JPH0852316A

JPH0852316A - 改良されたガス前浄化

Info

Publication number: JPH0852316A
Application number: JP7200338A
Authority: JP
Inventors: Ravi Prasad; ラビ・プラサド
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1996-02-27
Also published as: EP0692297A2; CN1120464A; EP0692297A3; BR9503313A

Abstract

(57)【要約】【目的】空気分離システムに送る送給ガス流れの前浄
化のための改良されたプロセス及びシステムを提供する
ことである。【構成】アフタークーラー４から飽和空気流れとして
出た送給空気が水分分離器６の底部から除去される。膜
乾燥器１１に送るに先立ち、送給空気流れをライン８を
介して熱交換器或はヒーター９に送り、それ以降の凝縮
を排除する。膜乾燥器が送給空気流れ中の大量の残留水
蒸気を除去し送給空気流れの蒸気圧を低下させ、この蒸
気圧水準を、下流側のカーボントラップの吸着容量に対
する影響を実質的に無くす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス分離操作場所に送ら
れる送給ガス流れの前浄化に関し、詳しくは、膜ガス分
離操作位置の上流側で使用する吸着床の吸着容量を増長
させることに関する。

【０００２】

【従来技術】酸素、窒素、アルゴン生成のための空気の
分離及びその他の種々のガス分離プロセスに於ては、分
離プロセスでの大量処理に先立ち、送給ガスから特定の
不純物を除去する必要がある。極低温空気分離操作に際
しては、空気を急冷するに先立ち、空気から水蒸気や二
酸化炭素を取り除くことが重要である。これらの不純物
は通常、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）プロセスに先立っ
ても同様に取り除かれる。膜分離プロセスはこうした不
純物に対しては低感度であるが、汚染物質となる微量の
重い炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気によってそ
の分離能力が劣化する。商業的なガス分離プロセスの殆
ど全てに於ては、オイル潤滑式のコンプレッサーを使用
して送給ガス流れを圧縮する必要がある。そのようなコ
ンプレッサーを使用するとガス流れ中への微量のオイル
の混入が避け難く、従って、分離プロセスでの大量処理
に先立ち、送給ガスから前述の如き炭化水素を取り除く
必要がある。

【０００３】従って、実際の全ての空気分離プロセスで
は、無用の、汚染物質となる微量の炭化水素及び或は有
機蒸気或は無機蒸気を送給ガス流れから除去するための
前浄化手段を使用せねばならず、また前浄化操作中に水
蒸気及び二酸化炭素の殆どを除去することもしばしば必
要とされ或は所望される。

【０００４】透過膜プロセス及び透過膜システムが斯界
に既知であり且つ広範なガス及び液体の分離操作のため
に使用され或は考究されて来た。それらの分離操作で
は、送給ガス流れは膜表面との接触状態に持ち来たさ
れ、送給ガス流れの透過し易い成分が透過流れとして回
収され、透過しにくい成分が非透過流れとして透過膜シ
ステムから取り出される。

【０００５】流体のこうした分離操作は本来簡単なもの
でありこれが、斯界での、膜システム使用を実際の商業
的操作に拡大する動機となっている。実際の商業的操作
で使用するためには、透過膜システムの選択性や透過性
と言った特性を、所定用途での全製造条件と両立させる
べきである。膜の安定性が良好であり、実際の商業運転
中に過度の性能劣化を来すことが無いことは言うまでも
無い。

【０００６】空気分離用途は透過膜の極めて望ましい使
用分野である。空気分離用途では酸素が、送給空気にお
ける特定の膜に対する透過し易い成分を代表するもので
あり、また窒素が透過しにくい成分であり、酸素は透過
ガスとして取り出され、窒素は非透過ガスとして回収さ
れる。空気分離用途に於て、膜の性能上の特性が、送給
空気流れ中の特定の汚染物質の存在に対し敏感なもので
あることが見出された。膜の透過性は、そうした汚染物
質に晒されると著しく低下する。幸いにも、空気中に一
般的に存在する、例えば、軽い炭化水素のような大抵の
汚染物質は、膜の透過性をさほど劣化させない。比較的
低濃度、例えばオイル潤滑式のエアコンプレッサーから
送給空気流れに入り込むような重い炭化水素オイル蒸気
のＣ₁ の如きが、例え比較的低濃度、例えば、容積基準
での１ｐｐｍ未満の低濃度に於て存在し、或はその他
の、例えば塩化メチレン、四塩化炭素からなる有機蒸気
及びその他それらの溶剤或は二酸化炭素、ある場合には
二酸化炭素の如き無機蒸気が存在することで、膜の透過
性は急速に且つ広範囲に於て失われる。

【０００７】空気その他ガスの分離のための透過膜シス
テムに於ける主なコスト高な部品には、所定の膜表面積
を持つ膜モジュールと、好適な透過圧力水準を達成する
ことにより所望の生成物ガスの品質及び製造を実現する
ための、空気その他ガスのためのコンプレッサーユニッ
トとが有る。透過膜システムの表面積条件は、一般には
分離すべきガス混合物中の透過し易い成分に対する透過
性が極めて高い膜材料を選択することで、所定の一連の
運転条件、即ち、圧力、温度、流量に対し最小化するこ
とが出来る。典型的には、所定の選択性に対しては膜の
透過性が高い程、所定の一連の製造条件に対し必要とさ
れる膜表面積は小さくなる。コンプレッサーのコスト
は、代表的にはオイル潤滑式の回転ねじ送り型のコンプ
レッサーを選択することにより、特に小規模プラントに
於て最小化することが出来る。

【０００８】空気分離用途に対する透過膜システムの開
発中に、膜の透過性が初期に於て急速に且つ著しく低下
し、以後、更に、数カ月に渡る運転中に徐々に低下する
ことが見出された。膜透過性のこうした所望されざる低
下に対処するに、有効膜面積を、全ての原因に基く透過
性の予測損失量を補うに十分な安全率を有する寸法とす
るのことが現在一般化している。従って、先ず、透過膜
システムを所望の生成物流れに対して著しく大型化し、
送給ガスコンプレッサーを代表的にはターンダウンモー
ドで運転する。膜の透過性が低下するに従い、運転温度
か或は運転圧力或はその何れもを増大し、そうした膜透
過性の低下を補償する。ある場合には、透過膜システム
のモジュールの幾つかを初期にバイパスさせることによ
り、膜が全透過能力を提示する場合に使用される余剰の
膜表面積を減少させ、次いで、初期に使用したモジュー
ルの劣化が進むに従い、バイパスさせていたモジュール
を流れに戻すことが必要とされ或は望まれる。この場合
は、余分な膜表面積を設けることに関し資本コスト的に
著しく不利であることに加え、そうした透過膜システム
を、その運転寿命のかなりの部分で目的以外の状況下で
作動させねばならないことから、透過膜システムに対す
る管理計画は、最適設計条件に近い状態でのシステム運
転に於けるそれよりもずっと複雑なものとなる。

【０００９】透過膜システム使用に於ける劣化を補償す
るための、透過膜システムのこうした過剰設計に対する
代替策として、膜の失われた透過性の回復が試みられ
た。しかしこの努力は、劣化した膜の透過性を回復させ
るための手段を経済的に無理なく開発し得なかったこと
から最初は報われなかった。現在では、劣化した膜の透
過性を回復させるための実用的且つ経済的な手段を入手
可能であるから、過度に短い運転後に劣化したモジュー
ルを廃棄し、新しいモジュールと交換する必要は無い
が、膜の劣化の問題に応じた更なる改善が膜業界に於て
は望まれている。透過膜システムの過剰設計のみなら
ず、膜バイパス策、そして、膜透過性回復処置のための
ガス生成操作の中断、或はこれらの組み合わせは、実際
の、商業的な空気その他ガス分離操作に於ける膜透過性
劣化の問題を解決するためには全く不十分なものであ
る。

【００１０】斯界に既知の別の方法では吸着床を使用し
て送給空気から炭化水素やオイルを除去している。この
目的のために様々な吸着床を使用することが可能である
が、吸着床として“活性炭”を使用し、或はカーボント
ラップを空気その他ガスのための分離透過膜システムの
上流側に位置決めするのが一般に好ましい。カーボント
ラップの吸着容量を、送給ガス混合物中に汚染物質とし
て存在する、軽い炭化水素及び重い炭化水素を実質的に
全て除去するための設計とすることも出来るが、米国特
許第４，８８１，９５３号には、活性炭を使用すること
により、膜の透過性を劣化させるとみなされる重い炭化
水素を、もっと軽いＣ₅ 或はそれよりも小さい炭化水
素、或は水蒸気或は二酸化炭素を除去することなく、送
給空気その他の送給ガス流れから選択的に除去すること
が記載される。このように、重い炭化水素を選択的に吸
着する吸着床を使用することにより、吸着容量を著しく
過剰に設計することなく、然も交換或は回復するまでの
有効寿命も長い透過膜システムを使用することが出来る
ようになる。かくして、重い炭化水素を選択的に除去す
るようにすれば、所定のガス分離操作に対し吸着床を最
適化することが可能となり、また重い炭化水素を吸着し
た状態で吸着床を廃棄することも出来るようになる。

【００１１】活性炭を使用するカーボントラップその他
の吸着床を使用して圧縮空気その他のガス流れから重い
炭化水素を除去することには成功したものの、そうした
重い炭化水素に対するカーボントラップの吸着容量は、
大量の水或は水蒸気が存在すると著しく低下することが
分かった。空気を圧縮する際に生じる高圧流れはしばし
ば水蒸気で飽和される。空気その他のガス流れから液状
の水を冷却しそして除去した後でさえも、空気その他の
ガス流れの中の水蒸気濃度は、重い炭化水素を含む全て
の炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気のためのカー
ボントラップの吸着容量を低下させるに全く十分な程で
ある。斯界では、オイル吸着のための活性炭の吸着容量
に対する水蒸気の悪影響が認められている。Ｒ．Ｊａｉ
ｎは、１９９２年５月１７−２０日にケンタッキー州レ
キシントンの北米膜協会に於て、３層、即ち活性アルミ
ナ、活性炭、活性アルミナの３層から成る吸着層を使用
した“オイル蒸気によるガス分離膜の劣化を防止するた
めのプロセス”を提案した。このプロセスでは送給ガス
を吸着床を貫いて送り、アルミナによって水を除去し、
汚染物としてのオイルを活性炭により除去する。最初の
アルミナ層が水で飽和すると流れ方向を逆転し、他方の
アルミナ層を送給ガス流れ方向に於ける最初の層とす
る。中間の活性炭層を通過した送給ガスは、先に水飽和
したアルミナ層に入る。そしてこのアルミナ層から水を
脱着し、アルミナ層を部分的に再生する。このプロセス
では活性炭のオイル吸着容量は増長されるものの、送給
ガス流れ中の水蒸気が下流側のプロセス操作位置に送ら
れてしまう。またこのプロセスは本来間欠的でもある。
３層を貫く流れの方向切り替えに際しては、中間の活性
炭層の、負荷された或は汚れた端部が流れの入口側から
出口側に移動され、これが、幾分かのオイル汚染物をし
て送給ガス流れ中に再流入可能ならしめるのである。

【００１２】カーボントラップが望ましく使用され、３
層での吸着床の使用のための提案が為されたものの、膜
その他のガス分離システムに送る送給ガスの前浄化の一
層の改善が、斯界では望まれている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】空気分離システムに送
る送給ガス流れの前浄化のための改良されたプロセス及
びシステムを提供することであり、膜その他のガス分離
システムに送る送給ガス流れ前浄化のために使用する吸
着床の炭化水素吸着容量を増長するための改良されたプ
ロセス及びシステムを提供することであり、膜を使用し
てのガス分離操作中の膜透過性の劣化の問題を解決する
ための改良されたプロセス及びシステムを提供すること
である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】膜乾燥器を、ガス分離そ
の他のプロセス処理操作位置に送る送給ガス流れから炭
化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気を除去するために
使用する吸着床の上流側で使用する。膜乾燥器が送給ガ
ス流れ中の水蒸気含有量を、吸着床の炭化水素及び或は
有機蒸気或は無機蒸気のための吸着容量への影響が最小
である好適な水準に低下する。

【００１５】

【実施例】本発明の目的は、一連の、膜乾燥器と、この
膜乾燥器に続く吸着床、例えばカーボントラップとを、
ガス分離或はガスプロセス処理ユニットの上流側の前浄
化システムとして使用することにより達成される。水蒸
気の存在によるカーボントラップその他の吸着床に於け
る、炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気のための吸
着容量低下の問題が、膜乾燥器内の送給ガス流れを吸着
床との接触に先立って前乾燥することにより好都合に解
決される。空気その他の送給ガス流れの水蒸気含有量
が、この送給ガス流れを膜乾燥器を通して通過させるこ
とにより減少する。残留水蒸気の水準が、カーボントラ
ップその他の吸着床の炭化水素及び或は有機蒸気或は無
機蒸気の吸着容量に与える影響は無視し得る程のものと
なるか或は最小化される。

【００１６】図１に例示する、本発明の空気分離のため
の具体例に関しては、ライン１を流れる送給空気は、代
表的にはオイル潤滑式のコンプレッサー内で圧縮され、
圧縮された送給空気はライン３を経てアフタークーラー
４に入る。アフタークーラー４から飽和空気流れとして
出た送給空気はライン５を経て水分分離器６に入り、こ
の水分分離器６の底部からライン７を通し除去される。
ライン１０を通して膜乾燥器１１に送るに先立ち、送給
空気流れをライン８を介して熱交換器或はヒーター９に
送り、それ以降の凝縮を排除する。膜乾燥器が送給空気
流れ中の大量の残留水蒸気を除去してこの送給空気流れ
の蒸気圧を低下させ、この蒸気圧水準を、下流側のカー
ボントラップの吸着容量に対する影響を実質的に無く
す。送給空気流れの透過性成分、特には水蒸気が、膜乾
燥器１１の透過性膜材料を通して透過し、ライン１６を
経て排出される。図示するように、このライン１６内の
廃棄流れの一部分をライン１６Ａを通してライン１に再
循環させることにより、追加量の送給空気と共にエアコ
ンプレッサー２に送ることが出来る。比較的乾燥した好
適なパージガスをライン１５を通して膜乾燥器１１の生
成物排出端に送り、この膜乾燥器の透過側を、好ましく
は膜乾燥器１１の送給側或は非透過側での送給空気の通
過方向と向流方向に通過させる。パージガスをこのよう
に通すことにより、膜表面からの最初の透過ガス、即ち
水蒸気（水分）の除去が容易化されるので、送給ガス乾
燥操作全体が容易化される。

【００１７】膜乾燥器１１を出た乾燥した送給空気は、
ライン１２を経てカーボントラップ１３に入り、このカ
ーボントラップ１３に於てこの送給空気中に汚染物質と
して含まれる重い炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸
気が除去される。図示されるように、送給空気流れの一
部分をライン１７を通して取り出し、膜乾燥器１１の透
過側にパージガスとして再循環させることが出来る。選
択的に吸着された汚染物質、即ち、重い炭化水素を含む
炭化水素、有機蒸気或は無機蒸気を吸着することにより
浄化した送給空気流れをライン１８に通し、これを下流
側のプロセス処理システム１９に送り、このプロセス処
理システムで更に浄化、分離その他所望されるプロセス
処理を実施する。典型的には、そうしたプロセス処理に
よって乾燥ガス流れが発生するが、この乾燥ガス流れは
廃棄ガス流れとして排出するが、この乾燥ガス流れをラ
イン１５を通す等して再循環し、膜乾燥器１１の透過側
に於ける低圧のパージガスとして使用するのが好まし
い。

【００１８】図１に例示した具体例の運転に際し、周囲
空気をライン１を経て単一ステージ或はマルチステージ
型のコンプレッサー２に送り、このコンプレッサー２に
於て空気を所望の高圧水準に圧縮する。先に説明したよ
うに、このコンプレッサーは代表的にはオイル潤滑式の
ものであり、高圧の空気流れ中には微量のオイルが伴出
される。この高圧の空気流れを、例示したようにアフタ
ークーラー４内で、或はマルチステージ型のコンプレッ
サーに於てはその各ステージ間で冷却する。ライン５を
流れる冷却された空気流れは通常は飽和状態であって、
液状の水が水分分離器６に於て分離される。水分分離器
６を出る空気流れは尚、飽和状態であるが、最適には熱
交換器或はヒーター９に於てこれを加熱する。飽和状態
の或は亜飽和状態の空気流れをライン１０を通して膜乾
燥器１１の高圧送給側に送る。空気流れの水蒸気圧力
は、この膜乾燥器のモジュールを通過するに従い所望の
低水準に低下する。乾燥された残留物、即ち、透過しな
い空気流れをライン１２を通してカーボントラップ１３
に送り、このカーボントラップ内で、空気流れ中に伴出
された重い炭化水素を含む炭化水素及び或は有機蒸気或
は無機蒸気を吸着除去する。こうして得た乾燥され、浄
化された空気流れは、下流側のプロセス処理システム１
９のための有益な送給空気流れとなる。

【００１９】下流側のプロセス処理システムが、酸素を
選択的に透過させることにより高純度の窒素生成物を生
成し、この高純度の窒素生成物を透過ガスとして回収す
るための膜空気分離システムである場合、汚染物質とな
る重い炭化水素を含む炭化水素及び或は有機蒸気或は無
機蒸気を除去することは特に重要である。空気分離膜の
ために使用する膜材料が、米国特許第４，８８１，９５
３号に記載されるように、驚くべきことには有意濃度の
軽い炭化水素の存在によっては悪影響を受けないことが
分かったが、膜材料の透過性能は、膜材料を空気分離の
ための連続使用に際し、汚染物質となる重い炭化水素及
び或は有機蒸気或は無機蒸気に露呈されることにより劣
化するのである。

【００２０】高純度窒素生成のための膜プロセスに於
て、酸素富化空気もまた排気ガスとして生成される。こ
の排気ガスの全部或は一部分をライン１５を通して膜乾
燥器１１の低圧の透過側にパージガスとして、望ましく
はこの膜乾燥器１１に入る高圧の空気流れ方向に対し向
流方向で送り、低圧の透過側をパージする。このパージ
ガスは、膜乾燥器１１内の送給空気流れから選択的に透
過された水蒸気と共にライン１６を通して廃棄物流れと
して排出することが出来る。下流側のプロセス処理シス
テム１９が極低温蒸留プロセス或は圧力スイング吸着プ
ロセスである場合でも、廃棄物流れは同様に創出され
る。この廃棄物流れをライン１５に通し、膜乾燥器１１
のためのパージガスとすることが出来る。その他のプロ
セスからの好適な廃棄物流れもまたパージ目的のために
使用して良い。

【００２１】かくして、本発明によれば、カーボントラ
ップの炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気の吸着容
量が、送給ガスに含まれる水蒸気水準を、膜乾燥器を使
用することにより前記カーボントラップの炭化水素、特
に、重い炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気を送給
ガスから吸着するための容量に対する影響を無視し得る
程に或は最小とする水準にまで有効に低減させることに
より、増長される。本発明の個々の構成部品をそれらの
特定目的のために使用してきたが、これら構成部品及び
その使用を本発明の目的のための独特の組み合わせとす
ることにより、ガス分離技術に於ける重要な利益が提供
される。空気その他の送給ガス流れの、下流側のプロセ
ス処理システムに先立つ位置にカーボントラップを位置
付けることにより、汚染物質となる炭化水素及び或は有
機蒸気或は無機蒸気がこの下流側のプロセス処理システ
ムに入り込むことが防止される。膜乾燥器が、過剰量の
水蒸気がカーボントラップに入ることによりこのカーボ
ントラップの性能を劣化させることを防止する。膜乾燥
器に使用する膜材料は、下流側の空気その他のガスのた
めの分離システムで使用するそれとは一般に異なるもの
であるとともに、炭化水素及び或は有機蒸気による劣化
に対しそれほど影響を受けやすいものではない。かくし
て、膜乾燥器で使用する配合物は、一般に、空気乾燥に
際し乾燥するべきガス、即ち窒素や酸素よりも、水に対
し高い選択性を有している。米国特許第５，２２６，９
３２号に記載されるように、水／空気分離の係数は、乾
燥するべきガスに対する透過性が小さい状態で送給空気
から好都合に水分を除去するためには少なくとも５０、
好ましくは１０００以上である。セルロースアセテー
ト、エチルセルロース、スルホン化ポリスルホン、ポリ
アミドそしてポリスチレンは、乾燥用途での使用に適し
た膜材料の例である。膜乾燥器は水蒸気濃度を、カーボ
ントラップが重い炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸
気を吸着するための吸着容量に深刻な影響を及ぼさない
程度に十分なだけ低下させる。圧縮された空気が、一般
にアフタークーラーの温度では飽和状態であることを銘
記されたい。追加的な冷却により水蒸気濃度を低下させ
ることは出来るが、この方策は本発明に従う膜乾燥器使
用に於けるよりは有益なものではない。

【００２２】低純度乃至中純度の窒素、代表的には約９
０乃至９８％の窒素を生成するための透過膜システムに
向う送給空気を前浄化するための膜乾燥器及びカーボン
トラップの使用例が図２に例示される。ここでは、半径
方向の完全な混合を伴う状態での向流方向で作動される
単一ステージ型の空気分離膜が使用されている。送給空
気はライン２０を通りエアコンプレッサー２１に入り、
このエアコンプレッサー２１からライン２２を介して出
た送給空気はアフタークーラー２３を経て水分分離器２
４に入り、ここで液状の水がライン２４Ａを通して除去
された後、膜乾燥器２５に入る。圧縮され乾燥された送
給空気がライン２６を通してこの膜乾燥器２５を出てカ
ーボントラップ２７に入り、ここで重い炭化水素及び或
は有機蒸気或は無機蒸気が除去される。このように浄化
された送給空気がライン２８を通して膜ユニット２９に
入り、ここでライン３０を通して窒素生成物ガスが回収
される。乾燥酸素富化された透過ガスがこの膜ユニット
２９からライン３１を通して取り出され、その一部分が
ライン３２を通して分岐され、前記膜乾燥器２５に於け
るパージガスとして使用される。膜乾燥器２５に於ける
透過ガス、即ち早く透過する水分とパージガスとがライ
ン３３を通して膜乾燥器から除去され、プロセスから排
出される。

【００２３】図２に示す具体例では、使用される空気分
離膜の酸素／窒素分離係数は６であった。膜乾燥器に送
られる送給空気は、圧力が１７５ｐｓｉｇ（ゲージ圧で
の約１２．３ｋｇ／ｃｍ² ）温度が１００°Ｆ（約３
７．８℃）であり、透過物及びパージガスは１５ｐｓｉ
ａ（絶対値での約１．０５ｋｇ／ｃｍ² ）、即ち本来１
気圧の圧力で膜乾燥器から排出された。低圧パージを使
用しての向流流れモードで運転された膜乾燥器は、水／
酸素の分離係数が１０００よりも大きく、水に対する透
過性／厚さの割合は１．９×１０⁷ バール／ｃｍであっ
た。膜空気分離ユニットは約５７％のステージカットで
運転され、この値が、膜乾燥器に対する入手し得る最大
パージ率に決定された。この具体例では、膜乾燥器によ
って達成される乾燥の度合いはパージ流れ、つまり先に
言及したような空気分離膜ユニットからの透過物の一部
分の、乾燥程度に依存している。この透過物の水含有量
は、膜空気分離ユニットに送られる高圧の送給空気中の
水蒸気に依存している。各プロセス流れの湿度は従っ
て、連結されしかも相互依存している。

【００２４】各プロセス流れの湿度とパージ率との間の
関係を以下の表に示しまた図３に例示する。パージ率が
低いと膜乾燥器からの生成物の湿度は高くなり、またパ
ージ流れの湿度も高くなることが分かった。しかしなが
ら、パージ率を高めると生成物及びパージ流れの湿度は
共に減少する。低湿度水準ではパージ率は膜乾燥器の面
積係数（ＡＦ）に依存することが分かる。従ってその２
つの値を本例では使用している。面積係数とは乾燥生成
物流れの単位当りに要求される膜表面積のことである。

【００２５】

【表１】

【００２６】面積係数０．１に対してはパージ率を１０
％或は面積係数０．０４に対してはパージ率を２７％と
した場合に、極めて乾燥した流れが生じることがこの表
及び図３のグラフから分かる。これらの値が入手し得る
最大パージ率である５７％よりもずっと小さいことを銘
記されたい。かくして、極めて乾燥したガス流れを本発
明のガス前浄化プロセス及びシステムにより生成するこ
とが可能である。これは、最終生成物が非常に乾燥した
高純度の窒素である場合には重要である。例示具体例で
のデータは送給空気から窒素を回収するための単一ステ
ージ形式の膜プロセスに基くものである。もっと高い純
度が必要な場合は、２ステージ膜プロセス或は３ステー
ジ膜プロセスを所望に応じ使用する。図４には、本発明
の実施に際し２ステージの膜空気分離システムを膜乾燥
器及びカーボントラップと一体化した場合を例示する。

【００２７】図４の具体例では、送給空気はライン４０
を通してエアコンプレッサー４１に送られ、圧縮された
送給空気がライン４２を経て膜乾燥器４３の送給側に送
られ、ここで早く透過する水分を除去する。非透過の、
乾燥した送給空気がライン４４を通して膜乾燥器４３か
らカーボントラップ４５に送られ、このカーボントラッ
プから乾燥され浄化された送給空気がライン４６を通し
て第１ステージの空気分離膜４７に達し、この第１ステ
ージの空気分離膜を透過した酸素富化された廃棄流れが
ライン４８を通し、この第１ステージの空気分離膜の透
過側から排出される。第１ステージの空気分離膜を透過
しなかった窒素富化流れが、前記第１ステージの空気分
離膜４７からライン４９を通して第２ステージの空気分
離膜５０に送られる。乾燥された極めて高純度の窒素
が、ライン５１を通してこの第２ステージの空気分離膜
の非透過側から回収される。

【００２８】第２ステージの空気分離膜５０からの乾燥
された透過ガスは、この第２ステージの空気分離膜５０
の透過側からライン５２を通して除去されてライン４０
に戻され、追加量の送給空気と共にエアコンプレッサー
４１に送られ、次いで膜乾燥器４３に、そしてカーボン
トラップ４５に送られる。この乾燥した透過ガスの一部
分がライン５２を通して取り出され、ライン５３を通し
て膜乾燥器４３の透過側でパージガスとして使用され
る。この乾燥した透過ガスをパージガスとして使用する
ことが、膜乾燥器４３の送給側、即ち非透過側での送給
空気からの早く透過する水分の除去を容易化する。この
パージガスと、膜乾燥器４３から除去された、水分を含
む透過ガスとがライン５４を通し、ライン５２内の透過
ガスと共にライン４０に入り、生成物窒素回収のために
分離されるべき追加量の送給空気と共にエアコンプレッ
サー４１に流入する。

【００２９】本発明の範囲から離れることなく多くの改
変を、本発明の詳細に関し為し得るものとする。かくし
て、下流側のプロセスから好適な廃棄流れを入手出来な
い場合には、図１の具体例のライン１７を通る乾燥空気
の一部分を使用して膜乾燥器をパージすることが出来
る。膜乾燥器からの透過物及びパージガスの湿度が周囲
空気よりも低い或は低く無いものであることも銘記され
たい。透過側から除去したガスの湿度が十分に低い場
合、またそうでない場合には配合物が好適なものである
場合、このガスを再循環し且つエアコンプレッサーへの
送給時に於て、流入する送給空気と混合する。

【００３０】本発明の実施に際してマルチステージ形式
の空気分離膜を使用し、各ステージの何れか１つ或はそ
れらの組み合わせからの乾燥した透過ガスを膜乾燥器の
パージガスとして使用することが出来る。透過ガス、代
表的には第２の或は後半の各ステージから取り出した透
過ガスが、そうしたパージガスとしての使用に適してい
る場合、この透過ガスを、追加量の送給空気を使用して
のそれ以降のプロセス処理のために再循環させるのが好
都合である。

【００３１】本発明の好ましい具体例に於て、カーボン
吸着がカーボントラップに於て使用される。重いオイル
の炭化水素蒸気及び或は有機蒸気或は無機蒸気を吸着す
ることの出来る任意の好適な、市販入手可能な活性炭材
料を使用して良い。前記米国特許第４，８８１，９５３
号に記載されるように、この活性炭材料を好都合に使用
して炭化水素、例えば重い炭化水素蒸気を好都合に選択
的に吸着し、一方、軽い炭化水素蒸気を、カーボントラ
ップを通過して透過膜システムに送る送給ガスと共に残
すようにすることが出来る。本発明の実施に際し使用す
るために好適なカーボンの代表的なものには、Ｃａｌｇ
ｏｎＢＣＢＣａｒｂｏｎ、ＢＰＬ蒸気相カーボン、
Ｓｕｔｃｌｉｆｆｅ−Ｓｐｅａｋｍａｎ社のＣａｒｂｏ
ｎ２０７Ｃ、ＷｅｓｔｖａｃｏＮｕｃｈａｒＷＶ−
３，そしてＡｍｅｒｉｃａｎＮｏｒｉｔのＮｏｒｉｔ
ＲＢ３がある。その他の吸着材料、例えば周知の、市販
入手可能なゼオライトモレキュラシーブ材料、例えば５
Ａ及び１３Ｘモレキュラーシーブを使用することも出来
る。

【００３２】本発明の好ましいカーボントラップで使用
するカーボン吸着床その他の吸着トラップを使い捨て型
のトラップとして設計して良い。即ち、トラップの寸法
を、膜を劣化から少なくとも約６ヶ月間保護し、しかも
尚、送給空気その他の送給物流れに於ける圧力低下を５
ｐｓｉ（約０．３５ｋｇ／ｃｍ² ）未満に抑える床深さ
を持つ寸法形状のものとすることが出来る。例示した、
本発明の代表的な空気分離用途例での設計上の特徴を例
示するに、（１）送給流量は標準状態での毎時６６００
０ｆｔ³ （標準状態での毎時約１８６８．９ｍ³ ）であ
り、（２）送給ガス圧力が１５０ｐｓｉｇ（ゲージ圧で
の１０．５ｋｇ／ｃｍ² ）であり、（３）運転温度が９
０°Ｆ（約３２．２℃）であり、（４）ＣＨ₄ として計
測した場合に於ける送給空気流れ中の、Ｃ₅ 或はもっと
低級の炭化水素蒸気による炭化水素汚染水準が１．５ｐ
ｐｍ（容積基準）であり、またメタン及び或は所望され
ざる水準の有機蒸気として計測しての、Ｃ₅ よりも大き
い炭化水素蒸気による炭化水素汚染水準が約０．５ｐｐ
ｍ（容積基準）或はそれ以上である。カーボントラップ
その他の吸着トラップは使い捨て型とする必要は無く、
本発明の実施の範囲で再生可能な形式のものと為し得
る。

【００３３】膜分離システムでは代表的には、オイル注
入式のスクリューコンプレッサーを使用して、加圧した
送給空気を膜分離表面に供給している。これにより生じ
る送給空気のオイル汚染が、先に議論したように膜性能
を低下させることが見出された。こうしたオイル注入式
のコンプレッサーは、言うまでも無く、その他の送給ガ
ス加圧用途に対して使用され、またその他形態のオイル
潤滑式のコンプレッサーを使用して送給空気その他の送
給ガスを、膜或はその他のガス分離操作に先立って加圧
している。そうした全ての用途に於て、炭化水素オイル
蒸気のみならずその他の有機蒸気或は無機蒸気が、膜そ
の他のガス分離システムに送られる送給ガス流れに入り
込む。重いオイル炭化水素蒸気及び或は有機蒸気或は無
機蒸気の濃度が極めて低い、即ち１ｐｐｍｖ（Ｃ₁ ）未
満の場合でさえも、ガス分離膜の透過性は急速且つ広範
囲に於て失われ得るものであることから、そうした重い
炭化水素を使い捨て型のカーボンその他の吸着トラップ
で送給ガス及び或は有機蒸気或は無機蒸気から選択的に
除去し、その一方で、膜材料に対し著しくは有害ではな
い軽い炭化水素を、送給ガスと共に透過膜システムに送
るようにするという能力は、特に好都合な、経済的に無
理の無い形での膜の劣化のコントロール及び防止を可能
とするものである。当業者には、オイル注入式その他の
オイル潤滑式の送給ガスコンプレッサを使用することに
よって生じるそうした有害な汚染に加え、そうした送給
ガス汚染の別の汚染源の存在、またそれによる膜の劣化
が、本発明の実施により防止され得ることを認識されよ
う。かくして、分離するべき送給空気その他ガスを、船
上でのディーゼル機関の周囲に接近しての用途に関連さ
付けることが可能であり。同様に、空気その他の分離用
途を炭化水素精製操作に接近させることが出来る。これ
らの場合或はその他の類似の用途例に於て、送給ガスが
重い炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気によって、
商業的に望ましく無い程の膜の劣化を引き起こすまで汚
染されてしまう恐れがある。これらの全ての場合にも、
本発明は、カーボントラップの吸着能力を維持させ且つ
そうした劣化を防止して、所定の生成物流れ及び純度を
創出するための追加の膜表面を使用する必要性を回避さ
せるような、好都合な且つ実用的な方策を提供する。

【００３４】本発明は送給空気その他の送給ガスの、膜
による分離、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）或は極低温蒸
留といったプロセスに先立っての前浄化に於ける非常に
望ましい改善を提供する。先に言及した空気分離用途の
他に、この種の劣化が実際の商業的用途に於て問題とな
る場合に本発明の適用が有益となる例を挙げれば、排ガ
スを含むメタン、エタンその他炭化水素からの水素の浄
化があり、その他にはアンモニアパージガスからの水素
の回収や、二酸化炭素及びメタン分離がある。

【００３５】空気その他ガス分離膜プロセス及びシステ
ムを使用した具体例に於て、より透過し易い成分と透過
しにくい成分とを含む送給ガス混合物から、より透過し
易い成分を選択的に透過することの可能な任意の所望の
透過膜システムを使用することが出来る。この点に関
し、ここに参照する１つの成分は、窒素やアルゴンを、
もっと透過し易い酸素から選択的に回収する場合のよう
に、送給ガス混合物中の別の単一或は複数のガス、即ち
他の成分から選択的に分離した単一のガス或はガスの組
み合わせ体である。かくして、本発明の使用により、複
合、非対称の各形式の膜或はその他任意形態の膜構造が
過度の劣化に対し保護される。複合型の膜は、一般に、
好適な透過性膜材料を多孔質基材に重ねてなる薄い分離
層或はコーティングを有し、この分離層が複合形の膜構
造に於ける分離特性を決定する。一方、非対称膜は本来
単一の透過性膜材料から構成され、稠密性の小さい半透
性の薄膜を具備し、この薄膜が膜の分離特性を決定す
る。また更に稠密性の小さい、多孔性の、選択性を有さ
ない支持領域が、加圧下での前記薄膜の潰れを防止して
いる。こうした膜構造を様々な形態、例えば螺旋巻付
け、中空繊維、平坦な薄板その他の形態に於て調製する
ことが出来る。実際の商業運転での使用に際しては、そ
うした膜構造は一般に膜アセンブリーに於て使用され、
膜アセンブリーは代表的には包囲体内部に位置決めさ
れ、透過膜システム全体の重要な要素を含む膜モジュー
ルを構成する。一般に、透過膜システムは、平行か或は
直列の作働状態に配列されてなる多くのそうした膜モジ
ュールを含み、中空繊維束、螺旋巻付け型のカートリッ
ジ、プリーツ付きの平薄板膜アセンブリーその他の、膜
工業界に於て一般的なアセンブリーとして構成される。

【００３６】特定のガス分離に使用する膜材料は、送給
空気その他の送給ガス混合物に於ける透過し易い成分を
選択的に透過させることの出来る任意の材料として良
い。そうした材料の代表的なものとしては、セルロース
デリバチブス、例えばセルロースアセテート、セルロー
スアセテートブチレートその他、アリールポリアミド及
びアリールポリイミドを含むオイルアミド及びポリイミ
ド、ポリスルホン、ポリアリーレート、ポリスチレンが
ある。

【００３７】当業者には、本発明を、ここで説明した如
き送給ガス流れの前乾燥が運転全体に対し好都合な、好
適な空気その他のガス分離ＰＳＡ或は極低温システム及
び、プロセスの使用に関しても同様に実施し得ることを
容易に認識されよう。以上本発明を具体例を参照して説
明したが、本発明の内で多くの変更を成し得ることを理
解されたい。

【００３８】

【発明の効果】空気分離システムに送る送給ガス流れの
前浄化のための改良されたプロセス及びシステムが提供
され、膜その他のガス分離システムに送る送給ガス流れ
前浄化のために使用する吸着床の炭化水素吸着容量を増
長するための改良されたプロセス及びシステムが提供さ
れ、膜を使用してのガス分離操作中の膜透過性の劣化の
問題を解決するための改良されたプロセス及びシステム
が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】前浄化膜乾燥器を、下流側のプロセス処理位置
に送られるガス流れを浄化するために使用する吸着床の
上流側で使用してなる、本発明の具体例の概略流れダイ
ヤグラム図である。

【図２】下流側のプロセス処理操作がガス分離透過膜シ
ステムである本発明の具体例の概略流れダイヤグラム図
である。

【図３】プロセスガス流れの湿度と、本発明の実施に於
て使用する前浄化膜乾燥システムで使用するパージ率と
の関係を例示するダイヤグラム図である。

【図４】２ステージ膜ガス分離システムにして、この２
ステージ膜ガス分離システムに送られるガス流れを浄化
するために使用する吸着床と前浄化膜乾燥器とを一体化
してなる２ステージ膜ガス分離システムを使用する本発
明の具体例の概略流れダイヤグラム図である。

【符号の説明】

２エアコンプレッサー４アフタークーラー６水分分離器９ヒーター１１膜乾燥器１３カーボントラップ１９下流側のプロセス処理システム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水分及び汚染物質となる炭化水素及び或
は有機蒸気或は無機蒸気を含む送給ガス混合物に於ける
１つの成分をその他の成分から選択的に分離することが
可能なガス分離システム内に於て送給ガス混合物を分離
するための方法であって、（ａ）水分及び汚染物質を含む送給ガス混合物を、膜乾
燥システムにして、送給ガス混合物から早く透過する水
蒸気を選択的に透過させることが可能であり且つ該膜乾
燥システムの透過側にパージガスを送り且つ該透過側で
の該パージガスの流れ方向に関し向流流れ模様に於て送
給ガス流れを通すようにしてなる膜乾燥システムの非透
過側に送ること、（ｂ）膜乾燥システムの非透過側からの乾燥された送給
ガス混合物を、Ｃ₅ （ペンタン）よりも重い炭化水素及
び或は有機蒸気或は無機蒸気を前記乾燥された送給ガス
混合物から吸着することの出来る吸着材料から成る床に
送り、乾燥され浄化された送給ガス混合物を形成するこ
と、（ｃ）該乾燥され浄化された送給ガス混合物を前記ガス
分離システムに導入し、該乾燥され浄化された送給ガス
混合物から所望の成分を選択的に分離すること、（ｄ）膜乾燥システムの透過側に、前記送給ガス混合物
の流れ方向と対向する流れ方向に於てパージガスを送る
ことにより、膜表面からの早く透過する水蒸気の搬出を
容易化すると共に、膜乾燥システムを通しての送給ガス
混合物からの早く透過する水蒸気の除去のための駆動力
を維持すること、（ｅ）送給ガス混合物の１成分を含む乾燥した生成物ガ
スをガス分離システムから回収すること、（ｆ）送給ガス混合物の前記１成分の他の成分を前記ガ
ス分離システムから別個に除去すること、（ｇ）膜乾燥システムを透過したパージガスと早く透過
する水分とを膜乾燥システムの透過側から排出すること
を含みそれにより、送給ガス混合物中に存在する水分及び重い炭化水素及び
或は有機蒸気或は無機蒸気が好都合に除去され、吸着材
料を構成する床の有効寿命が望ましく延長され、またガ
ス分離システムの全体的な性能が助長されてなる水分及
び汚染物質となる炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸
気を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をその他の
成分から選択的に分離することが可能なガス分離システ
ム内に於て送給ガス混合物を分離するための方法。
【請求項２】パージガスがガス分離システムからの乾
燥された流れ或は吸着材料の床に送られる乾燥された送
給ガス混合物の一部分を含んでなる請求項１の水分及び
汚染物質となる炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気
を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をその他の成
分から選択的に分離することが可能なガス分離システム
内に於て送給ガス混合物を分離するための方法。
【請求項３】（ｃ）での乾燥され、浄化された送給ガ
ス混合物が膜ガス分離システムに導入されてなる請求項
１の水分及び汚染物質となる炭化水素及び或は有機蒸気
或は無機蒸気を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分
をその他の成分から選択的に分離することが可能なガス
分離システム内に於て送給ガス混合物を分離するための
方法。
【請求項４】送給ガス混合物が空気を含む請求項１の
水分及び汚染物質となる炭化水素及び或は有機蒸気或は
無機蒸気を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をそ
の他の成分から選択的に分離することが可能なガス分離
システム内に於て送給ガス混合物を分離するための方
法。
【請求項５】送給ガス混合物から分離する１つの成分
以外の前記送給ガス混合物の成分の一部分がガス分離シ
ステムから別個に除去され、パージガスとして再循環さ
れてなる請求項３の水分及び汚染物質となる炭化水素及
び或は有機蒸気或は無機蒸気を含む送給ガス混合物に於
ける１つの成分をその他の成分から選択的に分離するこ
とが可能なガス分離システム内に於て送給ガス混合物を
分離するための方法。
【請求項６】送給ガス混合物が空気を含み、乾燥した
生成物ガスが、膜ガス分離システムから回収された非透
過ガスとして回収された高純度の乾燥窒素を含み、ガス
分離システムから別個に除去されてなる、送給ガス混合
物から分離する１つの成分以外の前記送給ガス混合物の
成分が、ガス分離システムからの乾燥酸素を富化された
透過ガスを含んでなる請求項５の水分及び汚染物質とな
る炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気を含む送給ガ
ス混合物に於ける１つの成分をその他の成分から選択的
に分離することが可能なガス分離システム内に於て送給
ガス混合物を分離するための方法。
【請求項７】膜ガス分離システムが２或はそれ以上の
数のステージ形式の膜システムを含み、少なくとも１つ
のステージからの透過物の一部分を膜乾燥システムの透
過側に再循環させ、該再循環させた前記透過物の一部分
を該透過側でのパージガスとして使用してなる請求項６
の水分及び汚染物質となる炭化水素及び或は有機蒸気或
は無機蒸気を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分を
その他の成分から選択的に分離することが可能なガス分
離システム内に於て送給ガス混合物を分離するための方
法。
【請求項８】膜乾燥システムの透過側を透過したパー
ジガス及び早く透過する水蒸気を追加量の送給空気と共
に膜乾燥器に送通させてなる請求項７の水分及び汚染物
質となる炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気を含む
送給ガス混合物に於ける１つの成分をその他の成分から
選択的に分離することが可能なガス分離システム内に於
て送給ガス混合物を分離するための方法。
【請求項９】１つ以上のステージからの追加量の透過
物を膜乾燥機に再循環してなる請求項８の水分及び汚染
物質となる炭化水素及び或は有機蒸気或は無機蒸気を含
む送給ガス混合物に於ける１つの成分をその他の成分か
ら選択的に分離することが可能なガス分離システム内に
於て送給ガス混合物を分離するための方法。
【請求項１０】吸着材料が活性炭を含む請求項１の水
分及び汚染物質となる炭化水素及び或は有機蒸気或は無
機蒸気を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をその
他の成分から選択的に分離することが可能なガス分離シ
ステム内に於て送給ガス混合物を分離するための方法。
【請求項１１】水分及び炭化水素汚染物質及び或は有
機蒸気或は無機蒸気汚染物質を含む送給ガス混合物に於
ける１つの成分をその他の成分から選択的に分離するこ
とが可能なガス分離システム内に於て送給ガス混合物を
分離するためのシステムであって、（ａ）膜乾燥システムにして、該膜乾燥システムの透過
側にパージガスを送り、また該パージガスの前記透過側
での流れに関し向流流れ模様に於て送給ガス流れを送通
させるようになっており、前記送給ガス混合物から早く
透過する水蒸気を選択的に透過することの出来る膜透過
システムと、（ｂ）送給ガス混合物を膜乾燥システムの非透過側に送
るための導管手段と、（ｃ）前記膜乾燥システムから送られる乾燥した送給ガ
ス混合物からＣ₅ （ペンタン）よりも重い炭化水素及び
或は有機蒸気或は無機蒸気を吸着し、乾燥され、浄化さ
れた送給ガス混合物を形成することの出来る吸着材料の
床と、（ｄ）膜乾燥システムからの乾燥した送給ガス混合物を
前記吸着材料の床に送るための導管手段と、（ｅ）前記乾燥され、浄化された送給ガス混合物から所
望の成分を選択的に分離するためのガス分離システム
と、（ｆ）前記乾燥され、浄化された送給ガス混合物を前記
ガス分離システムに送るための導管手段と、（ｇ）パージガスを前記送給ガス混合物の流れに対する
向流流れに於て膜乾燥システムの透過側に送るための導
管手段にして、膜の表面からの早く透過する水蒸気の搬
出を容易化し且つ早く透過する水蒸気を膜乾燥機を通し
送給ガス混合物から除去するための駆動力を維持するた
めの導管手段と、（ｈ）ガス分離システムからの、送給ガス混合物の１つ
の成分を含む乾燥生成物ガスを回収するための導管手段
と、（ｉ）前記ガス分離システムからの送給ガスのその他の
成分を除去するための別個の導管手段と、（ｊ）膜を透過したパージガスと早く透過する水蒸気と
を膜の透過側から排出するための導管手段とを含みそれ
により、送給ガス混合物中の重い炭化水素及び或は有機蒸気或は
無機蒸気及び水分が好都合に除去され、吸着材料の床の
有効寿命が望ましく延長され且つガス分離システムの全
体的な性能が助長されてなる水分及び炭化水素汚染物質
及び或は有機蒸気或は無機蒸気汚染物質を含む送給ガス
混合物に於ける１つの成分をその他の成分から選択的に
分離することが可能なガス分離システム内に於て送給ガ
ス混合物を分離するためのシステム。
【請求項１２】（ｇ）の導管手段が、ガス分離システ
ムからの乾燥流れ或は吸着材料の床に送られる乾燥され
たガス混合物の一部分を含むパージガスを膜乾燥機の透
過側に送るための導管手段を含んでなる請求項１１の水
分及び炭化水素汚染物質及び或は有機蒸気或は無機蒸気
汚染物質を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をそ
の他の成分から選択的に分離することが可能なガス分離
システム内に於て送給ガス混合物を分離するためのシス
テム。
【請求項１３】ガス分離システムが膜ガス分離システ
ムを含んでなる請求項１１の水分及び炭化水素汚染物質
及び或は有機蒸気或は無機蒸気汚染物質を含む送給ガス
混合物に於ける１つの成分をその他の成分から選択的に
分離することが可能なガス分離システム内に於て送給ガ
ス混合物を分離するためのシステム。
【請求項１４】パージガスを膜乾燥システムの透過側
に送るための導管手段が、ガス分離システムから別個に
除去したその他の成分の一部分を前記パージガスとして
再循環させるための導管手段を含んでなる請求項１３の
水分及び炭化水素汚染物質及び或は有機蒸気或は無機蒸
気汚染物質を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分を
その他の成分から選択的に分離することが可能なガス分
離システム内に於て送給ガス混合物を分離するためのシ
ステム。
【請求項１５】（ａ）のガス分離システムが膜ガス分
離システムを含み、（ｂ）の乾燥生成物ガスを回収する
ための導管手段が、前記膜ガス分離システムから非透過
ガスを回収するための導管手段を含み、（ｉ）のガス分
離システムからの送給ガスのその他の成分を除去するた
めの別個の導管手段が、ガス分離システムの透過ガスを
除去するための導管手段を含んでなる請求項１３の水分
及び炭化水素汚染物質及び或は有機蒸気或は無機蒸気汚
染物質を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をその
他の成分から選択的に分離することが可能なガス分離シ
ステム内に於て送給ガス混合物を分離するためのシステ
ム。
【請求項１６】膜ガス分離システムが２つ以上の数の
ステージ形式の膜システムを有し、１つ以上のステージ
からの透過物の一部分を膜乾燥システムの透過側にパー
ジガスとして再循環させるための再循環導管手段を有し
てなる請求項１５の水分及び炭化水素汚染物質及び或は
有機蒸気或は無機蒸気汚染物質を含む送給ガス混合物に
於ける１つの成分をその他の成分から選択的に分離する
ことが可能なガス分離システム内に於て送給ガス混合物
を分離するためのシステム。
【請求項１７】膜乾燥システムの透過側から透過され
たパージガス及び早く透過する水蒸気を追加量の送給ガ
ス混合物と共に膜乾燥機の非透過側に再循環させるため
の再循環導管手段を含んでなる請求項１６の水分及び炭
化水素汚染物質及び或は有機蒸気或は無機蒸気汚染物質
を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をその他の成
分から選択的に分離することが可能なガス分離システム
内に於て送給ガス混合物を分離するためのシステム。
【請求項１８】追加量の第２のステージ透過物を膜乾
燥機の非透過側に再循環させるための再循環導管手段を
含んでなる請求項１７の水分及び炭化水素汚染物質及び
或は有機蒸気或は無機蒸気汚染物質を含む送給ガス混合
物に於ける１つの成分をその他の成分から選択的に分離
することが可能なガス分離システム内に於て送給ガス混
合物を分離するためのシステム。
【請求項１９】吸着材料が活性炭を含む請求項１１の
水分及び炭化水素汚染物質及び或は有機蒸気或は無機蒸
気汚染物質を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分を
その他の成分から選択的に分離することが可能なガス分
離システム内に於て送給ガス混合物を分離するためのシ
ステム。
【請求項２０】送給ガス混合物が膜乾燥システムに送
られるに先立ち送られるところのオイル潤滑式のコンプ
レッサーシステムを含んでなる請求項１１の水分及び炭
化水素汚染物質及び或は有機蒸気或は無機蒸気汚染物質
を含む送給ガス混合物に於ける１つの成分をその他の成
分から選択的に分離することが可能なガス分離システム
内に於て送給ガス混合物を分離するためのシステム。