JPS59109221A - 原料ガスの吸着浄化方法 - Google Patents

原料ガスの吸着浄化方法

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JPS59109221A JP58223996A JP22399683A JPS59109221A JP S59109221 A JPS59109221 A JP S59109221A JP 58223996 A JP58223996 A JP 58223996A JP 22399683 A JP22399683 A JP 22399683A JP S59109221 A JPS59109221 A JP S59109221A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多数の周期的に切換可能の吸着装置を含み、そ
れぞれの吸着装置が少々くとも１つの吸着位相と１つの
脱着位相とを含む切換周期で作動される吸着設備におけ
る複数の不純原料ガス流の吸着浄化方法に関する。
この種の多くのガス浄化方法が知られている。
通常１つの原料ガス流が少なくとも２つの吸着装置より
成る吸着設備によって浄化されるように々っている。こ
の場合この浄化方法を連続的に行うために、少なくとも
１つの吸Ｎ装置が常時吸着位相にて作動され、その間に
これと並列に少々くとも１つの他の吸着装置がその前の
吸着位相にて吸着された不純物全除去されるようになさ
れている１このように不純物を吸着す々ゎち負荷された
吸着装置の再生は種々の方法、例えば圧力の切換、洗浄
ガスの流過、加熱、又はこれらの方法の絹合せによって
行われることができる。
西独国公告公報２０６４１３７によって、２つの切換え
て作動される吸着装置の再生を高温の洗浄ガスを流過さ
せることにＪ：つて行うよう々上述の種類の方法が知ら
れている。この方法は特に水蒸気含有ガス流の乾燥に応
用されている。
同時に多数の原料ガス流を互に別々に浄化しなければな
らない場合には、原料ガス流が合流されて共通に処理さ
れることが許されない限り通常別々の吸着設備が必要で
ある。別々の吸着設備の建設のために必要な投資費用は
望１しくない程高価である。
したがって本発明の目的は冒頭に述べた種類の方法にお
いて、多数の互に別々に処理されねばならない原料ガス
流′ｆｒ：簡単に可ｎシとなし、その際にこの方法を実
施するのに必要な吸着設備を可能ガ限り費用を安価にし
て建設できるように’＆すことである。
上述の目的は、多数の原料ガス流をそれぞれ互に別々に
１つの吸着設備内で浄化するようになっていて、吸Ｍ装
置の数を少々くとも１つだけ原料ガス流の数よりも多く
々して、これらの原料ガス流を周期的に切換えてこれら
の吸着装置を流過させるようになすことによって解決さ
れる。
本発明による方法においては、吸着装置は種々の原料ガ
ス流を互に順次後続して処理するようになされる。この
場合たとえ本発明の第一の簡単な実施形態において吸着
装置の総数が別々の吸着設備に比して同じになされてい
ても、本発明の方法は設備の作動方法において多くの利
点を有するのである。例えばそれぞれ中間に配置される
脱着位相を有する多数の原料ガス流の順次引続く浄化を
行う場合の浄化ガスに対して適当々要求条件を支える場
合にこの方法の脱着位相の間における作動条件が緩和さ
れるのである。例えばそれぞれの純粋ガスＡ　、　Ｂ　
、　Ｃ”ｒ不純化する成分ａ＋ｂｓｃ’ｋ　　　□それ
ぞれ含んでいて、純粋ガスＡ内には成る量の成分ｃｆ含
むことが許容可能で、純粋ガスＢには成る量の成分ａを
含むことが許容可能で、純粋ガスＣ内には成る量の成分
すを含むことが許容可能であるような３つの原料ガスＡ
、Ｂ、Ｃを順次引続いて浄化する場合には状況によって
脱着位相の間にそれぞれ先行して処理された原料ガスか
ら吸着された。成分の残留負荷部分を吸着装置に残留さ
せることができる。何故ならばこのようガ残留部分は引
続く吸着位相においてそのよう寿残留部分全含有しても
障害を生じない原料ガス流によって受入れられるからで
ある。
吸着装置を原料ガス流の数よシも少々い数の吸着位相で
作動させること（例えば原料ガス流を総て全部の吸Ｎ装
置全流過させるのではないような場合）も本発明による
方法の範囲内にあるのであるが、多くの場合吸着位相の
数をそれぞれの原料ガス流の数に合致させるのが目的に
適している。
この場合それぞれの原料ガス流をそれぞれの吸着装置を
流過させるのが望ましい。
本発明の特に有利な実施形態においては吸着装置をそれ
ぞれ脱着位相で作動させる前に総ての原料ガス流を順次
引続いてこれらの吸着装置を流過させるようになってい
る。このような実施方法においては、吸着装置に吸着可
能の成分の次第に進む負荷が行われるのである。
しかしながらこの実施方法においては個々の吸着位相の
間に脱着位相が配置されてい々いから、それぞれのガス
流の組成又は含有不純物に基づいて互に引続く浄化段階
によって個々のガス流に望ましく々い不純物を導入しな
いようなガス流のみを浄化するようになすことに考慮を
払わなければならない。このような実施方法は、類似の
組成及び類似力≧又は同じ不純物を有するが、所定の境
界条件によって互に直接に混合し々いような多類のガス
流を浄化する場合に特に有利である。このような根拠は
例えば所定のガス成分の種々の濃度、種々の原料ガス圧
力、浄化ガスの純度に対する種々の要求条件又は同様の
ものであシ得る。本発明によるこのような構成条件にお
いては原料ガス流が吸着装置を通される順序が重要であ
る。種々の異なる純度を有するガスが要求される限り、
脱着位相に引続いて先ず第一に最も純度の高いガスを供
給しなければならない原料ガス流を完全に脱着された吸
Ｎ装置を通して流過させ、引続いてより低い純度を要求
される原料ガスの浄化を行うようにしなければなら々い
。これに反して一定の純度を要求される場合には、最大
の分圧を有する吸着される成分を有する原料ガス流を脱
着位相の前の最後のガス流として吸着装置を流過させる
のが有利である。
１つの吸着装置の２つの脱着位相の間にこの吸Ｎ装置を
通して多数の原料ガス流を流過させる場合には、それぞ
れの吸着装置を最後の吸着位相の終シに始めて完全に負
荷させる、すなわち個々の原料ガス流を吸着装置が飽和
される寸で吸着装置を流過させてけならんいように個々
の吸着位相を互に順次設定するのである。特に種々の濃
度の不純物を有する原料ガスを浄化する場合には個々の
吸着位相の間に互に異々る吸着速度を生ずるから、　□
それぞれの吸着装置を一定の拍子時間す々わち作動時間
で１つの原料ガス流から次のガス流に切換え、又は脱着
位相に切換えるのが有利である。このような実施方法は
多くの場合に、吸着作動時間の長さが不同となり、高価
な制御装置を必要とする吸着装置の定められた負荷状態
に関係して切換を行うものよシもさらに簡単である。
種々の異なる圧力で原料ガス流を浄化する時には大抵の
場合これらのガス流を順次高くなる圧力にて吸着装置に
流通させるのが有利である。何故々らばこの場合圧力の
蓄積に必要な時間及びガス量を小さく浸し得るからであ
る。さらに必要とされる附加的に切換装置が設けられて
いる限り、最後の吸着位相の後で段階的な圧力低減によ
って膨張ガスはそれぞれ次に低い圧力水準にて回収され
ることができる。
負荷された吸着装置の脱着は任章の方法で行うことがで
き、例えば圧力低減、吸着剤の加熱、低温又は加熱され
た洗浄ガスの流過さらに強力な吸着能力のあるガスによ
る吸着成分の追出し、又はこれらの公知の方法の組合せ
によって行うことができる。原料ガスから分離される不
純物が個々の吸Ｎ装置に比較的長い、例えば何時間又は
数日のような長さの吸着作動周期を与えるような僅かな
濃度である限シ、熱的脱着方法が特に好適である。
本発明による方法の本質的な利点は、ｎ個の原料ガス流
の浄化に必要な吸着装置の数が、従来の互に別々に行わ
れる方法におけるように少なくとも２ｎ個の吸着装置を
要し々いで、僅かｎ＋１個の吸着装置でよい点にある。
したがって本発明による方法を実施するための望ましい
装置は、それぞれ入口側が切換弁を経てｎ個の原料ガス
導入導管に接続され、出口側が切換弁を経てｎ個の純化
ガス排出導管に接続されるｎ＋１個の吸着装置を有する
ことを特徴とする。さらにまた、望ましい装置において
は吸着装置の出口端に対して切換弁を経て連結される再
生ガス導管及び吸着装置の入口端に対して切換弁を経て
連結される脱着物を負荷された内生ガスの排出導管並び
にこれらの切換弁の周期的切換用の制御装置を有するの
である。
本発明による方法は例えば種々の原料ガスの乾燥又は炭
化水素の分離に好適である。しかしこれとともにまた障
害を生ずるよう々随伴成分を分離するべき他の一連の分
離方法にも好適である。
本発明のさらに詳細事項は以下に添付図面に示された実
施例によって説明される。
第１図には６個の吸着装置より成る３つの原料ガス流の
浄化用の吸着設備の作動工程図が示されている。それぞ
れのこれらの水平の６個の区画は６つの同じ時間の作動
区分で作動される吸着装置の完全々吸着周期に対応して
いる。第一の作動時間区分の間に最上部の水平区画によ
って特徴付けられる吸着装置は第一の原料ガス流を通さ
れ、この吸着装置は吸着位相ＡＤＳＩを経過する。吸Ｎ
装置の負荷が終ると、これに引続いて切換周期の第二〇
作動区切時間として脱着位置ＤＢＳが行われ、この間に
少々くとも位相Ａ、ＤＳｌにて吸着される成分の大部分
が吸着装置から除去される。これに引続いて第三の作動
区切時間の間に第二の吸着位相　　”ＡＤＳ２が行われ
、この間に吸着装置は第二の原料ガス流を通される。先
行する脱着位相の間にガお吸着装置に残留した原料ガス
流ｌから分離された不純物の残留負荷物は原料ガス流２
によって吸着装置から洗浄除去され、先行する脱着位相
に対する要求条件が軽減される。この第二の吸着位相に
引続いて吸着装置は改めて第四の作動区切時間にて脱着
され、その後で第五の作動区切時間の間吸漸位相ＡＤＳ
３にて第三の原料ガス流を通される。
第三の脱着位相の後で完全な１周期すガわちｌサイクル
が完了し、続いて改めて第一の原料ガス流の吸着作動が
行われる。その他の吸Ｎ装置は、３つの浄化されたガス
流を連続的に排出できるような相互の時間的ずれを与え
られて同様の切換周期による作動を行う。
第２図において３種の原料ガス流５．６．７の浄化用の
４個の吸着装置１ｍ２．３．４から成る吸着設備が示さ
れている。これらの吸Ｎ装置の出口端は導管によって、
第一の数字がそれぞれの吸Ｍ装置の符号となされている
２桁の数字によって示される弁に連結されている。吸Ｎ
’装置ｌに対しては弁１１，１２．１３及び１４が関連
している。
吸着装置の入口側には導管によって上述と同様な符号で
示されて吸Ｎ装置に配置される弁が連結されている。吸
Ｎ”装置ｌに対しては弁１５．１６゜１７及び１８が関
連している。浄化されたガスは弁を通して吸Ｍ’装置の
出口側に連結されている導管８，９及びｌＯを経て排出
される。さらに、脱着位相の間に脱着ガスを排出するた
めの導管４９及び洗浄ガスを導入するための導管５０が
設けられている。導管５０には再生ガスを加熱するため
の熱交換器５１が設けられている。この熱交換器５１は
側路導管５２によって完全に、又は一部迂回されること
ができ、個々の部分流を制御するために弁５３及び５４
が設けられている。
吸着設備を駆動するために吸着装置ｌは第一の作動位相
にて吸着装置の入口端が開放された弁１５を経て原料ガ
ス導管５に連結される切換周期を経過する。入口側に配
置された弁１６．１７及び１８は閉じられている。導管
５からの原料ガスは吸着装置ｉ２流過し、その間に分離
される成分が留保されて吸着装置の出口端から排出され
、開放された弁１１を通って純ガス道管８に流入する。
吸着装置出口端に連結された弁１２．１３及び工４はこ
の位相の間は閉じられている。吸着装置ｌが未だ完全に
は負荷されｈい間の予め定められた負荷時間の後で、弁
１５及び１１が閉じられ、弁１６及び１２が開放される
。これによって導管６を経て導入された第二の原料ガス
流が吸着装置ｌに流入し、浄化されたガス流として開放
された弁１２を経て純ガス導管９内に流入する。この負
荷位相も、吸着装置ｌが未だ完全には負荷されないよう
な予め与えられた時間の後に吸着作動を中断されるので
ある。弁１２及び１６’ｉ５閉鎖した後で弁１３及び１
７が開かれ、これによって導管７を経て導入される第三
の原料ガス流が吸着装置を流過され、導管１０に経て浄
化されたガス流として排出される。この第三の吸着位相
も予め定められた時間の開作動を続けられ、その抜弁１
３及び１７を閉じることによって終了される。この場合
側々の吸着位相は、吸着装置ｌが第三の吸着位相の終了
後に実質的に完全に負荷されるように相互に設定されて
いる。その後に吸着装置は弁１４及び１８を開くことに
よって吸着方向とは反対方向に導管５０を通して再生ガ
スを流通され、この再生ガスは最初に開放された弁５３
及び熱交換器５１ｉ通され、これによって吸着装置ｌ内
に再生ガスに対して好都合な高温が与えられる程度に加
熱される。脱着された成分を買価されたＩＩＪ生ガスは
引続いて導管４９を経て設備から排出される。脱着され
た成分が設備から排出された後で、弁５３が閉じられ、
弁５４が開かれる。これによって低温の再生ガスが吸着
装＃′ｆ流過されて、吸着装置はこの再生ガスの温度に
よって再び吸着温度に冷却される。この温度に達した後
で弁１４及び１８が閉じられるとともに弁１５及び１１
が改めて開かれて吸着の作動周期が最初から繰返される
のである。
吸Ｍ装置２，３及び４においてもそれぞれ時間的にずら
された関係で同じ周期作動が行われるのである。その場
合との時間的なずれは、３つの原料ガス流がそれぞれ連
続的に浄化されるように選ばれる。そのために個々の吸
Ｎ装置の切換周期の時間的ずれは吸着装置ｌ内の導管５
からの第一の原料ガス流に対する吸着位相の終結後、し
たがって弁１５及び１１の閉鎖後にこの原料ガス流が弁
２５及び２１’に通って吸着装置２を流過されるように
選ばれる。この吸着装置内における吸着位相の終結後に
この原料ガスは適当左方法でこの時に開かれる弁３５及
び３１を通して吸着装置３を流過され、最後に第四の作
！Ｉｖ＋区分ｎ？ｐ間に開がれた弁４５及び４１’ｉ５
通して吸着装置４を流過されるのである。吸着装置４内
の吸着位相の終シに切換周期が終了し、これによって導
管５がらの原料ガス流が再び第一の吸着装置を流過され
る。
第３図において、このような周期作動線図が示されてい
るが、第２図による吸着位相にてそれぞれ異々る圧力状
態にある３つの原料ガス流が浄化される。この実施例に
おいては、原料ガス流は実質的に同じ成分より成ってい
るが原料ガス流内の個々の成分の濃度が互に異なること
ができるものである。このよう外洋化作用は例えば不純
水素留分が高圧、中圧及び低圧状態であって、浄化及び
場合によυ圧縮後に水素流化処理に導入されるようにな
される場合に高圧水素流化技術の分野にて行われるので
ある。第２図に示した作動に対して、個々の吸着位相は
異々る圧力にて行われなげればならない。例数ならば個
々のガス流の圧力水準は維持されねばならないからでお
る。このことを可能となすために個々の吸着位相の間に
短時間の加圧或いは減圧位相が接続される。低圧ガス流
が導管５によシ、また中圧ガス流が導管６によシ、また
高圧ガス流が導管７によって第２図に示されるような吸
着設備に導入されると仮定する。第３図の最上段の枠に
よって示される吸Ｎ装置ｌの切換周期は最初に弁１５及
び１１が開かれている間の低圧吸着位相ＮＤを経過する
。この吸着位相ＮＤの終結後に弁１５及び１１が閉じら
れて弁工６が開かれる。これによって導管６を経て導入
される中圧ガス流は吸着装置ｌに流入され、吸着装置ｌ
を低圧から中圧状態に加圧する（第３図では加圧位相は
上向きの矢印にて示され、減圧位相は下向きの矢印によ
って示されている）。開かれた弁１６により吸Ｎ装置ｌ
を中圧に加圧するのと平行して、開かれた弁４６及び４
２を通る吸Ｎ装置４内の中圧ガス流が浄化される。吸着
装置ｌの加圧位相の終了後で吸Ｎ装置４内の吸着位相が
終了し、弁４６及び４２が閉じられる。中圧ガス流の吸
着位相は吸着装置ＩＫよって引継がれるが、このために
弁１６は開かれた状態を保ち、弁１２が新たに開力為れ
る。中圧ガス流の吸着位相ＭＤの終結後に弁１６及び１
２は閉じられ、吸着装置１は弁１７を開くことによって
高圧処理圧力に加圧される、この位相の間に吸着装置４
内では高圧ガス流の吸着位相の最後の部分が行われてい
る。吸Ｎ装置ｌの加圧位相の終結後に吸着装置４内では
弁４７及び４３の閉結によって吸着位相が終了していて
、高圧ガス流はこ＼で開かれた弁１３を経て吸Ｎ装置ｌ
に流入される。高圧吸着位相Ｉ（Ｄの終結後Ｋｉ着装置
ｌは完全に負荷され、再生されなければならない状態に
なっている。そのため、こ＼で弁１７及び１３が閉じら
れた状態となされて、こ＼で開かれる弁１８及び導管４
９を経て再生圧までの減圧が行われる。最も低圧の処理
圧力でおるこの再生圧に達した後で弁１４が開かれ、力
ロ熱された再生ガスが吸Ｎ装置を流過される。位相Ｈに
おける前に吸着された成分の脱着に引続いて、吸着装置
は冷却位相にで吸着温度に冷却される。この吸Ｎ温度に
達した後で弁１４及び１８が閉じられ、吸着装置は弁１
５の開放によって弁ｌｉＫ”開くことによって新しい吸
着周期が開始される前に先ず低圧ガス流の圧力まで加圧
されるのである。
このような方法によって連続的に３つの浄化ガス流を総
て排出できるようになすために、吸着区帯はそれぞれ１
つの切換周期の全時間のｚ／４　’ｃ含んでいる。残余
の１／４は再生位相及び個々の吸着位相の間にある加圧
及び減圧位相によって占められるのである。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第一の簡単人実施例に対する作動時間
区分の状態を示す線図。 第２図は本発明による吸着設備の接続状態を示す図面。 第３図は第２図に示された設備によって実施可能の本発
明の第二の実施例の作動時間区分の状態を示す線図。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）多数の周期的に切換可能の吸着装置を含み、それ
    ぞれの吸着装置が少々くとも１つの吸着位相と１つの脱
    着位相とを含む切換周期で作動される吸着設備における
    複数の不純原料ガス流の吸着浄化方法において、多数の
    原料ガス流をそれぞれ互に別々に１つの吸着設備内で浄
    化するようなっていて、吸着装置の数を少なくとも１つ
    だけ原料ガス流の数よシも多くなして、これらの原料ガ
    ス流を周期的に切換えてこれらの吸着装置を流過させる
    ことを特徴とする不純原料ガスの吸着浄化方法。
  2. （２）それぞれ前記吸Ｍ装置が原料ガスの数と同じ回数
    の吸着位相を経過するようにｈされていることを特徴と
    する特許請求の範囲第（１）項記載の方法。
  3. （３）前記それぞれの吸着装置が脱着位相を経過する前
    に互に次々に総ての原料ガス流を流過させて吸着を行う
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の方法
    。
  4. （４）吸着される成分の最高の分圧を有する原料ガス流
    を脱着位相の前の最後の原料ガス流として吸着装置を流
    過させることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記
    載の方法。
  5. （５）　　これらの吸Ｒ装置を一定の作動時間で切換え
    ることを特徴とする特Ｗ１−請求の範囲第（１）項ない
    し第（４）項の内の何れか１項に記載の方法。
  6. （６）　　吸着された不純物の脱＠を熱的に行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（５）項
    の内の何れか１項に記載の方法。
  7. （７）脱着を高温の再生ガスを利用して行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第（６）項記載の方法。
  8. （８）　　これらの原料ガスを種々の異なる圧力に保持
    してそれぞれその圧力にて吸着装置を流過させることを
    特徴とする特許請求の範囲第（υ項ないし第（７）項の
    内の何れか１項に記載の方法。
  9. （９）　　多数の周期的に切換可能の吸着装置を含み、
    それぞれの吸Ｎ装置が少なくとも１つの吸着位相と１つ
    の脱着位相を含む切換周期で作動される吸着設備におけ
    る複数の不純原料ガス流の吸着浄化装置において、それ
    ぞれ入口側に切換弁を経て原料ガス導入導管を設けられ
    、出口側に切換弁を経て浄化ガス排出導管を設けられて
    いる複数の吸着装置と、前記複数の吸着装置の出口端に
    対して切換弁を経て連結される１つの再生ガス導管及び
    前記複数の吸着装置の人口り１１１に対して切換弁を経
    て連結される脱着物を負荷された再生ガスのための１つ
    の排出導管と、前記それぞれの弁の周期的切換を行うた
    めの制御装置とを有することを特徴とする不純原料ガス
    の吸着浄化装置。
  10. （１０）　　ガスの乾燥のための特許請求の範囲第（１
    ）項ないし第（８）項の内の何れが１項に記載の方法の
    応用。 ０１　　ガスの乾燥のための特許請求の範囲第（９）項
    記載の装置の応用。
JP58223996A 1982-11-30 1983-11-28 原料ガスの吸着浄化方法 Pending JPS59109221A (ja)

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