JPS60147237A - エチレン吸着剤の製造法 - Google Patents

エチレン吸着剤の製造法

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JPS60147237A
JPS60147237A JP59001162A JP116284A JPS60147237A JP S60147237 A JPS60147237 A JP S60147237A JP 59001162 A JP59001162 A JP 59001162A JP 116284 A JP116284 A JP 116284A JP S60147237 A JPS60147237 A JP S60147237A
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ethylene
adsorbent
mmol
solvent
polystyrene
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Hidefumi Hirai
平井 英史
Makoto Komiyama
真 小宮山
Susumu Hara
進 原
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P30/40Ethylene production

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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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、窒素、酸素、メタン、エタン、二酸化炭素お
よび水素などとともにエチレンを含有する混合ガスより
エチレンを分離することのできる固体を製造する方法に
関する。
エチレンは化学工業における最も重要な基礎物質であり
2通常、窒素、酸素、メタン、エタン。
−酸什#@轡かI−rド素去hyμシ未rエチレンを含
有する混合ガスとして得られる。この混合ガスかがあシ
1本発明は、前者に使用する吸着剤に関する。
これtでに、塩化銅(I)アルミニウムのトルエン溶液
がエチレンを分離する能力を有することが知られている
。しかし、塩化銅(I)アルミニウムは水と強く反応し
てエチレンの吸収能を不可逆的に失うので、たとえ、l
ppmの水でも混合ガスの処理量の増加とともに次第に
失活量を増加していくばかシでなく9反応により発生す
る塩化水素のために装置腐蝕が進行する短所を有してい
る。
さらに、溶媒として用いるトルエン蒸気が回収したエチ
レン中に含まれるために、このトルエンを除去する装置
が必要であること、および液状吸収剤を用いるだめにプ
ロセス上の制約を受ケるなどの短所を有する。
本発明は、水を含む混合ガスからエチレンを直接に分離
することを可能とする。エチレンの固体吸着剤の簡便か
つ経済的に有利な製造を実現したものである。
本発明によって製造される固体吸着剤は、ポリスチレン
あるいはポリスチレン誘導体をノ・ロゲン化銅(I)お
よびハロゲン化アルミニウムとともに溶媒中、加熱、か
くはんしたのち、溶媒を減圧留去などの方法で除くこと
により得られる固体吸着剤である。
本発明に用いられる・・ロゲン化銅(I)は、たとえば
、塩化銅(■)、臭化銅(I)およびヨウ化銅(I)な
どである。本発明に使用されるハロゲン化アルミニウム
は、たとえば、塩化アルミニウム、ヲソ化アルミニウム
、臭化アルミニウムおよびヨウ化アルミニウム々どであ
る。
明細書に記述するポリスチレンおよびポリスチレン誘導
体は、たとえば、ポリスチレンおよびスチレンと1〜6
0モル係のジビニルベンゼンとの共重合体々どのポリス
チレン系樹脂である。
本発明における固体吸着剤の製造に用いられる溶媒は、
たとえば、二硫化炭素、ジクロロエタン。
クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、
トvクロロエタン、テトラクロロエタン。
ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン。
ンクロヘキサンおよびデカリン々どである。
本発明によるエチレン吸着剤製造におけるポリスチレン
およびポリスチレン誘導体の単量体残基とハロゲン化銅
(I)とのモル比は01〜30.好捷しくは1〜5であ
り、・・ロゲン化銅(I)と・・ロゲン化アルミニウム
とのモル比は05〜10.好ましくは1.0〜1.5で
ある。
本発明における吸着剤の製造雰囲気は、たとえば窒素下
、ヘリウム下、アルゴン下々とであり。
雰囲気中の水を11000pp以下、好ましくは】00
ppm以下に抑制することが必要である。
本発明において、・・ロゲン化銅(■)、ハロゲン化ア
ルミニウムおよびポリスチレンまたはポリスチレン誘導
体を溶媒中でかくはんする時間は1分 i゛〜10〜1
0時間くは1〜3時間、かくはん温度は、10〜100
℃、好捷しくけ20〜60℃である。
本発明における溶媒除去の際の減圧度は、 10−6〜
10 mmHg、好壕しくは10 〜10g、Hg、温
度は。
0〜250℃、好ましくは10〜180℃である。
本発明により製造される吸着剤を用いるエチレンの吸着
は、常圧下で一40〜90℃、好寸しくは0〜40℃で
行うことができ、吸着剤を40−140℃。
好寸しくけ60〜100℃に昇温するか、あるいは。
エチレン分圧を下げることにより、吸着されたエチレン
を放出させることができる。エチレンの吸着は、混合ガ
スの圧力を1気圧以上にすることにより、90℃以上の
温度でも実施可能である。
本発明により製造される固体吸着剤は、水に対して安定
である。たとえば、実施例1に見られるように、水を含
有するエチレンと繰返し接触させてもエチレン吸着能力
の低下はほとんど認められない。
本発明による吸着剤は固体であるので、充填塔形式およ
び流動層形式などの装置をエチレンの吸着および放出の
装置として用いることができる。
つぎに9本発明を実施例によってさらに説明す〔実施例
1〕 塩化アルミニウムは、キシグ化学工業株式会社製の特級
試薬を真空昇華法により脱水精製した。
塩化銅(1)は、小宗°イヒ学薬品株式会社製の特級試
薬を濃塩酸−水系で再沈後、エタノールおよびエーテル
で逐次洗浄したのち、80℃で12時間、真空乾燥して
使用した。二硫化炭素は米山薬品工業株式会社製の一級
試薬を五酸化リンで脱水後、蒸留して使用した。
ポリスチレン系樹脂は、Bio−Rad Labora
tories社製の” Bio −Beads 5M−
2” (スチレン80%とジビニルベンゼン20係との
共重合体のヒース、20〜50ツノシー)を6N塩酸中
で55℃、2時間。
4N水酸化ナトリウム水溶液中で55℃、2時間。
水中で55℃、2時間、メタノール中で25℃、1時間
、お」:び、ジクロロツタ/中で25℃、1時間。
それぞれ磁気かくはん機を用いてかき廿ぜて逐次洗浄す
ることにより、不純物を除いた後、80℃で12時間、
真空乾燥して使用した。
千手1ノソ#f2rr+宜手前イに費外日ゝA十手肯I
IのゼソRガスを使用し、水含量を06モル%(6oo
oppm)に調製した。窒素ガスは1株式会社鈴木商館
製(純度99.999%)のボンベガスを、使用直前に
モレキュラージーブイA(日化精工株式会社製)の充填
塔を通過させて乾燥精製した。
乾燥窒素下で、ioOm/!のニロナスフラスコ中に2
.88 jj (21,6,mmol )の塩化アルミ
ニウム、2.14、!9 (21,6mmol )の塩
化銅(I)および2.83g(単量体残基あたり26.
Ornmol )の架橋ポリスチレン樹脂” Bjo−
Beads SM−2”を入れ、二硫化炭素20m1を
加えて、磁気かくはん機を用いてかきまぜつつ、加熱還
流した。その後、20〜50℃で6時間磁気かくはん機
を用いてかきまぜつつ減圧(4mmHg)にして二硫化
炭素を十分に留去して、薄赤茶色の樹脂粒を得た。これ
が固体吸着剤である。
100m1の二ロナスフ・ラスコにこの固体吸着剤を入
れ、1気圧のエチレンガス(水含量0.6モル%)を入
れた容器と結合し、磁気かくはん機を用いてかきまぜつ
つ、20℃で測定した。エチレンの吸着は迅速で、3分
後には18.0 mmol ’(仕込み塩化銅(I)−
の83モル係)、30分後には23.1 mmol (
仕込み塩化銅(I)の107モル%)’+ 120分後
には24.4mmol(仕込み塩化銅(I)の113モ
ルチ)のエチレンを吸着した。次に、真空ポンプを用い
てこのニロナスフラスコ中を10分間、20℃で減圧(
’ 8 mmHg )にして、吸着したエチレンを放出
させだ。
その後、この三日ナスフラスコを1気圧のエチレンガス
(水含量0.6モル%)を入れた容器と結合し、磁気か
くはん機を用いてかきまぜながら。
20℃でエチレンを吸着させた。エチレンの吸着は迅速
で、3分後には3.4 mmol (仕込み塩化銅(I
)の16モル%)、120分後には5.2mmol (
仕込み塩化銅(I)の24モル%)のエチレンを吸着し
た。
次に、真空ポンプを用いてこの二ロナスフラスコ中を1
0分間、20℃で減圧(8mmHg)にして、吸着した
エチレンを放出させた。 j その後、再度、このニロナスフラスコを1気圧のエチレ
ンガス(水含量06モル%)を入れた容器と結合し、磁
気かくはん機を用いてかきまぜながら、20℃でエチレ
ンを吸着させた。エチレンの吸着は迅速で、3分後には
3.3mmol (仕込み塩化銅(I)の15モル%)
、120分後には5.1 mmol(仕込み塩化銅(I
)の24モル%)のエチレンを吸着した。
以後、水を06%含有するエチレンガスと本発明の固体
吸着剤との接触を5回繰返したが、エチレンの吸着量は
、2回目および3回目のエチレン吸着の値とほぼ同一で
あった。
〔実施例2〕 実施例1に記載した二硫化炭素の代わりに、トルエンを
使用した以外は、実施例1と同一の試薬を使用した。ト
ルエンは高橋藤吉商店製の特級試薬を金属ナトリウムで
脱水後、蒸留して使用した。
乾燥窒素下で、100m1のニロナスフラスコ中に2.
46g(18,4mmol )の塩化アルミニウム、2
.74.9(27,7mmol )の塩化鋼(I)およ
び3.6.1g(単量体残基あたり33.2 mmol
 )の架橋ポリスチレン樹脂“Bio−Beads 5
M−2”を入れ、トルエン20m1を加えて、磁気かく
はん機を用いて、かきまぜつつ、加熱還流した。その後
、20〜50℃で6時間磁気がくはん機を用いてかきま
ぜつつ減圧(4mmHg )にしてトルエンを十分に留
去して固体吸着剤を調製した。
実施例1と同様の操作により、エチレン吸着量を測定し
たところ、3分後には14.7mmol、 60分後に
は19.2 mmolのエチレンを吸着した。
次に、この吸着剤を1 atmで106℃に加熱すると
、エチレンが迅速に放出され、放出量は、10分後に9
.5. mmolに達した。放出ガスをガスクロマトグ
ラフ(ポラパックQカラム、カラム温度60’C。
カラム長2m)で分析した結果、放出ガスはエチレンで
あわ、他の成分は検出されなかった。
〔実施例3〕 実施例1に記載した二硫化炭素の代わシに、ジクロロメ
タンを使用した以外は、実施例1と同一の試薬を使用し
た。ジクロロメタンは半井化学薬品株式会社製の特級試
薬を五酸化リンで脱水後。
蒸留して使用した。
乾燥窒素下で、100m1のコロナスフラスコ中に2.
46.!9 (18,4rnrnol )の塩化アルミ
ニウム、2.74g(27,7m、mol )の塩化鋼
(I)および3.61g(単量体残基あたI) 33.
2mrnol )の架橋ポリスチレン樹脂” Bio−
Beads 5M−2”を入れ、ジクロロメタン20m
1を加えて、磁気かくはん機を用いてかき捷ぜつつ。
加熱還流した。その後、20〜50℃で6時間磁気かく
はん機を用いてかきまぜつつ減圧(4rnmHg )に
してジクロロメタンを十分に留去して固体吸着剤を調製
した。
実施例1と同様の操作により、エチレン吸着量を測定し
たところ、3分後には13.6mmo1.、60分後に
は19.0 mmolのエチレンを吸着した。
次に、この吸着剤を1 atmで110℃に加熱すると
、エチレンが迅速に放出され、放出量は、10分後に9
.9mmolに達した。放出ガスを実施例2と同様にガ
スクロマトグラフで分析した結果、放出ガスはエチレン
であり、他の成分は検出されなかった。
〔実施例4〕 実施例1に記載した塩化アルミニウムの代わりにヨウ化
アルミニウム(柳島製薬株式会社製、特級試薬)を使用
した以外は実施例1と同一の試薬を使用した。
乾燥窒素下で、100mJのコロナスフラスコ中に8.
2 g(20mmol )のヨウ化アルミニウム、2o
、9(20mrnol )の塩化銅(I)および2.5
.9(単量体残基あたり24 mrnol )の架橋ポ
リスチレン樹脂“Bi。
−Beads 5M72”を入れ、二硫化炭素20m1
を加えて、磁気かくはん機を用いてかきまぜつつ、加熱
還流した。その後、20〜5゛0℃で6時間磁気かくは
ん機を用いてかきまぜつつ減圧(4mmHg )にして
二硫化炭素を十分に留去して固体吸着剤を調製した。
実施例1と同様の操作により、エチレン吸着量を測定し
たところ、3分後には2.1 mmol 、60分 r
後には3.2 mmolのエチレンを吸着した。
次に、この吸着剤を1 atmで106℃に加熱すると
、エチレンが迅速に放出され、放出量は、 10分後に
1.2mmolに達した。放出ガスを実施例2と同様に
ガスクロマトグラフで分析した結果、放出ガスはエチレ
ンであり、他の成分は検出されなかった。
〔実施例5〕 実施例IK記載した塩化アルミニウムの代わシにヨウ化
アルミニウムを、また塩化銅(I)の代わりにヨウ化鋼
(I)をそれぞれ使用した以外は実施例1と同一の試薬
を使用した。ヨウ化アルミニウムおよびヨウ化銅(I)
はいずれも柳島製薬株式会社製の特級試薬を使用した。
乾燥窒素下で、100m6のコロナスフラスコ中に8、
29 (20mmol、 )のヨウ化アルミニウム、3
.8g(20mmol )のヨウ化銅(I)および25
g(単量体残基あたり24 mmol )の架橋ポリス
チレン樹脂″Bj。
−Beads 5M−2”を入れ、二硫化炭素20m1
を加えて。
磁気かくはん機を用いてかき寸ぜつつ、加熱還流した。
その後、20〜50℃で6時間磁気かくはん機を用いて
かきまぜつつ減圧(4關Hg)にして二硫化炭素を十分
に留去して固体吸着剤を調製した。′実施例1と同様の
操作により、エチレン吸着量を測定したところ、3分後
には3.4 mmol 、60分後には4.4 rnm
olのエチレンを吸着した。
次に、この吸着剤を1 atmで106℃に加熱すると
、エチレンが迅速に放出され、放出量は、10分後に1
.8 rnrnolに達した。放出ガスを実施例2と同
様にガスクロマトグラフで分析した結果、放出ガスはエ
チレンであり、他の成分は検出されなかった。
〔実施例6〕 実施例1に記載したBio−Rad Laborato
ries社製の架橋ポリスチレンm脂“Bio−Bea
ds 5M−2”の代わりに、昭光通商株式会社製の架
橋ポリスチレン樹脂S−2001(スチレン71 % 
トシビニルベンゼン29%との共重合体のビーズ、直径
約:hnm)を使用した以外は実施例1と同一の試薬を
使用した。
乾燥窒素下で、’ 100 mlのコロナスフラスコ中
に2、88 jj (21,6mmol )の塩化アル
ミニウム、2.14.9(21,6mmol )の塩化
銅(I)および2.83g(単量体残革あたり26.0
 mmol )の架橋ポリスチレン樹脂“S−2001
”を入れ、二硫化炭素30’ mlを加えて。
磁気かくはん機を用いてかきまぜつつ、加熱還流した。
その後、20〜50℃で6時間磁気かくはん機を用いて
かきまぜつつ減圧(4mmHg)にして二硫化炭素を十
分に留去して固体吸着剤を調製した。
実施例1と同様の操作により、エチレン吸着量を測定し
たところ、3分後には19.2 mrnol 、 60
分後には22.0mmolのエチレンを吸着した。
次に、この吸着剤をjatrnで100℃に加熱すると
、エチレンが迅速に放出され、放出量は、10分後に2
1.8 mmolに達した。放出ガスを実施例2と同様
にガスクロマトグラフで分析した結果、放出ガスはエチ
レンであり、他の成分は検出されなかった。
特許出願人 平井英史

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ハロゲン化銅(I)、ハロゲン化アルミニウムおよびポ
    リスチレンオたはポリスチレン誘導体に溶媒を加えてか
    くはんし、しかる後に溶媒を留去することにより、エチ
    レンを吸脱着することのできる固体を製造する方法。
JP59001162A 1983-03-16 1984-01-07 エチレン吸着剤の製造法 Granted JPS60147237A (ja)

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JP59001162A JPS60147237A (ja) 1984-01-07 1984-01-07 エチレン吸着剤の製造法
EP84301514A EP0119789A3 (en) 1983-03-16 1984-03-07 Solid adsorbent for unsaturated hydrocarbon and process for separation of unsaturated hydrocarbon from gas mixture
US06/587,657 US4546094A (en) 1983-03-16 1984-03-08 Solid adsorbent for unsaturated hydrocarbon and process for separation of unsaturated hydrocarbon from gas mixture
CA000449472A CA1231932A (en) 1983-03-16 1984-03-13 Solid adsorbent for unsaturated hydrocarbon and process for separation of unsaturated hydrocarbon from gas mixture
US07/093,194 US4864071A (en) 1983-03-16 1987-09-04 Process for separation of unsaturated hydrocarbon from gas mixture

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