JPH09323016A - Gas separation, gas separator and gas separating material - Google Patents
Gas separation, gas separator and gas separating materialInfo
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、炭素数の
異なった炭化水素が複数種、混在して含まれる天然ガス
から、そのカロリー数が高く、排ガス等の還元力が強い
炭素数の大きな炭化水素ガスを分離等するガス分離技術
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, a natural gas containing a plurality of hydrocarbons having different carbon numbers mixedly contained therein, which has a high calorie number and a strong reducing power such as exhaust gas. The present invention relates to a gas separation technique for separating hydrocarbon gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のガス分離にあっては、従来分離
膜を利用しておこなう方法、あるいはは吸着材を使用し
ておこなう方法が知られている。ここで、後者の方法
は、吸着材に吸着される被吸着ガスを含む原料ガスを分
離対象とするものであり、この原料ガスを吸着材に接触
させて被吸着ガスを吸着材に吸着させるとともに、残余
のガスを捕集して被吸着ガスが少ない第１分離ガスを得
る第１工程と、第１工程で吸着材に吸着された被吸着ガ
スを吸着材から脱離させて、脱離してくるガスを捕集し
て被吸着ガスが多い第２分離ガスを得る第２工程とから
なっている。このような操作をおこなおうとする場合、
従来、天然ガスから、メタン、それ以外のガス等を分離
する目的では、吸着材として活性炭が使用されていた。2. Description of the Related Art In this type of gas separation, a method using a separation membrane or a method using an adsorbent is known. Here, the latter method is to separate the raw material gas containing the target gas to be adsorbed by the adsorbent, and the raw material gas is brought into contact with the adsorbent to adsorb the target gas to the adsorbent. , A first step of collecting the residual gas to obtain a first separated gas with a small amount of adsorbed gas, and desorbing the adsorbed gas adsorbed by the adsorbent in the first step from the adsorbent, and desorbing the adsorbed gas. The second step is to collect the incoming gas to obtain a second separated gas containing a large amount of gas to be adsorbed. If you want to perform such an operation,
Conventionally, activated carbon has been used as an adsorbent for the purpose of separating methane and other gases from natural gas.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性炭
を使用して、例えば天然ガス中の炭化水素を、炭素数に
応じて分離しようとする場合は、その吸着性能に起因し
て分離効率が悪かった。この原因は、活性炭にあって
は、吸着能を示す空隙部の大きさが不均一であることさ
らに、比較的空隙部の大きさが大きいこと等に起因し
て、分離効率の悪化を招来しているものと考えられる。
本発明の目的は、上記課題を解決することにあり、分離
特性に優れたガス分離方法、ガス分離装置及びこのよう
な用途に使用できるガス分離材を得ることにある。However, when using activated carbon to separate, for example, hydrocarbons in natural gas according to the number of carbon atoms, the separation efficiency was poor due to its adsorption performance. . The reason for this is that in activated carbon, the size of the voids that exhibit adsorption capacity is non-uniform, and because the size of the voids is relatively large, the separation efficiency is deteriorated. It is considered that
An object of the present invention is to solve the above problems, and to obtain a gas separation method excellent in separation characteristics, a gas separation device, and a gas separation material that can be used in such applications.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による請求項１に係わる、ガス分離方法の特徴
手段は、先に説明した原料ガスとして、炭素数が異なっ
た炭化水素ガスを複数種含むガスを分離対象とし、吸着
材として１次元又は３次元チャンネル構造を有する有機
金属錯体を使用して、炭素数の多い炭化水素ガスと炭素
数の少ない炭化水素ガスとを分離することにある。In order to achieve this object, the characteristic means of the gas separation method according to claim 1 of the present invention is to use, as the raw material gas described above, a hydrocarbon gas having a different carbon number. Separating a hydrocarbon gas having a large number of carbon atoms and a hydrocarbon gas having a small number of carbon atoms by using an organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure as an adsorbent for a gas containing a plurality of kinds is there.
【０００５】このような有機金属錯体は、（１）分子内
の点対称位置に配置された２個のカルボキシル基を有す
るジカルボン酸と金属イオンにより形成される錯体（テ
レフタル酸銅、フマル酸銅、１，４−トランス−シクロ
ヘキサンジカルボン酸銅、４，４’−ビフェニルジカル
ボン酸銅、２，６−ナフタレンジカルボン酸銅、ｐ−フ
ェニレジ酢酸銅等）、（２）剛直な骨格の両末端に金属
イオンに配位可能な原子を有する２座配位可能な有機配
位子と２価の金属イオンにより形成される錯体（以下の
化学式で表現されるもの等Such an organometallic complex is (1) a complex (copper terephthalate, copper fumarate, formed by a metal ion and a dicarboxylic acid having two carboxyl groups arranged at point symmetry positions in the molecule). 1,4-trans-cyclohexanedicarboxylic acid copper, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid copper, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid copper, p-phenylenediacetic acid copper, etc.), (2) Metal ions at both ends of a rigid skeleton Complex formed by a bidentate coordinating organic ligand having a coordinating atom and a divalent metal ion (such as those represented by the following chemical formulas)
【０００６】[0006]
【化１】Ｍ（ｂｐｙ）m（Ａ-）2 （ＭはＣｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎより選ばられ金属イオ
ン、Ａは陰イオン基、ｍは１．５または２であり、ｂｐ
ｙは４，４’−ビピリジルを表す））Embedded image M (bpy) m (A − ) 2 (M is a metal ion selected from Co, Cu, Ni and Zn, A is an anionic group, m is 1.5 or 2, bp
y represents 4,4'-bipyridyl))
【０００７】又は（３）剛直な骨格の両末端に金属イオ
ンに配位可能な原子を有する２座配位可能な有機配位
子、２，３−ピラジンジカルボン酸と２価の金属イオン
により形成される錯体（以下の化学式で表現されるもの
等Or (3) a bidentate organic ligand having atoms capable of coordinating metal ions at both ends of a rigid skeleton, formed by 2,3-pyrazinedicarboxylic acid and a divalent metal ion Complex (such as represented by the following chemical formula)
【０００８】[0008]
【化２】Ｃｕ（ｂｐｙ）（ｐｙｚｄｃ）2 （ｂｐｙは４，４’−ビピリジル、ｐｙｚｄｃは２，３
−ピラジンジカルボン酸を表す））[Image Omitted] Cu (bpy) (pyzdc) 2 (bpy is 4,4′-bipyridyl, pyzdc is 2,3
-Represents pyrazine dicarboxylic acid))
【０００９】の少なくとも１種を代表例として挙げるこ
とができる。これらの錯体は、有機配位子の溶液と原料
である金属塩の溶液を混合、反応させることにより得ら
れる。At least one of them can be mentioned as a typical example. These complexes can be obtained by mixing and reacting a solution of an organic ligand and a solution of a metal salt as a raw material.
【００１０】（１）の錯体を構成する有機配位子であ
る、分子内の点対称位置に配置された２個のカルボキシ
ル基を有するジカルボン酸としては、テレフタル酸、フ
マル酸、１，４−トランス−シクロヘキサンジカルボン
酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸が例示される。
また、金属イオンとしては、銅イオン、クロムイオン、
モリブデンイオン、ロジウムイオン、パラジウムイオ
ン、タングステンイオン、が例示でき、前記ジカルボン
酸と組み合わせて錯体が形成される。The dicarboxylic acids having two carboxyl groups arranged at point symmetry positions in the molecule, which are organic ligands constituting the complex of (1), include terephthalic acid, fumaric acid, 1,4- Examples are trans-cyclohexanedicarboxylic acid and 4,4′-biphenyldicarboxylic acid.
In addition, as metal ions, copper ions, chromium ions,
Examples thereof include molybdenum ion, rhodium ion, palladium ion and tungsten ion, and a complex is formed in combination with the dicarboxylic acid.
【００１１】（２）の錯体を構成する有機配位子として
は、ピラジン、４，４’−ビピリジル、トランス−１，
２−ビス（４−ピリジル）エチレン、１，４−ジシアノ
ベンゼン、４，４’−ジシアノビフェニル、１，２−ジ
シアノエチレン、１，４−ビス（４−ピリジル）ベンゼ
ンより選択されるものが好ましく、金属イオンとしては
２価の金属イオンが使用され、具体的にはＣｏ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｚｎより選択されるものの使用が好ましい。The organic ligand constituting the complex (2) includes pyrazine, 4,4'-bipyridyl, trans-1,
Those selected from 2-bis (4-pyridyl) ethylene, 1,4-dicyanobenzene, 4,4′-dicyanobiphenyl, 1,2-dicyanoethylene, and 1,4-bis (4-pyridyl) benzene are preferred. , Divalent metal ions are used as the metal ions, specifically, Co, Ni,
It is preferable to use one selected from Cu and Zn.
【００１２】（３）の錯体を構成する有機配位子は、
（２）に使用される有機配位子の１種とピラジンジカル
ボン酸が併用され、金属イオンとしては（２）と同じも
のが使用される。The organic ligand constituting the complex (3) is
One of the organic ligands used in (2) is used in combination with pyrazinedicarboxylic acid, and the same metal ion as in (2) is used.
【００１３】これらの有機金属錯体の製造は、有機配位
子の溶液と原料の金属塩の溶液を準備してこれらを混合
し、反応させることにより行う。使用される溶剤は有機
配位子、金属イオンと反応したり錯体を形成するもので
なければ特に制限されない。また、金属イオンの対イオ
ンもその金属塩の溶剤への溶解性、生成する錯体の１次
元又は３次元チャンネル構造の形成を阻害するものでな
ければ特に限定されない。（１）の錯体の製造において
は、ジカルボン酸の溶液に有機酸を添加してｐＨを調整
することが好ましく、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、
プロピオン酸等が使用できる。The production of these organometallic complexes is carried out by preparing a solution of an organic ligand and a solution of a metal salt as a raw material, mixing these and reacting them. The solvent used is not particularly limited as long as it does not react with an organic ligand or a metal ion or form a complex. The counter ion of the metal ion is not particularly limited as long as it does not inhibit the solubility of the metal salt in the solvent and the formation of the one-dimensional or three-dimensional channel structure of the resulting complex. In the production of the complex (1), it is preferable to adjust the pH by adding an organic acid to a solution of the dicarboxylic acid, and the formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid,
Propionic acid or the like can be used.
【００１４】前記（１）〜（３）の有機金属錯体はＸ線
回折のパターンの解析により、１次元又は３次元チャン
ネル構造を有していることが判る。例えは（１）の錯体
としてテレフタル酸銅を例に取って説明すると、銅は平
面４配位であり、２個の銅イオンをテレフタル酸４分子
が９０°ごとに囲むようにして配置し、カルボキシル基
の２個の酸素原子はそれぞれ別の銅イオンに配位してい
る。即ち、テレフタル酸分子は格子状に配列し、その格
子点に２個の銅イオンが存在する。そして、銅イオンと
ジカルボン酸より形成される層が積層された形で結晶が
構成されている。その結果、格子が積層されて１次元チ
ャンネルが形成される。（２）の錯体として、The analysis of the organometallic complexes (1) to (3) by X-ray diffraction analysis shows that they have a one-dimensional or three-dimensional channel structure. Taking copper terephthalate as an example of the complex of (1), copper is four-coordinate in a plane, and two copper ions are arranged so that four molecules of terephthalic acid surround every 90 °, and a carboxyl group is formed. Are coordinated to different copper ions, respectively. That is, terephthalic acid molecules are arranged in a lattice, and two copper ions exist at the lattice points. And the crystal | crystallization is comprised in the form in which the layer formed from a copper ion and a dicarboxylic acid was laminated | stacked. As a result, the lattices are stacked to form a one-dimensional channel. As the complex of (2),
【化３】Ｎｉ（ｂｐｙ）1.5（ＣｌＯ4）2 （ｂｐｙは４，４’−ビピリジルを表す））なる組成の
錯体について説明すると、１個のＮｉイオンの周囲、平
面上９０°毎に、４，４’−ビピリジルが４分子Ｎ原子
により配位し、４，４’−ビピリジルは他のＮ原子によ
りそれぞれ別のＮｉイオンに配位し、平面状の格子を形
成し、この格子が、Ｎｉイオンが直線状に並ぶように積
層して結晶が構成されており、格子が積層により、連続
して１次元チャンネルまたは３次元のチャンネルを形成
する。また、（３）の錯体として、A complex having a composition of Ni (bpy) 1.5 (ClO 4 ) 2 (bpy represents 4,4′-bipyridyl) is described below. Around one Ni ion, every 90 ° on a plane, 4,4′-bipyridyl is coordinated by four molecules of N atoms, and 4,4′-bipyridyl is coordinated by other N atoms to different Ni ions, respectively, to form a planar lattice. A crystal is formed by stacking Ni ions in a line, and a lattice forms a one-dimensional channel or a three-dimensional channel continuously by stacking. Further, as the complex of (3),
【化４】Ｃｕ（ｂｐｙ）（ｐｙｚｄｃ）2 （ｂｐｙは４，４’−ビピリジル、ｐｙｚｄｃは２，３
−ピラジンジカルボン酸を表す））なる組成を有する錯
体の例として説明すると、２，３−ピラジンジカルボン
酸が銅イオンに配位して平面状の構造を形成し、この平
面を銅イオンに配位した４，４’−ビピリジルが結合す
る形で積層し結晶が構成され、この層関にチャンネル構
造が形成される。従って、この場合もまた、１次元チャ
ンネルまたは３次元のチャンネルを形成する。## STR4 ## Cu (bpy) (pyzdc) 2 (bpy is 4,4′-bipyridyl, pyzdc is 2,3
As an example of a complex having a composition of-), 2,3-pyrazinedicarboxylic acid coordinates to a copper ion to form a planar structure, and this plane coordinates to a copper ion. The 4,4′-bipyridyl thus bonded is stacked to form a crystal, and a channel structure is formed between the layers. Therefore, also in this case, a one-dimensional channel or a three-dimensional channel is formed.
【００１５】本願において吸着材として使用する１次元
又は３次元チャンネル構造を有する有機金属錯体は、炭
化水素ガスに対する吸着、脱離能を有するものであり、
しかも、その構造上、空隙の大きさが揃っているため
に、炭素数により、吸着するものとしないものとが、比
較的明確に分離され、吸着対象のガスが特定される傾向
にある。即ち、原料ガスが吸着材に接触する状態にあっ
て、その温度状態、圧力状態に起因して、吸脱着する炭
化水素が決まってくる。例えば、同じ圧力状態では、炭
素数が大きい高分子量の炭化水素を大きな割合で吸着す
る傾向にあり、一方、同じ温度では、低分子量の炭化水
素が容易に脱離してくる傾向にある。従って、本願の場
合は、炭素数の異なる炭化水素を複数種含む原料ガスか
ら、炭素数によって、ガスを分離することができる。さ
らに、このような方法を採用する場合に、分離対象の前
記原料ガスが、メタン、エタン、プロパン、ブタンを含
有するガスであることが好ましい。本願にあっては、吸
着材の特性に起因して、比較的炭素数の少ない炭化水素
も効率的に分離できるが、天然ガスは、メタン、エタ
ン、プロパン、ブタン等を、その主要なガスとして含ん
でおり、これらを、低炭素数のものと高炭素数とのもの
とに分離することができ、非常に有用である。このよう
な場合は、高炭素数のものは、その高い還元力を利用し
て、排ガス脱硝用還元材等の用途に使用することが可能
となる。この特徴手段にあって、メタン、エタン、プロ
パン、ブタンを主要なガス成分として含む原料ガスを対
象とする場合にあって、前記１次元チャンネル構造を有
する有機金属錯体が、シクロヘキサンジカルボン酸銅で
あるとともに、このシクロヘキサンジカルボン酸銅によ
る被吸着ガスの吸着及び脱離動作を、シクロヘキサンジ
カルボン酸銅周りのガス圧力を変更することにより起こ
させることが好ましい。この構成が請求項３に係わる。
シクロヘキサンジカルボン酸銅は、錯体構造を成すが、
この錯体の空隙部に、常温、常圧で、エタン、プロパ
ン、ブタンが吸着される。従って、メタンと、他のガス
成分（ エタン、プロパン、ブタン）を効率的に分離す
ることができる。さらに、吸着されたエタン等の脱離操
作にあっては、単に、錯体周りの圧力状態を調節するだ
けで、この錯体からの脱離をおこなえ、エタン等リッチ
なガスを容易に得ることができる。The organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure used as an adsorbent in the present application has the ability to adsorb and desorb hydrocarbon gas,
Moreover, because of the structure, the sizes of the voids are uniform, so that the gas to be adsorbed and the gas not to be adsorbed are relatively clearly separated depending on the number of carbon atoms, and the gas to be adsorbed tends to be specified. That is, when the raw material gas is in contact with the adsorbent, the hydrocarbons to be adsorbed and desorbed are determined depending on the temperature and pressure of the adsorbent. For example, under the same pressure condition, a high molecular weight hydrocarbon having a large number of carbon atoms tends to be adsorbed at a large ratio, while at the same temperature, a low molecular weight hydrocarbon tends to be easily desorbed. Therefore, in the case of the present application, the gas can be separated from the raw material gas containing plural kinds of hydrocarbons having different carbon numbers according to the carbon number. Further, when adopting such a method, it is preferable that the raw material gas to be separated is a gas containing methane, ethane, propane and butane. In the present application, due to the characteristics of the adsorbent, hydrocarbons having a relatively small number of carbon atoms can be efficiently separated, but natural gas includes methane, ethane, propane, butane, etc. as its main gases. It is very useful because it can be separated into those with low carbon number and those with high carbon number. In such a case, a material having a high carbon number can be used for an application such as a reducing agent for exhaust gas denitration by utilizing its high reducing power. In this characteristic means, in the case of targeting a source gas containing methane, ethane, propane and butane as main gas components, the organometallic complex having a one-dimensional channel structure is copper cyclohexanedicarboxylate. At the same time, it is preferable that the adsorption and desorption operations of the gas to be adsorbed by the copper cyclohexanedicarboxylate are caused by changing the gas pressure around the copper cyclohexanedicarboxylate. This configuration corresponds to claim 3.
Copper cyclohexanedicarboxylate has a complex structure,
Ethane, propane and butane are adsorbed in the voids of this complex at room temperature and atmospheric pressure. Therefore, methane and other gas components (ethane, propane, butane) can be efficiently separated. Further, in the desorption operation of adsorbed ethane and the like, desorption from the complex can be carried out by simply adjusting the pressure state around the complex, and a gas rich in ethane and the like can be easily obtained. .
【００１６】これまで説明してきた手法において、その
第１工程のみをおこなうことによっても、炭素数の多い
炭化水素と炭素数の少ない炭化水素とを、一方を吸着材
に吸着された状態のまま、分離することができる。By performing only the first step in the method described so far, one of the hydrocarbon having a large number of carbons and the hydrocarbon having a small number of carbons is kept in the state of being adsorbed on the adsorbent. Can be separated.
【００１７】以上が、本願が提案するガス分離方法の概
要であるが、このような方法を採用して、ガス分離をお
こなうガス分離装置としては、これを、以下のように構
成することができる。この内容が請求項５に係わるガス
分離装置の構成である。即ち、ガス分離装置は、以下の
ように構成される。The above is the outline of the gas separation method proposed by the present application. As a gas separation apparatus for performing gas separation by adopting such a method, it can be configured as follows. . The content is the configuration of the gas separation device according to claim 5. That is, the gas separation device is configured as follows.
【００１８】〔構成〕吸着材に吸着される被吸着ガスを
含む原料ガスを分離対象とし、吸着材を収納する吸着材
収納室を備えるとともに、吸着材収納室に対して原料ガ
スを供給、供給停止自在な原料ガス供給路と、吸着材収
納室から排出されるガスを各路間で選択的に回収自在な
第１回収路と第２回収路とを備え、原料ガスを吸着材収
納室に導いて被吸着ガスを吸着材に吸着させるととも
に、残余のガスを第１回収路に導いて捕集する第１分離
状態と、吸着材に吸着される被吸着ガスを吸着材から脱
離させて、脱離してくるガスを第２回収路に導いて捕集
する第２分離状態との間で、状態選択自在に構成され、
さらに、以下のような特徴構成を備えて構成されるので
ある。即ち、吸着材として、これまで説明してきた１次
元又は３次元チャンネル構造を有する有機金属錯体を吸
着材収納室に備えるとともに、前記第１分離状態と第２
分離状態との切り換え操作に連動して、吸着材収納室の
圧力を異なった圧力に設定自在な圧力設定機構もしくは
吸着材収納室の温度を異なった温度に設定自在な温度設
定機構を備えて構成されるのである。 〔作用〕このガス分離装置にあっては、第１分離状態に
あっては、原料ガスが吸着材収納室内に導かれて、原料
ガスに含まれている被吸着ガスが吸着材に吸着される。
一方、被吸着ガス成分が減少した残余のガスは、第１回
収路に導かれて回収される。この場合、１次元又は３次
元チャンネル構造を有する有機金属錯体を吸着材として
備えることにより、複数種の炭化水素が混合されている
ガスにあっては、その炭素数に従って、炭素数の多い側
のガスが被吸着側のガスとなり、第１回収路に炭素数が
少ない側の炭化水素に富んだガスを得ることができる。
さらに、第１分離状態から、第２分離状態に装置を切り
換えることにより、吸着材から被吸着ガスを脱離させ
て、脱離してきたガスを第２回収路に導いて、これを捕
集し、被吸着ガスの成分量が多いガスを得ることができ
る。この場合も、本願独特の吸着材を採用することによ
り、炭素数の大きい側の炭化水素が多分に含まれたガス
を第２回収路に得ることができる。ここで、第１分離状
態と第２分離状態と間に於ける、吸着材収納室の状態の
設定にあっては、圧力設定機構もしくは温度設定機構に
より、第１分離状態にあっては、被吸着ガスが吸着材に
吸着されるに適した状態に、第２分離状態にあっては、
被吸着ガスが吸着材から脱離されるに適した状態に、切
り換え設定することにより、分離を適切に実行できる。[Structure] A raw material gas containing a gas to be adsorbed by an adsorbent is set as a separation target, and an adsorbent storage chamber for storing the adsorbent is provided, and the raw material gas is supplied to and supplied to the adsorbent storage chamber. The raw material gas supply path is provided with a stoppable raw material gas supply path, and a first recovery path and a second recovery path capable of selectively recovering the gas discharged from the adsorbent storage chamber between the paths. The first separation state in which the adsorbed gas is adsorbed to the adsorbent and the remaining gas is guided to and collected in the first recovery passage, and the adsorbed gas adsorbed in the adsorbent is desorbed from the adsorbent. , The second separation state in which the desorbed gas is guided to the second recovery passage and collected, and the state can be freely selected.
Further, it is configured with the following characteristic configurations. That is, as the adsorbent, the organometallic complex having the one-dimensional or three-dimensional channel structure described above is provided in the adsorbent storage chamber, and the first separated state and the second
Configured with a pressure setting mechanism that can set the pressure of the adsorbent storage chamber to different pressures or a temperature setting mechanism that can set the temperature of the adsorbent storage chamber to different temperatures in conjunction with the switching operation to the separated state. Is done. [Operation] In this gas separation device, in the first separation state, the raw material gas is introduced into the adsorbent storage chamber, and the adsorbed gas contained in the raw material gas is adsorbed by the adsorbent. .
On the other hand, the residual gas in which the adsorbed gas component is reduced is guided to the first recovery path and recovered. In this case, by providing an organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure as an adsorbent, in a gas in which a plurality of types of hydrocarbons are mixed, the gas having a larger number of carbons is selected according to the number of carbons. The gas becomes the gas on the adsorbed side, and the gas rich in hydrocarbons on the side having a small carbon number can be obtained in the first recovery passage.
Furthermore, by switching the device from the first separation state to the second separation state, the adsorbed gas is desorbed from the adsorbent, and the desorbed gas is guided to the second recovery path and collected. Thus, a gas having a large amount of adsorbed gas components can be obtained. Also in this case, by adopting the adsorbent unique to the present application, it is possible to obtain a gas containing a large amount of hydrocarbons having a large carbon number in the second recovery passage. Here, in the setting of the state of the adsorbent storage chamber between the first separated state and the second separated state, the pressure setting mechanism or the temperature setting mechanism is used to set the adsorbent storage chamber in the first separated state. In a state where the adsorbed gas is suitable for being adsorbed by the adsorbent in the second separation state,
Separation can be appropriately performed by switching and setting to a state suitable for desorption of the adsorbed gas from the adsorbent.
【００１９】さて、上記のガス分離装置にあって、吸着
材がシクロヘキサンジカルボン酸銅であるとともに、圧
力設定機構を備えることが好ましい。先に説明したよう
に、シクロヘキサンジカルボン酸銅は、メタンを吸着し
ない状態で、エタン、プロパン、ブタンを吸着でき、さ
らに、これらのガスを例えば真空引き操作により脱離す
る性質を有している。従って、この錯体を吸収材として
備えたガス分離装置にあっては、メタンとその他のガス
を容易に分離することができる。この分離操作にあっ
て、圧力設定機構により吸収材収納室の、圧力状態を調
節して、吸着、脱離をさせる場合は、これを容易、簡便
におこなうことができる。In the above gas separator, it is preferable that the adsorbent is copper cyclohexanedicarboxylate and that a pressure setting mechanism is provided. As described above, copper cyclohexanedicarboxylate has the property of adsorbing ethane, propane and butane without adsorbing methane, and desorbing these gases by, for example, vacuuming. Therefore, in a gas separation device equipped with this complex as an absorbent, methane and other gases can be easily separated. In this separating operation, when the pressure setting mechanism adjusts the pressure state of the absorbent storage chamber to adsorb and desorb, this can be easily and easily performed.
【００２０】このようなシクロヘキサンジカルボン酸銅
を利用したガス分離装置にあって、前記圧力設定機構が
吸着材収納室内の圧力を、吸着状態において０．０１〜
０．０５ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに、脱離状態において真空（−
０．９３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以下）に設定切り換え可能に構
成されていることが好ましい。吸着状態、脱離状態に於
ける吸着材収納室内の圧力状態を上記のような範囲に設
定すると、メタンと、炭素数が大きいその他のガスとの
分離を、ほぼ室温状態で、非常に効率よくおこなうこと
ができる。In such a gas separation device using copper cyclohexanedicarboxylate, the pressure setting mechanism sets the pressure in the adsorbent storage chamber to 0.01 to
0.05 kg / cm 2 G, vacuum (-
It is preferable that the setting can be switched to 0.93 kg / cm 2 G or less). By setting the pressure state in the adsorbent storage chamber in the adsorption state and desorption state within the above range, the separation of methane and other gases with a large carbon number can be performed very efficiently at about room temperature. You can do it.
【００２１】従って、これまで説明してきた、１次元又
は３次元チャンネル構造を有する有機金属錯体が、ガス
分離材として、炭素数が異なった炭化水素ガスを複数種
含むガスを炭素数に従って分離するのに使用できる。Therefore, the organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure described above separates a gas containing a plurality of hydrocarbon gases having different carbon numbers according to the carbon number as a gas separating material. Can be used for
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】本願のガス分離方法を使用して、
含有される成分組成の異なったガスを得ることができる
ガス分離装置１を、以下、図面に基づいて説明する。以
下に説明する例にあっては、原料ガスの一例としての天
然ガスを、メタンを多分に含むガス（炭素数の小さいガ
ス）と、それ以外のガス成分（炭素数の大きい成分）を
多分に含むガスとに分離する場合について説明する。図
１に示すように、ガス分離装置１は、吸着材２を収納す
る吸着材収納室３を備えるとともに、この吸着材収納室
３に対して原料ガス（具体的には天然ガス）を供給、供
給停止自在な原料ガス供給路４と、この吸着材収納室３
から排出されるガスを各路間で選択的に回収自在な第１
回収路５と第２回収路６とを備えて構成されている。即
ち、前述の原料ガス供給路４は、その下手側が吸着材収
納室３に接続されており、その途中に、ガスの供給と供
給停止状態との間で路を切り換え自在な供給側切り換え
弁７が備えられている。さらに、第１回収路５及び第２
回収路６は、夫々その上手側が吸収材収納室３に接続さ
れており、それぞれに、第１切り換え弁８、第２切り換
え弁９が備えられている。そして、原則的には、供給側
切り換え弁７が開の状態で、第１切り換え弁８が開、第
２切り換え弁９が閉の状態が設定できるように構成さ
れ、さらに、供給側切り換え弁７が閉の状態で、第１切
り換え弁８が閉、第２切り換え弁９が開の状態に設定で
きるように構成されている。ここで、前者の状態が第１
分離状態、後者の状態が第２分離状態に対応する。一
方、前述の第２回収路６には吸引用のポンプ１０が備え
られており、このポンプ１０が働き、第２切り換え弁９
が開、第１切り換え弁８が閉の状態にある場合（第２分
離状態に対応）に、吸着材収納室３を真空排気状態（低
圧状態）に維持できるようになっている。一方、第１切
り換え弁８が開、第２切り換え弁９が閉の状態にある場
合（第１分離状態に対応）には、吸着材収納室内は、ほ
ぼ常圧で、供給側からガスが供給される状態になる。従
って、このポンプ１０は、その作動状態と非作動状態
（但し他の弁との協働）によって、吸着材収納室内の圧
力が二つの異なった圧力状態に維持できる圧力設定機構
として働く。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Using the gas separation method of the present application,
A gas separation device 1 capable of obtaining gases having different contained component compositions will be described below with reference to the drawings. In the example described below, natural gas, which is an example of a raw material gas, is a gas that contains methane (a gas with a small carbon number) and other gas components (a component with a large carbon number). The case of separating the gas containing gas will be described. As shown in FIG. 1, the gas separation device 1 includes an adsorbent storage chamber 3 that stores the adsorbent 2, and supplies a raw material gas (specifically, natural gas) to the adsorbent storage chamber 3. A raw material gas supply path 4 whose supply can be stopped freely, and this adsorbent storage chamber 3
1) that can selectively recover the gas discharged from each path
The recovery path 5 and the second recovery path 6 are provided. That is, the raw material gas supply path 4 is connected to the adsorbent storage chamber 3 on the lower side thereof, and in the middle thereof, the supply side switching valve 7 capable of switching the path between the gas supply and the supply stopped state. Is provided. Furthermore, the first recovery path 5 and the second
The recovery path 6 is connected to the absorbent material storage chamber 3 on the upper side thereof, and is provided with a first switching valve 8 and a second switching valve 9, respectively. In principle, the supply side switching valve 7 is open, the first switching valve 8 is open, and the second switching valve 9 is closed. Is closed, the first switching valve 8 can be set to the closed state and the second switching valve 9 can be set to the open state. Here, the former state is the first
The separated state and the latter state correspond to the second separated state. On the other hand, the above-mentioned second recovery passage 6 is provided with a suction pump 10, and this pump 10 operates to operate the second switching valve 9
Is open and the first switching valve 8 is closed (corresponding to the second separation state), the adsorbent storage chamber 3 can be maintained in a vacuum exhaust state (low pressure state). On the other hand, when the first switching valve 8 is open and the second switching valve 9 is closed (corresponding to the first separation state), the gas is supplied from the supply side at almost normal pressure in the adsorbent storage chamber. It will be in the state to be. Therefore, the pump 10 functions as a pressure setting mechanism that can maintain the pressure in the adsorbent storage chamber in two different pressure states depending on the operating state and the non-operating state (however, in cooperation with other valves).
【００２３】以上の構成を採用することにより、本願の
ガス分離装置１は、原料ガス（天然ガス）を吸着材収納
室３に導いて被吸着ガス（主にエタン、プロパン、ブタ
ン）を吸着材に吸着させるとともに、残余のガス（主に
メタン）を第１回収路５に導いて捕集する第１分離状態
と、吸着材２に吸着される被吸着ガス（主にエタン、プ
ロパン、ブタン）を吸着材２から脱離させて、脱離して
くるガス（主にエタン、プロパン、ブタン）を第２回収
路６に導いて捕集する第２分離状態との間で、状態選択
自在に構成されている。By adopting the above configuration, the gas separation device 1 of the present application guides the raw material gas (natural gas) to the adsorbent storage chamber 3 and adsorbs the gas to be adsorbed (mainly ethane, propane, butane) on the adsorbent. First separation state in which the residual gas (mainly methane) is guided to and collected in the first recovery passage 5 and the gas to be adsorbed by the adsorbent 2 (mainly ethane, propane, butane) And a second separation state in which the desorbed gas is desorbed from the adsorbent 2 and the desorbed gas (mainly ethane, propane, butane) is guided to the second recovery passage 6 and collected. Has been done.
【００２４】さらに、上記の吸着材収納室内には、吸着
材２の一例として１，４−トランス−シクロヘキサンジ
カルボン酸銅が収納されている。さらに、前記圧力設定
機構は、吸着材収納室内の圧力を、吸着材２が吸着動作
する吸着状態（第１分離状態）において０．０１ 〜
０．０５ ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに、吸着材２が脱離動作する
脱離状態（第２分離状態）において真空（−０．９３ｋ
ｇ／ｃｍ2 Ｇ以下）に設定切り換え可能に構成されてい
る。ここでいう１，４−トランス−シクロヘキサンジカ
ルボン酸銅は、以下のように作製することができる。メ
タノール１００ｃｍ3 、ギ酸１４ｃｍ3 の混合溶媒に
１，４−トランス−シクロヘキサンジカルボン酸２．５
３ｇを溶解し、常温に冷却する。得られた１，４−トラ
ンス−シクロヘキサンジカルボン酸溶液に、攪拌下に、
ギ酸銅３．３ｇをメタノール１００ｃｍ3 に溶解した溶
液を滴下し、１日静置した。生成した沈殿物を吸引濾過
し、洗浄したのち１２０℃にて４時間乾燥した。得られ
た沈殿物は１．７１ｇであり、分析により１，４−トラ
ンス−シクロヘキサンジカルボン酸銅であった。この有
機金属錯体は比表面積４８０ｍ2 ／ｇ、細孔径は４．７
Åであった。Further, copper 1,4-trans-cyclohexanedicarboxylate as an example of the adsorbent 2 is accommodated in the adsorbent accommodating chamber. Further, the pressure setting mechanism sets the pressure in the adsorbent storage chamber to 0.01 to 0.01 in the adsorption state (first separation state) in which the adsorbent 2 performs the adsorption operation.
At a desorption state (second separation state) in which the adsorbent 2 is desorbed, a vacuum (−0.93 k) is applied to 0.05 kg / cm 2 G.
g / cm 2 G or less). The copper 1,4-trans-cyclohexanedicarboxylate referred to herein can be produced as follows. Methanol 100 cm 3, a mixed solvent of formic acid 14cm 3 1,4 trans - cyclohexanedicarboxylic acid 2.5
Dissolve 3 g and cool to room temperature. The obtained 1,4-trans-cyclohexanedicarboxylic acid solution was stirred,
A solution prepared by dissolving 3.3 g of copper formate in 100 cm 3 of methanol was dropped, and the mixture was allowed to stand for 1 day. The formed precipitate was suction filtered, washed and then dried at 120 ° C. for 4 hours. The resulting precipitate weighed 1.71 g and was analyzed to be copper 1,4-trans-cyclohexanedicarboxylate. This organometallic complex has a specific surface area of 480 m 2 / g and a pore size of 4.7.
Was Å.
【００２５】以上が、本願のガス分離装置１の一構成形
態である。以下、この装置１を使用して分離を行った結
果について、以下、説明する。 分離操作 １ 先に説明したように、１，４−トランス−シクロヘキサ
ンジカルボン酸銅を吸着材２として吸着材収納室内に収
納し、天然ガスを吸着飽和になるまで０．０２ｋｇ／ｃ
ｍ2 Ｇの圧力にて流通させた。この場合、原料ガス供給
路４及び第１回収路５を開状態とし、第２回収路６を閉
状態とした（第１分離状態）。この操作は、常温状態で
おこなった。この操作を第１工程と呼ぶ。得られた結果
を説明すると、下記の組成比で、異なった種類の炭化水
素を含有する天然ガスにあって、これから、メタン成分
のみを分離することができた。The above is the configuration of the gas separation device 1 of the present application. Hereinafter, the result of performing separation using this apparatus 1 will be described below. Separation Operation 1 As described above, 1,4-trans-cyclohexanedicarboxylate copper is stored as the adsorbent 2 in the adsorbent storage chamber, and natural gas is adsorbed at 0.02 kg / c until saturation is reached.
It was circulated at a pressure of m 2 G. In this case, the raw material gas supply passage 4 and the first recovery passage 5 were opened, and the second recovery passage 6 was closed (first separated state). This operation was performed at normal temperature. This operation is called a first step. To explain the results obtained, it was possible to separate only the methane component from natural gas containing different types of hydrocarbons in the following composition ratios.
【００２６】[0026]
【表１】天然ガス組成 メタン ８８％、エタン ６％、プロパン ４％、ブタ
ン ２％ 第１回収路５に回収されたガスの成分組成 メタン １００％[Table 1] Natural gas composition 88% methane, 6% ethane, 4% propane, 2% butane Ingredient composition of gas recovered in the first recovery channel 5 100% methane
【００２７】さらに、上記の第１工程の後、原料ガス供
給路４及び第１回収路５を閉状態とし、第２回収路６を
開状態とした（第２分離状態）。但し、この状態にあっ
ては、ポンプ１０を働かせて、吸着材収納室内を真空排
気して、内部のガスを第２回収路６に導いた。この操作
も、常温状態でおこなった。この操作を第２工程と呼
ぶ。結果、第２回収路６に得られたガスの組成比を以下
に示す。Further, after the above first step, the raw material gas supply passage 4 and the first recovery passage 5 were closed, and the second recovery passage 6 was opened (second separated state). However, in this state, the pump 10 was operated to evacuate the adsorbent storage chamber, and the internal gas was led to the second recovery path 6. This operation was also performed at normal temperature. This operation is called a second step. As a result, the composition ratio of the gas obtained in the second recovery passage 6 is shown below.
【００２８】[0028]
【表２】第２回収路に回収されたガスの成分組成 メタン １０％、エタン ３４％、プロパン ３１％、
ブタン ２５％[Table 2] Component composition of gas recovered in the second recovery channel Methane 10%, ethane 34%, propane 31%,
Butane 25%
【００２９】結果、炭素数が大きい炭化水素成分の多
い、還元性能、熱量の点で優れたガスを得ることができ
た。このような還元性の高いガスを良好に分離できる装
置１にあっては、例えば、排ガス中の脱硝を還元力の強
いガスを利用しておこなう脱硝装置（図外）に、良好に
適応できる。以上の説明に対応して、本願の吸着材の代
わりに活性炭を使用した場合の結果について説明する。
結果は、先に説明した天然ガスを使用した結果である。
組成比は、表２のものに対応する。As a result, it was possible to obtain a gas having a large number of hydrocarbon components having a large number of carbon atoms, which was excellent in terms of reducing performance and calorific value. The device 1 capable of satisfactorily separating the gas having a high reducing property can be suitably applied to, for example, a denitration device (not shown) that performs denitration in exhaust gas by using a gas having a strong reducing power. Corresponding to the above description, the result when activated carbon is used instead of the adsorbent of the present application will be described.
The result is the result of using the natural gas described above.
The composition ratios correspond to those in Table 2.
【００３０】[0030]
【表３】第２回収路６に回収されたガスの成分組成 メタン ６０％、エタン １９％、プロパン １３％、
ブタン ８％[Table 3] Component composition of gas recovered in the second recovery channel 6 methane 60%, ethane 19%, propane 13%,
Butane 8%
【００３１】十分な分離が行えていないことがわかる。It can be seen that sufficient separation cannot be performed.
【００３２】さらに、吸着材の例としては、４，４’−
ビフェニルジカルボン酸銅も挙げることができる。これ
は以下のように作製することができる。ジメチルホルム
アミド９０ｃｃ、ギ酸０．５ｃｃの混合溶媒にビフェニ
ルジカルボン酸０．２５ｇを溶解した。得られた溶液
に、室温、攪拌下に、ギ酸銅０．５ｇをメタノール２５
ｃｃに溶解した溶液を滴下し、１日静置した。生成した
沈殿物を吸引濾過し、洗浄したのち１００℃にて４時間
乾燥した。得られた沈殿物は０．２４ｇであり、分析に
より４，４’−ビフェニルジカルボン酸銅であった。こ
の有機金属錯体は比表面積１２００ｍ2 ／ｇ、平均細孔
径は７．８Åであった。Further, as an example of the adsorbent, 4,4'-
Mention may also be made of copper biphenyldicarboxylate. This can be made as follows. 0.25 g of biphenyldicarboxylic acid was dissolved in a mixed solvent of 90 cc of dimethylformamide and 0.5 cc of formic acid. 0.5 g of copper formate in 25 g of methanol was added to the obtained solution at room temperature with stirring.
The solution dissolved in cc was added dropwise and left standing for 1 day. The formed precipitate was suction filtered, washed and then dried at 100 ° C. for 4 hours. The obtained precipitate weighed 0.24 g and was found to be 4,4′-biphenyldicarboxylic acid copper by analysis. This organometallic complex had a specific surface area of 1200 m 2 / g and an average pore diameter of 7.8Å.
【００３３】分離操作 １ 先に説明したように、４，４’−ビフェニルジカルボン
酸銅を吸着材２として吸着材収納室内に収納し、天然ガ
スを吸着飽和になるまで０．０２ｋｇ／ｃｍ 2 Ｇの圧力
にて流通させた。この場合、原料ガス供給路４及び第１
回収路５を開状態とし、第２回収路６を閉状態とした
（第１分離状態）。この操作は、常温状態でおこなっ
た。この操作を第１工程と呼ぶ。得られた結果を説明す
ると、下記の組成比で、異なった種類の炭化水素を含有
する天然ガスにあって、これから、メタン成分のみを分
離することができた。Separation procedure 1 As described above, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid
Store copper oxide as adsorbent 2 in the adsorbent storage chamber, and
0.02 kg / cm until adsorption saturation TwoG pressure
It was distributed at. In this case, the raw material gas supply path 4 and the first
The recovery path 5 was opened and the second recovery path 6 was closed.
(First separated state). Perform this operation at room temperature.
Was. This operation is called the first step. Explain the results obtained
Contains different types of hydrocarbons with the following composition ratios:
Natural gas,
I was able to release.
【００３４】[0034]
【表４】天然ガス組成 メタン ８８％、エタン ６％、プロパン ４％、ブタ
ン ２％ 第１回収路５に回収されたガスの成分組成 メタン １００％[Table 4] Natural gas composition 88% methane, 6% ethane, 4% propane, 2% butane Component composition of gas recovered in the first recovery channel 5 100% methane
【００３５】さらに、上記の第１工程の後、原料ガス供
給路４及び第１回収路５を閉状態とし、第２回収路６を
開状態とした（第２分離状態）。但し、この状態にあっ
ては、ポンプ１０を働かせて、吸着材収納室内を真空排
気して、内部のガスを第２回収路６に導いた。この操作
も、常温状態でおこなった。この操作を第２工程と呼
ぶ。結果、第２回収路６に得られたガスの組成比を以下
に示す。After the first step, the source gas supply passage 4 and the first recovery passage 5 were closed and the second recovery passage 6 was opened (second separated state). However, in this state, the pump 10 was operated to evacuate the adsorbent storage chamber, and the internal gas was led to the second recovery path 6. This operation was also performed at normal temperature. This operation is called a second step. As a result, the composition ratio of the gas obtained in the second recovery passage 6 is shown below.
【００３６】[0036]
【表５】第２回収路に回収されたガスの成分組成 メタン ７ ％、エタン ３０％、プロパン ３３％、
ブタン ３０％[Table 5] Component composition of gas recovered in the second recovery channel: 7% methane, 30% ethane, 33% propane,
Butane 30%
【００３７】結果、炭素数が大きい炭化水素成分の多
い、還元性能、熱量の点で優れたガスを得ることができ
た。As a result, it was possible to obtain a gas having a large number of hydrocarbon components having a large number of carbon atoms, which was excellent in terms of reducing performance and calorific value.
【００３８】〔別実施の形態〕本願の別実施の形態につ
いて以下説明する。 （イ） 上記の実施の形態においては、吸着材として
１，４−トランス−シクロヘキサンジカルボン酸銅、
４，４’−ビフェニルジカルボン酸銅を使用する例を示
したが、これまで説明してきたように、１次元又は３次
元チャンネル構造を有する有機金属錯体であれは、本願
の目的は達成できる。 （ロ） 上記の実施の形態においては、分離対象とし
て、天然ガスの主成分を挙げたが、このような多種の炭
化水素を含むガスとしては、都市ガス等も対象とするこ
とができる。 （ハ） 上記の実施の形態にあっては、吸着材収納室３
を単一備えるものとし、第１回収路５と第２回収路６と
に交互に、所定のガスを導く構成としたが、連続的に相
互のガスを回収できる構成とすることも可能である。こ
のような構成を図２に示した。図示する構成の装置１０
０にあっては、一対の吸着材収納室３が備えられるとと
もに、これらの吸着材収納室３に接続される原料ガス供
給路４に、夫々、切り換え弁７０が備えられる。そし
て、各吸着材収納室３からの排出路５０を択一的に第１
回収路５及び第２回収路６に接続する２位置切り換え弁
８０を備えるのである。この場合も、各吸着材収納室３
に、圧力設定機構を備える。このようにしておくと、一
方の吸着材収納室３に原料ガスを供給する状態で、この
吸着材収納室３からの排出ガスを第１回収路５に導くよ
うに構成し、さらに、他方の吸着材収納室３への原料ガ
スの供給を遮断する状態で、この吸着材収納室内にある
吸着材２を脱離状態（具体的には減圧真空状態）に維持
し、この収納室３からの排出ガスを第２回収路６に導く
ように構成する。そして、この状態を、相互の吸着材収
納室間で、交互に切り換え自在とするのである。このよ
うに構成しておくと、連続的な、分離回収が可能とな
る。 （ニ） 上記の実施の形態にあっては、吸着材収納室３
に対して、その内部圧を２状態に切り換え設定可能な圧
力設定機構を設けたが、吸着状態と脱離状態の切り換え
は、室内の圧力によることなく、室内の温度により、吸
着、脱離をおこなう構成としてもよい。この場合は、圧
力設定機構の代わりに、室内の温度を任意の温度状態に
設定可能（実体上は２つの設定温度状態）な温度設定機
構１１を設けておけばよい。この構成を、図１に対応し
て、図３に示した。図３の構成においては、ポンプ１０
は必要ないが、これを備えておいてもよい。圧力設定機
構、温度設定機構共に備えておくと錯体に吸着される炭
化水素の種類等を、良好に制御可能となり、炭化水素の
分離を、従来よりも厳密におこなうことが可能となる。Another Embodiment Another embodiment of the present application will be described below. (A) In the above embodiment, 1,4-trans-cyclohexanedicarboxylic acid copper as an adsorbent,
Although an example of using copper 4,4′-biphenyldicarboxylate is shown, as described above, any organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure can achieve the object of the present application. (B) In the above-mentioned embodiment, the main component of natural gas was mentioned as the separation target, but city gas or the like can also be the target as such a gas containing various kinds of hydrocarbons. (C) In the above embodiment, the adsorbent storage chamber 3
And a predetermined gas is alternately introduced into the first recovery path 5 and the second recovery path 6, but a configuration in which the mutual gases can be continuously recovered is also possible. . Such a configuration is shown in FIG. Apparatus 10 with illustrated configuration
In No. 0, a pair of adsorbent storage chambers 3 are provided, and a source gas supply path 4 connected to these adsorbent storage chambers 3 is also provided with a switching valve 70. Then, the discharge path 50 from each adsorbent storage chamber 3 is selectively set to the first
The two-position switching valve 80 connected to the recovery path 5 and the second recovery path 6 is provided. Also in this case, each adsorbent storage chamber 3
In addition, a pressure setting mechanism is provided. With this configuration, the exhaust gas from the adsorbent storage chamber 3 is guided to the first recovery passage 5 while the raw material gas is supplied to the one adsorbent storage chamber 3, and the other exhaust gas is supplied to the other adsorbent storage chamber 3. While the supply of the raw material gas to the adsorbent storage chamber 3 is cut off, the adsorbent 2 in the adsorbent storage chamber is maintained in a desorbed state (specifically, a depressurized vacuum state), and The exhaust gas is configured to be guided to the second recovery passage 6. This state can be alternately switched between the adsorbent storage chambers. With such a configuration, continuous separation and recovery can be performed. (D) In the above embodiment, the adsorbent storage chamber 3
In contrast, a pressure setting mechanism that can set the internal pressure to two states is provided, but the switching between the adsorption state and the desorption state does not depend on the indoor pressure but the adsorption and desorption depending on the room temperature. It is good also as a structure which performs. In this case, in place of the pressure setting mechanism, a temperature setting mechanism 11 that can set the room temperature to an arbitrary temperature state (actually, two setting temperature states) may be provided. This configuration is shown in FIG. 3 corresponding to FIG. In the configuration of FIG.
Is not required, but may be provided. If both the pressure setting mechanism and the temperature setting mechanism are provided, it becomes possible to satisfactorily control the kind of hydrocarbons adsorbed on the complex, and it becomes possible to perform hydrocarbon separation more strictly than before.
【図１】本願のガス分離装置の構成の模式図FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of a gas separation device of the present application.
【図２】本願のガス分離装置の別構成の形態例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of another configuration of the gas separation device of the present application.
【図３】本願のガス分離装置の別構成の形態例を示す図FIG. 3 is a diagram showing an example of another configuration of the gas separation device of the present application.
２ 吸着材 ３ 吸着材収納室 ４ 原料ガス供給路 ５ 第１回収路 ６ 第２回収路 2 adsorbent 3 adsorbent storage chamber 4 raw material gas supply channel 5 first recovery channel 6 second recovery channel
Claims (8)
料ガスを分離対象とし、前記原料ガスを前記吸着材に接
触させて前記被吸着ガスを前記吸着材に吸着させるとと
もに、残余のガスを捕集して前記被吸着ガスが少ない第
１分離ガスを得る第１工程と、前記第１工程で前記吸着
材に吸着された前記被吸着ガスを前記吸着材から脱離さ
せて、脱離してくるガスを捕集して前記被吸着ガスが多
い第２分離ガスを得る第２工程とからなるガス分離方法
であって、 前記原料ガスとして、炭素数が異なった炭化水素ガスを
複数種含むガスを対象とし、前記吸着材として、１次元
又は３次元チャンネル構造を有する有機金属錯体を使用
して、炭素数の多い炭化水素ガスと炭素数の少ない炭化
水素ガスとを分離するガス分離方法。1. A raw material gas containing an adsorbed gas that is adsorbed by an adsorbent is targeted for separation, and the raw material gas is brought into contact with the adsorbent to adsorb the adsorbed gas to the adsorbent, and the remaining gas. A first step of collecting the adsorbed gas with a small amount of the adsorbed gas, and desorbing the adsorbed gas adsorbed by the adsorbent in the first step from the adsorbent and desorbing the adsorbed gas. A gas separation method comprising a second step of collecting an incoming gas to obtain a second separated gas containing a large amount of the adsorbed gas, wherein the raw material gas includes a plurality of hydrocarbon gases having different carbon numbers. A gas separation method for a gas, wherein an organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure is used as the adsorbent to separate a hydrocarbon gas having a large number of carbon atoms and a hydrocarbon gas having a small number of carbon atoms.
パン、ブタンを含有するガスである請求項１記載のガス
分離方法。2. The gas separation method according to claim 1, wherein the source gas is a gas containing methane, ethane, propane and butane.
金属錯体が、シクロヘキサンジカルボン酸銅であるとと
もに、前記シクロヘキサンジカルボン酸銅による前記被
吸着ガスの吸着及び脱離動作を、前記シクロヘキサンジ
カルボン酸銅周りのガス圧力を変更することにより起こ
させる請求項２記載のガス分離方法。3. The organometallic complex having a one-dimensional channel structure is copper cyclohexanedicarboxylate, and the adsorption and desorption operations of the adsorbed gas by the copper cyclohexanedicarboxylate are carried out around copper cyclohexanedicarboxylate. The gas separation method according to claim 2, which is caused by changing the gas pressure.
料ガスを分離対象とし、前記原料ガスを前記吸着材に接
触させて前記被吸着ガスを前記吸着材に吸着させるとと
もに、残余のガスを捕集して前記被吸着ガスが少ない第
１分離ガスを得るガス分離方法であって、 前記原料ガスとして、炭素数が異なった炭化水素ガスを
複数種含むガスを対象とし、前記吸着材として、１次元
又は３次元チャンネル構造を有する有機金属錯体を使用
して、炭素数の多い炭化水素ガスと炭素数の少ない炭化
水素ガスとを分離するガス分離方法。4. A raw material gas containing an adsorbed gas that is adsorbed by an adsorbent is targeted for separation, and the raw material gas is brought into contact with the adsorbent to adsorb the adsorbed gas to the adsorbent, and a residual gas is left. Is a gas separation method for obtaining a first separated gas containing less adsorbed gas, wherein the raw material gas is a gas containing a plurality of hydrocarbon gases having different carbon numbers, and the adsorbent is A gas separation method for separating a hydrocarbon gas having a large number of carbon atoms and a hydrocarbon gas having a small number of carbon atoms by using an organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure.
料ガスを分離対象とし、前記吸着材を収納する吸着材収
納室を備えるとともに、前記吸着材収納室に対して原料
ガスを供給、供給停止自在な原料ガス供給路と、前記吸
着材収納室から排出されるガスを各路間で選択的に回収
自在な第１回収路と第２回収路とを備え、 前記原料ガスを前記吸着材収納室に導いて前記被吸着ガ
スを前記吸着材に吸着させるとともに、残余のガスを前
記第１回収路に導いて捕集する第１分離状態と、前記吸
着材に吸着される前記被吸着ガスを前記吸着材から脱離
させて、脱離してくるガスを第２回収路に導いて捕集す
る第２分離状態との間で、状態選択自在に構成されるガ
ス分離装置であって、 前記吸着材としての、１次元又は３次元チャンネル構造
を有する有機金属錯体を前記吸着材収納室に備えるとと
もに、前記第１分離状態と第２分離状態との切り換え操
作に連動して、前記吸着材収納室の圧力を異なった圧力
に設定自在な圧力設定機構もしくは前記吸着材収納室の
温度を異なった温度に設定自在な温度設定機構を備えた
ガス分離装置。5. A raw material gas containing a gas to be adsorbed to an adsorbent is set as a separation target, and an adsorbent storage chamber for storing the adsorbent is provided, and the raw material gas is supplied to the adsorbent storage chamber. A raw material gas supply path that can be freely stopped and a first recovery path and a second recovery path that can selectively recover the gas discharged from the adsorbent storage chamber between the paths are provided. A first separation state in which the adsorbed gas is adsorbed by the adsorbent by guiding it to the material storage chamber, and the remaining gas is guided by the first recovery passage to be collected, and the adsorbed gas adsorbed by the adsorbent. A gas separation device configured to select a state between a second separation state in which a gas is desorbed from the adsorbent and the desorbed gas is guided to a second recovery path and collected. Has a one-dimensional or three-dimensional channel structure as the adsorbent A pressure setting mechanism that includes a machine metal complex in the adsorbent storage chamber, and can set the pressure of the adsorbent storage chamber to different pressures in association with the switching operation between the first separated state and the second separated state. Alternatively, a gas separation device provided with a temperature setting mechanism capable of setting the temperature of the adsorbent storage chamber to different temperatures.
酸銅であるとともに、前記圧力設定機構を備えた請求項
５記載のガス分離装置。6. The gas separation apparatus according to claim 5, wherein the adsorbent is copper cyclohexanedicarboxylate and the pressure setting mechanism is provided.
の圧力を、前記吸着状態において０．０１ 〜０．０５
ｋｇ／ｃｍ2 Ｇに、前記脱離状態において真空（−
０．９３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ以下）に設定切り換え可能に構
成されている請求項６記載のガス分離装置。7. The pressure setting mechanism sets the pressure in the adsorbent storage chamber to 0.01 to 0.05 in the adsorption state.
kg / cm 2 G, a vacuum (-
7. The gas separation device according to claim 6, wherein the setting can be switched to 0.93 kg / cm 2 G or less).
る有機金属錯体からなり、炭素数が異なった炭化水素ガ
スを複数種含むガスを炭素数に従って分離可能なガス分
離材。8. A gas separating material, which is composed of an organometallic complex having a one-dimensional or three-dimensional channel structure and is capable of separating a gas containing a plurality of hydrocarbon gases having different carbon numbers according to the carbon number.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8145335A JPH09323016A (en) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Gas separation, gas separator and gas separating material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8145335A JPH09323016A (en) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Gas separation, gas separator and gas separating material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09323016A true JPH09323016A (en) | 1997-12-16 |
Family
ID=15382799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8145335A Pending JPH09323016A (en) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Gas separation, gas separator and gas separating material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09323016A (en) |
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1996
- 1996-06-07 JP JP8145335A patent/JPH09323016A/en active Pending
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