JPS61232210A - Coの分離方法 - Google Patents

Coの分離方法

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JPS61232210A
JPS61232210A JP60072697A JP7269785A JPS61232210A JP S61232210 A JPS61232210 A JP S61232210A JP 60072697 A JP60072697 A JP 60072697A JP 7269785 A JP7269785 A JP 7269785A JP S61232210 A JPS61232210 A JP S61232210A
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gas
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adsorption
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Kazuo Tajima
一夫 田島
Hiroshi Osada
長田 容
Taisuke Nishida
西田 岱輔
Osamu Shigyo
執行 修
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明はPEA法(圧力変動式吸着分離方法)を利用し
て、COを含む混合ガス中のCOを分離濃縮又は除去し
て工業的に有用なガスを製造する方法に関するものであ
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
COを含む混合ガス中のCOを分離、濃縮又は除去する
プロセスの一つにPEA法があることは周知の通りであ
る。
一般に、P13A法〈よる00分離技術は、いずれも使
用される吸着剤の特性が常温付近でCO吸看量が大きい
ために1常温付近の温度で操作されるものの、その付近
の温度ではCO!吸着量がそれ以上に大きいため、CO
!を含む混合ガスからCOを分離するには、先づ前処理
工程でCO!を除去し九のち、次いで、C0−P8Aに
よりCOを分離するものである(以下「常温P8ム」と
称する)0 例えば、特開昭59−22625号公報では、前処理工
程で水分とCO6を除去するPI9At−設ける2段処
理を、また、転炉ガスからCOを分離する特開昭59−
26121号公報では、吸着剤にモルデナイトを用い、
CO,−P8AとCO−P8Aとを別の工程で行なう2
段処理を提案している。
^?の1つ又は2つ以上の混合物を担持せる吸着剤を用
い、COを含有する混合ガスから50℃以上150℃以
下という通常の吸着温間(常温付近)の常識を破る高温
でP8Aを実施することにより、CO!を含む混合ガス
から一段の処理によってsCOを選択的に分離、濃縮又
は除去出来る方法を提案した。
これは、上記吸着剤が常温付近ではco、の平衡吸St
がCOのそれの数倍あるにも拘わらず、吸着温度を上昇
せしめることkよって、COとCO宜の平衡吸着量が逆
転するという事実に基ずくものであった。
本発明者らは、その後も先の提案に基ずいて、通常の吸
着工程→i4−ジ工程→脱看工程→昇圧工程を繰り返す
ことの出来る4塔式P8に試験装置により、主として製
鉄所内の通常の転炉ガスを想定して、鋭意研死した結果
、先の提案による方法では、製品CO純純度9ヘ〜95
を得るための00回収率は約70%であるものの、製品
CO#11度を98%まで向上させると、00回収率は
、約30%まで低下し、更に99%以上の純度を得るこ
とは、極めて困難であることが分った。
これは、C0−P8A法に於いては一般忙純度と回収率
とが、はぼ相反する関係にあり、純度を上げようとすれ
ばノクージ工程忙要する製品COガガス所要量が増加し
て、回収率を下げ、また、回収率を上げようとすれば、
パージ工程に要する製品COガスの所要量を減少せざる
を得ないため純度を充分に向上させることが出来ないこ
とKよるのである。
しかしながら、近年、化学工業の原料多様化に伴なって
、C1化学等へのcoガガス要の増大が予想され、また
製鉄所副生ガスを原料とした化学工業が注目されつつあ
ることなどを考え合わせると、より高純度、高回収率を
得ることの出来るCO分離プロセスが望まれている。
〔発明の目的〕
本発明は、先に提案したco分離方法を改良して、更に
高iiB度、高回収率のcoを得ることの出来る1段処
理を特徴とするC0−P8Aプロセスを提供するもので
ある。
〔発明の概要〕
本発明の方1法で使用する吸着剤は、先の提案に記載せ
るものと何ら変わらない。即ち、Ni。
Mn 、 Rh 、 Cu(1)、AI−の1つ又は2
以上の混合物を担持させた吸着剤を用いるのであるが、
担持金属は、価格、入手の容易さなどから考えて、Cu
(I)を主体としたものが好ましい。
当該吸着剤を用いて、PaA法により、150℃を超え
250℃以下の温度範囲で吸着操作を行なうのが、本発
明の特徴である。
この温度範囲におけるCOおよびCO,の平衡吸着特性
は、先の提案の50℃以上150℃以下のそれに比べて
、CO平衡吸吸着は、極めて緩やかではあるが減少傾向
を示しておりこの点では単位処理ガス量当りの所要吸着
剤量が増加することになり、好ましい操作条件とは言え
ない。
しかしながら、C02およびN2の平衡吸装置はCOに
比べて、極めて急激に減少していくため、吸着C O 
/C O,比およびC O/N 、比を犬、即ち、CO
の選択吸着能を非常に向上せしめることが出来る。
更に、本発明の方法では、先の提案〈比べて、より高い
温度で、操作することを特徴とするため、製品COガス
で吸着剤粒子間の不純ガスおよび共吸着した不純ガスt
−パージするに当って、より短時間に、効率的K C4
−ジ工程を行なわしめることが出来る。
従って、これらの理由により、先の提案の方法に比べて
、より高純度、高回収率のCOを得ることが出来るので
ある。
しかしながら、250’Cを超えて、更に高温にしてい
くと、 (1)CO吸吸着自体が更に減少して、単位処理ガス量
当りの所要吸着剤ffi Z>j増大すること。
(2)  吸着塔および/ま九は処理ガスを加熱するた
めのエネルギーが増大すること。
(3)P8^装置の電磁弁等の材質が耐熱性を考慮して
更に高価なものKなること。
(4)  Hl−C O 、 H,O−C O ナトO
m反応iE生ずること。
などにより賢明ではない。
〔発明の効果〕
以上示した如く、本発明くよる方法は、従来法のように
、COとCO,を夫々別の工程で2段処理する必要がな
いだけでなく、本発明者らが先に提案した方法と比べて
、同一吸着剤を用いて、吸着操作温度だけをより高温に
するだけで済むので、全く同じ設備において、高純度、
高回収率を所望する場合には、本発明の方法を、また、
本発明の方法に比べて、そこまで純度および/または回
収率を要求しない場合には先の提案の方法を採用すれば
よく、容易に操作条件を変えることにより、純度、回収
率を管理することが出来る0 なお、本発明のCO分離方法は、CO,COl。
N、、H,などを含有する天然ガス、ナフチなどの改質
ガス、石炭、コークスおよび重質油などのガス化ガス、
製鉄所副生ガス、特(高炉ガス、転炉ガス、また製油所
、石油化学工場の副生ガスなど忙適用出来る。
〔発明の実施例〕
以下、実施例を示す。
〔実施例1〕 CuCl2の0.5 N溶液を作成し、100mJ丸底
フラスコフラスコa Yゼオライト10jPと0,5N
CuC4@溶液somlを加え、丸底フラスコにコンデ
ンサーを取りつけてマントルヒータで100℃で加熱還
流’i2時間行なった。静電後デカンテーシ璽ンにより
上澄みを回収し、さらに0.5NCuCJm溶液50m
εを加え同様に還流を行なった。還流操作は合計3回行
ない、ゼオライトは純水で十分に水洗し、110℃で乾
燥後、粉砕し、電2炉で450℃2時間焼成して吸着剤
を作成し九。尚、回収した上澄み液とろ液t−混合し、
炎光分析して放出したNal1lt−求めて、イオン交
換率を測定し九結果、置換率は83.5%であった。得
られたC u (1) −Y型ゼオライトは、300℃
で60分間CO雰囲気下で還元してCu(1)−Yとし
た。
このようにして調整し念吸着剤2fを20 rggの試
料ビンに入れ定圧式吸着量測定装置にセットし、10 
■HjF、300℃で2時間加熱真空排気して脱水した
つづいて、試料ビンをシリコンオイル槽に入れ20〜3
0分間放置し、測定温間に保ちながら、Heガス(純度
99.9%up)を送り込み、飽和吸着量に達するまで
吸着量を測定して死容積を求めた。測定温度は約り℃〜
約300℃まで順次、飽和吸着量を測定した後昇温した
。測定後は再び300℃、10  ffIIIIHPで
1時間加熱脱着させ、放冷後被測定ガスを用いて上記方
法と同様にして、吸着量を測定した。C01CO,およ
びN!夫々について測定を終了した後、試料t−精秤し
、この値を用いて単位重量あたりの平衡吸着量を求めた
結果をm1図に示す。CO,とCOの平衡吸着量が約5
0℃を境として逆転するのは、先の提案に記載した通り
であるが50℃以上150℃以下の温度範囲では、CO
の平衡吸着量とCOlのそれとの比CO,/ CO,が
1.02〜5.8なのに対して、150℃を超えて25
0℃以下 4の温度範囲では、CO/CO、が5.8を
超えて17.1となり、当該吸着剤のCOに対する選択
吸着能が極めて向上することが分かる◇〔実施例2〕 2BX800111長さosus3o4H吸看塔を4塔
備えたP8A試験装置を用いて吸着操作温度に対する回
収ガスのCO線純度回収率との関係を求めた。なお、各
基は温度調節器付のマントルヒータを備えており、塔内
温度を設定温度±10℃以内に保持出来るようになって
いる。
各基には、実施例1に示した方法と同様の条件で調整し
たC u (i) Y型ゼオライトの造粒品(造粒剤2
0%含む) 1/16  ペレットを夫々860?充填
し、300℃、50Torrで約5時間加熱真空脱着し
た。さらに、純COガスを充填した後、約11/min
、約2時間流通してCu(1)Yに還元した。
当該4塔式PSA装置は、吸着質を回収する通常の方法
として、吸着工程→ノ9−ジエ稈→脱看工程→昇圧工程
を夫々繰り返すことが出来るようKなっている。
上記装置を用いて下記組成の転炉ガスを想定した混合ガ
スの分離、精製を試験した。
ガス組成:C074,5% CO!  14.0% Hz   t、0% N、  10.5% 設定条件は、吸着温度165±10℃、吸着圧力lKP
/crIL!G1脱看圧力50 Torrとし、・臂−
ジガス量と脱着ガス量との比および原料ガス供給IIを
変え、塔内のガス流速をほぼ一定に保ちながら、回収ガ
スのCO線純度、00回収率との関係を求め友。
結果の1例を示すと、 供給ガス量0.767/m1ll 、 ノ臂−ノ量/脱
着量0.73のとき、CO回収率73%で、回収ガス組
成は、 CO    96.2% C0、3,0% N、       0.7 H!0.1 であった。また製品CO線純度00回収率との関係を図
2に破線で示す。
〔実施例3〕 実施例2と同様の装置および条件で吸着温度のみを21
0±10℃に設定して、製品CO線純度回収率との関係
を求めた。
結果の1例を示すと 供給ガス量0.701/mln 、 /臂−ジ量/脱着
量0.74のとき00回収率は、72%であり、回収ガ
ス組成は、 00   98、5% C0、1,O N、     0.4 H,0,1 であった。また、製品CO線純度回収率との関係を図2
に実線で示す。
この結果から、実施例1に比べ吸着温度を上げることに
より、同程度の00回収率に対して製品CO線純度向上
すると共に、00回収率を約50%まで下げることによ
り、99%以上の製品CO線純度得られることが分かる
〔実施例4〕 実施例2と同様の装置および条件で吸着温度のみを、1
35±10℃に設定して、製品CO純度と回収率との関
係を求めた。
結果の一例を示すと、 供給ガスt O,721/ min 、パージ!/脱装
置0.73のとき、00回収率は、72%であり、回収
ガス組成は、 C093,1% CO25,2 N!1.’4 H,,0,3 であった。また製品CO純闇と回収率との関係を図2に
一点鎖線で示す。
この結果から吸着温度が150℃以下の範囲になると、
回収率約70%に対して製品CO純闇は95%以下如低
下すると共に、製品CO線純度98%程度保持するため
には、回収率が約30%まで低下することが分かる。
【図面の簡単な説明】
第1図は吸着剤の温度とC00CO!及びN。 の平衡吸着量の関係を示す説明図、yjg2図は各種吸
着操作温度における回収ガスのco#11度と回収率と
の関係を示す説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Ni、Mn、Rh、Cu( I )、Agの1つ又は2つ
    以上の混合物を担持させた吸着剤を用いて、PSA法に
    より、COを含む混合ガス中のCOを分離、濃縮又は除
    去する方法において、150℃を超え250℃以下の温
    度でCOを優先的に分離することを特徴とするCOの分
    離方法。
JP60072697A 1984-07-04 1985-04-08 Coの分離方法 Granted JPS61232210A (ja)

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JP60072697A JPS61232210A (ja) 1985-04-08 1985-04-08 Coの分離方法
EP85108247A EP0170884B1 (en) 1984-07-04 1985-07-03 Method of separating carbon monoxide
CA000486259A CA1252451A (en) 1984-07-04 1985-07-03 Method of separating carbon monoxide and carbon monoxide adsorbent used in this method
DE8585108247T DE3567579D1 (en) 1984-07-04 1985-07-03 Method of separating carbon monoxide
US06/948,394 US4743276A (en) 1984-07-04 1986-12-31 Method of separating carbon monoxide and carbon monoxide adsorbent used in this method

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017080665A (ja) * 2015-10-27 2017-05-18 大陽日酸株式会社 吸着剤、吸着剤の製造方法、一酸化炭素除去装置、および一酸化炭素除去方法

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