JPH10113554A - 吸着剤及びそれを用いた酸素ガス製造法 - Google Patents
吸着剤及びそれを用いた酸素ガス製造法Info
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- JPH10113554A JPH10113554A JP8267059A JP26705996A JPH10113554A JP H10113554 A JPH10113554 A JP H10113554A JP 8267059 A JP8267059 A JP 8267059A JP 26705996 A JP26705996 A JP 26705996A JP H10113554 A JPH10113554 A JP H10113554A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】本発明者の目的は、従来よりもさらに高い窒素
吸着容量を持つ吸着剤を、より低コストで製造する方法
を提案することである。 【解決手段】交換カチオン種としてストロンチウム、カ
ルシウム、マグネシウム及びそれらの混合物が１０％以
上７０％未満、ナトリウム、カリウム及びそれらの混合
物が７％以下、リチウム２５％以上８５％未満である結
晶性フォージャサイト型ゼオライトから成る吸着剤、及
び、交換カチオン種としてストロンチウム、カルシウ
ム、マグネシウム及びそれらの混合物が１５％以上９０
％未満で、ナトリウム、カリウム及びそれらの混合物が
１０％以上８５％未満である結晶性フォージャサイト型
ゼオライトをリチウムイオン交換することを特徴とする
その吸着剤を製造する方法、並びに、その吸着剤に空気
中の窒素を選択的に吸着させ、酸素を得る圧力揺動吸着
法。
吸着容量を持つ吸着剤を、より低コストで製造する方法
を提案することである。 【解決手段】交換カチオン種としてストロンチウム、カ
ルシウム、マグネシウム及びそれらの混合物が１０％以
上７０％未満、ナトリウム、カリウム及びそれらの混合
物が７％以下、リチウム２５％以上８５％未満である結
晶性フォージャサイト型ゼオライトから成る吸着剤、及
び、交換カチオン種としてストロンチウム、カルシウ
ム、マグネシウム及びそれらの混合物が１５％以上９０
％未満で、ナトリウム、カリウム及びそれらの混合物が
１０％以上８５％未満である結晶性フォージャサイト型
ゼオライトをリチウムイオン交換することを特徴とする
その吸着剤を製造する方法、並びに、その吸着剤に空気
中の窒素を選択的に吸着させ、酸素を得る圧力揺動吸着
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧力揺動吸着法（ＰＳＡ
法：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉ
ｏｎ 法）によって空気から濃縮酸素ガスを得るために
用いる吸着剤、及びそれを用いた圧力揺動吸着法（以下
ＰＳＡ法と表記する）に関するものである。
法：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉ
ｏｎ 法）によって空気から濃縮酸素ガスを得るために
用いる吸着剤、及びそれを用いた圧力揺動吸着法（以下
ＰＳＡ法と表記する）に関するものである。
【０００２】酸素ガスは工業ガスの中でも特に重要なガ
スの一つであり、製鉄、パルプ漂白等を中心に広く用い
られている。特に最近では空気中での燃焼では避けられ
ないＮＯx発生の低減を目的に、ゴミ焼却、ガラス溶融
等の分野で、酸素富化燃焼が実用化されており、環境問
題の点からも酸素ガスの重要性が増大している。
スの一つであり、製鉄、パルプ漂白等を中心に広く用い
られている。特に最近では空気中での燃焼では避けられ
ないＮＯx発生の低減を目的に、ゴミ焼却、ガラス溶融
等の分野で、酸素富化燃焼が実用化されており、環境問
題の点からも酸素ガスの重要性が増大している。
【０００３】酸素ガスの工業的製法としては、ＰＳＡ
法、深冷分離法、膜分離法が知られているが、酸素ガス
の純度及びコストにおいて有利なＰＳＡ法の比率が増大
している。
法、深冷分離法、膜分離法が知られているが、酸素ガス
の純度及びコストにおいて有利なＰＳＡ法の比率が増大
している。
【０００４】ＰＳＡ法による酸素ガス製造は、空気中の
窒素を吸着剤に吸着させ、残った酸素を製品として取り
出す方法である。そのため用いる吸着剤としては窒素を
選択的に吸着できる吸着剤が用いられる。
窒素を吸着剤に吸着させ、残った酸素を製品として取り
出す方法である。そのため用いる吸着剤としては窒素を
選択的に吸着できる吸着剤が用いられる。
【０００５】
【従来の技術】従来、空気分離のＰＳＡ法に用いる吸着
剤は、一般に窒素ガスを選択的に吸着するゼオライト吸
着剤が用いられ、これまで主にカルシウムカチオン交換
結晶性ゼオライトＸ又はその吸着剤が用いられてきた。
一方、米国特許３１４０９３３号において空気分離特性
に優れたリチウム交換結晶性ゼオライトＸが提案されて
おり、特公平５−２５５２７号においてその性能が再確
認されるに至っている。従来一般に用いられてきたカル
シウムカチオン交換結晶性ゼオライトＸ又はＡの吸着剤
は高価な原料を用いずに得られるため、吸着剤コストが
安い反面、吸着性能は十分とは言えなかった。又、リチ
ウム交換結晶性ゼオライトＸ吸着剤は優れた性能を有す
る反面、リチウムが非常に高価な金属であり、なおかつ
ゼオライトとイオン交換されにくいため、従来のリチウ
ム交換結晶性ゼオライトＸ吸着剤は極めて高価なもので
あり、その結果、その様な吸着剤を用いて製造した酸素
ガスの製造コストも高いものとなっていた。
剤は、一般に窒素ガスを選択的に吸着するゼオライト吸
着剤が用いられ、これまで主にカルシウムカチオン交換
結晶性ゼオライトＸ又はその吸着剤が用いられてきた。
一方、米国特許３１４０９３３号において空気分離特性
に優れたリチウム交換結晶性ゼオライトＸが提案されて
おり、特公平５−２５５２７号においてその性能が再確
認されるに至っている。従来一般に用いられてきたカル
シウムカチオン交換結晶性ゼオライトＸ又はＡの吸着剤
は高価な原料を用いずに得られるため、吸着剤コストが
安い反面、吸着性能は十分とは言えなかった。又、リチ
ウム交換結晶性ゼオライトＸ吸着剤は優れた性能を有す
る反面、リチウムが非常に高価な金属であり、なおかつ
ゼオライトとイオン交換されにくいため、従来のリチウ
ム交換結晶性ゼオライトＸ吸着剤は極めて高価なもので
あり、その結果、その様な吸着剤を用いて製造した酸素
ガスの製造コストも高いものとなっていた。
【０００６】一方、リチウムカチオンと他の金属カチオ
ンの混合カチオン結晶性ゼオライトＸ吸着剤もいくつか
提案されている。例えばリチウムカチオンとアルカリ土
類カチオンのみをカチオンとして含む結晶性ゼオライト
Ｘ吸着剤（ＵＳＰ５１７４９７９）、リチウムカチオン
以外のカチオンとしてカルシウムカチオン、ストロンチ
ウムカチオンを限定した結晶性ゼオライトＸ吸着剤（Ｕ
ＳＰ５１５２８１３）、リチウムカチオンとアルカリ土
類以外の２価金属カチオンを混合カチオンとして有する
結晶性ゼオライトＸ吸着剤（ＵＳＰ５２５８０５８）、
リチウムカチオンとアルカリ土類金属カチオンと希土類
金属カチオンを主なカチオンとして有する結晶性ゼオラ
イトＸ吸着剤（特開平７−２５６０９４）等が例示でき
る。
ンの混合カチオン結晶性ゼオライトＸ吸着剤もいくつか
提案されている。例えばリチウムカチオンとアルカリ土
類カチオンのみをカチオンとして含む結晶性ゼオライト
Ｘ吸着剤（ＵＳＰ５１７４９７９）、リチウムカチオン
以外のカチオンとしてカルシウムカチオン、ストロンチ
ウムカチオンを限定した結晶性ゼオライトＸ吸着剤（Ｕ
ＳＰ５１５２８１３）、リチウムカチオンとアルカリ土
類以外の２価金属カチオンを混合カチオンとして有する
結晶性ゼオライトＸ吸着剤（ＵＳＰ５２５８０５８）、
リチウムカチオンとアルカリ土類金属カチオンと希土類
金属カチオンを主なカチオンとして有する結晶性ゼオラ
イトＸ吸着剤（特開平７−２５６０９４）等が例示でき
る。
【０００７】この様なリチウムカチオンと他の金属カチ
オンの混合カチオン結晶性ゼオライトＸ吸着剤は、従来
のリチウム−ナトリウムＸと同じリチウム交換量のもの
やカルシウム、ストロンチウム等の２価カチオン−ナト
リウムＸと同じ２価カチオン交換量のものと比較して高
い窒素吸着容量を持つ。しかしながら、高いイオン交換
率を有すリチウムＸの窒素吸着容量を越えるものは見出
されていない。
オンの混合カチオン結晶性ゼオライトＸ吸着剤は、従来
のリチウム−ナトリウムＸと同じリチウム交換量のもの
やカルシウム、ストロンチウム等の２価カチオン−ナト
リウムＸと同じ２価カチオン交換量のものと比較して高
い窒素吸着容量を持つ。しかしながら、高いイオン交換
率を有すリチウムＸの窒素吸着容量を越えるものは見出
されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の目的は、従
来よりもさらに高い窒素吸着容量を持つ吸着剤を、より
低コストで製造する方法を提案することである。
来よりもさらに高い窒素吸着容量を持つ吸着剤を、より
低コストで製造する方法を提案することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】ゼオライトの吸着特性
は、ゼオライトの種類、イオン交換種の種類と組成に影
響される。ゼオライトはアルミノシリケート骨格からな
る三次元構造の陰イオンと交換性の陽イオン及び水等の
分子からなり、種々のカチオンが交換可能である。
は、ゼオライトの種類、イオン交換種の種類と組成に影
響される。ゼオライトはアルミノシリケート骨格からな
る三次元構造の陰イオンと交換性の陽イオン及び水等の
分子からなり、種々のカチオンが交換可能である。
【００１０】又、ゼオライト中に存在する陽イオンは三
次元構造の各サイトに位置することが知られている。ゼ
オライトにおけるイオン交換性は、イオンとゲージ窓ま
たはゲージ空間の相対的な大きさや静電場に影響され、
ゼオライト中の全てのカチオンが同様なイオン交換性を
示さないことが予想される。
次元構造の各サイトに位置することが知られている。ゼ
オライトにおけるイオン交換性は、イオンとゲージ窓ま
たはゲージ空間の相対的な大きさや静電場に影響され、
ゼオライト中の全てのカチオンが同様なイオン交換性を
示さないことが予想される。
【００１１】更にゼオライトのイオン交換でイオン交換
された全てのカチオンが窒素の吸着に寄与するわけでは
ない。例えば、カルシウムやストロンチウム等ではイオ
ン交換率３０％程度から窒素の吸着容量は増加し、リチ
ウムではイオン交換率８０％程度から窒素の吸着容量は
急激に増加する。従って、カチオン種により有効に窒素
吸着に作用するイオンの位置は異なることが予想され
る。
された全てのカチオンが窒素の吸着に寄与するわけでは
ない。例えば、カルシウムやストロンチウム等ではイオ
ン交換率３０％程度から窒素の吸着容量は増加し、リチ
ウムではイオン交換率８０％程度から窒素の吸着容量は
急激に増加する。従って、カチオン種により有効に窒素
吸着に作用するイオンの位置は異なることが予想され
る。
【００１２】本研究者等は、ゼオライトのイオン交換性
特にサイト選択性に着目し鋭意検討した結果、交換カチ
オン種としてストロンチウム、カルシウム、マグネシウ
ム及びそれらの混合物が１５％以上９０％未満で、ナト
リウム、カリウム及びそれらの混合物が１０％以上８５
％未満である結晶性フォージャサイト型ゼオライトをリ
チウムイオン交換することを特徴とする、交換カチオン
種としてストロンチウム、カルシウム、マグネシウム及
びそれらの混合物が１０％以上７０％未満、ナトリウ
ム、カリウム及びそれらの混合物が５％以下、リチウム
３０％以上８５％未満である吸着剤が窒素の吸着特性に
著しく優れていることを見出し、本発明を完成するに至
ったものである。
特にサイト選択性に着目し鋭意検討した結果、交換カチ
オン種としてストロンチウム、カルシウム、マグネシウ
ム及びそれらの混合物が１５％以上９０％未満で、ナト
リウム、カリウム及びそれらの混合物が１０％以上８５
％未満である結晶性フォージャサイト型ゼオライトをリ
チウムイオン交換することを特徴とする、交換カチオン
種としてストロンチウム、カルシウム、マグネシウム及
びそれらの混合物が１０％以上７０％未満、ナトリウ
ム、カリウム及びそれらの混合物が５％以下、リチウム
３０％以上８５％未満である吸着剤が窒素の吸着特性に
著しく優れていることを見出し、本発明を完成するに至
ったものである。
【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】本発明のゼオライトは、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ
3モル比が２．０から５．０の結晶性フォージャサイト
型ゼオライトである。ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が小さ
い程イオン交換されるカチオンは多くなり、低シリカ結
晶性ゼオライトが好ましく、特にＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モ
ル比が２．０から３．０、特にＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ３モル
比が２．０から２．３が好ましい。
3モル比が２．０から５．０の結晶性フォージャサイト
型ゼオライトである。ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が小さ
い程イオン交換されるカチオンは多くなり、低シリカ結
晶性ゼオライトが好ましく、特にＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モ
ル比が２．０から３．０、特にＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ３モル
比が２．０から２．３が好ましい。
【００１５】本発明の吸着剤は、ＰＳＡ法による空気分
離において、空気中の窒素の吸着及び脱離を繰り返し行
うため、吸着剤に使用されるゼオライトのミクロ細孔が
大きい方が大きい方が効率がよいため、大きなミクロ細
孔を有する結晶性フォージャサイト型ゼオライトから成
る吸着剤であることが必須であり、その結晶性フォージ
ャサイト型ゼオライトとしては、Ｘ型ゼオライト及びＹ
型ゼオライトを例示することができる。
離において、空気中の窒素の吸着及び脱離を繰り返し行
うため、吸着剤に使用されるゼオライトのミクロ細孔が
大きい方が大きい方が効率がよいため、大きなミクロ細
孔を有する結晶性フォージャサイト型ゼオライトから成
る吸着剤であることが必須であり、その結晶性フォージ
ャサイト型ゼオライトとしては、Ｘ型ゼオライト及びＹ
型ゼオライトを例示することができる。
【００１６】本発明の吸着剤は、交換カチオン種として
ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム及びそれら
の混合物が１５％以上９０％未満で、ナトリウム、カリ
ウム及びそれらの混合物が１０％以上８５％未満である
結晶性フォージャサイト型ゼオライトをリチウムイオン
交換して製造する結晶性フォージャサイト型ゼオライト
から成ることを特徴とする。
ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム及びそれら
の混合物が１５％以上９０％未満で、ナトリウム、カリ
ウム及びそれらの混合物が１０％以上８５％未満である
結晶性フォージャサイト型ゼオライトをリチウムイオン
交換して製造する結晶性フォージャサイト型ゼオライト
から成ることを特徴とする。
【００１７】ストロンチウム、カルシウム、マグネシウ
ム及びそれらの混合物が１５％未満では、十分な吸着容
量が得られない。一方、９０％以上ではリチウムのイオ
ン交換が難しい。又、ストロンチウム、カルシウム、マ
グネシウム及びそれらの混合物が１５％以上９０％未満
の他のカチオンとしては、ナトリウム、カリウム及びそ
れらの混合物が１０％以上８５％未満である。ナトリウ
ム、カリウム及びそれらの混合物が８５％以上では、十
分な吸着容量が得られない。一方、１０％未満ではリチ
ウムのイオン交換が難しい。
ム及びそれらの混合物が１５％未満では、十分な吸着容
量が得られない。一方、９０％以上ではリチウムのイオ
ン交換が難しい。又、ストロンチウム、カルシウム、マ
グネシウム及びそれらの混合物が１５％以上９０％未満
の他のカチオンとしては、ナトリウム、カリウム及びそ
れらの混合物が１０％以上８５％未満である。ナトリウ
ム、カリウム及びそれらの混合物が８５％以上では、十
分な吸着容量が得られない。一方、１０％未満ではリチ
ウムのイオン交換が難しい。
【００１８】本発明の高い窒素吸着容量を持つ吸着剤
は、前記の様な交換カチオン種を有す結晶性フォージャ
サイト型ゼオライトをリチウム交換し、交換カチオン種
としてストロンチウム、カルシウム、マグネシウム及び
それらの混合物が１０％以上７０％未満、ナトリウム、
カリウム及びそれらの混合物が７％以下、リチウム２５
％以上８５％未満であるフォージャサイト型ゼオライト
から得ることが出来る。ストロンチウム、カルシウム、
マグネシウム及びそれらの混合物が１０％未満の場合、
リチウムのイオン交換が難しく、一方、７０％以上では
十分な吸着容量が得られない。
は、前記の様な交換カチオン種を有す結晶性フォージャ
サイト型ゼオライトをリチウム交換し、交換カチオン種
としてストロンチウム、カルシウム、マグネシウム及び
それらの混合物が１０％以上７０％未満、ナトリウム、
カリウム及びそれらの混合物が７％以下、リチウム２５
％以上８５％未満であるフォージャサイト型ゼオライト
から得ることが出来る。ストロンチウム、カルシウム、
マグネシウム及びそれらの混合物が１０％未満の場合、
リチウムのイオン交換が難しく、一方、７０％以上では
十分な吸着容量が得られない。
【００１９】本発明では、ナトリウム、カリウム及びそ
れらの混合物は７％以下である必要がある。７％を越え
ると十分な吸着容量が得られない。
れらの混合物は７％以下である必要がある。７％を越え
ると十分な吸着容量が得られない。
【００２０】又、リチウムが２５％未満の場合十分な吸
着容量が得られない、一方、８５％以上ではイオン交換
が難しい。
着容量が得られない、一方、８５％以上ではイオン交換
が難しい。
【００２１】本発明の吸着剤は、高いイオン交換率を有
すカルシウム、ストロンチウム、リチウム等で交換され
た結晶性フォージャサイト型ゼオライトの窒素吸着容量
を上回る著しく高い吸着容量を示し、各々のイオンが窒
素吸着に有効な各吸着サイトに選択的に位置しているこ
とを示唆する。
すカルシウム、ストロンチウム、リチウム等で交換され
た結晶性フォージャサイト型ゼオライトの窒素吸着容量
を上回る著しく高い吸着容量を示し、各々のイオンが窒
素吸着に有効な各吸着サイトに選択的に位置しているこ
とを示唆する。
【００２２】以上説明した本発明の吸着剤は、高い吸着
能を有するため、空気から窒素を選択的に吸着させ、製
品として酸素ガスを得る圧力揺動法（酸素ＰＳＡ法）の
吸着剤として極めて優れた性能を有する。
能を有するため、空気から窒素を選択的に吸着させ、製
品として酸素ガスを得る圧力揺動法（酸素ＰＳＡ法）の
吸着剤として極めて優れた性能を有する。
【００２３】本発明で言う圧力揺動法（酸素ＰＳＡ法）
は、圧力を変動させながら空気中の窒素を選択的に吸着
剤に吸着させ、製品として酸素ガスを得る酸素ＰＳＡ法
であればその運転条件には特に限定はなく、例えば３塔
式ＰＳＡ法や、最近実用化が進んでいる２塔式ＰＳＡ法
等が挙げられる。
は、圧力を変動させながら空気中の窒素を選択的に吸着
剤に吸着させ、製品として酸素ガスを得る酸素ＰＳＡ法
であればその運転条件には特に限定はなく、例えば３塔
式ＰＳＡ法や、最近実用化が進んでいる２塔式ＰＳＡ法
等が挙げられる。
【００２４】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【００２５】実施例１ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．５のナトリウム型ゼオ
ライトＸ（そのＸ線回折図を図１に示し、図中の括弧内
の数字はＸ型ゼオラト結晶の面指数を示す）を、０．６
５倍等量の１モル／リットルの塩化ストロンチウム水溶
液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗し、ス
トロンチウム／アルムニウムモル比０．５８のストロン
チウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオライト粉
末を得た。
ライトＸ（そのＸ線回折図を図１に示し、図中の括弧内
の数字はＸ型ゼオラト結晶の面指数を示す）を、０．６
５倍等量の１モル／リットルの塩化ストロンチウム水溶
液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗し、ス
トロンチウム／アルムニウムモル比０．５８のストロン
チウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオライト粉
末を得た。
【００２６】次に、前記イオン交換で得られたストロン
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
【００２７】以下の表１に、カチオン組成及び２５℃、
７００ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
７００ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】実施例２ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．５のナトリウム型ゼオ
ライトＸ（そのＸ線回折図は図１と同じであった）を、
１．２倍等量の１モル／リットルの塩化ストロンチウム
水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗
し、ストロンチウム／アルムニウムモル比０．８５のス
トロンチウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオラ
イト粉末を得た。
ライトＸ（そのＸ線回折図は図１と同じであった）を、
１．２倍等量の１モル／リットルの塩化ストロンチウム
水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗
し、ストロンチウム／アルムニウムモル比０．８５のス
トロンチウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオラ
イト粉末を得た。
【００３０】次に、前記イオン交換で得られたストロン
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を２回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を２回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
【００３１】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００３２】実施例３ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．５のナトリウム型ゼオ
ライトＸ（そのＸ線回折図は図１と同じであった）を、
０．３５倍等量の１モル／リットル塩化ストロンチウム
水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗
し、ストロンチウム／アルムニウムモル比０．３０のス
トロンチウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオラ
イト粉末を得た。
ライトＸ（そのＸ線回折図は図１と同じであった）を、
０．３５倍等量の１モル／リットル塩化ストロンチウム
水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗
し、ストロンチウム／アルムニウムモル比０．３０のス
トロンチウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオラ
イト粉末を得た。
【００３３】次に、前記イオン交換で得られたストロン
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
【００３４】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００３５】実施例４ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．０のナトリウム型ゼオ
ライトＸ粉末を、０．７５倍等量の１モル／リットルの
塩化ストロンチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹
拌し、ろ過後水洗し、ストロンチウム／アルムニウムモ
ル比０．６５のストロンチウム−ナトリウム型ゼオライ
トＸ粉末を得た。
ライトＸ粉末を、０．７５倍等量の１モル／リットルの
塩化ストロンチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹
拌し、ろ過後水洗し、ストロンチウム／アルムニウムモ
ル比０．６５のストロンチウム−ナトリウム型ゼオライ
トＸ粉末を得た。
【００３６】次に、前記イオン交換で得られたストロン
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を５回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を５回繰り返
した後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時
間真空処理し容量法により測定した。
【００３７】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００３８】実施例５ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．０のナトリウム型ゼオ
ライトＸを、１．０倍等量の１モル／リットルの塩化カ
ルシウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗し、カルシウム／アルムニウムモル比０．６５の
カルシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得た。
ライトＸを、１．０倍等量の１モル／リットルの塩化カ
ルシウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗し、カルシウム／アルムニウムモル比０．６５の
カルシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得た。
【００３９】次に、前記イオン交換で得られたカルシウ
ム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の３モ
ル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃で１
５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返した
後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時間真
空処理し容量法により測定した。
ム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の３モ
ル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃で１
５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返した
後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時間真
空処理し容量法により測定した。
【００４０】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００４１】実施例６ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．０のナトリウム型ゼオ
ライトＸを、１０倍等量の１モル／リットルの塩化マグ
ネシウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗し、マグネシウム／アルムニウムモル比０．６３
のマグネシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得
た。
ライトＸを、１０倍等量の１モル／リットルの塩化マグ
ネシウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗し、マグネシウム／アルムニウムモル比０．６３
のマグネシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得
た。
【００４２】次に、前記イオン交換で得られたマグネシ
ウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の３
モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃で
１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返し
た後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時間
真空処理し容量法により測定した。
ウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、６倍等量の３
モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃で
１５時間撹拌し、ろ過後水洗、この操作を４回繰り返し
た後、４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時間
真空処理し容量法により測定した。
【００４３】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００４４】実施例７ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．５のナトリウム型ゼオ
ライトＸを、０．３５倍等量の１モル／リットルの塩化
ストロンチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌
し、ろ過後水洗し、ストロンチウム／アルムニウムモル
比０．３３のストロンチウム−ナトリウム型ゼオライト
Ｘ粉末を得た。
ライトＸを、０．３５倍等量の１モル／リットルの塩化
ストロンチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌
し、ろ過後水洗し、ストロンチウム／アルムニウムモル
比０．３３のストロンチウム−ナトリウム型ゼオライト
Ｘ粉末を得た。
【００４５】次に、前記イオン交換で得られたストロン
チウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオライト粉
末を、０．２倍等量の１モル／リットルの塩化カルシウ
ム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗
し、ストロンチウム／アルムニウムモル比０．３０、カ
ルシウム／アルムニウムモル比０．１５のストロンチウ
ム−カルシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得
た。
チウム−ナトリウム型フォージャサイト型ゼオライト粉
末を、０．２倍等量の１モル／リットルの塩化カルシウ
ム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗
し、ストロンチウム／アルムニウムモル比０．３０、カ
ルシウム／アルムニウムモル比０．１５のストロンチウ
ム−カルシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得
た。
【００４６】次に、６倍等量の３モル／リットルの塩化
リチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗、この操作を４回繰り返した後、４０℃で乾燥し
窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処理し容量法によ
り測定した。
リチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗、この操作を４回繰り返した後、４０℃で乾燥し
窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処理し容量法によ
り測定した。
【００４７】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００４８】実施例８ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．５のナトリウム型ゼオ
ライトＸを、０．２５倍等量の１モル／リットルの塩化
カルシウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ
過後水洗し、カルシウム／アルムニウムモル比０．２０
のカルシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得た。
ライトＸを、０．２５倍等量の１モル／リットルの塩化
カルシウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ
過後水洗し、カルシウム／アルムニウムモル比０．２０
のカルシウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を得た。
【００４９】次に、前記イオン交換で得られたカルシウ
ム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、０．５倍等量の
１モル／リットルの塩化マグネシウム水溶液を用い、７
０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗し、カルシウム／ア
ルムニウムモル比０．１２、マグネシウム／アルムニウ
ムモル比０．１０のストロンチウム−カルシウム−ナト
リウム型ゼオライトＸ粉末を得た。
ム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、０．５倍等量の
１モル／リットルの塩化マグネシウム水溶液を用い、７
０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗し、カルシウム／ア
ルムニウムモル比０．１２、マグネシウム／アルムニウ
ムモル比０．１０のストロンチウム−カルシウム−ナト
リウム型ゼオライトＸ粉末を得た。
【００５０】次に、６倍等量の３モル／リットルの塩化
リチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗、この操作を４回繰り返した後、４０℃で乾燥し
窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処理し容量法によ
り測定した。
リチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過
後水洗、この操作を４回繰り返した後、４０℃で乾燥し
窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処理し容量法によ
り測定した。
【００５１】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００５２】比較例１ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．５のナトリウム型ゼオ
ライトＸ粉末を、１．０倍等量の１モル／リットルの塩
化ストロンチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌
し、ろ過後水洗し、ストロンチウム／アルムニウムモル
比０．９１のストロンチウム−ナトリウム型ゼオライト
Ｘ粉末を得た。
ライトＸ粉末を、１．０倍等量の１モル／リットルの塩
化ストロンチウム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌
し、ろ過後水洗し、ストロンチウム／アルムニウムモル
比０．９１のストロンチウム−ナトリウム型ゼオライト
Ｘ粉末を得た。
【００５３】次に、前記イオン交換で得られたストロン
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、３倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗した後、４０℃で乾燥し
窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処理し容量法によ
り測定した。
チウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、３倍等量の
３モル／リットルの塩化リチウム水溶液を用い、７０℃
で１５時間撹拌し、ろ過後水洗した後、４０℃で乾燥し
窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処理し容量法によ
り測定した。
【００５４】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００５５】比較例２ ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3モル比が２．５のナトリウム型ゼオ
ライトＸを、６倍等量の１モル／リットルの塩化リチウ
ム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水
洗、この操作を５回繰り返し、リチウム／アルムニウム
モル比０．９８のリチウム−ナトリウム型ゼオライトＸ
粉末を得た。
ライトＸを、６倍等量の１モル／リットルの塩化リチウ
ム水溶液を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水
洗、この操作を５回繰り返し、リチウム／アルムニウム
モル比０．９８のリチウム−ナトリウム型ゼオライトＸ
粉末を得た。
【００５６】表１に２５℃、７００ｔｏｒｒの窒素吸着
容量の値を示す。
容量の値を示す。
【００５７】比較例３ 比較例２で得たリチウム／アルムニウムモル比０．９８
のリチウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、０．２
倍等量の１モル／リットルの塩化ストロンチウム水溶液
を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗した後、
４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処
理し容量法により測定した。
のリチウム−ナトリウム型ゼオライトＸ粉末を、０．２
倍等量の１モル／リットルの塩化ストロンチウム水溶液
を用い、７０℃で１５時間撹拌し、ろ過後水洗した後、
４０℃で乾燥し窒素吸着容量を３５０℃で２時間真空処
理し容量法により測定した。
【００５８】表１に、カチオン組成及び２５℃、７００
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
ｔｏｒｒの窒素吸着容量の値を示す。
【００５９】
【発明の効果】本発明の吸着剤は、極めて高い窒素吸着
容量を有し、ＰＳＡ法によって低コストで酸素を製造す
るのに使用する吸着剤として優れた性能を有するもので
ある。
容量を有し、ＰＳＡ法によって低コストで酸素を製造す
るのに使用する吸着剤として優れた性能を有するもので
ある。
【図１】実施例１で使用したナトリウム型ゼオライトＸ
のＸ線回折図を示す。
のＸ線回折図を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】交換カチオン種としてストロンチウム、カ
ルシウム、マグネシウム及びそれらの混合物が１０％以
上７０％未満、ナトリウム、カリウム及びそれらの混合
物が７％以下、リチウム２５％以上８５％未満である結
晶性フォージャサイト型ゼオライトから成る吸着剤。 - 【請求項２】交換カチオン種としてストロンチウム、カ
ルシウム、マグネシウム及びそれらの混合物が１５％以
上９０％未満で、ナトリウム、カリウム及びそれらの混
合物が１０％以上８５％未満である結晶性フォージャサ
イト型ゼオライトをリチウムイオン交換することを特徴
とする請求項１に記載の吸着剤を製造する方法。 - 【請求項３】請求項１に記載の吸着剤に空気中の窒素を
選択的に吸着させ、酸素を得る圧力揺動吸着法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8267059A JPH10113554A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 吸着剤及びそれを用いた酸素ガス製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8267059A JPH10113554A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 吸着剤及びそれを用いた酸素ガス製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10113554A true JPH10113554A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17439471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8267059A Pending JPH10113554A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 吸着剤及びそれを用いた酸素ガス製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10113554A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000325782A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-28 | Boc Group Inc:The | 吸着材および吸着分離方法 |
| JP2001113115A (ja) * | 1999-09-02 | 2001-04-24 | Boc Group Inc:The | ガスの分離方法 |
| SG102608A1 (en) * | 2000-01-04 | 2004-03-26 | Ceca Sa | Enchanged zeolites x, in particulars exchanged with lithium, their process of preparation and their use as adsorbents of nitrogen in the separation of the gases of the air |
| JP2016221428A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 宇部興産株式会社 | ガスの処理装置及びガスの処理カートリッジ |
-
1996
- 1996-10-08 JP JP8267059A patent/JPH10113554A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000325782A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-28 | Boc Group Inc:The | 吸着材および吸着分離方法 |
| JP2001113115A (ja) * | 1999-09-02 | 2001-04-24 | Boc Group Inc:The | ガスの分離方法 |
| SG102608A1 (en) * | 2000-01-04 | 2004-03-26 | Ceca Sa | Enchanged zeolites x, in particulars exchanged with lithium, their process of preparation and their use as adsorbents of nitrogen in the separation of the gases of the air |
| US6806219B2 (en) | 2000-01-04 | 2004-10-19 | Ceca, S.A. | Exchanged zeolites X, in particular exchanged with lithium, their process of preparation and their use as adsorbents of nitrogen in the separation of the gases of the air |
| JP2016221428A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 宇部興産株式会社 | ガスの処理装置及びガスの処理カートリッジ |
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