JPH10216456A - ２床吸着装置系内で圧力スウイング吸着を起こさせることによる気体混合物の分離方法 - Google Patents

２床吸着装置系内で圧力スウイング吸着を起こさせることによる気体混合物の分離方法

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JPH10216456A JP10030343A JP3034398A JPH10216456A JP H10216456 A JPH10216456 A JP H10216456A JP 10030343 A JP10030343 A JP 10030343A JP 3034398 A JP3034398 A JP 3034398A JP H10216456 A JPH10216456 A JP H10216456A
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ゲルハルト・ライス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２床吸着装置系内で圧力スゥイング吸着を起
こさせることによる気体混合物の分離方法。 【解決手段】 本発明は、無機吸着剤、特にモレキュラ
ーシーブゼオライトを用いた２床吸着装置系内で圧力ス
ゥイング吸着を起こさせることによって気体混合物、特
に空気の吸着分離を行う簡潔化した改良方法に関し、こ
の方法はまたエネルギーに関しても好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、無機吸着剤、特にモレキュラー
シーブゼオライトを用いた２床吸着装置（ｔｗｏ−ｂｅ
ｄ ａｄｓｏｒｂｅｒ）系内で圧力スゥイング吸着（ｐ
ｒｅｓｓｕｒｅ−ｓｗｉｎｇ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）
を起こさせることによって気体混合物、特に空気の吸着
分離（ａｄｓｏｒｐｔｉｖｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）
を行う簡潔化した改良方法に関し、この方法はまたエネ
ルギーに関しても好適である。
【０００２】圧力スゥイング吸着を利用したガス混合物
の吸着分離は２０年に渡って知られており、それに関連
して工業的分離方法がいろいろ開発されてきた。しかし
ながら、そのような方法は全部、吸着剤に対する親和性
がより高い気体部分［気体混合物（粗ガス）に含まれ
る］をいわゆる吸着段階で吸着装置に入っている吸着剤
の表面に保持させそしてあまり強力には吸着されない成
分を吸着装置（この中に吸着剤が仕込まれている）から
取り出すことができると言った原理を基にしている。次
に、吸着段階後、圧力を下げることに加えて任意に上記
あまり強力には吸着されない気体部分で上記吸着剤をフ
ラッシュ洗浄（ｆｌｕｓｈｉｎｇ）することで、吸着相
の脱離を達成している。その圧力をほぼ周囲圧力にか或
は周囲圧力より若干高い圧力にまで下げる場合のシステ
ムはＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏ
ｒｐｔｉｏｎ）システムと呼ばれている。真空ポンプを
用いて圧力を周囲圧力以下の圧力にまで下げる場合のシ
ステムはＶＳＡ（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏ
ｒｐｔｉｏｎ）システムと呼ばれている。この場合もま
た吸着剤を、任意に、あまり強力には吸着されない気体
部分でフラッシュ洗浄してもよい。しかしながら、ま
た、特に例えばモレキュラーシーブゼオライトを用いて
空気の酸素を豊富にする場合などでは、フラッシュ洗浄
を省く場合もある。加圧吸着と真空脱離を伴う過程はＰ
ＶＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＶａｃｕｕｍＳｗｉｎｇ
Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）システムと呼ばれている。
【０００３】以下に示す説明詳細において、「バール」
で表すデータは周囲圧力を基準にした時の圧力過剰分で
あると理解されるべきであり、真空排気の圧力「ミリバ
ール」は絶対値であると理解されるべきであり、そして
Ｎｍ3は１．０１３バール絶対下０℃におけるｍ3である
と理解されるべきである。
【０００４】吸着をほぼ周囲圧力、即ち例えば−０．０
５から０．１バールで起こさせそして脱離を例えば１０
０から４００ミリバール（絶対）の如き低圧で起こさせ
る場合のプロセスはＶＳＡプロセスと呼ばれている。脱
離段階後に行われる気体による吸着剤の充填は常に吸着
段階の圧力になるように行われており、ＰＳＡ吸着の場
合の充填は、あまり強力には吸着されない気体部分を用
いてか、或は粗ガスを用いてか、或は両方を同時に用い
て行われている。ＶＳＡ技術の場合の充填は、あまり強
力には吸着されない気体部分を用いて行われる。
【０００５】従って、この上で述べた分離方法は３段
階：即ち吸着（分離）と脱離（圧力低下を伴う）と再充
填（圧力の蓄積を伴う）に分割され、このことを考慮す
ると、ＰＳＡまたはＶＳＡ過程を全体的に連続様式で操
作しようとする場合には吸着装置が３基必要になる。
【０００６】ある場合には、投資費用を下げることを考
慮して、２基の吸着装置と１基の産物緩衝装置（ｐｒｏ
ｄｕｃｔ ｂｕｆｆｅｒ）を伴うＶＳＡシステムが一般
的であった。この場合の吸着過程も３段階、即ち吸着と
真空排気（ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ）と仕込み（吸着圧力
に到達するまで）から成っているが利用できる吸着装置
は２基のみであることから、いくつかの段階は互いの中
に滑らかに流れるか或は非常に短期間保持される。吸着
はたいてい０．１から１バールで行われていることか
ら、空気で周囲圧力より高い圧力を作り出している過程
で既に所望生成物が生じる。
【０００７】空気のＯ2を豊富にするＰＶＳＡプロセス
の場合の２床吸着装置の時間的工程順はしばしば下記の
通りである（また図９および図１０も参照）： ａ）吸着装置Ａ内における吸着を例えば圧力過剰分が
０．４バール（圧力＝ＰAd-max）の圧力で終了し、 ｂ）吸着装置Ａから２番目の吸着装置Ｂに移す段階（い
わゆるＢＦＰ段階：時間ｔ1）で、ほぼ周囲圧力または
若干低い圧力、例えば７００ミリバール（圧力＝
ＰDes，0）にまで降下させると同時に吸着装置Ｂを真空
排気し、そしてＢ内の圧力をそれの最低圧力（圧力＝Ｐ
Des，min）からより高い圧力、例えば２００から４００
ミリバール（圧力＝ＰBFP）にまで上昇させ、 ｃ）吸着装置Ａの真空排気（時間ｔ2、ｔ3および
ｔ4）；真空ポンプ「Ｖ」を用いて６００から２００ミ
リバール（絶対）（圧力＝ＰDes，min）にすることでＮ
2の脱離をフラッシュガス（ｆｌｕｓｈ ｇａｓ）の使
用有り無しで行い、 ｄ）移す段階（ｂを参照）、これは吸着装置Ａ内の圧力
が例えば２００から４００ミリバールから上昇する結果
として起こる（時間ｔ5）、 ｅ）送風機「Ｇ」による空気を用いて吸着装置Ａ内の圧
力がほぼ周囲圧力になりかつ吸着圧力になるまで行う残
りの仕込み段階［任意に追加的に「Ｇ」を迂回させても
よく、部分的に第一仕込み段階中に行い、そしてまた緩
衝装置「Ｒ」から来るＯ2産物も用いて行う］（時間
ｔ6）；圧縮装置「Ｋ」を用いて産物ガスを貯蔵装置
「Ｒ」から連続的に取り出す。
【０００８】空気送風機および真空ポンプに与えるべき
エネルギーはＯ2の収率、即ち使用する空気に入ってい
るＯ2量に対する産物ガスに入っているＯ2量の比率の直
接的な影響を受けることから、適切な手段を用いて、吸
着出口ゾーン内のＯ2濃度が入り口ゾーン内のＯ2濃度と
本質的に等しくなるような様式で真空排気前の過程を終
結させる試みが行われてきた。これは、出口ゾーンから
出て来るガスを入り口ゾーンに再循環させる方法に当て
はまる。
【０００９】英国特許出願公開第１，５５９，３２５号
（特に図７および８；吸着装置を３基用いた吸着方法）
では、例えば吸着装置Ａによる吸着の終了時に、産物ガ
スＯ2に比較してＯ2量が低いガスを、吸着圧力で既に仕
込み終わった吸着装置Ｂに吸着圧力で入り口ゾーンに供
給して戻し、そして産物ガスを吸着装置Ｂの出口ゾーン
から取り出している。再循環量および時間はＯ2の生成
速度で決定されることから、再循環の時間は比較的長
い。このような方法は、産物を再循環させる時間によっ
て吸着装置を加圧する時間が短くなるか或はポンプ排気
（ｐｕｍｐｉｎｇ−ｏｕｔ）時間が短くなると言った重
大な欠点を有する。加うるに、ゼオライト原料の上流に
位置させた乾燥ゾーンに通して乾燥ガスを導いており、
その結果として、水分が上記ゼオライト原料のＮ2−Ｏ2
分離ゾーンに入り込んでしまう。
【００１０】英国特許出願公開第２，１５４，４６５号
（特に図３）に示されている吸着装置を３基用いた系で
は、例えば吸着装置Ａによる吸着の終了時に、吸着装置
Ａ内の圧力が低下して吸着装置Ｂ内の圧力が上昇するよ
うに吸着装置Ａの出口ゾーンから真空排気吸着装置Ｂの
入り口ゾーンに入る部分を横切る圧力補正が実施されて
いる。同じ方法がドイツ特許出願公開第３０ ３０ ０
８１号（特に図１およびコラム４の１８−４７行）に記
述されている。このような方法の欠点は、移すべき量が
圧力開放の可能な圧力差によって前以て決定されていて
制限されること、即ち吸着を周囲圧力で行う場合には適
用不能な点である。
【００１１】ヨーロッパ特許出願公開第０ ３３４ ４
９５号にも同様に吸着装置を２基用いた系における圧力
補正システムが記述されている。真空排気開始時におけ
る排気は、例えば吸着装置Ａの出口の所で吸着装置Ａか
ら下降流様式で行われており、それと同時に、Ｏ2量が
低いガスが上昇流様式で取り出されて、既に真空排気さ
れている吸着装置Ｂの中にそれの入り口ゾーンに通して
上昇流様式で送り込まれている。この場合もまた再循環
ガス量は制限される、即ちポンプ排気過程における圧力
差の範囲内に限定され、これが欠点になっている。
【００１２】この上に記述した公知方法は、いわゆる
「流出ガス」が乾燥していて再循環過程中に乾燥ゾーン
に通して導かれる結果として水先端部（ｗａｔｅｒ ｆ
ｒｏｎｔ）がゼオライトゾーンの中に押し込まれると言
った欠点を有する。加うるに、再循環に伴うガス量が向
流圧力開放の前以て決められた圧力差によって制限され
るか、或はパラメーター、例えば産物の量などが前以て
決められている結果として再循環時間があまりにも長す
ぎる。その結果として、空気のＯ2を豊富にする場合、
Ｏ2量が低い（２１から９０％）ガスの可能な量全体を
再循環させるのは不可能である。
【００１３】従って、本目的は、乾燥ガスをいわゆる湿
った乾燥ゾーンに通すことを回避しかつＯ2量が低い産
物ガス（残存産物ガス）を再循環させることに関する欠
点、例えば時間の損失または再循環ガス量の制限などに
関する欠点を回避するように、吸着分離を簡潔かつエネ
ルギーに関して好ましい様式で実施することを可能にす
る２床吸着装置系内で圧力スゥイング吸着を行うことを
通して、気体混合物、特に空気の改良分離方法を利用す
ることができるようにすることであった。
【００１４】本発明に従う方法を用いることで上記目的
を達成することができた。
【００１５】本発明の主題は、酸素産物の流れを連続的
に一定に維持するための産物緩衝装置を伴う２床吸着装
置系［この２床吸着装置の床に入っているモレキュラー
シーブゼオライトは同種原料の状態で存在しているか或
はいろいろな種類のゼオライトから成る数種の異なる原
料の状態で存在しており、そして任意に、水に関して選
択性を示す吸着剤の層が該原料の上流に位置していても
よい］内で、吸着中には空気をほぼ周囲圧力下でか或は
圧力過剰分が０．５バール以下の圧力下で第一吸着装置
Ａに導きそして吸着装置Ａの出口末端の所でＯ2濃度が
６０から９６体積％である酸素量が高い産物ガスが得ら
れるように該モレキュラーシーブゼオライトに窒素を酸
素を基準にして優先的に吸着させそして吸着後には真空
排気を１００ミリバールから６００ミリバール（絶対）
の最低圧力で吸着に対して向流でかけることによって窒
素および任意に水分の脱離を起こさせることを通して、
モレキュラーシーブゼオライトによる吸着で空気の分離
を行う方法であり、この方法は、 ａ）吸着装置Ａにおける吸着後、該装置の圧力を、吸着
段階後の最終値から、Ａ）周囲圧力にか、Ｂ）６００ミ
リバールに及ぶ低圧にか、或はＣ）圧力過剰分が０．２
バール以下の圧力にまで降下させ、そしてこの過程中、
該装置の入り口末端をａ）閉じるか、ｂ）周囲に関係さ
せて開放するか、或はｃ）空気圧縮装置を連結したまま
にし、残存産物ガスを吸着装置Ａの出口末端から出させ
て吸着装置Ｂの出口末端に流れ込ませるが、この段階の
開始時における吸着装置Ｂの圧力を１００から６００ミ
リバールの最低圧力レベルにしておき、そして任意に、
吸着装置Ｂの真空排気をそれの入り口末端を通して同時
に行うことで吸着装置Ｂ内の圧力をａ）上昇させるか、
ｂ）一定のままにするか、或はｃ）降下させてもよく、 ｂ）追加的圧縮を用いないで周囲空気を吸着装置Ａの中
にそれの入り口末端に通して導入するが、この過程中、
吸着装置Ａ内の圧力をほぼ周囲圧力のままにするか或は
吸着装置Ａに仕込みを行って周囲圧力にし、Ｏ2が豊富
なガスを吸着装置Ａの出口末端の所で取り出して吸着装
置Ｂの中にそれの入り口末端に通してほぼ周囲圧力に到
達するまで導入し、そして任意に、追加的圧縮を用いる
ことなく追加的周囲空気を吸着装置Ｂの入り口末端の中
に直接導入してもよく、 ｃ）周囲空気を圧縮で吸着装置Ｂの中にそれの入り口末
端に通して導き、そして同時に、産物ガスを産物緩衝装
置に送り込み、任意に、該産物緩衝装置から出て来る産
物ガスを吸着装置Ｂの出口末端に送り込むと同時に吸着
装置Ａの真空排気をそれの入り口末端を通して行っても
よく、 ｄ）吸着装置Ａの真空排気を１００から６００ミリバー
ルの最低圧力になるまで行うと同時に吸着装置Ｂ内では
吸着装置Ｂの入り口末端を通して圧縮で導入された周囲
空気の吸着を起こさせ、そして産物ガスを吸着装置Ｂの
出口末端に通して産物緩衝装置の中に送り込み、そして
任意に、吸着装置Ａに産物ガスをそれの出口末端に通し
て送り込むことでそれのフラッシュ洗浄を同時に行って
もよい、ことを特徴とする。
【００１６】特に好適な様式では、本発明に従う方法
を、 ａ）吸着装置Ａにおける吸着後、吸着装置Ｂの圧力をそ
れの出口末端を通して１００から６００ミリバールの最
低圧力レベルにしておいて残存産物ガスを吸着装置Ａの
出口末端から出させて吸着装置Ｂに入れる過程で吸着装
置Ａの圧力を圧力過剰分が０．２から０．５バールの範
囲の圧力からほぼ周囲圧力にまで降下させ、そして任意
に、吸着装置Ｂの真空排気をそれの入り口末端を通して
同時に行うことで吸着装置Ｂ内の圧力を最大で周囲圧力
の９０％まで上昇させるか或は一定のままにしてもよ
く、 ｂ）追加的圧縮を用いないで周囲空気を吸着装置Ａの中
にそれの入り口末端に通して導入し、Ｏ2が豊富なガス
を吸着装置Ａの出口末端の所で取り出して吸着装置Ｂの
中にそれの入り口末端に通してほぼ周囲圧力に到達する
まで導入し、そして任意に、追加的圧縮を用いることな
く追加的周囲空気を吸着装置Ｂに直接導入してもよく、 ｃ）周囲空気を圧縮で吸着装置Ｂの中にそれの入り口末
端に通して導き、そして任意に、産物ガスを該産物緩衝
装置から吸着装置Ｂにそれの出口末端に通して同時に導
入すると同時に吸着装置Ａの真空排気を行ってもよく、 ｄ）吸着装置Ａの真空排気を１００から６００ミリバー
ルの最低圧力になるまで行うと同時に吸着装置Ｂ内では
吸着装置Ｂの入り口末端を通して圧縮で導入された周囲
空気の吸着を起こさせ、そして産物ガスを吸着装置Ｂの
出口末端に通して産物緩衝装置の中に送り込み、そして
任意に、吸着装置Ａに産物ガスをそれの出口末端に通し
て送り込むことでそれのフラッシュ洗浄を同時に行って
もよい、 ような様式で実施する。
【００１７】モレキュラーシーブゼオライトを用いた２
床吸着装置系で空気のＯ2を豊富にする吸着方法を見い
出し、これを用いると、酸素の発生に要するエネルギー
要求量を通常方法に比較してかなり低くすることがで
き、ここでは、特に０．０５から０．５バール（最大で
１バールの圧力過剰分）で行う空気分離の吸着段階後、
任意に圧力を吸着に関して向流方向で例えば周囲圧力に
まで下げてもよく、この圧力が開放されたガスを公知様
式で既に真空排気されている吸着装置に送り込んだ後、
周囲空気をその開放された吸着装置の中に吸着に関して
向流方向で送り込み、その吸着装置の出口の所でＯ2含
有ガスを取り出し、そしてこの流出ガスを、真空排気を
受けさせそして任意にある程度再加圧しておいてもよい
吸着装置の入り口ゾーンに導入し、そして仕込みを、仕
込み圧力であるほぼ周囲圧力で終了させるか或は仕込み
ガスのＯ2濃度が１５から９０％になるように終了さ
せ、それによって、任意に、仕込み中、周囲空気をその
加圧すべき吸着装置の入り口ゾーンの中に同時に流れ込
ませてもよく、次にこの吸着装置に更に周囲空気を仕込
みかつ同時に緩衝装置から来るＯ2を吸着に対して向流
で仕込むことで最終圧力を０．０３から０．５バール、
最大で１バール（圧力過剰分）にするが、それの最終圧
力に到達する前、即ち上記貯蔵装置の圧力が吸着装置の
圧力よりも若干低い時点で、Ｏ2産物を排出させて貯蔵
装置の中に送り込み、この期間の間、２番目の吸着装置
を向流で真空排気し、そして真空排気期間全体に渡って
か或は真空排気段階の終了時に、空気の分離に対して向
流でＯ2産物ガスを用いてフラッシュ洗浄を行う。
【００１８】本発明に従う方法では、乾燥ガスを乾燥ゾ
ーンの入り口側に再循環させて導入すると言った欠点が
回避される。再循環の結果として生じる時間損失も再循
環ガスの量が制限されることもない。
【００１９】Ｏ2生産（吸着）終了時そして任意に移す
段階で行う、Ｏ2量が低い産物ガス（残存産物ガス）の
再循環は、いろいろな方法で実施可能である。
【００２０】例として個々の工程段階の半サイクルを図
５から図８に図式的に示す。加うるに、吸着装置内の圧
力プロファイルも図式的に示す。
【００２１】図５の態様：時間ｔ1において、吸着装置
「Ａ」はそれのＯ2生産段階を約１気圧で終了し、空気
は、約１気圧で、吸着装置「Ａ」による吸着に対して向
流で流れ続け、Ｏ2を含有するガスが上記吸着装置の出
口の所で取り出されて、上記ガスは吸着装置「Ｂ」を通
って吸着に対して向流で導かれるが、吸着装置「Ｂ」の
所の真空ポンプはまだ連結したままであり、「デカント
ガス（ｄｅｃａｎｔ ｇａｓ）の量」は、充分なフラッ
シュ洗浄作用が起こるに充分な量であり、その結果とし
て、上記吸着装置内の圧力は恐らく全くさらなる低下を
示さないで一定のままであるか、或は上昇し得る。次の
段階（時間ｔ2）において、空気は例えば吸着装置
「Ａ」の中を向流で導入され続け、Ｏ2量が低いガスが
上記吸着装置の出口の所で取り出されて、このガスが吸
着に関して向流で吸着装置「Ｂ」の中に送り込まれるこ
とで、吸着装置「Ｂ」が吸着圧力になり、それと同時
に、必要に応じて、周囲空気が吸着装置「Ｂ」の中に吸
着に関して向流で送り込まれる。Ｏ2量が低いガスを放
出した吸着装置「Ａ」内の圧力はほぼ周囲圧力になる。
運び出されるところの、Ｏ2量が低いガスの量は、次の
分離で充分な量の周囲空気を利用できることから、それ
の全体量の点で制限されない。Ｏ2量が低いガスを生じ
させる時の圧力は周囲圧力であることから、その系の圧
力が失われる結果として、Ｏ2量が低いガスを放出した
吸着装置内の低い圧力が上昇し得る（図５、時間ｔ2参
照）。次に、時間ｔ3において、吸着装置「Ａ」の真空
排気を吸着に対して向流で行い、ほぼ周囲圧力の空気が
吸着装置「Ｂ」の中に送り込まれかつＯ2産物が産物貯
蔵装置に送り込まれる。吸着段階および真空排気段階が
終了した時点で、任意に、吸着装置「Ａ」を産物の部分
流れでフラッシュ洗浄してもよい（時間ｔ4）。
【００２２】別の態様では、図６に従い、工程全体を図
５の方法に類似させて進行させるが、ここでは単に、空
気の分離を周囲圧力より高い圧力、例えば０．１から
０．６バール高い圧力で実施する。次に、吸着段階後、
吸着装置「Ａ」と「Ｂ」を出口末端の所で連結させて、
いわゆるＢＦＰ段階を起こさせる、即ち吸着装置「Ｂ」
をまだ真空ポンプにつなげたままにしながら吸着装置
「Ａ」の圧力を吸着装置「Ｂ」内の周囲圧力にまで降下
させ、それによって吸着装置「Ｂ」内の圧力は上昇し得
る。また、吸着装置「Ａ」の開放を２段階で行うことも
可能である、即ち最初にＢＦＰ段階を例えば０．５バー
ルから０．２バールで始めて、「Ｂ」に真空ポンプを連
結しないで、「Ａ」内の圧力が周囲圧力になるまで圧力
補正（ＰＢ段階）を継続することも可能である。
【００２３】図７に従う別の態様の場合、吸着装置
「Ａ」に移す段階「ＢＦＰ」および／または「ＰＢ」は
０．１バールで終了していることから、時間ｔ2におい
て、Ｏ2量が低いガスが吸着装置Ａに再循環する再循環
は、例えば圧力過剰分が０．１バールの圧力がほぼ周囲
圧力にまで下がるように進行する。
【００２４】図８に従う別の態様の場合、吸着装置
「Ａ」に移す段階「ＢＦＰ」および／または「ＰＢ」は
８００ミリバール（絶対）で終了していることから、時
間ｔ2において、Ｏ2量が低いガスが吸着装置Ａに再循環
する再循環は、例えば圧力が８００ミリバール（絶対）
から上昇するように進行する、即ち低い圧力から始まっ
てほぼ周囲圧力に上昇するように進行する。
【００２５】図１、２、３および４を参照することで、
本発明に従う方法の実施がより詳細に明らかになるであ
ろう。
【００２６】図４に、吸着装置ＡとＢおよびＯ2緩衝装
置の時間的圧力プロファイルを示し、図２および３に、
個々の時間における工程段階を示す。
【００２７】時間ｔ1：バルブＡ４／Ｂ４を通して分圧
補正を行う。バルブＡ１／Ａ２／Ａ３／Ｂ１／Ｂ３／Ａ
Ｂ１を閉じる。空気送風機「Ｇ」を回路内で作動させ
る。バルブＢ２を閉じてもよく、この場合には、「純
粋」な圧力補正（ＰＢ）が起こり、次に真空ポンプ
「Ｖ」を回路内で作動させる。しかしながら、また、追
加的にバルブＢ１を開ける結果として送風機「Ｇ」で空
気を入り口側から流れ込ませることでＰＢ段階における
仕込みを加速させることも可能である。別法として、バ
ルブＢ２を開ける（ＢＦＰプロセス）結果として吸着装
置Ｂの真空排気を継続する。時間ｔ1中、上記吸着装置
内の圧力はＰDes，minからそれぞれＰPBまたはＰBFPに
上昇する。また、ＢＦＰ段階とＰＢ段階を組み合わせる
ことも可能である、即ち最初にＢＦＰ段階を行う（即ち
真空排気を含める）ことで吸着装置Ａの圧力を周囲圧力
より高い圧力にまで下げた後、ＰＢ段階（即ち分圧補
正）を行うことで、吸着装置Ａをほぼ周囲圧力（または
若干低い圧力）になるまで開放する。また、この移す段
階（ＰＢ）をバルブＡ４／Ｂ３そしてラインＬPおよび
ＬRを通して行うことも可能であり、それと同時に任意
にまたバルブＢ１を通して吸着装置Ｂに空気を一杯にな
るまで充填してもよい。時間ｔ1中、Ｏ2量が高い産物を
貯蔵装置「Ｒ」から取り出して消費者に届ける。
【００２８】時間ｔ2：バルブＡ４、Ｂ３およびＡ１、
Ｂ１を開け、残りのバルブを閉じる。空気圧縮装置をほ
ぼ周囲圧力で運転することで空気をバルブＡ１に通して
吸着装置Ａの中に流れ込ませ、Ｏ2量が低いガスをバル
ブＡ４に通して吸着装置Ａから出させて酸循環ラインＬ
Rに流れ込ませそしてバルブＢ３に通して吸着装置Ｂの
中に流れ込ませ、加うるに、任意に空気を空気ラインＬ
Lに通して吸着装置Ｂの中に流れ込ませてもよい（バル
ブＢ１）（＝ＲＢＦ段階）。この場合、真空ポンプを回
路内で作動させる。時間ｔ2では、上記吸着装置に入っ
ている原料の圧力が失われる結果として、吸着装置Ａ内
の圧力は容易に周囲圧力以下の圧力にまで低下し得る。
ラインＬRを通って吸着装置Ｂに到達させるＯ2量が低い
ガスの量は、バルブＢ１の所を通る空気の量を調節する
ことによって調整可能であり、例えばＢ１の開放を遅ら
せることなどで調整可能である。この空気量は、最小抽
出（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）圧力、吸着装置「Ａ」内の
開放圧力差、およびＯ2量が高い再循環ガスの量に依存
する。Ｏ2量が低いガスの再循環は、仕込み圧力がほぼ
周囲圧力になった時点でか或はそれのＯ2濃度が約１５
−９０体積％になった時点で終了する。仕込み圧力にお
ける差（周囲圧力と真空排気圧力の間の差）があまりに
も小さいことが理由で仕込みガスの量が制限されると、
また、仕込みガスの最終Ｏ2濃度が２１％をずっと越え
る可能性もある。この場合には、空気による「Ｂ」の追
加的仕込みを行う必要はない。
【００２９】時間ｔ3：バルブＡ２を通して吸着装置Ａ
の排気を行う。バルブＢ２／Ｂ３を閉じ、空気圧縮装置
を用いて吸着装置Ｂの加圧をバルブＢ１を通して行う
か、或は別の態様では、吸着装置ＢにＯ2産物を貯蔵装
置「Ｒ」からバルブＢ４およびＡＢ１を通して同時に仕
込む。吸着装置Ａの真空排気を行っている間、バルブＡ
Ｂ１／Ａ４を通して産物を送り込むことで吸着装置Ａの
フラッシュ洗浄を行ってもよい。上記貯蔵装置の圧力が
最大ＰAd-maxから最低圧力ＰR，mに降下した時点で時間
ｔ3の終点に到達する。
【００３０】時間ｔ4：バルブＡ２を通して吸着装置Ａ
の排気を最低圧力ＰDes，minになるまで行うと同時に産
物ガスを産物ガスラインＬPからバルブＡ４に通して送
り込むことでそれのフラッシュ洗浄を行う。従って、バ
ルブＡ４を通って吸着装置Ａに到達するフラッシュガス
の量は最適でなければならない。ＢＦＰプロセス（時間
ｔ1参照）の場合、このフラッシュガス量は非常に少量
であるか、或はこれを省くことも可能である。バルブＢ
１により、吸着装置Ｂはそれの最終圧力になり続け、貯
蔵装置「Ｒ」へのＯ2産物の排出は時間ｔ4以内に起こ
る。
【００３１】この工程を、吸着装置ＡとＢを交換して上
記工程段階（時間ｔ1−ｔ4）を同様な様式で継続する。
【００３２】空気のＯ2を豊富にする本発明に従う方法
で用いるに適切な吸着剤の例は、Ｏ2に比較して優先的
なＮ2吸着を示すモレキュラーシーブゼオライト類、例
えばゼオライトＡおよびゼオライトＸ［これらのＮａ形
態であるか、或は二価のアルカリ（土類金属）イオン
（例えばＣａ、Ｍｇ、Ｓｒまたはそれらの混合物）で置
換された形態か、或は一価イオン、例えばリチウムなど
で８５％以上の置換率で置換された形態である］、また
は天然ゼオライト類、またはそれらの合成産物形態、例
えばモルデナイト（ｍｏｒｄｅｎｉｔｅ）またはチャバ
ザイト（ｃｈａｂａｚｉｔｅ）などである。
【００３３】以下に示す実施例で本発明に従う方法がよ
り詳細に明らかになるであろう。
【００３４】
【実施例】全ての実施例で下記のデータを一定のままに
する： 貯蔵装置の容積：１．５ｍ3 吸着装置の内径：５５０ｍｍ 吸着装置の充填高：１，８００ｍｍ 周囲圧力：約１０４５ミリバール 吸着装置当たりの吸着剤仕込み量：吸着装置の下方末端
に中程度の孔を有するシリカゲルを５６ｄｍ3位置さ
せ、残りの原料を、各場合とも、ヨーロッパ特許出願公
開第０ １７０ ０２６号の実施例２に従って製造した
モレキュラーシーブＣａゼオライトＡ（２４０ｋｇ）に
した。焼成を５００から６００℃の窒素流中で行う。Ｃ
ａＯ／Ａｌ2Ｏ3のモル比は０．７２であった。粒状化で
直径が１−２．５ｍｍの球形態にした。
【００３５】供給する粗ガスの温度を＋３０℃にし、常
に、３０℃で周囲圧力下、水で７５％飽和状態にした。
真空ポンプを通して機構で調整可能な２段階回転ピスト
ン送風機（「Ｒｏｏｔｓ」）を用いた。回転ピストン送
風機を用いて上記粗ガスを圧縮した。各場合とも圧力測
定を上記吸着装置の下方末端（空気が入る側）で行っ
た。
【００３６】１．０３バール（絶対）における抽出容量
（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ）が２０，
０００ｍ3／時であることが知られているＲｏｏｔｓ送
風機の特徴（＝抽出圧力の関数としてのエネルギー要
求）を用いて、原料の上流における真空ポンプのエネル
ギー要求をポンプ排出中の圧力プロファイルから計算し
た。
【００３７】空気送風機のエネルギー要求を下記の式に
従って計算した：
【００３８】
【数１】
【００３９】Ｐm＝１０４５ミリバール Ｖｏ＝１．０３バール（絶対）における空気量（ｍ3／
時） μ＝効率＝０．９５実施例１ （比較） 図９に相当する装置を用いた。工程手順および圧力プロ
ファイルを図１０に示す。
【００４０】時間ｔ1：０から４秒 空気圧縮装置を回路内に位置させた。吸着装置Ｂ内の圧
力をＰDes，min＝２５０ミリバールからＰBFP＝４５０
ミリバールにまで上昇させると同時に吸着装置Ａ内の圧
力を最大圧力ＰAd-max＝０．３バールを降下させること
で、ガスをバルブＡ０３で吸着装置Ａの上方末端からバ
ルブＢ０３に通して吸着装置Ｂの中に送り込み、吸着装
置Ｂの真空排気を真空ポンプを用いて下方末端の所のバ
ルブＢ０２を通して行った。吸着装置Ａ内の圧力はＰ
Des，0＝９９０ミリバールまで降下した。貯蔵装置Ｒが
産物ガスを約０．３バールの圧力で供給し、バルブＡＢ
０１を閉じた。
【００４１】時間ｔ2：４から９秒 バルブＡ０２を通して吸着装置Ａの真空排気を約６５０
ミリバールになるまで行い、この吸着装置の上方末端を
閉じた。空気圧縮装置「Ｇ」で空気をバルブＢ０１に通
して吸着装置Ｂに下方末端から送り込むことでそれを１
気圧に加圧すると同時に、体積制御バルブＡＢ０１およ
びバルブＢ０３を通して貯蔵装置「Ｒ」から来る気体を
用いて仕込みを行うことで、上記貯蔵装置内の圧力を約
０．３バールから約０．２バールまで降下させた。産物
ガスを貯蔵装置Ｒから継続して取り出した。
【００４２】時間ｔ3：９から１３秒 時間ｔ2と同様に、吸着装置Ａの真空排気を更に行い、
空気圧縮装置「Ｇ」から来る空気および貯蔵装置「Ｒ」
から来る産物を吸着装置Ｂに仕込んだ。貯蔵装置の圧力
および吸着装置Ｂ内の圧力が０．０５バールに到達し
た。
【００４３】時間ｔ4：１３から３０秒 吸着装置Ａの真空排気を更に行うことで最終圧力である
２５０ミリバールに到達させた。空気圧縮装置「Ｇ」お
よびバルブＢ０１により、空気を吸着装置Ｂの中に流れ
込ませ、産物ガスをバルブＢ０３およびＡＢ０１に通し
て貯蔵装置Ｒの中に送り込むと、吸着装置Ａ内の圧力お
よび貯蔵装置Ｒ内の圧力が最終圧力である０．３バール
に到達した。
【００４４】単に吸着装置Ａと吸着装置Ｂを交換して上
記過程を時間ｔ1／ｔ2／ｔ3／ｔ4に類似した様式で更に
進行させた。
【００４５】Ｏ2濃度が９３％の産物ガスが貯蔵装置Ｒ
から１９Ｎｍ3／時の量で得られた。Ｏ2の収率は４６％
であり、真空ポンプの計算比エネルギー値は０．３７８
ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2であり、ポンプおよび空気圧縮装置に
由来する全エネルギー値は０．４７２ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2
であった。
【００４６】実施例２（比較） 図９に相当する装置を用いた。工程手順および圧力プロ
ファイルを図１０に示す。しかしながら、時間ｔ1中、
バルブＡ０２およびＢ０２により、真空ポンプと吸着装
置を切り離した。
【００４７】時間ｔ1：０から４秒 バルブＢ０１を開けた。真空排気された吸着装置Ｂの中
に周囲空気が流れ込んだ。バルブＢ０２を閉じた。吸着
装置Ｂ内の圧力をＰDes，min＝２５０ミリバールからＰ
PB-1＝６５０ミリバールにまで上昇させると同時に吸着
装置Ａ内の圧力を最大値ＰAd-max＝０．３バールからＰ
Des，0＝９９０ミリバールまで降下させると、ガスが吸
着装置Ａの上方末端からバルブＡ０３を通って流れ出て
バルブＢ０３を通って吸着装置Ｂの中に入った。貯蔵装
置Ｒが産物ガスを約０．３バールの圧力で供給し、バル
ブＡＢ０１を閉じた。
【００４８】時間ｔ2：４から９秒 バルブＡ０２を通して吸着装置Ａの真空排気を約６５０
ミリバールになるまで行い、この吸着装置の上方末端を
閉じた。空気圧縮装置で空気をバルブＢ０１に通して吸
着装置Ｂに下方末端から送り込むことでそれを周囲圧力
にまで加圧すると同時に、体積制御バルブＡＢ０１およ
びバルブＢ０３を通して貯蔵装置Ｒから来る気体を用い
て仕込みを行うことで、上記貯蔵装置内の圧力を約０．
３バールから約０．２バールまで降下させた。産物ガス
を貯蔵装置Ｒから継続して取り出した。
【００４９】時間ｔ3：９から１３秒 吸着装置Ａの真空排気を更に行う。時間ｔ2と同様に、
空気および貯蔵装置から来る産物ガスを吸着装置Ｂに仕
込んだ。貯蔵装置の圧力および吸着装置Ｂ内の圧力がほ
ぼ周囲圧力に到達した。
【００５０】時間ｔ4：１３から３０秒 吸着装置Ａの真空排気を更に行うことで最終圧力である
２５０ミリバールに到達させた。バルブＢ０１により、
空気を吸着装置Ｂの中に流れ込ませ、産物ガスをバルブ
Ｂ０３およびＡＢ０１に通して貯蔵装置Ｒの中に送り込
むと、吸着装置Ａ内の圧力および貯蔵装置Ｒ内の圧力が
最終圧力である０．３バールに到達した。この期間中、
吸着装置ＡをＯ2産物ガス、即ち体積制御バルブＢ０３
を通してフラッシュ洗浄したが、このフラッシュガスの
量を、真空ポンプの下流における残存ガス中の最大Ｏ2
濃度が１８体積％になることを基準にして調整した。
【００５１】単に吸着装置Ａと吸着装置Ｂを交換して上
記過程を時間ｔ1／ｔ2／ｔ3／ｔ4に類似した様式で更に
進行させた。
【００５２】Ｏ2濃度が９３％の産物ガスが貯蔵装置Ｒ
から１７．６８Ｎｍ3／時の量で得られた。Ｏ2の収率は
４４％であり、真空ポンプの計算比エネルギー値は０．
３７９ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2であり、ポンプおよび空気圧縮
装置に由来する全エネルギー値は０．４６８ｋＷｈ／Ｎ
ｍ3Ｏ2であった。
【００５３】実施例３［比較；ヨーロッパ特許出願公開
第０ ３３４ ４９５号（図３ｄ／４ｄ）に従う］ 図１に相当する装置を用いた。工程手順および圧力プロ
ファイルを図１０に示す。
【００５４】時間ｔ1：０から４秒 空気圧縮装置を回路内に位置させた。吸着装置Ｂ内の圧
力をＰDes，min＝２５０ミリバールからＰBF-1＝４５０
ミリバールにまで上昇させると同時に吸着装置Ａ内の圧
力を最大圧力ＰAd-max＝０．３バールから降下させるこ
とで、ガスをバルブＡ４で吸着装置Ａの上方末端からバ
ルブＢ４に通して吸着装置Ｂの中に送り込み、吸着装置
Ｂの真空排気を真空ポンプを用いて下方末端の所のバル
ブＢ３を通して行った。吸着装置Ａ内の圧力はＰDes，0
＝９９０ミリバールにまで降下した。貯蔵装置Ｒが産物
ガスを約０．３バールの圧力で供給し、バルブＡＢ１を
閉じた。
【００５５】時間ｔ2a：４から６秒 バルブＡ２を通して吸着装置Ａの真空排気を約６５０−
７００ミリバールになるまで行い、吸着装置Ａの上方末
端をバルブＡ４で開けた。吸着装置Ａから来るＯ2量が
低いガスを吸着装置Ｂに仕込む、即ちバルブＡ４、ライ
ンＬPおよびＬRそして入り口バルブＢ３を通して仕込む
ことで約６５０ミリバールにした。産物ガスを貯蔵装置
Ｒから取り出した。
【００５６】時間ｔ2b：６から９秒 バルブＡ２を通して吸着装置Ａの真空排気を約４５０ミ
リバールになるまで行い、吸着装置Ａの上方末端を閉じ
た。空気圧縮装置で空気をバルブＢ１に通して吸着装置
Ｂに下方末端から送り込みそして貯蔵装置Ｒ（バルブＡ
Ｂ１およびＢ４）からガスを送り込むことでそれをほぼ
周囲圧力にまで加圧した。産物ガスが貯蔵装置Ｒから継
続して取り出され、貯蔵装置Ｒの圧力が０．１５バール
まで降下した。
【００５７】時間ｔ3：９から１３秒 時間ｔ2bと同様に、吸着装置Ａの真空排気を更に行い、
空気および貯蔵装置から来る産物ガスを吸着装置Ｂに仕
込むと、貯蔵装置および吸着装置Ｂ内の圧力が０．０５
バールに到達した。
【００５８】時間ｔ4：１３から３０秒 吸着装置Ａの真空排気を継続しながらバルブＡ４を通し
てＯ2ガスをフラッシュガスとして入れることで、最終
圧力である２５０ミリバールに到達させた。バルブＢ１
により、空気を吸着装置「Ｂ」の中に流れ込ませ、産物
ガスをバルブＢ４およびＡＢ１に通して貯蔵装置Ｒの中
に流れ込ませると、吸着装置Ａ内の圧力および貯蔵装置
Ｒ内の圧力が最終圧力である０．３バールに到達した。
バルブＡ４でＯ2フラッシュガスの量を調整した。
【００５９】単に吸着装置Ａと吸着装置Ｂを交換して上
記過程を時間ｔ1／ｔ2a／ｔ2／ｔ3／ｔ4に類似した様式
で更に進行させた。
【００６０】Ｏ2濃度が９３％の産物ガスが貯蔵装置Ｒ
から１９．８Ｎｍ3／時の量で得られた。Ｏ2の収率は４
７．５％であり、真空ポンプの計算比エネルギー値は
０．３７５ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2であり、ポンプおよび空気
圧縮装置に由来する全エネルギー値は０．４６６ｋＷｈ
／Ｎｍ3Ｏ2であった。
【００６１】実施例４（本発明に従う） 図１に相当する装置を用いた。工程手順を図２／３に示
し、圧力プロファイルを図４に示す。時間ｔ1中、バル
ブＡ２およびＢ２で真空ポンプと吸着装置を切り離し
た。
【００６２】時間ｔ1：０から４秒 Ａ４およびＢ４を除き、吸着装置ＡおよびＢのバルブを
全部閉じた。その結果として、Ｏ2量が高いガスは吸着
装置Ａから出て前以て排気しておいた吸着装置Ｂの中に
流れ込んだ。吸着装置Ｂ内の圧力をＰDes，min＝２５０
ミリバールからＰBP-1＝６５０ミリバールにまで上昇さ
せると同時に吸着装置Ａ内の圧力を圧力ＰAd-max＝０．
３バール（過剰分）をＰDes，0＝周囲圧力にまで降下さ
せた。貯蔵装置Ｒが産物ガスを約０．３から０．２５バ
ールの圧力で供給した。
【００６３】時間ｔ2：４から９秒 バルブＡ１を通して空気を吸着装置Ａの中に流れ込ま
せ、Ｏ2量が低いガスをバルブＡ４に通して取り出して
ラインＬPおよびＬRそしてバルブＢ３に通して吸着装置
Ｂの中に流れ込ませることで、吸着装置Ｂの仕込みをほ
ぼ周囲圧力になるまで行った。同時に、体積制御バルブ
Ｂ１に通して空気を吸着装置Ｂに送り込むことでそれを
一杯にした。Ｏ2量が低いガスをラインＬRに通して送り
込むことによる仕込みをＯ2濃度が２０−４０体積％に
なった時点で終了させた。産物ガスを貯蔵装置Ｒから継
続して取り出した。
【００６４】時間ｔ3：９から１３秒 バルブＡ２を通して吸着装置Ａの真空排気を周囲圧力か
らほぼ６５０ミリバールになるまで行い、吸着装置Ｂに
空気をバルブＢ１に通して送り込みそして産物ガスを貯
蔵装置からバルブＡＢ１およびＢ４を通して送り込むこ
とで貯蔵装置の圧力と吸着装置Ｂ内の圧力がほぼ同じレ
ベルに到達するまで仕込みを行った。産物ガスを貯蔵装
置Ｒから継続して取り出した。
【００６５】時間ｔ4：１３から３０秒 吸着装置Ａの真空排気を継続して最終圧力である２５０
ミリバールに到達させた。これに関連させて、Ｎ2の脱
離を補助する観点で、Ｏ2量が高いガスをバルブＡ４に
通して吸着装置Ａの中に導入した、即ち真空ポンプの排
気ガスに含まれるＯ2濃度が１８体積％の値を越えない
ような量で導入した。空気送風機を用いて、吸着装置Ｂ
の加圧をそれの最終圧力である０．３バールになるまで
行った。産物ガスをバルブＢ４およびＡＢ１に通して貯
蔵装置Ｒの中に流れ込ませた。
【００６６】単に吸着装置Ａと吸着装置Ｂを交換して上
記過程を時間ｔ1／ｔ2／ｔ3／ｔ4に類似した様式で更に
進行させた。
【００６７】Ｏ2濃度が９３％の産物ガスが貯蔵装置Ｒ
から２２Ｎｍ3／時の量で得られた。Ｏ2の収率は４８％
であり、真空ポンプの計算比エネルギー値は０．３４１
ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2であり、ポンプおよび空気送風機に由
来する全エネルギー値は０．４３７ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2で
あった。
【００６８】実施例５（本発明に従う） 図１に相当する装置を用いた。圧力プロファイルを図４
に示した。工程手順を図２／３に見ることができる。
【００６９】時間ｔ1：０から４秒 バルブＢ２、Ｂ４およびＡ４のみを開けて、吸着装置Ｂ
を真空ポンプにつなげた。その結果として、Ｏ2量が高
いガスは吸着装置Ａから出て前以て真空排気しておいた
吸着装置Ｂの中に流れ込んだ。吸着装置Ｂ内の圧力をＰ
Des，min＝２５０ミリバールからＰBFP-1＝４５０ミリ
バールにまで上昇させると同時に吸着装置Ａ内の圧力を
圧力ＰAd-max＝０．３バールをＰDes，0＝周囲圧力にま
で降下させた。貯蔵装置Ｒが産物ガスを約０．３から
０．２５バールの圧力で供給した。
【００７０】時間ｔ2：４から９秒 バルブＡ１を通して空気を吸着装置Ａの中に流れ込ま
せ、Ｏ2量が低いガスをバルブＡ４に通して取り出して
ラインＬPおよびＬRそしてバルブＢ３に通して吸着装置
Ｂの中に流れ込ませてそれを加圧することで、吸着装置
Ｂの仕込みをほぼ周囲圧力になるまで行った。同時に、
体積制御バルブＢ１に通して空気を吸着装置Ｂに送り込
むことでそれを一杯にした。Ｏ2量が低いガスをライン
ＬRに通して送り込むことによる仕込みをＯ2濃度が２０
−４０体積％になった時点で終了させた。産物ガスを貯
蔵装置Ｒから継続して取り出した。
【００７１】時間ｔ3：９から１３秒 バルブＡ２を通して吸着装置Ａの真空排気を周囲圧力か
らほぼ６５０ミリバールになるまで行い、吸着装置Ｂに
空気をバルブＢ１に通して送り込みそして産物ガスを貯
蔵装置からバルブＡＢ１およびＢ４を通して送り込むこ
とで貯蔵装置の圧力と吸着装置Ｂ内の圧力がほぼ同じレ
ベルに到達するまで仕込みを行った。産物ガスを貯蔵装
置Ｒから継続して取り出した。
【００７２】時間ｔ4：１３から３０秒 吸着装置Ａの真空排気を継続して最終圧力である２５０
ミリバールに到達させた。空気送風機を用いて、吸着装
置Ｂの加圧を最終圧力である０．３バールになるまで行
った。産物ガスをバルブＢ４およびＡＢ１に通して貯蔵
装置Ｒの中に流れ込ませた。Ｏ2産物ガスによる吸着装
置Ａのフラッシュ洗浄は行わなかった。
【００７３】単に吸着装置Ａと吸着装置Ｂを交換して上
記過程を時間ｔ1／ｔ2／ｔ3／ｔ4に類似した様式で更に
進行させた。
【００７４】Ｏ2濃度が９３％の産物ガスが貯蔵装置Ｒ
から２２Ｎｍ3／時の量で得られた。Ｏ2の収率は５１％
であり、真空ポンプの計算比エネルギー値は０．３４２
ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2であり、ポンプおよび空気送風機に由
来する全エネルギー値は０．４３８ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2で
あった。
【００７５】実施例６（本発明に従う） 図１に相当する装置を用いた。工程手順および圧力プロ
ファイルを図４に示す。経時的な工程手順および圧力プ
ロファイルを図２／３および４に見ることができる。
【００７６】時間ｔ1：０から４秒 バルブＢ２、Ｂ４およびＡ４のみを開けて、吸着装置Ｂ
を真空ポンプにつなげた。その結果として、Ｏ2量が高
いガスは吸着装置Ａから出て前以て真空排気しておいた
吸着装置Ｂの中に流れ込んだ。吸着装置Ｂ内の圧力をＰ
Des，min＝２５０ミリバールからＰBFP-1＝４５０ミリ
バールにまで上昇させると同時に吸着装置Ａ内の圧力を
圧力ＰAd-max＝０．３バールをＰDes，0＝１気圧にまで
降下させた。貯蔵装置Ｒが産物ガスを約０．３から０．
２５バールの圧力で供給した。
【００７７】時間ｔ2：４から９秒 バルブＡ１を通して空気を吸着装置Ａの中に流れ込ま
せ、Ｏ2量が低いガスをバルブＡ４に通して取り出すこ
とで、吸着装置Ｂの仕込みをほぼ周囲圧力になるまで行
った。それによって、吸着装置Ｂの加圧をラインＬPお
よびＬRそしてバルブＢ３に通して行った。同時に、体
積制御バルブＢ１に通して空気を吸着装置Ｂに送り込む
ことでそれを一杯にした。Ｏ2量が低いガスをラインＬR
に通して送り込むことによる仕込みをＯ2濃度が２０−
４０体積％になった時点で終了させた。産物ガスを貯蔵
装置Ｒから継続して取り出した。
【００７８】時間ｔ3：９から１３秒 バルブＡ２を通して吸着装置Ａの真空排気を周囲圧力か
らほぼ６５０ミリバールになるまで行い、吸着装置Ｂに
空気をバルブＢ１に通して送り込みそして産物ガスを貯
蔵装置からバルブＡＢ１およびＢ４を通して送り込むこ
とで貯蔵装置の圧力と吸着装置Ｂ内の圧力がほぼ同じレ
ベルに到達するまで仕込みを行った。産物ガスを貯蔵装
置Ｒから継続して取り出した。
【００７９】時間ｔ4：１３から３０秒 吸着装置Ａの真空排気を継続して最終圧力である２５０
ミリバールに到達させた。空気送風機を用いて、吸着装
置Ｂの加圧を最終圧力である０．３バールになるまで行
った。産物ガスをバルブＢ４およびＡＢ１に通して貯蔵
装置Ｒの中に流れ込ませた。産物ガスをラインＬPから
出させてバルブＡ４に通して吸着装置Ａの中に流れ込ま
せることで、Ｏ2産物ガスによる吸着装置Ａのフラッシ
ュ洗浄を行った。フラッシュガスの量をバルブＡ４で調
整した。
【００８０】単に吸着装置Ａと吸着装置Ｂを交換して上
記過程を時間ｔ1／ｔ2／ｔ3／ｔ4に類似した様式で更に
進行させた。
【００８１】Ｏ2濃度が９３％の産物ガスが貯蔵装置Ｒ
から２２．５Ｎｍ3／時の量で得られた。Ｏ2の収率は５
２％であり、真空ポンプの計算比エネルギー値は０．３
３９ｋＷｈ／Ｎｍ3Ｏ2であり、ポンプおよび空気圧縮装
置に由来する全エネルギー値は０．４３３ｋＷｈ／Ｎｍ
3Ｏ2であった。
【００８２】実施例３と１の比較は、実施例３でＯ2量
が低い産物ガスを再循環させるとＯ2の収率は上昇する
がポンプ排気過程における圧力プロファイルが不利であ
ることを考慮に入れると現在の真空ポンプ要求に関する
改良は全く達成されなかったことを示している。
【００８３】他方、本発明に従う実施例４から６ではほ
ぼ周囲圧力で吸着段階を行った後にＯ2量が低い産物ガ
スを排出させており、このようにすると、比較実施例１
から３に比較して真空ポンプのエネルギー要求が明らか
に向上することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施で用いた装置を示す。
【図２】個々の時間における工程段階を示す。
【図３】個々の時間における工程段階を示す。
【図４】吸着装置ＡとＢおよびＯ2緩衝装置の時間的圧
力プロファイルを示す。
【図５】個々の工程段階の半サイクルおよび吸着装置内
の圧力プロファイルを図式的に示す。
【図６】個々の工程段階の半サイクルおよび吸着装置内
の圧力プロファイルを図式的に示す。
【図７】個々の工程段階の半サイクルおよび吸着装置内
の圧力プロファイルを図式的に示す。
【図８】個々の工程段階の半サイクルおよび吸着装置内
の圧力プロファイルを図式的に示す。
【図９】比較の実施で用いた装置を示す。
【図１０】比較の工程手順および圧力プロファイルを示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロベルト・ボルター ドイツ50679ケルン・クストデイスシユト ラーセ１アー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 この２床吸着装置の床に入っているモレ
    キュラーシーブゼオライトが同種原料の状態で存在して
    いるか或はいろいろな種類のゼオライトから成る数種の
    異なる原料の状態で存在しており、そして任意に、水に
    関して選択性を示す吸着剤の層が該原料の上流に位置し
    ていてもよい２床吸着装置系内で、吸着中には空気をほ
    ぼ周囲圧力下でか或は圧力過剰分が０．５バール以下の
    圧力下で第一吸着装置Ａに導き、そして吸着装置Ａの出
    口末端の所でＯ2濃度が６０から９６体積％である酸素
    量が高い産物ガスが得られるように該モレキュラーシー
    ブゼオライトに窒素を酸素を基準にして優先的に吸着さ
    せ、そして吸着後には真空排気を１００ミリバールから
    ６００ミリバール（絶対）の最低圧力で吸着に対して向
    流でかけることによって窒素および任意に水分の脱離を
    起こさせることを通して、酸素産物の流れを連続的に一
    定に維持するための産物緩衝装置を伴う２床吸着装置系
    においてモレキュラーシーブゼオライトによる吸着で空
    気の分離を行う方法であって、 ａ）吸着装置Ａにおける吸着後、該装置の圧力を、吸着
    段階後の最終値から、Ａ）周囲圧力にか、Ｂ）６００ミ
    リバールに及ぶ低圧にか、或はＣ）圧力過剰分が０．２
    バール以下の圧力にまで降下させ、そしてこの過程中、
    該装置の入り口末端をａ）閉じるか、ｂ）周囲に関係さ
    せて開放するか、或はｃ）空気圧縮装置を連結したまま
    にし、残存産物ガスを吸着装置Ａの出口末端から出させ
    て吸着装置Ｂの出口末端に流れ込ませるが、この段階の
    開始時における吸着装置Ｂの圧力を１００から６００ミ
    リバールの最低圧力レベルにしておき、そして任意に、
    吸着装置Ｂの真空排気をそれの入り口末端を通して同時
    に行うことで吸着装置Ｂ内の圧力をａ）上昇させるか、
    ｂ）一定のままにするか、或はｃ）降下させてもよく、 ｂ）追加的圧縮を用いないで周囲空気を吸着装置Ａの中
    にそれの入り口末端に通して導入するが、この過程中、
    吸着装置Ａ内の圧力をほぼ周囲圧力のままにするか或は
    吸着装置Ａに仕込みを行って周囲圧力にし、Ｏ2が豊富
    なガスを吸着装置Ａの出口末端の所で取り出して吸着装
    置Ｂの中にそれの入り口末端に通してほぼ周囲圧力に到
    達するまで導入し、そして任意に、追加的圧縮を用いる
    ことなく追加的周囲空気を吸着装置Ｂの入り口末端の中
    に直接導入してもよく、 ｃ）周囲空気を圧縮して吸着装置Ｂの中にそれの入り口
    末端に通して導き、そして同時に、産物ガスを産物緩衝
    装置に送り込み、任意に、該産物緩衝装置から出て来る
    産物ガスを吸着装置Ｂの出口末端に送り込むと同時に吸
    着装置Ａの真空排気をそれの入り口末端を通して行って
    もよく、 ｄ）吸着装置Ａの真空排気を１００から６００ミリバー
    ルの最低圧力になるまで行うと同時に吸着装置Ｂ内では
    吸着装置Ｂの入り口末端を通して圧縮で導入された周囲
    空気の吸着を起こさせ、そして産物ガスを吸着装置Ｂの
    出口末端に通して産物緩衝装置の中に送り込み、そして
    任意に、吸着装置Ａに産物ガスをそれの出口末端に通し
    て送り込むことでそれのフラッシュ洗浄を同時に行って
    もよい、ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の、酸素産物の流れを連続
    的に一定に維持するための産物緩衝装置を伴う２床吸着
    装置系内でモレキュラーシーブゼオライトによる吸着で
    空気の分離を行う方法であって、 ａ）吸着装置Ａにおける吸着後、吸着装置Ｂの圧力をそ
    れの出口末端を通して１００から６００ミリバールの最
    低圧力レベルにしておいて残存産物ガスを吸着装置Ａの
    出口末端から出させて吸着装置Ｂに入れる過程で吸着装
    置Ａの圧力を圧力過剰分が０．２から０．５バールの範
    囲の圧力からほぼ周囲圧力にまで降下させ、そして任意
    に、吸着装置Ｂの真空排気をそれの入り口末端を通して
    同時に行うことで吸着装置Ｂ内の圧力を最大で周囲圧力
    の９０％まで上昇させるか或は一定のままにしてもよ
    く、 ｂ）追加的圧縮を用いないで周囲空気を吸着装置Ａの中
    にそれの入り口末端に通して導入し、Ｏ2が豊富なガス
    を吸着装置Ａの出口末端の所で取り出して吸着装置Ｂの
    中にそれの入り口末端に通してほぼ周囲圧力に到達する
    まで導入し、そして任意に、追加的圧縮を用いることな
    く追加的周囲空気を吸着装置Ｂに直接導入してもよく、 ｃ）周囲空気を圧縮で吸着装置Ｂの中にそれの入り口末
    端に通して導き、そして任意に、産物ガスを該産物緩衝
    装置から吸着装置Ｂにそれの出口末端に通して同時に導
    入すると同時に吸着装置Ａの真空排気を行ってもよく、 ｄ）吸着装置Ａの真空排気を１００から６００ミリバー
    ルの最低圧力になるまで行うと同時に吸着装置Ｂ内では
    吸着装置Ｂの入り口末端を通して圧縮で導入された周囲
    空気の吸着を起こさせ、そして産物ガスを吸着装置Ｂの
    出口末端に通して産物緩衝装置の中に送り込み、そして
    任意に、吸着装置Ａに産物ガスをそれの出口末端に通し
    て送り込むことでそれのフラッシュ洗浄を同時に行って
    もよい、ことを特徴とする方法。
JP10030343A 1997-02-03 1998-01-29 ２床吸着装置系内で圧力スウイング吸着を起こさせることによる気体混合物の分離方法 Pending JPH10216456A (ja)

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