を“再生床”と称する。それは
空気からのＮ２、Ｈ２ＯとＣＯ２のような更に強力な吸
着成分除去のその能力が回復されたからである。
なる： a.前記床の排気を中断し、もう１つのＶＳＡ床の排気を
始動させる工程。この床を“再生床”と称する。それは
空気からのＮ２、Ｈ２ＯとＣＯ２のような更に強力な吸
着成分除去のその能力が回復されたからである。
【００３７】b.前記再生床の製品端を前記床の製品端を
その作業周期の工程２で接続し、前記床の供給材料端を
周囲圧力供給材料ガス混合物と高圧供給材料ガス混合物
と接続する工程と； c.前記工程を予め決めた時間の間、あるいは前記再生床
の圧力が前記予め決めた比較的低いレベルに達するまで
継続する工程。工程５のＰＥの端で、前記２床の圧力は
ずっと接近し、前記２床の圧力差が一般に２ｐｓｉａ以
下でなるべくなら１ｐｓｉａ以下が好ましい。
その作業周期の工程２で接続し、前記床の供給材料端を
周囲圧力供給材料ガス混合物と高圧供給材料ガス混合物
と接続する工程と； c.前記工程を予め決めた時間の間、あるいは前記再生床
の圧力が前記予め決めた比較的低いレベルに達するまで
継続する工程。工程５のＰＥの端で、前記２床の圧力は
ずっと接近し、前記２床の圧力差が一般に２ｐｓｉａ以
下でなるべくなら１ｐｓｉａ以下が好ましい。
【００３８】6.再加圧工程。次の工程からなる： a.再生床の圧力均衡化を中断させる工程。
【００３９】A.再加圧工程（ＢＰ）で次の工程からな
る： i)圧力均衡化再生床の供給材料端を高圧供給材料ガス混
合物と接続する工程を周囲圧力供給材料ガス混合物との
接触もできないことはない。
る： i)圧力均衡化再生床の供給材料端を高圧供給材料ガス混
合物と接続する工程を周囲圧力供給材料ガス混合物との
接触もできないことはない。
【００４０】ii)上記の工程を、前記再生床の圧力が予
め決めた吸着圧力に接近するが等しくなるまで継続す
る。あるいは、 B.生成物と供給原料の同時再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲ
Ｐ）で次の工程からなる： i)前記再生床の製品端を製品溜めと接続させ、前記再生
床の供給材料端を供給材料ブロアーに開放する工程で、
周囲圧力供給材料ガス混合物にも開放できないこともな
い。
め決めた吸着圧力に接近するが等しくなるまで継続す
る。あるいは、 B.生成物と供給原料の同時再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲ
Ｐ）で次の工程からなる： i)前記再生床の製品端を製品溜めと接続させ、前記再生
床の供給材料端を供給材料ブロアーに開放する工程で、
周囲圧力供給材料ガス混合物にも開放できないこともな
い。
【００４１】ii)上記工程を前記再生床の圧力が予め決
めた吸着圧に等しくなるまで継続する工程；あるいは、 C.製品と供給材料の逐次再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲＰ）
で次の工程からなる： i)前記再生床の製品端を製品溜めに接続させる工程と； ii)前記製品再加圧を中断させ、前記再生床の供給材料
端を前記供給材料ブロアーに対し開放する工程で、周囲
圧供給材料ガス混合物にも開放できないこともない。
めた吸着圧に等しくなるまで継続する工程；あるいは、 C.製品と供給材料の逐次再加圧工程（ＰＲＰ／ＦＲＰ）
で次の工程からなる： i)前記再生床の製品端を製品溜めに接続させる工程と； ii)前記製品再加圧を中断させ、前記再生床の供給材料
端を前記供給材料ブロアーに対し開放する工程で、周囲
圧供給材料ガス混合物にも開放できないこともない。
【００４２】iii)上記工程を、前記再生床の圧力が予め
決めた吸着圧に等しくなるまで継続する工程と：であ
る。
決めた吸着圧に等しくなるまで継続する工程と：であ
る。
【００４３】D.供給材料と生成物の逐次再加圧工程で次
の工程からなる： i)前記再生圧平衡化床の供給材料端を前記供給材料ブロ
アーに接続する工程で、周囲圧供給材料ガス混合物にも
接続できないこともない。
の工程からなる： i)前記再生圧平衡化床の供給材料端を前記供給材料ブロ
アーに接続する工程で、周囲圧供給材料ガス混合物にも
接続できないこともない。
【００４４】ii)前記供給材料再加圧工程を、前記再生
床が前記吸着圧よりも低い予め決めた圧力レベルに達す
るまで継続する工程と； iii)前記供給材料再加圧工程を中断させて、前記再生床
の製品端を製品溜めに接続する工程と； iv)上記の工程を、前記再生床の圧力が予め決めた圧力
に等しくなるまで継続する工程と；である。
床が前記吸着圧よりも低い予め決めた圧力レベルに達す
るまで継続する工程と； iii)前記供給材料再加圧工程を中断させて、前記再生床
の製品端を製品溜めに接続する工程と； iv)上記の工程を、前記再生床の圧力が予め決めた圧力
に等しくなるまで継続する工程と；である。
【００４５】前記床はここで工程１（ａ）から出発する
新しい作業周期を受ける準備ができている。
新しい作業周期を受ける準備ができている。
【００４６】
【実施例】フローチャート図とハードウェアは本発明の
作業選択の各々に対してはいくぶん相違する。図１は供
給材料と周囲空気再加圧を用いる第１の好ましい実施例
の略図を示す。表２は典型的サイクルに時間に対応する
弁シーケンスを略説する。図１と表１ならびに２に図示
説明された作業選択の典型的作業条件で前記作業周期の
詳細な説明を下記に示す：供給材料圧（２１ｐｓｉａ）
に供給材料ブロアー１１１により圧縮された周囲空気
は、高圧供給材料ガス混合物からなり、マニホールド１
００と開放弁１を通り、既に吸着圧に加圧されている第
１の床Ａに入る。前記床に、空気からの水、二酸化炭素
と窒素の除去に選択的な吸着剤を充填する。酸素製品を
開放弁８とマニホールド１０４により製品溜め１０９に
引き出す。床Ａにおける酸素生産の後半期中に、製品酸
素の一部分をマニホールド１０６と開放弁６を通し床Ｂ
のパージ用ガスとして除去する。供給材料流を予め決め
た時間後あるいは床Ｂからの流出ガス中の窒素濃度が設
定限度に達するか、あるいは吸着前端が床出口に達する
と直ちに中断させる。床Ａの圧力を弁８の閉鎖と弁７の
開放、ならびに床Ａと床Ｂのマニホールド１０７による
接続とにより低下させる。床Ａを開放弁２とマニホール
ド１０２を経て真空の供給源例えば真空ポンプ１１０に
より同時に排気させる。弁７を閉鎖し、弁２を床Ａが床
Ａで排気レベル圧〜４ｐｓｉａに達するまで開放したま
まにしておく。弁２を予め決めた時間の間、開放しつづ
ける一方、弁６を開放して床Ａをマニホールド１０６を
通し床Ｂからの製品酸素を用い真空パージを行う。弁２
と６をそこで閉鎖し、弁１、５、７を開放して、周囲供
給材料ガス混合物（空気）、高圧供給材料空気と床Ｂの
並流減圧ガス再加圧をマニホールド１０３、１００、１
０７にそれぞれ通す。弁５を床Ａの圧力が周囲圧に達す
るまで開放しておく。この時点で弁５を閉鎖し、床Ａを
ここで、マニホールド１００からの高圧供給材料空気を
用いて吸着圧の〜２１ｐｓｉａまで加圧する。弁８を開
放して製品酸素をマニホールド１０４を通して除去す
る。床Ａはここで新しい作業周期開始の準備ができてい
る。両床は類似の作業の順序を通るが、互いに位相を異
にする。前記供給材料ブロアー１１１と前記真空ポンプ
１１０が間断なく作動して操作の単純化と装置の小型化
を可能にする。
作業選択の各々に対してはいくぶん相違する。図１は供
給材料と周囲空気再加圧を用いる第１の好ましい実施例
の略図を示す。表２は典型的サイクルに時間に対応する
弁シーケンスを略説する。図１と表１ならびに２に図示
説明された作業選択の典型的作業条件で前記作業周期の
詳細な説明を下記に示す：供給材料圧（２１ｐｓｉａ）
に供給材料ブロアー１１１により圧縮された周囲空気
は、高圧供給材料ガス混合物からなり、マニホールド１
００と開放弁１を通り、既に吸着圧に加圧されている第
１の床Ａに入る。前記床に、空気からの水、二酸化炭素
と窒素の除去に選択的な吸着剤を充填する。酸素製品を
開放弁８とマニホールド１０４により製品溜め１０９に
引き出す。床Ａにおける酸素生産の後半期中に、製品酸
素の一部分をマニホールド１０６と開放弁６を通し床Ｂ
のパージ用ガスとして除去する。供給材料流を予め決め
た時間後あるいは床Ｂからの流出ガス中の窒素濃度が設
定限度に達するか、あるいは吸着前端が床出口に達する
と直ちに中断させる。床Ａの圧力を弁８の閉鎖と弁７の
開放、ならびに床Ａと床Ｂのマニホールド１０７による
接続とにより低下させる。床Ａを開放弁２とマニホール
ド１０２を経て真空の供給源例えば真空ポンプ１１０に
より同時に排気させる。弁７を閉鎖し、弁２を床Ａが床
Ａで排気レベル圧〜４ｐｓｉａに達するまで開放したま
まにしておく。弁２を予め決めた時間の間、開放しつづ
ける一方、弁６を開放して床Ａをマニホールド１０６を
通し床Ｂからの製品酸素を用い真空パージを行う。弁２
と６をそこで閉鎖し、弁１、５、７を開放して、周囲供
給材料ガス混合物（空気）、高圧供給材料空気と床Ｂの
並流減圧ガス再加圧をマニホールド１０３、１００、１
０７にそれぞれ通す。弁５を床Ａの圧力が周囲圧に達す
るまで開放しておく。この時点で弁５を閉鎖し、床Ａを
ここで、マニホールド１００からの高圧供給材料空気を
用いて吸着圧の〜２１ｐｓｉａまで加圧する。弁８を開
放して製品酸素をマニホールド１０４を通して除去す
る。床Ａはここで新しい作業周期開始の準備ができてい
る。両床は類似の作業の順序を通るが、互いに位相を異
にする。前記供給材料ブロアー１１１と前記真空ポンプ
１１０が間断なく作動して操作の単純化と装置の小型化
を可能にする。
【００４７】
【表２】 弁の順序：２床式酸素ＶＳＡ ─────────────── 弁＃ → １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 時間（秒） ──────────────────────────────────── ０−５ ０ ０ ０ ０ ５−１５ ０ ０ ０ １５−３５ ０ ０ ０ ３５−４０ ０ ０ ０ ０ ４０−４５ ０ ０ ０ ０ ４５−５５ ０ ０ ０ ５５−７５ ０ ０ ０ ７５−８０ ０ ０ ０ ０ ──────────────────────────────────── ０は開放、それ以外は閉鎖 更に強力に吸着された成分を特定の供給材料ガス混合物
の比較的弱く吸着された成分から選択的に分離できる吸
着剤であればどのようなものでも使用でき、またこのよ
うな吸着剤の特定の供給材料ガス混合物に対する評価は
当業者の能力で十分できることである。好ましい実施例
では、水、二酸化炭素と窒素を空気から選択的に除去す
る吸着剤を使用できる。空気から窒素を分離できる吸着
剤の実施例はゼオライト分子篩例えばＮａＸ、ＮａＡ、
ＣａＸ、ＣａＡと、２成分陽イオンを伴う他の吸着剤を
含む。水と二酸化炭素を空気から分離のできる吸着剤の
実施例はアルミナ、シリカゲルとゼオライトである。吸
着剤の他の好ましい特性は：(i) 高破裂強さ、(ii)高耐
摩耗性、(iii) 大嵩密度、(iv)低粒子間空隙、(v)高熱
容量、(vi)大熱伝導性、(vii) 高Ｎ２／Ｏ２選択率、(v
iii)低酸素容量と(ix)小粒度である。吸着ならびに排気
工程中の吸着床を通る圧力低下もまた吸着剤選択にとっ
て重要である。
の比較的弱く吸着された成分から選択的に分離できる吸
着剤であればどのようなものでも使用でき、またこのよ
うな吸着剤の特定の供給材料ガス混合物に対する評価は
当業者の能力で十分できることである。好ましい実施例
では、水、二酸化炭素と窒素を空気から選択的に除去す
る吸着剤を使用できる。空気から窒素を分離できる吸着
剤の実施例はゼオライト分子篩例えばＮａＸ、ＮａＡ、
ＣａＸ、ＣａＡと、２成分陽イオンを伴う他の吸着剤を
含む。水と二酸化炭素を空気から分離のできる吸着剤の
実施例はアルミナ、シリカゲルとゼオライトである。吸
着剤の他の好ましい特性は：(i) 高破裂強さ、(ii)高耐
摩耗性、(iii) 大嵩密度、(iv)低粒子間空隙、(v)高熱
容量、(vi)大熱伝導性、(vii) 高Ｎ２／Ｏ２選択率、(v
iii)低酸素容量と(ix)小粒度である。吸着ならびに排気
工程中の吸着床を通る圧力低下もまた吸着剤選択にとっ
て重要である。
【００４８】本発明の特性を備えない酸素ＶＳＡ法に優
る本発明の利点、例えば圧力平衡化ならびに製品パージ
中の供給材料は本発明と、１９９３年３月２５日提出の
米国特許願第０８／０３７，０７０号を比較してみてわ
かることである。その両者は各々の方法に対し、次のパ
ラメーターを用いるパイロット開発用単位装置で行われ
た。 操作条件 製品純度 ＝９０％Ｏ２ 供給材料圧 ＝２０．４ｐｓｉａ 排気圧力 ＝４．９ｐｓｉａ 供給材料温度 ＝周囲温度 吸着剤…………供給材料端でＮａＸ、その後、ＣａＸゼ
オライトを用いた 長さ＝７ｆｔ（約２１３．４ｃｍ） 直径＝３ｆｔ（約９１．４４ｃｍ） サイクル時間＝８８秒 この比較試験の結果を下表３に示すが、それは吸着剤の
要求量の比較的少いことと、供給材料ブロアーの大きさ
が小さいことを示し、本発明での酸素の経費が、酸素の
回収率が比較的低いにもかかわらず安くあがることを示
す。
る本発明の利点、例えば圧力平衡化ならびに製品パージ
中の供給材料は本発明と、１９９３年３月２５日提出の
米国特許願第０８／０３７，０７０号を比較してみてわ
かることである。その両者は各々の方法に対し、次のパ
ラメーターを用いるパイロット開発用単位装置で行われ
た。 操作条件 製品純度 ＝９０％Ｏ２ 供給材料圧 ＝２０．４ｐｓｉａ 排気圧力 ＝４．９ｐｓｉａ 供給材料温度 ＝周囲温度 吸着剤…………供給材料端でＮａＸ、その後、ＣａＸゼ
オライトを用いた 長さ＝７ｆｔ（約２１３．４ｃｍ） 直径＝３ｆｔ（約９１．４４ｃｍ） サイクル時間＝８８秒 この比較試験の結果を下表３に示すが、それは吸着剤の
要求量の比較的少いことと、供給材料ブロアーの大きさ
が小さいことを示し、本発明での酸素の経費が、酸素の
回収率が比較的低いにもかかわらず安くあがることを示
す。
【００４９】
【表３】 米国特許願第 本 発 明 08/037,070号 ──────────────────────────────────── Ｏ２回収率（％） ５２ ４８ 1b CaX/TPDC* １ ０．８８ 供給材料ブロアー ACFM**/TPDC １ ０．８０ 真空ブロアー ACFM/TPDC １ １．０２ 電力消費 −供給材料ブロアー １ １．０４ −真空ポンプ １ ０．９８ 合 計 １ １．０ 酸素経費 １ ０．９７ ──────────────────────────────────── *TPDC ＝１日当り含有酸素のトン数 **ACFM ＝１分間当り実立方フィート 本発明は、回転式の装置、供給材料ブロアーと真空ポン
プを操作して、製品例えば酸素を吸着分離でこのような
好ましい低価格の生産を達成する。１９９３年３月２５
日提出の米国特許願第０８／０３７，０７０号は、その
２床式方法で、供給材料ブロアーを圧力平衡化を受ける
工程と、パージを提供する工程中空転させている。これ
は結果として、上記の工程の供給材料ブロアーの大きさ
をより一層大きくすることになる。本発明はこれら両工
程中、空気を前記床に供給することでこの問題を防ぎ、
また本方法の全性能に予期しなかった改善をもたらす。
周囲供給材料例えば空気を前記圧力均衡化を受ける工程
中、前記床に供給させることで、より大量の周囲供給材
料（空気）をこの発明により利用できる。これは供給材
料ブロアーの更なる小型化と製品原価の更なる引下げを
もたらす。
プを操作して、製品例えば酸素を吸着分離でこのような
好ましい低価格の生産を達成する。１９９３年３月２５
日提出の米国特許願第０８／０３７，０７０号は、その
２床式方法で、供給材料ブロアーを圧力平衡化を受ける
工程と、パージを提供する工程中空転させている。これ
は結果として、上記の工程の供給材料ブロアーの大きさ
をより一層大きくすることになる。本発明はこれら両工
程中、空気を前記床に供給することでこの問題を防ぎ、
また本方法の全性能に予期しなかった改善をもたらす。
周囲供給材料例えば空気を前記圧力均衡化を受ける工程
中、前記床に供給させることで、より大量の周囲供給材
料（空気）をこの発明により利用できる。これは供給材
料ブロアーの更なる小型化と製品原価の更なる引下げを
もたらす。
【００５０】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、吸着
剤の要求量が比較的少量ですみ、また供給材料ブロアー
の大きさも小型にでき、それにより装置全体の小型化が
でき、酸素原価が安くあがる。
剤の要求量が比較的少量ですみ、また供給材料ブロアー
の大きさも小型にでき、それにより装置全体の小型化が
でき、酸素原価が安くあがる。
【図１】２つの平行床と、供給、排気、パージ、平衡化
と再加圧用の適当な弁マニホールドを用いる本発明の好
ましい実施例の略図である。
と再加圧用の適当な弁マニホールドを用いる本発明の好
ましい実施例の略図である。
１ 開放弁 ２ 弁 ５ 弁 ６ 開放弁 ７ 弁 ８ 開放弁 １００ マニホールド １０２ マニホールド １０３ マニホールド １０４ マニホールド １０６ マニホールド １０７ マニホールド １０９ 製品溜め １１０ 真空ポンプ １１１ ブロアー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラケッシュ．アーガワル アメリカ合衆国．18049．ペンシルバニア 州．エマウス．コモンウェルス．ドライ ブ．4312 (72)発明者 ラビ．クマー アメリカ合衆国．18103．ペンシルバニア 州．アレンタウン．エヌ．ツリーライン. ドライブ．991 (72)発明者 タリク．ナヘイリ アメリカ合衆国．18014．ペンシルバニア 州．バス．クター．ロード．2775 (72)発明者 チャールズ．フランクリン．ワトソン アメリカ合衆国．18069．ペンシルバニア 州．オレフィールド．ウィロー．ウェイ. 5519
Claims (17)
- 【請求項１】 比較的強力に吸着できる成分を、供給ガ
ス材料混合物の比較的吸着力の弱い成分から、前記比較
的強力に吸着できる成分に対し選択性のある吸着剤を含
む複数の吸着床で選択的に分離する方法であって、 (a) 前記比較的吸着力の強い成分と前記比較的吸着力の
弱い成分を含む供給材料ガス混合物を、前記比較的吸着
力の強い成分に対し選択性のある前記吸着剤を含む第１
の吸着床の入口に導入して、前記比較的吸着力の強い成
分を、前記比較的吸着力の弱い成分が前記未吸着の第１
の床を製品として、また工程（ｄ）のパージを受ける前
記複数の吸着床の規定の１床のパージ用ガスの供給源と
して通過する間に前記吸着剤に吸着させ、前記比較的吸
着力の強い成分の吸着前端が前記第１の床の入口に接近
するまで継続して、前記供給材料ガス混合物の導入を終
結させる工程と； (b) 前記供給材料ガス混合物の前記第１の床への導入の
終結に続いて、前記第１の床をより低い圧力に並流によ
り減圧して並流減圧ガスを前記第１の床から除去し、ま
た前記並流減圧ガスを前記複数の吸着床の規定の１床の
出口に、工程（ｅ）の再加圧を受けるより低い圧力で通
して前記２床を少くとも部分的に圧力平衡化させる一
方、前記第１の床を真空の供給源に接続して向流により
減圧する工程と； (c) 前記第１の床を真空条件にかけて向流により排気し
て前記比較的吸着力の強い成分を除去する工程と； (d) 前記第１の床を工程（ａ）を受ける複数の吸着床の
規定の１床から前記比較的吸着力の弱い成分の一部で向
流によりパージして前記比較的吸着力の強い成分を更に
前記第１の床から除去する工程と； (e) 前記第１の床を、周囲圧供給材料ガス混合物、高圧
供給材料ガス混合物と、前記工程（ｂ）の並流減圧を受
ける前記複数の吸着床の規定の１床からの前記並流減圧
ガスで再加圧する工程と； (f) 前記第１の床を高圧供給材料ガス混合物を用いて更
に再加圧する工程と； (g) 工程（ａ）乃至（ｆ）を前記複数の吸着床の各々で
同調順序で行う工程と；からなる選択分離の方法。 - 【請求項２】 前記床を工程（ｆ）で周囲圧供給ガス混
合物と、高圧供給材料ガス混合物を用いて再加圧するこ
とを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記床を工程（ｆ）で供給材料ガス混合
物を先ず用い、その後、比較的吸着力の弱い成分を用い
て再加圧することを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記床を工程（ｆ）で、先ず比較的吸着
力の弱い成分を用い、その後、供給材料ガス混合物を用
いて再加圧することを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項５】 前記床を工程（ｆ）で、比較的吸着力の
弱い成分と、供給材料ガス混合物を同時に用いて再加圧
することを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項６】 前記供給材料ガスが空気であることと、
前記比較的吸着力の強い成分が窒素であり、また前記比
較的吸着力の弱い成分が酸素であることを特徴とする請
求項１の方法。 - 【請求項７】 前記方法を２つの床で実施することを特
徴とする請求項１の方法。 - 【請求項８】 工程（ｂ）の前記圧力均衡化が、完全圧
力均衡化であることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項９】 窒素を空気中で酸素から、窒素に対し選
択性のある吸着剤を含む２つの吸着床で選択的に分離す
る方法であって、 (a) 供給材料空気を高圧で窒素に対し選択性のある前記
吸着剤を含む第１の吸着床の入口に導入し、酸素が未吸
着の前記第１の床を製品として、また工程（ｄ）のパー
ジを受ける第２の床に対するパージ用ガスの供給源とし
て、窒素の吸着前端が前記第１の床の出口に接近するま
で吸着させて、空気の前記第１の床への導入を終結させ
る工程と； (b) 前記空気の前記第１の床への導入の終結に続き、前
記第１の床を並流により減圧して前記第１の床から並流
減圧ガスを除去し、そして前記並流減圧を前記第２の床
の出口に、工程（ｅ）の再加圧を受けるより低い圧力で
通して、前記第１床と第２床を少くとも部分的に均衡化
する一方、前記第１床を真空の供給源に接続して向流に
より減圧する工程と； (c) 前記第１の床を真空条件にかけて向流排気する工程
と； (d) 前記第１の床を酸素を用いて工程（ａ）を受ける前
記第２の床からパージして追加の窒素を前記第１の床か
ら除去する工程と； (e) 前記第１の床を周囲圧空気、高圧供給材料空気と前
記第２の床からの並流減圧ガスを用い、工程（ｂ）の向
流減圧を受けるより高い圧力で除去する工程と； (f) 前記第１の床を高圧供給材料空気を用いて更に再加
圧する工程と； (g) 工程（ａ）乃至（ｆ）を前記２つの吸着床の各々で
同調順序で行う工程と；からなる窒素選択分離の方法。 - 【請求項１０】 前記床を工程（ｆ）で周囲圧空気と高
圧供給材料空気を用い再加圧することを特徴とする請求
項９の方法。 - 【請求項１１】 前記床１を工程（ｆ）で最初に高圧供
給材料空気を用い、その後、酸素を用いて再加圧するこ
とを特徴とする請求項９の方法。 - 【請求項１２】 前記第１の床を工程（ｆ）で先ず酸素
を用い、その後、高圧供給材料空気で再加圧することを
特徴とする請求項９の方法。 - 【請求項１３】 前記第１の床を工程（ｆ）で酸素と高
圧供給材料空気を同時に用いて再加圧することを特徴と
する請求項９の方法。 - 【請求項１４】 前記高圧供給材料空気はほぼ１５乃至
３０ｐｓｉａの範囲の圧力のものであることを特徴とす
る請求項９の方法。 - 【請求項１５】 前記高圧供給材料空気はほぼ１５乃至
２４ｐｓｉａの圧力のものであることを特徴とする請求
項９の方法。 - 【請求項１６】 前記工程（ｃ）の向流排気の端で前記
床がほぼ１乃至１０ｐｓｉａの範囲の圧力のものである
ことを特徴とする請求項９の方法。 - 【請求項１７】 前記工程（ｂ）の圧力均衡化が完全で
あることを特徴とする請求項９の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/191,401 US5429666A (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | VSA adsorption process with continuous operation |
| US8/191401 | 1994-02-03 | ||
| US08/191401 | 1994-02-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07265635A true JPH07265635A (ja) | 1995-10-17 |
| JP2744596B2 JP2744596B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=22705350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7031726A Expired - Lifetime JP2744596B2 (ja) | 1994-02-03 | 1995-01-27 | 供給ガス混合物の比較的吸着力の弱い成分から比較的吸着力の強い成分を選択的に分離する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5429666A (ja) |
| EP (1) | EP0667178B1 (ja) |
| JP (1) | JP2744596B2 (ja) |
| CA (1) | CA2141254C (ja) |
| DE (1) | DE69534710T2 (ja) |
| ES (1) | ES2256839T3 (ja) |
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