JPH0810551A - 原料ガスから炭酸ガスを除去する方法 - Google Patents
原料ガスから炭酸ガスを除去する方法Info
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- JPH0810551A JPH0810551A JP6146852A JP14685294A JPH0810551A JP H0810551 A JPH0810551 A JP H0810551A JP 6146852 A JP6146852 A JP 6146852A JP 14685294 A JP14685294 A JP 14685294A JP H0810551 A JPH0810551 A JP H0810551A
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- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 メタンを主成分とし、炭酸ガスを含有する原
料ガスから、設備負荷の少ない条件下に効率良く炭酸ガ
スを除去する方法を提供する。 【構成】 吸着工程を終了した塔（Ａ）と再生工程を終
了した塔（Ｂ）の関係において、まず両者を均圧して前
者にとっては減圧工程（Ｉ）、後者にとっては昇圧工程
（Ｉ）を実施する。次に前者（Ａ）を大気圧まで減圧し
て減圧工程（II）とし、このときの脱着ガスを後者
（Ｂ）に送って後者（Ｂ）を昇圧工程（II）とする。そ
して前者（Ａ）を更に減圧して再生工程とする。
料ガスから、設備負荷の少ない条件下に効率良く炭酸ガ
スを除去する方法を提供する。 【構成】 吸着工程を終了した塔（Ａ）と再生工程を終
了した塔（Ｂ）の関係において、まず両者を均圧して前
者にとっては減圧工程（Ｉ）、後者にとっては昇圧工程
（Ｉ）を実施する。次に前者（Ａ）を大気圧まで減圧し
て減圧工程（II）とし、このときの脱着ガスを後者
（Ｂ）に送って後者（Ｂ）を昇圧工程（II）とする。そ
して前者（Ａ）を更に減圧して再生工程とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタンを主成分とし、不
純成分として炭酸ガスを含む原料ガス（例えば合成天然
ガス）から、ＰＳＡ法（圧力変動式吸着分離法）により
炭酸ガスを吸着除去し、メタンに富むガスを製造する方
法に関するものである。
純成分として炭酸ガスを含む原料ガス（例えば合成天然
ガス）から、ＰＳＡ法（圧力変動式吸着分離法）により
炭酸ガスを吸着除去し、メタンに富むガスを製造する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、メタンを主成分とし炭酸ガスを含
む原料ガスから、炭酸ガスを吸着除去し、なおかつメタ
ンを高回収率で得るための方法が検討されており、特に
ＰＳＡ法の改良が進められている。
む原料ガスから、炭酸ガスを吸着除去し、なおかつメタ
ンを高回収率で得るための方法が検討されており、特に
ＰＳＡ法の改良が進められている。
【０００３】例えば特公昭６２−１５２５には、製品ガ
ス中のメタン純度を確保しつつメタンの回収率を高める
手段として、平均細孔径３Åのカーボンモレキュラーシ
ーブを吸着剤として用い、脱着ガスの一部（特に脱着工
程の初めから７０％までの脱着ガス）を原料ガスにリサ
イクルする方法が記載されている。
ス中のメタン純度を確保しつつメタンの回収率を高める
手段として、平均細孔径３Åのカーボンモレキュラーシ
ーブを吸着剤として用い、脱着ガスの一部（特に脱着工
程の初めから７０％までの脱着ガス）を原料ガスにリサ
イクルする方法が記載されている。
【０００４】また例えば特開平２−２８１０９６には、
４塔の吸着塔を使用して吸着・過吸着・脱着・昇圧を順
次行なうことを基本とし、脱着ガスを吸着が完了した吸
着塔に再度供給して脱着ガス中のメタンを回収する方法
が記載されている。
４塔の吸着塔を使用して吸着・過吸着・脱着・昇圧を順
次行なうことを基本とし、脱着ガスを吸着が完了した吸
着塔に再度供給して脱着ガス中のメタンを回収する方法
が記載されている。
【０００５】しかしこれらの方法は装置が大きくなり、
且つランニングコストが高いという問題を有している。
特に前者の方法では運転条件の変動を招き、特に吸着塔
へ供給される原料ガスの量が変動するので、それに合わ
せて吸着剤を多く充填しておかなければならないという
問題があった。また脱着工程の初めから７０％まで（時
には５０％や３０％までのこともあり得る）の脱着ガス
を回収するにあたり、上記脱着ガスの回収先を原料ガス
との混合としているため、必然的に原料ガスの処理量は
減少せざるを得ず、またこのリサイクルガスを吸着に必
要な圧力まで高める必要があり、動力的にも高いコスト
となる。
且つランニングコストが高いという問題を有している。
特に前者の方法では運転条件の変動を招き、特に吸着塔
へ供給される原料ガスの量が変動するので、それに合わ
せて吸着剤を多く充填しておかなければならないという
問題があった。また脱着工程の初めから７０％まで（時
には５０％や３０％までのこともあり得る）の脱着ガス
を回収するにあたり、上記脱着ガスの回収先を原料ガス
との混合としているため、必然的に原料ガスの処理量は
減少せざるを得ず、またこのリサイクルガスを吸着に必
要な圧力まで高める必要があり、動力的にも高いコスト
となる。
【０００６】また後者の方法は吸着完了後の吸着塔に脱
着ガスを送り込んで過吸着を行なわせるものであるた
め、運転が複雑になり、かつ吸着塔数も多くなるため装
置も大きくなり、ランニングコストが高くなる。
着ガスを送り込んで過吸着を行なわせるものであるた
め、運転が複雑になり、かつ吸着塔数も多くなるため装
置も大きくなり、ランニングコストが高くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題を解決するためになされたものであり、脱着
ガスの一部を、最も合理的に選択された吸着塔の昇圧に
利用することによって、処理量の変動に伴う運転条件の
変動を抑えつつ吸着に備えた準備的昇圧工程を効率的に
実施し、且つ吸着塔の塔数を増加させずに有用成分の高
純度・高回収率を達成することができるＰＳＡ法の提供
を目的とするものである。
従来の問題を解決するためになされたものであり、脱着
ガスの一部を、最も合理的に選択された吸着塔の昇圧に
利用することによって、処理量の変動に伴う運転条件の
変動を抑えつつ吸着に備えた準備的昇圧工程を効率的に
実施し、且つ吸着塔の塔数を増加させずに有用成分の高
純度・高回収率を達成することができるＰＳＡ法の提供
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
したＰＳＡ法であり、メタンを主成分とし、不純成分と
して炭酸ガスを含む原料ガスから、ＰＳＡ法により炭酸
ガスを吸着除去してメタンに富む製品ガスを製造するに
当たり、以下に示す様な工程を必須的に包含するもので
ある。
したＰＳＡ法であり、メタンを主成分とし、不純成分と
して炭酸ガスを含む原料ガスから、ＰＳＡ法により炭酸
ガスを吸着除去してメタンに富む製品ガスを製造するに
当たり、以下に示す様な工程を必須的に包含するもので
ある。
【０００９】(1) 原料ガスをいずれかの塔に加圧供給し
て該原料ガス中の炭酸ガスを吸着させる吸着工程 (2) 該吸着工程の終了した塔と後記再生工程の終了した
塔を連結し、両者の塔を均圧にする前者の塔の減圧工程
（Ｉ）および後者の塔の昇圧工程（Ｉ） (3) 該減圧工程（Ｉ）の終了した塔を更に大気圧付近ま
で減圧する減圧工程（II）、 (4) 前記減圧工程（II）の終了した塔を更に減圧して再
生する再生工程 (5) 前記昇圧工程（Ｉ）の終了した塔を、前記減圧工程
（II）で流出した脱着ガスの導入によって昇圧する昇圧
工程（II） を含み、これらの工程を複数の塔を用いて順次繰り返し
行なう。
て該原料ガス中の炭酸ガスを吸着させる吸着工程 (2) 該吸着工程の終了した塔と後記再生工程の終了した
塔を連結し、両者の塔を均圧にする前者の塔の減圧工程
（Ｉ）および後者の塔の昇圧工程（Ｉ） (3) 該減圧工程（Ｉ）の終了した塔を更に大気圧付近ま
で減圧する減圧工程（II）、 (4) 前記減圧工程（II）の終了した塔を更に減圧して再
生する再生工程 (5) 前記昇圧工程（Ｉ）の終了した塔を、前記減圧工程
（II）で流出した脱着ガスの導入によって昇圧する昇圧
工程（II） を含み、これらの工程を複数の塔を用いて順次繰り返し
行なう。
【００１０】
【作用】メタンを主成分とし炭酸ガスを含む原料ガスか
ら炭酸ガスを吸着除去する方法を、３塔式ＰＳＡ装置に
よって実施する場合を代表的に取上げて説明する。原料
ガスを、炭酸ガス吸着剤、例えばカーボンモレキュラー
シーブの充填された吸着塔の内の１つ（例えばＡ塔）に
加圧供給することにより、原料ガス中の炭酸ガスは吸着
剤に吸着され、一方通過ガスは富メタンガスとなる。吸
着終了後は他塔（吸着終了後、減圧脱着により再生され
た例えばＣ塔）との間で均圧操作を実施することによ
り、Ｃ塔を昇圧［これを昇圧工程（Ｉ）と言う］すると
共にＡ塔自体は若干減圧［これを減圧工程（Ｉ）と言
う］され、さらに次工程で大気圧付近まで減圧する［こ
れを減圧工程（II）と言う］。この減圧工程（II）で流
出する減圧ガスは、そのまま若しくは圧縮機で昇圧さ
れ、昇圧用ガスとして先のＣ塔に供給されＣ塔を更に昇
圧する［これを昇圧工程（II）と言う］。一方先の減圧
工程（II）が終了したＡ塔を更に真空ポンプを用いて例
えば１００Ｔｏｒｒ以下まで減圧し［これを再生工程と
言う］、Ａ塔に吸着されていた炭酸ガスを十分に脱着さ
せて吸着剤の再生を図る。再生工程を終了したＡ塔は既
に吸着が終了し高圧を内蔵している他塔（例えばＢ塔）
との間で均圧処理し、Ａ塔内を例えば３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ
程度まで昇圧する［昇圧工程（Ｉ）］。Ｂ塔は更に大気
圧まで減圧され［減圧工程（II）］、この減圧工程で流
出する減圧ガスを圧縮機で昇圧した後、所望であれば製
品ガスの一部と共に、Ａ塔に供給しＡ塔内を吸着圧力付
近まで昇圧する［減圧工程（II）］。こうしてＡ塔は最
初に述べた吸着待機状態となり、原料ガスの加圧供給を
受ける。以下これらの工程を順次繰り返すことによって
原料ガスから炭酸ガスが除去されていくのである。
ら炭酸ガスを吸着除去する方法を、３塔式ＰＳＡ装置に
よって実施する場合を代表的に取上げて説明する。原料
ガスを、炭酸ガス吸着剤、例えばカーボンモレキュラー
シーブの充填された吸着塔の内の１つ（例えばＡ塔）に
加圧供給することにより、原料ガス中の炭酸ガスは吸着
剤に吸着され、一方通過ガスは富メタンガスとなる。吸
着終了後は他塔（吸着終了後、減圧脱着により再生され
た例えばＣ塔）との間で均圧操作を実施することによ
り、Ｃ塔を昇圧［これを昇圧工程（Ｉ）と言う］すると
共にＡ塔自体は若干減圧［これを減圧工程（Ｉ）と言
う］され、さらに次工程で大気圧付近まで減圧する［こ
れを減圧工程（II）と言う］。この減圧工程（II）で流
出する減圧ガスは、そのまま若しくは圧縮機で昇圧さ
れ、昇圧用ガスとして先のＣ塔に供給されＣ塔を更に昇
圧する［これを昇圧工程（II）と言う］。一方先の減圧
工程（II）が終了したＡ塔を更に真空ポンプを用いて例
えば１００Ｔｏｒｒ以下まで減圧し［これを再生工程と
言う］、Ａ塔に吸着されていた炭酸ガスを十分に脱着さ
せて吸着剤の再生を図る。再生工程を終了したＡ塔は既
に吸着が終了し高圧を内蔵している他塔（例えばＢ塔）
との間で均圧処理し、Ａ塔内を例えば３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ
程度まで昇圧する［昇圧工程（Ｉ）］。Ｂ塔は更に大気
圧まで減圧され［減圧工程（II）］、この減圧工程で流
出する減圧ガスを圧縮機で昇圧した後、所望であれば製
品ガスの一部と共に、Ａ塔に供給しＡ塔内を吸着圧力付
近まで昇圧する［減圧工程（II）］。こうしてＡ塔は最
初に述べた吸着待機状態となり、原料ガスの加圧供給を
受ける。以下これらの工程を順次繰り返すことによって
原料ガスから炭酸ガスが除去されていくのである。
【００１１】本発明のＰＳＡ法によれば、減圧工程（I
I）で流出するメタン含有脱着ガスを所望によりバッフ
ァータンクに一旦回収し、昇圧工程（II）用のガスとし
て利用するように構成されているため、昇圧ガスとして
製品ガスのみを用いる従来の一般的方法と比較して製品
ガスの流量変動を少なくできる。また特公昭６２−１５
２５の方法と違ってこの脱着ガスを原料ガスにリサイク
ルすることがないので、吸着工程において吸着塔に供給
される原料ガス量の変動が少なくなり、従って吸着剤量
を不必要に多く充填しておかなければならないという不
都合はない。さらに上記した従来のリサイクル方式で
は、このリサイクルガスが原料と混合されるため、リサ
イクルガスの全量を吸着圧力まで加圧する必要があり圧
縮機動力が増加するという欠点があったが、本発明では
吸着塔の昇圧に必要な圧力までの加圧で良く、圧縮機動
力が節約できる。
I）で流出するメタン含有脱着ガスを所望によりバッフ
ァータンクに一旦回収し、昇圧工程（II）用のガスとし
て利用するように構成されているため、昇圧ガスとして
製品ガスのみを用いる従来の一般的方法と比較して製品
ガスの流量変動を少なくできる。また特公昭６２−１５
２５の方法と違ってこの脱着ガスを原料ガスにリサイク
ルすることがないので、吸着工程において吸着塔に供給
される原料ガス量の変動が少なくなり、従って吸着剤量
を不必要に多く充填しておかなければならないという不
都合はない。さらに上記した従来のリサイクル方式で
は、このリサイクルガスが原料と混合されるため、リサ
イクルガスの全量を吸着圧力まで加圧する必要があり圧
縮機動力が増加するという欠点があったが、本発明では
吸着塔の昇圧に必要な圧力までの加圧で良く、圧縮機動
力が節約できる。
【００１２】結局本発明によれば、減圧時の脱着ガスを
他塔の昇圧用ガスとして用いることとしているので、製
品ガスを昇圧の為に用いる必要がなく、製品ガスの流量
変動が少なく、且つ吸着塔も小さくできる。さらに圧縮
機動力も節約できることから製品の高回収率を確保しつ
つ、製品が安定且つ安価に製造できる。とは言え本発明
は、製品ガスの一部を昇圧の為に併用することを排除す
るものではない。
他塔の昇圧用ガスとして用いることとしているので、製
品ガスを昇圧の為に用いる必要がなく、製品ガスの流量
変動が少なく、且つ吸着塔も小さくできる。さらに圧縮
機動力も節約できることから製品の高回収率を確保しつ
つ、製品が安定且つ安価に製造できる。とは言え本発明
は、製品ガスの一部を昇圧の為に併用することを排除す
るものではない。
【００１３】尚昇圧工程（II）用の脱着ガスは多くの炭
酸ガスを含んでいるが、このガスは均圧操作に伴う昇圧
工程（Ｉ）が行なわれた状態の吸着塔に供給されるもの
であるから、該吸着塔内の吸着剤は十分高い吸着能を保
持しており、炭酸ガスは十分に吸着される。
酸ガスを含んでいるが、このガスは均圧操作に伴う昇圧
工程（Ｉ）が行なわれた状態の吸着塔に供給されるもの
であるから、該吸着塔内の吸着剤は十分高い吸着能を保
持しており、炭酸ガスは十分に吸着される。
【００１４】また前記した如く昇圧工程（II）において
製品ガスの一部を併用する場合は、この製品ガス中のメ
タンが吸着塔の出口側に多く存在することとなるので、
原料ガスを加圧供給したときの通過ガス中のメタン純度
は、より良好に高い値を示すという利点がある。
製品ガスの一部を併用する場合は、この製品ガス中のメ
タンが吸着塔の出口側に多く存在することとなるので、
原料ガスを加圧供給したときの通過ガス中のメタン純度
は、より良好に高い値を示すという利点がある。
【００１５】本発明の上記説明では、処理ガスの主成分
はメタンであると述べたが、メタンと同等またはそれよ
り大きい分子径を有する有用ガス、例えばエタンやプロ
パンなどが混入する場合であっても同様に実施して同様
の効果が得られる。
はメタンであると述べたが、メタンと同等またはそれよ
り大きい分子径を有する有用ガス、例えばエタンやプロ
パンなどが混入する場合であっても同様に実施して同様
の効果が得られる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明方法を実施するための装置の一
例を示すフローシートである。図示の装置は３つの吸着
塔Ａ、Ｂ、Ｃと、原料ガスを圧縮するための原料ガス圧
縮機ＣＰとを備え、各吸着塔Ａ〜Ｃには吸着剤として平
均細孔径４Åのモレキュラーシービングカーボンが充填
されている。上記原料ガス圧縮機ＣＰは、共通の原料ガ
ス通路１１と各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃについて設けられた弁
１Ａ、１Ｂ、１Ｃをそれぞれ介して３つの吸着塔Ａ、
Ｂ、Ｃの下部（入口）に各々接続されている。なお原料
ガスが所定の元圧を有するものであれば、原料ガス圧縮
機ＣＰの設置を省略することもできる。
例を示すフローシートである。図示の装置は３つの吸着
塔Ａ、Ｂ、Ｃと、原料ガスを圧縮するための原料ガス圧
縮機ＣＰとを備え、各吸着塔Ａ〜Ｃには吸着剤として平
均細孔径４Åのモレキュラーシービングカーボンが充填
されている。上記原料ガス圧縮機ＣＰは、共通の原料ガ
ス通路１１と各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃについて設けられた弁
１Ａ、１Ｂ、１Ｃをそれぞれ介して３つの吸着塔Ａ、
Ｂ、Ｃの下部（入口）に各々接続されている。なお原料
ガスが所定の元圧を有するものであれば、原料ガス圧縮
機ＣＰの設置を省略することもできる。
【００１７】各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃの下部は各吸着塔Ａ、
Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁４Ａ、４Ｂ、４Ｃを介
して共通のガス通路１４に接続され、このガス通路１４
は真空ポンプＰおよびレストガスタンクＶ２と接続され
ており、さらに真空ポンプＰの異常時対策としてのバイ
パス通路および弁８が設けられている。
Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁４Ａ、４Ｂ、４Ｃを介
して共通のガス通路１４に接続され、このガス通路１４
は真空ポンプＰおよびレストガスタンクＶ２と接続され
ており、さらに真空ポンプＰの異常時対策としてのバイ
パス通路および弁８が設けられている。
【００１８】また、各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃの下部は各吸着
塔Ａ、Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁３Ａ、３Ｂ、３
Ｃを介して共通のガス通路１３およびバッファータンク
Ｖ３と接続されている。ガス通路１３には弁７が設けら
れており、この弁７を操作することにより、ガス通路１
３を介した各吸着塔とバッファータンクＶ３との間の連
通状態を、遮断することができる。
塔Ａ、Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁３Ａ、３Ｂ、３
Ｃを介して共通のガス通路１３およびバッファータンク
Ｖ３と接続されている。ガス通路１３には弁７が設けら
れており、この弁７を操作することにより、ガス通路１
３を介した各吸着塔とバッファータンクＶ３との間の連
通状態を、遮断することができる。
【００１９】さらに、各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃの下部は各吸
着塔Ａ、Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁２Ａ、２Ｂ、
２Ｃを介して共通のガス通路１２と接続されており、こ
のガス通路１２には、バッファータンクＶ３に回収され
た減圧ガスを圧縮するための減圧ガス圧縮機Ｃ２が備え
られている。
着塔Ａ、Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁２Ａ、２Ｂ、
２Ｃを介して共通のガス通路１２と接続されており、こ
のガス通路１２には、バッファータンクＶ３に回収され
た減圧ガスを圧縮するための減圧ガス圧縮機Ｃ２が備え
られている。
【００２０】一方、各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃの上部（出口）
は各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁６Ａ、
６Ｂ、６Ｃを介して共通のガス通路１６と接続されてい
る。このガス通路１６には、各吸着塔の吸着工程時の圧
力を制御するための圧力調整器、ならびに製品ガスが安
定して導出されるように製品ガスタンクＶ１が備えられ
ている。またこのガス通路１６からは、各吸着塔Ａ、
Ｂ、Ｃの上部にそれぞれ設けられた弁５Ａ、５Ｂ、５Ｃ
を介して製品ガスの一部を各吸着塔に導入できるように
流量制御弁ＦＩＣが設けられ、各吸着塔に導入される製
品ガスの流量が調節されるようになっている。
は各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃについて夫々設けられた弁６Ａ、
６Ｂ、６Ｃを介して共通のガス通路１６と接続されてい
る。このガス通路１６には、各吸着塔の吸着工程時の圧
力を制御するための圧力調整器、ならびに製品ガスが安
定して導出されるように製品ガスタンクＶ１が備えられ
ている。またこのガス通路１６からは、各吸着塔Ａ、
Ｂ、Ｃの上部にそれぞれ設けられた弁５Ａ、５Ｂ、５Ｃ
を介して製品ガスの一部を各吸着塔に導入できるように
流量制御弁ＦＩＣが設けられ、各吸着塔に導入される製
品ガスの流量が調節されるようになっている。
【００２１】本発明の炭酸ガス含有原料ガスから炭酸ガ
スを除去する方法は以上のように構成された装置を用
い、上記各弁の開閉操作を経時的に互いに連携させつつ
開閉することによって、各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃでは、吸着
工程、減圧工程（Ｉ）、減圧工程（II）、再生工程、昇
圧工程（Ｉ）および昇圧工程（II）が各々均等時間実行
されるのである。具体例をもって示せば下記の通りであ
る。
スを除去する方法は以上のように構成された装置を用
い、上記各弁の開閉操作を経時的に互いに連携させつつ
開閉することによって、各吸着塔Ａ、Ｂ、Ｃでは、吸着
工程、減圧工程（Ｉ）、減圧工程（II）、再生工程、昇
圧工程（Ｉ）および昇圧工程（II）が各々均等時間実行
されるのである。具体例をもって示せば下記の通りであ
る。
【００２２】吸着工程：好ましくは５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以
上に加圧された原料ガスを、好ましくは平均細孔径４Å
のカーボンモレキュラーシーブが充填された吸着塔に供
給し原料ガス中の炭酸ガスを吸着させる工程。 減圧工程（Ｉ）：吸着工程終了後、再生工程が終了した
他塔と連結し両者の塔を均圧にする工程。 減圧工程（II）：減圧工程（Ｉ）終了後、さらに大気圧
付近まで減圧する工程。この時流出する脱着ガスの全量
は、好ましくは一旦バッファータンクに回収した後、圧
縮機で昇圧され他塔の昇圧工程（II）に用いる。
上に加圧された原料ガスを、好ましくは平均細孔径４Å
のカーボンモレキュラーシーブが充填された吸着塔に供
給し原料ガス中の炭酸ガスを吸着させる工程。 減圧工程（Ｉ）：吸着工程終了後、再生工程が終了した
他塔と連結し両者の塔を均圧にする工程。 減圧工程（II）：減圧工程（Ｉ）終了後、さらに大気圧
付近まで減圧する工程。この時流出する脱着ガスの全量
は、好ましくは一旦バッファータンクに回収した後、圧
縮機で昇圧され他塔の昇圧工程（II）に用いる。
【００２３】再生工程：真空ポンプを用いて好ましくは
１００Ｔｏｒｒ以下まで減圧し、吸着剤に吸着されてい
る炭酸ガスを脱着させ吸着塔内を再生する工程。この時
流出するガスは好ましくはレストガスタンクに回収した
後、レストガスとして排出される。 昇圧工程（Ｉ）：再生工程の終了した塔と吸着工程の終
了した塔を連結し、前者の吸着塔を昇圧する工程。 昇圧工程（II）：昇圧工程（Ｉ）の終了した塔に、減圧
工程（II）で脱着され好ましくはバッファータンクに回
収した脱着ガスを、好ましくは圧縮機で加圧して供給し
昇圧する。さらに所望であれば吸着圧力付近まで昇圧す
るために製品ガスの一部を用いて昇圧する工程。
１００Ｔｏｒｒ以下まで減圧し、吸着剤に吸着されてい
る炭酸ガスを脱着させ吸着塔内を再生する工程。この時
流出するガスは好ましくはレストガスタンクに回収した
後、レストガスとして排出される。 昇圧工程（Ｉ）：再生工程の終了した塔と吸着工程の終
了した塔を連結し、前者の吸着塔を昇圧する工程。 昇圧工程（II）：昇圧工程（Ｉ）の終了した塔に、減圧
工程（II）で脱着され好ましくはバッファータンクに回
収した脱着ガスを、好ましくは圧縮機で加圧して供給し
昇圧する。さらに所望であれば吸着圧力付近まで昇圧す
るために製品ガスの一部を用いて昇圧する工程。
【００２４】（実施例）外径３４mmφ、内径２７．２mm
φ、高さ３００mmの吸着塔Ａ、ＢおよびＣを備えた３塔
式のＰＳＡ装置を用い、これらの中に市販の平均細孔径
４Åのモレキュラーシービングカーボンをそれぞれ１５
０ｍｌ充填し、ＣＨ4 およびＣＯ2 よりなる混合ガスを
１７５０ｃｃ／分、７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの条件で導入し、
吸着工程５分、減圧工程（Ｉ）および減圧工程（II）そ
れぞれ０．５分、再生工程４分、昇圧工程（Ｉ）０．５
分、昇圧工程（II）４．５分、即ち１サイクル１５分の
条件で連続運転した。なお各吸着塔は４０℃に保温し温
度差による影響が無いようにした。結果を表１に示す。
実施例２は原料ガス組成および供給量を１８００cc／分
とした以外は実施例１と同条件である。また、実施例３
は原料ガス中に２５℃飽和の水分を含有させた以外は実
施例２と同条件である。
φ、高さ３００mmの吸着塔Ａ、ＢおよびＣを備えた３塔
式のＰＳＡ装置を用い、これらの中に市販の平均細孔径
４Åのモレキュラーシービングカーボンをそれぞれ１５
０ｍｌ充填し、ＣＨ4 およびＣＯ2 よりなる混合ガスを
１７５０ｃｃ／分、７ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの条件で導入し、
吸着工程５分、減圧工程（Ｉ）および減圧工程（II）そ
れぞれ０．５分、再生工程４分、昇圧工程（Ｉ）０．５
分、昇圧工程（II）４．５分、即ち１サイクル１５分の
条件で連続運転した。なお各吸着塔は４０℃に保温し温
度差による影響が無いようにした。結果を表１に示す。
実施例２は原料ガス組成および供給量を１８００cc／分
とした以外は実施例１と同条件である。また、実施例３
は原料ガス中に２５℃飽和の水分を含有させた以外は実
施例２と同条件である。
【００２５】（比較例）上記実施例の操作において、減
圧工程（II）で流出する減圧ガスを原料ガスにリサイク
ルし、原料ガス供給量を１６５０ｃｃ／分とした（ＰＳ
Ａ入口のガス供給量としては１７５０ｃｃ／分とな
る）。他の条件は実施例１と同じである。実施例及び比
較例の結果は表１に示す通りである。製品ガス回収率及
びその組成については実施例と比較例の間で大差はなか
ったが、原料ガスの処理量及び製品ガス回収量は比較例
が明らかに劣っている。従って比較例の方法を実施する
場合は、同一の処理能力にしようとすれば装置が大型で
なければならず、またリサイクルガスを含めて多くのガ
スを吸着圧力まで高める必要があり、ランニングコスト
が上昇することは避けられない。
圧工程（II）で流出する減圧ガスを原料ガスにリサイク
ルし、原料ガス供給量を１６５０ｃｃ／分とした（ＰＳ
Ａ入口のガス供給量としては１７５０ｃｃ／分とな
る）。他の条件は実施例１と同じである。実施例及び比
較例の結果は表１に示す通りである。製品ガス回収率及
びその組成については実施例と比較例の間で大差はなか
ったが、原料ガスの処理量及び製品ガス回収量は比較例
が明らかに劣っている。従って比較例の方法を実施する
場合は、同一の処理能力にしようとすれば装置が大型で
なければならず、またリサイクルガスを含めて多くのガ
スを吸着圧力まで高める必要があり、ランニングコスト
が上昇することは避けられない。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、脱着ガスの一部を、最も合理的に選択された吸着塔
の昇圧に利用することによって、吸着剤を必要以上に多
く充填したり、或は吸着塔を大きめに設計する必要なし
に、製品ガス流量を安定に維持することができた。また
処理量の変動に伴う運転条件の変動を抑えつつ吸着に備
えた準備的昇圧工程を効率的に実施するので、原料ガス
圧縮の為の圧縮機動力を節約しつつ高品質のメタンを安
価に供給できた。これらの結果吸着塔の塔数を増加させ
ずに有用成分の高純度・高回収率を達成することができ
た。
で、脱着ガスの一部を、最も合理的に選択された吸着塔
の昇圧に利用することによって、吸着剤を必要以上に多
く充填したり、或は吸着塔を大きめに設計する必要なし
に、製品ガス流量を安定に維持することができた。また
処理量の変動に伴う運転条件の変動を抑えつつ吸着に備
えた準備的昇圧工程を効率的に実施するので、原料ガス
圧縮の為の圧縮機動力を節約しつつ高品質のメタンを安
価に供給できた。これらの結果吸着塔の塔数を増加させ
ずに有用成分の高純度・高回収率を達成することができ
た。
【図１】本発明を実施する為の装置の一例を示すフロー
シート。
シート。
Ａ、Ｂ、Ｃ 吸着塔 ＣＰ 原料ガス圧縮機 １Ａ、１Ｂ、１Ｃ 弁 ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 弁 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 弁 ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 弁 ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ 弁 ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 弁 ７、８ 弁 １１、１２、１３、１４、１５、１６ ガス通路 Ｖ１ 製品ガスタンク Ｖ２ レストガスタンク Ｖ３ バッファータンク Ｐ 真空ポンプ ＦＩＣ 流量制御弁 ＰＩＣ 圧力制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 豊彦 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 大坂 邦夫 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内
Claims (5)
- 【請求項１】 メタンを主成分とし、不純成分として炭
酸ガスを含む原料ガスから、ＰＳＡ法により炭酸ガスを
吸着除去してメタンに富む製品ガスを製造するに当た
り、 (1) 原料ガスをいずれかの塔に加圧供給して該原料ガス
中の炭酸ガスを吸着させる吸着工程 (2) 該吸着工程の終了した塔と後記再生工程の終了した
塔を連結し、両者の塔を均圧にする前者の塔の減圧工程
（Ｉ）および後者の塔の昇圧工程（Ｉ） (3) 該減圧工程（Ｉ）の終了した塔を更に大気圧付近ま
で減圧する減圧工程（II）、 (4) 前記減圧工程（II）の終了した塔を更に減圧して再
生する再生工程 (5) 前記昇圧工程（Ｉ）の終了した塔を、前記減圧工程
（II）で流出した脱着ガスの導入によって昇圧する昇圧
工程（II） を含み、これらの工程を複数の塔を用いて順次繰り返し
行なうことを特徴とする原料ガスから炭酸ガスを除去す
る方法。 - 【請求項２】 吸着工程を５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以上の圧力
で行なう請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 再生工程を１００Ｔｏｒｒ以下の圧力で
行なう請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 昇圧工程（II）を実施するに当たり、製
品ガスの一部を併用して昇圧する請求項１〜３のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項５】 吸着剤として平均細孔径４Åのモレキュ
ラーシービングカーボンを用いる請求項１〜３のいずれ
かに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6146852A JPH0810551A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 原料ガスから炭酸ガスを除去する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6146852A JPH0810551A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 原料ガスから炭酸ガスを除去する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0810551A true JPH0810551A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15417009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6146852A Withdrawn JPH0810551A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 原料ガスから炭酸ガスを除去する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810551A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100324709B1 (ko) * | 1999-03-19 | 2002-02-16 | 이종훈 | 화력발전소 연소가스로부터 고순도의 이산화탄소를 회수하기 위한 압력변동 흡착장치 및 이를 이용한 이산화탄소 회수방법 |
| US6913638B2 (en) | 2000-12-25 | 2005-07-05 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Method for separating hydrogen gas |
| JP2008045060A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 吸着剤を利用したバイオ発酵ガスからのメタンの回収、精製方法 |
| JP2009082920A (ja) * | 2002-03-29 | 2009-04-23 | Mitsui Chemicals Inc | 重合体製造プラントの排ガスの再使用方法 |
| JP2011173807A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Osaka Gas Co Ltd | メタン精製方法 |
| JP2012144628A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Air Water Inc | メタンを主成分とするガスの窒素除去方法および装置 |
| JP2014509558A (ja) * | 2011-03-01 | 2014-04-21 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | スイング吸着により炭化水素流から汚染物質を除去する方法並びに関連装置及びシステム |
| CN113457373A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-01 | 成都华西堂投资有限公司 | 一种高效利用吸附剂的vpsa制氧工艺及其系统 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP6146852A patent/JPH0810551A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100324709B1 (ko) * | 1999-03-19 | 2002-02-16 | 이종훈 | 화력발전소 연소가스로부터 고순도의 이산화탄소를 회수하기 위한 압력변동 흡착장치 및 이를 이용한 이산화탄소 회수방법 |
| US6913638B2 (en) | 2000-12-25 | 2005-07-05 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Method for separating hydrogen gas |
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| JP2008045060A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 吸着剤を利用したバイオ発酵ガスからのメタンの回収、精製方法 |
| JP2011173807A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Osaka Gas Co Ltd | メタン精製方法 |
| JP2012144628A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Air Water Inc | メタンを主成分とするガスの窒素除去方法および装置 |
| JP2014509558A (ja) * | 2011-03-01 | 2014-04-21 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | スイング吸着により炭化水素流から汚染物質を除去する方法並びに関連装置及びシステム |
| CN113457373A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-01 | 成都华西堂投资有限公司 | 一种高效利用吸附剂的vpsa制氧工艺及其系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |