JPS61242638A - Co分離回収用吸着剤、その製造法およびそれを用いて高純度coを分離回収する方法 - Google Patents
Co分離回収用吸着剤、その製造法およびそれを用いて高純度coを分離回収する方法Info
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- JPS61242638A JPS61242638A JP60082978A JP8297885A JPS61242638A JP S61242638 A JPS61242638 A JP S61242638A JP 60082978 A JP60082978 A JP 60082978A JP 8297885 A JP8297885 A JP 8297885A JP S61242638 A JPS61242638 A JP S61242638A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、圧力変動式吸着分離法(以下PSA法という
)または/および温度変動式吸着分離法(以下TSA法
という)によりCOを含む混合ガスから高純度のCOを
分離回収する目的に用いる吸着剤に関するものであり、
さらにはその吸着剤を製造する方法、およびその吸着剤
を用いて高純度COを分離回収する方法に関するもので
ある。
)または/および温度変動式吸着分離法(以下TSA法
という)によりCOを含む混合ガスから高純度のCOを
分離回収する目的に用いる吸着剤に関するものであり、
さらにはその吸着剤を製造する方法、およびその吸着剤
を用いて高純度COを分離回収する方法に関するもので
ある。
従来の技術
COを主成分とするガスの代表的なものとして、製鉄所
の転炉から得られる転炉ガス、高炉から得られる高炉ガ
ス、電気炉から得られる電気炉ガス、コークスをガス化
して得られる発生炉ガスなどがある。これらのガスは通
常そのほとんどが燃料として使用されているが、これら
のガスの中にはCOがたとえば70vo1%前後あるい
はそれ以」−も含まれているものもあるので、これらの
ガス中に含まれるCOを高純度で分離回収することがで
きれば、ギ酸、酢酸等の合成原料、有機化合物の還元用
などとして用いることができ、化学7「楽土非常に有益
である。
の転炉から得られる転炉ガス、高炉から得られる高炉ガ
ス、電気炉から得られる電気炉ガス、コークスをガス化
して得られる発生炉ガスなどがある。これらのガスは通
常そのほとんどが燃料として使用されているが、これら
のガスの中にはCOがたとえば70vo1%前後あるい
はそれ以」−も含まれているものもあるので、これらの
ガス中に含まれるCOを高純度で分離回収することがで
きれば、ギ酸、酢酸等の合成原料、有機化合物の還元用
などとして用いることができ、化学7「楽土非常に有益
である。
従来、COを主成分とするガスからCOを分離回収する
方法として、深冷分離法、銅アンモニア法、コソーブ(
COS ORB)法なとが知られているが、これらの方
法は設備費がかさむ」−1電力、蒸気等の熱エネルギー
に要する費用が大きいという問題があり、大容量のCO
の分離回収には適していても、中容量または小容量のC
Oの分離回収には必ずしも適していなかった。ごらに、
これらの方法により分離して得られるCOには0z、C
O2など自機合成反応上障害となるガス成分が4昆在し
てくるため、そのままでは有機合成用には適用できない
という欠点があった。
方法として、深冷分離法、銅アンモニア法、コソーブ(
COS ORB)法なとが知られているが、これらの方
法は設備費がかさむ」−1電力、蒸気等の熱エネルギー
に要する費用が大きいという問題があり、大容量のCO
の分離回収には適していても、中容量または小容量のC
Oの分離回収には必ずしも適していなかった。ごらに、
これらの方法により分離して得られるCOには0z、C
O2など自機合成反応上障害となるガス成分が4昆在し
てくるため、そのままでは有機合成用には適用できない
という欠点があった。
ところで、中容量または小容量の原料ガスから特定ガス
を選択分離する方D、としてPSA法およびTSA法が
知られている。
を選択分離する方D、としてPSA法およびTSA法が
知られている。
PSA法とは、混合ガスから特定ガスを選択分離する方
法の一つであって、高い圧力で被吸着物を吸着剤に吸着
させ、ついで吸着系の圧力を下げることによって吸着剤
に吸着した被吸着物を脱離し、吸着物および非吸着物を
分離する方法であって、工業的には吸着剤を充填した塔
を複数個設け、それぞれの吸着塔において、A圧→吸着
→洗791→脱気の一連の操作を繰り返すことにより、
装置全体としては連続的に分離回収をイー1うことかで
きるようにしたものである。
法の一つであって、高い圧力で被吸着物を吸着剤に吸着
させ、ついで吸着系の圧力を下げることによって吸着剤
に吸着した被吸着物を脱離し、吸着物および非吸着物を
分離する方法であって、工業的には吸着剤を充填した塔
を複数個設け、それぞれの吸着塔において、A圧→吸着
→洗791→脱気の一連の操作を繰り返すことにより、
装置全体としては連続的に分離回収をイー1うことかで
きるようにしたものである。
また、TSA法も−1−記PSA法と同様に混合ガスか
ら特定ガスを選択分離する方法の一つであって、低温で
被吸着物を吸着剤に吸着させ、ついで吸着系の温度」−
げることによって吸着剤に吸着した被吸着物を鋭離し、
吸着物および非吸着物を分都する方法である。
ら特定ガスを選択分離する方法の一つであって、低温で
被吸着物を吸着剤に吸着させ、ついで吸着系の温度」−
げることによって吸着剤に吸着した被吸着物を鋭離し、
吸着物および非吸着物を分都する方法である。
従来、このPSA法によりCOを含む混合ガスからCO
を分離回収する方法として、モルデナイト系ゼオライト
を吸着剤として用いる方法が提案されている。(特開昭
59−22f325号公報、特開昭58−498’18
号公報参照) また、PSA法またはTSA法によりCOを含むlIル
合ガスからCOを分画回収する方法として、ハロゲン化
銅(■)、酸化鋼(■)、銅(II )塩、酸化銅(T
I )などの銅化合物を活性炭に相持させたものを吸着
剤として用いる方法が提案されている。(特商昭58−
15[15]7号公報、特開昭59−8’ 94’ 1
4号公報、特開昭59’−105841号公報、特開昭
58’−138’134号公報参照) ゛□発明が解決しようとする問題点 PSA法またはTSA法を実施するにあたり吸着塔に充
填する吸着剤に求められる性能としては、■共存成分に
対する着目成分の選択的吸着があること、■加圧または
低温時と減圧または高温時の着目成分の吸着量の差が大
きいこと、■吸着した着目成分の脱離が容易であること
、■着目成分以外は吸着されにくく、そして脱離しにく
いこと、などがあげられる。これらの性能は、製品ガス
の純度および収率に大きな影響を4えるため、PSA法
またはTSA法では重要な要素となる。
を分離回収する方法として、モルデナイト系ゼオライト
を吸着剤として用いる方法が提案されている。(特開昭
59−22f325号公報、特開昭58−498’18
号公報参照) また、PSA法またはTSA法によりCOを含むlIル
合ガスからCOを分画回収する方法として、ハロゲン化
銅(■)、酸化鋼(■)、銅(II )塩、酸化銅(T
I )などの銅化合物を活性炭に相持させたものを吸着
剤として用いる方法が提案されている。(特商昭58−
15[15]7号公報、特開昭59−8’ 94’ 1
4号公報、特開昭59’−105841号公報、特開昭
58’−138’134号公報参照) ゛□発明が解決しようとする問題点 PSA法またはTSA法を実施するにあたり吸着塔に充
填する吸着剤に求められる性能としては、■共存成分に
対する着目成分の選択的吸着があること、■加圧または
低温時と減圧または高温時の着目成分の吸着量の差が大
きいこと、■吸着した着目成分の脱離が容易であること
、■着目成分以外は吸着されにくく、そして脱離しにく
いこと、などがあげられる。これらの性能は、製品ガス
の純度および収率に大きな影響を4えるため、PSA法
またはTSA法では重要な要素となる。
しかるに、吸着剤の物理的な吸着脱離現象を利用する−
1−記モルデナイト系ゼオラ11・を吸着剤として用い
る方法にあっては、CO吸着量が比較的小さいため圧力
スイングの切替え頻度を多くしなければならず、操作の
点でも弁類の寿命の点でも不利となること、吸着操作に
先立ちCOIを予め除去しておかなければならないこと
、N2の共吸着を免かれないため、製品純度が低くなる
こと、また吸着したNzを除くために製品COガスを用
いて塔内洗浄を行うときの洗浄量が多く、製品COの回
収率が低くなることなどの問題がある。
1−記モルデナイト系ゼオラ11・を吸着剤として用い
る方法にあっては、CO吸着量が比較的小さいため圧力
スイングの切替え頻度を多くしなければならず、操作の
点でも弁類の寿命の点でも不利となること、吸着操作に
先立ちCOIを予め除去しておかなければならないこと
、N2の共吸着を免かれないため、製品純度が低くなる
こと、また吸着したNzを除くために製品COガスを用
いて塔内洗浄を行うときの洗浄量が多く、製品COの回
収率が低くなることなどの問題がある。
一方、吸着剤の化学的な吸着脱離現象を利用する上記銅
化合物を活性炭に担持させた吸着剤を用いる方法にあっ
ては、C01N2、C05Lなどを含む47へ合ガスか
らCOを分動しようとする場合、COと同時にCO2な
ども共吸着する傾向があるため高純度のCOを分離回収
しがたいこと、また吸着剤のCO吸着i1が必ずしも大
きくはないことなどの問題点があり、工業的規模におい
て採用しうるまでには至っていない。
化合物を活性炭に担持させた吸着剤を用いる方法にあっ
ては、C01N2、C05Lなどを含む47へ合ガスか
らCOを分動しようとする場合、COと同時にCO2な
ども共吸着する傾向があるため高純度のCOを分離回収
しがたいこと、また吸着剤のCO吸着i1が必ずしも大
きくはないことなどの問題点があり、工業的規模におい
て採用しうるまでには至っていない。
本発明は、このような状況に鑑み、COを含む4昆合ガ
スから高純IffのCOを効率良く分離回収する工業的
に有利な吸着剤を見出すべく鋭意研究を重ねた結果到達
したものである。
スから高純IffのCOを効率良く分離回収する工業的
に有利な吸着剤を見出すべく鋭意研究を重ねた結果到達
したものである。
問題点を解決するための手段
本発明のCOO離回収用吸着剤は、シリカまたは/およ
びアルミナからなる111体に銅化合物を41i持させ
てなるものである。
びアルミナからなる111体に銅化合物を41i持させ
てなるものである。
また、本発明のCOO離回収用吸着剤の製造法は、シリ
カまたは/およびアルミナからなる担体に、銅化合物を
溶媒に溶解または分散した溶液または分散液を接触させ
た後、溶媒を除去することを特徴とするものである。
カまたは/およびアルミナからなる担体に、銅化合物を
溶媒に溶解または分散した溶液または分散液を接触させ
た後、溶媒を除去することを特徴とするものである。
さらにまた、本発明の高純度COを分離回収する方法は
、PSA法または/およびTSA法によりCOを含む混
合ガスから高純度COを分離回収するにあたり、吸着剤
として、シリカまたは/およびアルミナからなる111
体に銅化6物を111持させてなるCO分魔1回収用吸
着剤を用いることを特徴とするものである。
、PSA法または/およびTSA法によりCOを含む混
合ガスから高純度COを分離回収するにあたり、吸着剤
として、シリカまたは/およびアルミナからなる111
体に銅化6物を111持させてなるCO分魔1回収用吸
着剤を用いることを特徴とするものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
胱看光
本発明のCO分分団回収用吸着剤、シリカまたは/およ
びアルミナからなる担体に銅化合物を411持させてな
るものである。
びアルミナからなる担体に銅化合物を411持させてな
るものである。
シリカは、たとえばケイ酪すトリウム水溶液を塩酸など
の酸で中和I7て沈澱を析出させ、一ついで水洗、乾燥
し、さらに必要に応じて減圧加熱により活性化し、粉粒
状とすることにより取得される。アルミナは、たとえば
可溶性のアルミニウム塩の水溶液から水酸化アルミニウ
ムを沈澱させてろ過し、これを強熱することにより取イ
↓Iされる。
の酸で中和I7て沈澱を析出させ、一ついで水洗、乾燥
し、さらに必要に応じて減圧加熱により活性化し、粉粒
状とすることにより取得される。アルミナは、たとえば
可溶性のアルミニウム塩の水溶液から水酸化アルミニウ
ムを沈澱させてろ過し、これを強熱することにより取イ
↓Iされる。
シリカとアルミナを併用するときは、シリカとアルミナ
との中なる機械的混合物のほか、シリカゲルとアルミナ
ゲルとを湿った状態で練り合せる方法、シリカゲルにア
ルミニウム塩を浸漬する方法、シリカとアルミナとを水
溶液から同蒋にゲル化させる方法、シリカゲル上にアル
ミナゲルを沈着させる方法などが採用ごれる。
との中なる機械的混合物のほか、シリカゲルとアルミナ
ゲルとを湿った状態で練り合せる方法、シリカゲルにア
ルミニウム塩を浸漬する方法、シリカとアルミナとを水
溶液から同蒋にゲル化させる方法、シリカゲル上にアル
ミナゲルを沈着させる方法などが採用ごれる。
これらのシリカ、アルミナおよびシリカ−アルミナは、
いずれも市販されており、本発明においては塔に充填し
たときの圧損等を考慮して粒径がたとえば1〜7mm程
度の粒状のものを選択し、これを必要に応じて乾燥して
から使用する。
いずれも市販されており、本発明においては塔に充填し
たときの圧損等を考慮して粒径がたとえば1〜7mm程
度の粒状のものを選択し、これを必要に応じて乾燥して
から使用する。
シリカとアルミナとを比較すると、COO着量の点では
シリカの方がすぐれており、一方CO純度の点ではアル
ミナの方がすぐれているという傾向がある。
シリカの方がすぐれており、一方CO純度の点ではアル
ミナの方がすぐれているという傾向がある。
シリカまたは/およびアルミナ担体に担持させる銅化合
物としては、銅(I)化合物、銅(■1)化合物または
銅(II )化合物の還元物が用いられる。なお、場合
により、これらの銅化合物と共に、塩化アルミニウム、
フッ化アルミニウム、臭化アルミニウムなどのハロゲン
化アルミニウムを混合使用することできる。
物としては、銅(I)化合物、銅(■1)化合物または
銅(II )化合物の還元物が用いられる。なお、場合
により、これらの銅化合物と共に、塩化アルミニウム、
フッ化アルミニウム、臭化アルミニウムなどのハロゲン
化アルミニウムを混合使用することできる。
ここで銅(I)化合物としては、塩化銅(I)、フン化
m (I) 、臭化銅(I )等のハロゲン化銅(1)
;酸化銅(1)ニジアン化銅(■);ギm銅(■)、酢
酸銅(1)、シュウ酎銅(I)、硫酸銅(■)、椎硫耐
銅(I)等の銅CI)の酸素#塩または右機酩塩;硫化
銅(■)、ジクロロ銅(I)酸塩、テトラクロロ銅(I
)酸塩、ジシアノ銅(I)酸塩、テトラシアノ銅(I)
酸塩等の錯塩などが例示される。特にIn化銅(1)が
好適である。
m (I) 、臭化銅(I )等のハロゲン化銅(1)
;酸化銅(1)ニジアン化銅(■);ギm銅(■)、酢
酸銅(1)、シュウ酎銅(I)、硫酸銅(■)、椎硫耐
銅(I)等の銅CI)の酸素#塩または右機酩塩;硫化
銅(■)、ジクロロ銅(I)酸塩、テトラクロロ銅(I
)酸塩、ジシアノ銅(I)酸塩、テトラシアノ銅(I)
酸塩等の錯塩などが例示される。特にIn化銅(1)が
好適である。
Iff(II)化合物としては、塩化銅(IT)、 フ
ッ化銅(IT)、臭化鋼(n )等のハロゲン化銅(I
I)、酸化銅(II)、シアン化銅(TI)、ギ酸銅(
II)、酢酸銅(II)、シュウ耐錆(Jl)、硫酸銅
(II)、硝酸銅(II)、 リン酎銅(II)、炭
酸銅(II )等の銅(II )の酸素酸塩または有機
耐用:水酸化銅(H);硫化銅(II)、)リフルオロ
銅(II )酸塩、テトラフルオロ銅(II )醇」ム
、トリクロロ銅(II )酸塩、テトラクロロ銅(TI
)酸塩、テトラシアノIF((II )酸iハ、テト
ラヒドロオクン銅(II )酸塩、ヘキサヒドロオクン
銅(II )醇+1H、アンミン錯塩等の錯号スなどが
例示される。
ッ化銅(IT)、臭化鋼(n )等のハロゲン化銅(I
I)、酸化銅(II)、シアン化銅(TI)、ギ酸銅(
II)、酢酸銅(II)、シュウ耐錆(Jl)、硫酸銅
(II)、硝酸銅(II)、 リン酎銅(II)、炭
酸銅(II )等の銅(II )の酸素酸塩または有機
耐用:水酸化銅(H);硫化銅(II)、)リフルオロ
銅(II )酸塩、テトラフルオロ銅(II )醇」ム
、トリクロロ銅(II )酸塩、テトラクロロ銅(TI
)酸塩、テトラシアノIF((II )酸iハ、テト
ラヒドロオクン銅(II )酸塩、ヘキサヒドロオクン
銅(II )醇+1H、アンミン錯塩等の錯号スなどが
例示される。
銅(II )化合物を)U体に担持させた場合は、これ
を還元した還元物も用いられる。この還元物は、銅(I
)化合物と銅(II )化合物との混合物、あるいは工
師とII価の中間の原子価を持つ化合物であると1ス1
一定される。
を還元した還元物も用いられる。この還元物は、銅(I
)化合物と銅(II )化合物との混合物、あるいは工
師とII価の中間の原子価を持つ化合物であると1ス1
一定される。
シリカまたは/およびアルミナ担体に対する銅化合物の
担持量は特に限定はないが、通常は05〜10 m−
mol/g、好ましくは1〜5 m−mol/gの範
囲から1択する。担持量が余りに少ないとCO吸着能力
が不足し、一方担持量が余りに多いとかえって分離効率
が低下する。
担持量は特に限定はないが、通常は05〜10 m−
mol/g、好ましくは1〜5 m−mol/gの範
囲から1択する。担持量が余りに少ないとCO吸着能力
が不足し、一方担持量が余りに多いとかえって分離効率
が低下する。
11皿ムU妻
1−述の吸着剤は、シリカまたは/およびアルミナから
なる担体に、銅化合物を溶媒に溶解または分散ネせだ溶
液または分散液を接触させた後、溶媒を除去することに
より製造される。
なる担体に、銅化合物を溶媒に溶解または分散ネせだ溶
液または分散液を接触させた後、溶媒を除去することに
より製造される。
溶液または分散液の接触は、含浸、スプレーなどにより
なされる。この際、シリカまたは/およびアルミナに銅
化合物の溶液または分散液を含浸またはスプレーなどの
手段によりliに接触させるだけでなく、真空脱気した
シリカまたは/およびアルミナに銅化合物の溶液または
分散液を接触させたり、シリカまたは/およびアルミナ
に銅化合物の溶液または分散液を接触させた後、減圧条
件ドに脱気したりしてもよい。
なされる。この際、シリカまたは/およびアルミナに銅
化合物の溶液または分散液を含浸またはスプレーなどの
手段によりliに接触させるだけでなく、真空脱気した
シリカまたは/およびアルミナに銅化合物の溶液または
分散液を接触させたり、シリカまたは/およびアルミナ
に銅化合物の溶液または分散液を接触させた後、減圧条
件ドに脱気したりしてもよい。
溶媒と1.ては、たとえば、水、塩酸、酢酸、ギ酸、ア
ンモニア性ギ耐水溶液、アンモニア水、含ハロゲン溶剤
(クロロホルム、四塩化炭素、二塩化エチレン、I・リ
クロロエタン、テトラクロロエタン、テ]・ラクロロエ
チレン、塩化メチレン、フッ素系溶剤等)、含イオウ溶
剤(二硫化炭素、ジメチルスルホキシド等)、含窒素溶
剤(プロピオニトリル、アセトニトリル メチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等) 、
炭化水素(ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、
エチルベンゼン、シクロヘキサン、デカリン等)、アル
コール類(メタノール、エタノール、プロパツール、ブ
クノール、アミルアルコール、シクロヘキサノール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール等)、ケトン
類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、アセトフェノン、イソホロン、シクロへキサメ
ン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ア
ミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸アミル等)、
エーテル類(イソプロピルエーテル、ジオキサン等)、
セロソルブ類(セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチル
セロソルブ、セロンルブアセテート等)、カルビ)・−
ル類などがあげられる。
ンモニア性ギ耐水溶液、アンモニア水、含ハロゲン溶剤
(クロロホルム、四塩化炭素、二塩化エチレン、I・リ
クロロエタン、テトラクロロエタン、テ]・ラクロロエ
チレン、塩化メチレン、フッ素系溶剤等)、含イオウ溶
剤(二硫化炭素、ジメチルスルホキシド等)、含窒素溶
剤(プロピオニトリル、アセトニトリル メチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等) 、
炭化水素(ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、
エチルベンゼン、シクロヘキサン、デカリン等)、アル
コール類(メタノール、エタノール、プロパツール、ブ
クノール、アミルアルコール、シクロヘキサノール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール等)、ケトン
類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、アセトフェノン、イソホロン、シクロへキサメ
ン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ア
ミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸アミル等)、
エーテル類(イソプロピルエーテル、ジオキサン等)、
セロソルブ類(セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチル
セロソルブ、セロンルブアセテート等)、カルビ)・−
ル類などがあげられる。
シリカまたは/およびアルミナからなる担体に銅化合物
の溶液または分散液を接触させた後は、空気雰囲気下ま
たは窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に適当な
手段により溶媒を除去する。溶媒の除去は単なる加熱乾
燥のほか、減圧乾燥によってもなされる。 □ 銅(I)化合物を用いた場合は、この乾燥により十分な
CO吸着能を示す吸着剤が得られるが、ごらに不活性ガ
スまたは還元性ガス雰囲気下に加熱処理を行ってもよい
。
の溶液または分散液を接触させた後は、空気雰囲気下ま
たは窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に適当な
手段により溶媒を除去する。溶媒の除去は単なる加熱乾
燥のほか、減圧乾燥によってもなされる。 □ 銅(I)化合物を用いた場合は、この乾燥により十分な
CO吸着能を示す吸着剤が得られるが、ごらに不活性ガ
スまたは還元性ガス雰囲気下に加熱処理を行ってもよい
。
これに対し銅( TI )化合物を用いた場合は、]−
記乾燥だけではCO吸着能が不足する場合が多い。そこ
で銅( II )化合物を用いた場合には、乾燥後の吸
着剤をさらに不活性ガスまたは還元性ガス雰囲気下にお
いて加熱処理することにより活性化を行うことが望まし
い。加熱温度は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス中に
おいては2 0’O〜600℃、好ましくは400〜5
50℃、CO、Hλなどの還元性ガス中においては1.
0 0〜230°Cとするのが適当である。
記乾燥だけではCO吸着能が不足する場合が多い。そこ
で銅( II )化合物を用いた場合には、乾燥後の吸
着剤をさらに不活性ガスまたは還元性ガス雰囲気下にお
いて加熱処理することにより活性化を行うことが望まし
い。加熱温度は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス中に
おいては2 0’O〜600℃、好ましくは400〜5
50℃、CO、Hλなどの還元性ガス中においては1.
0 0〜230°Cとするのが適当である。
この加熱処理により、担体に担持された銅( II)化
合物は部分的に還元されて、銅(I)化合物と銅( I
I )化合物との混合物、あるいは工師とII価の中間
の原子価を持つ化合物になるものと推定される。
合物は部分的に還元されて、銅(I)化合物と銅( I
I )化合物との混合物、あるいは工師とII価の中間
の原子価を持つ化合物になるものと推定される。
免ρ!弓υ1贋双
上記のようにして得られた吸着剤は、吸着塔に充填され
、PSA法またはTSA法により、Coを含むII配合
ガスからのCOの分離回収が遂行される。
、PSA法またはTSA法により、Coを含むII配合
ガスからのCOの分離回収が遂行される。
PSA法によりCOの分離回収を行う場合は、吸着工程
における吸着圧力は大気圧以上、たとえば0〜6 Kg
/ cm’Gとすることが望ましく 真空脱気工程にお
ける真空度は大気圧以下、たとえば200〜10Tor
rとすることが望ましい。
における吸着圧力は大気圧以上、たとえば0〜6 Kg
/ cm’Gとすることが望ましく 真空脱気工程にお
ける真空度は大気圧以下、たとえば200〜10Tor
rとすることが望ましい。
TSA法によりCOの分離回収を行う場合は、吸着工程
における吸着温度はたとえばO〜40°C程度、脱気工
程における脱気温度はたとえば60〜180°C程度と
することが望ましい。
における吸着温度はたとえばO〜40°C程度、脱気工
程における脱気温度はたとえば60〜180°C程度と
することが望ましい。
また、PSA法とTSA法とを併用し、吸着を大気圧以
」−で低温条件下に行い、脱気を大気圧以下で高温条件
下に行うこともできる。
」−で低温条件下に行い、脱気を大気圧以下で高温条件
下に行うこともできる。
なお、TSA法はエネルギー消費の点でPSA法に比し
ては不利であるため、工業的にはPSA法を採用するか
、P S A −T S A (51用法を採用するこ
とが望ましい。
ては不利であるため、工業的にはPSA法を採用するか
、P S A −T S A (51用法を採用するこ
とが望ましい。
本発明の方法に適用できるCOを含む混合ガスとしては
、たとえば、製鉄所の転炉から発生する転炉ガスが用い
られる。転炉ガスは、通常、主成分としてのCOのほか
、02、メタンその他の炭化水素、水および少年のH2
,S、NH3等を含んでいる。転炉ガス以外に、高炉ガ
ス、電気炉ガス、発生炉ガスなども原料ガスとして用い
ることができる。
、たとえば、製鉄所の転炉から発生する転炉ガスが用い
られる。転炉ガスは、通常、主成分としてのCOのほか
、02、メタンその他の炭化水素、水および少年のH2
,S、NH3等を含んでいる。転炉ガス以外に、高炉ガ
ス、電気炉ガス、発生炉ガスなども原料ガスとして用い
ることができる。
なお、本発明においては、CO分離回収工程に先立ち、
上記吸着剤を被毒し、あるいはその寿命を縮めるおそれ
のある成分、すなわちイオウ化合物、N H3等の不純
物の吸着除去工程、水分除去−[程およびO2除去工程
を設けることが望ましい。ただし、C02除去工程やN
z除去工程は設けるには及ばない。
上記吸着剤を被毒し、あるいはその寿命を縮めるおそれ
のある成分、すなわちイオウ化合物、N H3等の不純
物の吸着除去工程、水分除去−[程およびO2除去工程
を設けることが望ましい。ただし、C02除去工程やN
z除去工程は設けるには及ばない。
PSA法を採用した場合の操作は、工業的には、上記吸
着剤を充填した複数の吸着塔を用い、次の各操作をそれ
ぞれの吸着塔において、(1)原料ガスを吸着塔に流し
てCOを吸着する■二程、および、排出ガス中CO濃度
が原料ガス中のCO濃度と等しくなる少し前に、υ1出
ガスを他塔の昇圧(m)に用いる工程、 (2)吸着工程終了後、その吸着塔と真空脱気が終った
吸着塔とを連絡し、前者吸着塔の圧力を大気圧付近まで
並流に減圧させる減圧工程、およびそれに対応して後者
吸着塔を昇圧(I)する工程、 (3)減圧した吸着塔に製品ガスの一部を並流に導入し
て、塔内部残留不純物ガスを洗浄する洗浄工程、および
、このとき排出されるガスを他塔の昇圧(IT )に用
いる工程、 (4)真空減圧して、吸着剤に吸着されているCOを吸
着剤から向流に脱気させ、製品ガスを回収する製品回収
工程、 (5)製品回収が終った吸着塔と吸着工程が終った吸着
塔とを連絡して、前者吸着塔を並流に昇圧する昇圧(I
)工程、 (6)他の吸着塔の洗浄排ガスにより並流に昇圧する昇
圧(II )工程、 (7)他の吸着塔の吸着工程終了間際の排ガスによりy
圧する昇圧(m)工程、 を順次繰返して行えばよい。
着剤を充填した複数の吸着塔を用い、次の各操作をそれ
ぞれの吸着塔において、(1)原料ガスを吸着塔に流し
てCOを吸着する■二程、および、排出ガス中CO濃度
が原料ガス中のCO濃度と等しくなる少し前に、υ1出
ガスを他塔の昇圧(m)に用いる工程、 (2)吸着工程終了後、その吸着塔と真空脱気が終った
吸着塔とを連絡し、前者吸着塔の圧力を大気圧付近まで
並流に減圧させる減圧工程、およびそれに対応して後者
吸着塔を昇圧(I)する工程、 (3)減圧した吸着塔に製品ガスの一部を並流に導入し
て、塔内部残留不純物ガスを洗浄する洗浄工程、および
、このとき排出されるガスを他塔の昇圧(IT )に用
いる工程、 (4)真空減圧して、吸着剤に吸着されているCOを吸
着剤から向流に脱気させ、製品ガスを回収する製品回収
工程、 (5)製品回収が終った吸着塔と吸着工程が終った吸着
塔とを連絡して、前者吸着塔を並流に昇圧する昇圧(I
)工程、 (6)他の吸着塔の洗浄排ガスにより並流に昇圧する昇
圧(II )工程、 (7)他の吸着塔の吸着工程終了間際の排ガスによりy
圧する昇圧(m)工程、 を順次繰返して行えばよい。
このように」−記操作をそれぞれの吸着塔におI/)て
順次繰返して行うことによって、連続的に高純度のCO
ガスを高い回収率で分離回収することができる。
順次繰返して行うことによって、連続的に高純度のCO
ガスを高い回収率で分離回収することができる。
作 用
本発明の固体吸着剤による吸着脱離現象は、主として担
体に担持された銅化合物とCOとの可逆的な化学反応(
錯体形成反応と解離反応)に基づくものであり(Nλ、
C02との化学反応は起こらない)、副次的にシリカま
たは/およびアルミナ担体の細孔表面−1−への物理的
な吸着およびそこからの脱離に基〈ものであると考えら
る。
体に担持された銅化合物とCOとの可逆的な化学反応(
錯体形成反応と解離反応)に基づくものであり(Nλ、
C02との化学反応は起こらない)、副次的にシリカま
たは/およびアルミナ担体の細孔表面−1−への物理的
な吸着およびそこからの脱離に基〈ものであると考えら
る。
実 施 例
次に、実施例をあげて本発明をさらに説明する。
実施例1
200 mlの三角フラスコ中で塩化銅(I)14gを
401の塩酸に溶解することにより、塩化銅(I)溶液
を調製した。この溶液中に、予め110℃で約4時間乾
燥した平均粒径3mmのアルミナ(不二見研磨材工業株
式会社製AH−5ll ) 40gを加え、アスピレー
タ−で1分間脱気した後、4時間静置した。ついで、マ
ントルヒーターで200℃に加熱しつつ、N2気流中で
溶媒を留去した後、室温まで冷却し、CO分離回収用の
吸着剤を得た。
401の塩酸に溶解することにより、塩化銅(I)溶液
を調製した。この溶液中に、予め110℃で約4時間乾
燥した平均粒径3mmのアルミナ(不二見研磨材工業株
式会社製AH−5ll ) 40gを加え、アスピレー
タ−で1分間脱気した後、4時間静置した。ついで、マ
ントルヒーターで200℃に加熱しつつ、N2気流中で
溶媒を留去した後、室温まで冷却し、CO分離回収用の
吸着剤を得た。
−1−記で得た吸着剤を吸着塔(15m[IlφX30
0mmH)に充填し、この吸着塔に Co : 71.4 vo1% N2 : 12.7 vo1% CO2: 15.9 vo1% よりなる組成の1気圧の混合ガスを供給して20′Cで
COを吸着させた。このときのCO吸着量はif(,2
cc/ccであった。
0mmH)に充填し、この吸着塔に Co : 71.4 vo1% N2 : 12.7 vo1% CO2: 15.9 vo1% よりなる組成の1気圧の混合ガスを供給して20′Cで
COを吸着させた。このときのCO吸着量はif(,2
cc/ccであった。
吸着操作後G O180m1で塔内を洗浄し、ついで真
空ポンプを用いて圧力50Torrで5分間脱気を行い
、吸着されているガスを放出させた。このときのCO放
出酸は8.9cc/ccであり、回収ガス組成は、 Co : 99.9 vo1% ”02. : 0.1 vo1% N2. : trace であった。
空ポンプを用いて圧力50Torrで5分間脱気を行い
、吸着されているガスを放出させた。このときのCO放
出酸は8.9cc/ccであり、回収ガス組成は、 Co : 99.9 vo1% ”02. : 0.1 vo1% N2. : trace であった。
再びI−記と同じ条件で吸着させると、放出したc o
11と同じ州のCOが吸着された。
11と同じ州のCOが吸着された。
比較例1
吸着剤としてモルデナイト系ゼオライト(粒径3 mm
)を充填した吸着塔を用いたほかは実施例1と同様にし
て実験を行った。
)を充填した吸着塔を用いたほかは実施例1と同様にし
て実験を行った。
比較例2
アルミナに代えて市販の活性炭4粒径3 mm)を用い
たほかは実施例1と同様にして吸着剤を製造し、この吸
着剤を用いて実施例1と同様の実験を行った。
たほかは実施例1と同様にして吸着剤を製造し、この吸
着剤を用いて実施例1と同様の実験を行った。
以ト実施例1、比較例1〜2の結果を第1表に示す。
」 ソ
第1表
実施例2
実施例1において、混合ガスの吸着操作を2kg/cm
Gの加圧下に行い、吸着操作後は大気圧まで減圧して
CO180m1で塔内を洗浄し、ついで真空ポンプを用
いて圧力50Torrで5分間脱気を行い、吸着されて
いるガスを放出させた。結果は次の通りであった。
Gの加圧下に行い、吸着操作後は大気圧まで減圧して
CO180m1で塔内を洗浄し、ついで真空ポンプを用
いて圧力50Torrで5分間脱気を行い、吸着されて
いるガスを放出させた。結果は次の通りであった。
CO吸着量 17.4 cc/ccCO放出91
10.1 cc/cc回収ガス組成 CO: 98.85vo1% C02,: 0.05vo1% NZ : trace 実施例3 200 mlの三角フラスコ中で塩化銅(II)IOg
を80m1の水に溶解することにより、塩化銅(I)溶
液を調製した。この溶液中に実施例1で用いたアルミナ
40gを加え、アスピレータ−で1分間脱気した後、4
時間静置した。ついで、マントルヒーターで200℃に
加熱しつつ、N、気流中で溶媒を留去した後、引き続き
N、気流中500℃で約1時間熱処理を行った。その後
室温まで冷却し、CO分離回収用の吸着剤を得た。
10.1 cc/cc回収ガス組成 CO: 98.85vo1% C02,: 0.05vo1% NZ : trace 実施例3 200 mlの三角フラスコ中で塩化銅(II)IOg
を80m1の水に溶解することにより、塩化銅(I)溶
液を調製した。この溶液中に実施例1で用いたアルミナ
40gを加え、アスピレータ−で1分間脱気した後、4
時間静置した。ついで、マントルヒーターで200℃に
加熱しつつ、N、気流中で溶媒を留去した後、引き続き
N、気流中500℃で約1時間熱処理を行った。その後
室温まで冷却し、CO分離回収用の吸着剤を得た。
この吸着剤を用いて実施例1と同じ条件で吸着実験を行
った。結果は次の通りであった。
った。結果は次の通りであった。
CO吸着は 8.2 cc/cc
洗浄co扇: 180 m1
CO放出量 3.2 cc/cc
回収ガス組成
Co : 98.7vo1%
COs : 1.2 vo1%
NZ : 0.1vo1%
実施例4
11体として粒径3mmのシリカ−アルミナ(日揮化学
株式会社製N631L) 33gを用い、熱処理温度を
450°C1洗浄量を3BOmlとした以外は実施例2
と同じ条+1で実験を行った。結果は次の通りであった
。
株式会社製N631L) 33gを用い、熱処理温度を
450°C1洗浄量を3BOmlとした以外は実施例2
と同じ条+1で実験を行った。結果は次の通りであった
。
CO吸着年 13.7 cc/ccCO放出量
9.9 cc/cc回収ガス組成 Co : 99.7vo1% COz + 0.3 vo1% N2. : trace 実施例5 塩化jM(I)に代えて酸化tF](I)l1gを用い
、熱処理温度を500°Cとした以外は実施例1と回シ
束件で実験を行った。結果は次の通りであった。
9.9 cc/cc回収ガス組成 Co : 99.7vo1% COz + 0.3 vo1% N2. : trace 実施例5 塩化jM(I)に代えて酸化tF](I)l1gを用い
、熱処理温度を500°Cとした以外は実施例1と回シ
束件で実験を行った。結果は次の通りであった。
CO吸着量 13.5 cc/ccCO放出量
6.4 cc/cc 回収ガス組成 Co : 99.6vo1% GO2,: 0.4 vat% N2. : trace 実施例6 実施例1において、吸着操作は1気圧、20°Cで行い
、放出操作は1気圧、 120°Cで行った。結果は次
の通りであった。
6.4 cc/cc 回収ガス組成 Co : 99.6vo1% GO2,: 0.4 vat% N2. : trace 実施例6 実施例1において、吸着操作は1気圧、20°Cで行い
、放出操作は1気圧、 120°Cで行った。結果は次
の通りであった。
CO吸着Ff4−18 、2 c c / c cCO
放出昂 9.6 cc/cc回収ガス組成 Co : 9B、3vo1% COz : 3.4 vo1% NZ : 0.2vo1%実施例7 実施例3において、アルミナに代えて平均粒径3mmの
シリカ(ローヌプーラン社製DC3)を用い、これを塩
化銅(TI )溶液中に加え、アスピレータ−で1分間
脱気した後、4時間静置した。ついで、マントルヒータ
ーで200℃に加熱シック、NZ気流中で溶媒を留去し
た後、引き続きCO気流中450°Cで約1時間熱処理
を行った。その後室温まで冷却し、CO分離回収用の吸
着剤を得た。
放出昂 9.6 cc/cc回収ガス組成 Co : 9B、3vo1% COz : 3.4 vo1% NZ : 0.2vo1%実施例7 実施例3において、アルミナに代えて平均粒径3mmの
シリカ(ローヌプーラン社製DC3)を用い、これを塩
化銅(TI )溶液中に加え、アスピレータ−で1分間
脱気した後、4時間静置した。ついで、マントルヒータ
ーで200℃に加熱シック、NZ気流中で溶媒を留去し
た後、引き続きCO気流中450°Cで約1時間熱処理
を行った。その後室温まで冷却し、CO分離回収用の吸
着剤を得た。
この吸着剤を用いて実施例1と同じ条件で吸着実験を行
った。結果は次の通りであった。
った。結果は次の通りであった。
CO吸着量 5.8cc/cc
洗浄CO量 380 ml
CO放出量 3.0 cc/cc
回収ガス組成
Co : 98.8vo1%
COZ : 1.1 vo1%
N2.: 0.1va1%
発明の効果
本発明のCO吸着剤は、■安価な原材料を用い容易に製
造できること、■熱に対して安定である−1−1硬さも
あり、吸着塔に充填した場合長期にわたり耐久性を持つ
こと、■混合ガス中のCO以外のガスの吸着が少ないた
め、極めて純度の高いCOを分離回収できること、など
のすぐれた利点を有している。
造できること、■熱に対して安定である−1−1硬さも
あり、吸着塔に充填した場合長期にわたり耐久性を持つ
こと、■混合ガス中のCO以外のガスの吸着が少ないた
め、極めて純度の高いCOを分離回収できること、など
のすぐれた利点を有している。
よって、本発明により、転炉ガスその他COを含むガス
から高純度のCOを工業的規模で分離回収することでき
、化学工業上の意義が大きい。
から高純度のCOを工業的規模で分離回収することでき
、化学工業上の意義が大きい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、シリカまたは/およびアルミナからなる担体に銅化
合物を担持させてなるCO分離回収用吸着剤。 2、銅化合物が、銅( I )化合物である特許請求の範
囲第1項記載の吸着剤。 3、銅化合物が、銅(II)化合物またはその還元物であ
る特許請求の範囲第1項記載の吸着剤。 4、シリカまたは/およびアルミナからなる担体に、銅
化合物を溶媒に溶解または分散した溶液または分散液を
接触させた後、溶媒を除去することを特徴とするCO分
離回収用吸着剤の製造法。 5、シリカまたは/およびアルミナからなる担体に、銅
化合物を溶媒に溶解または分散した溶液または分散液を
接触させた後、溶媒を除去し、さらに不活性ガスまたは
還元性ガス雰囲気下に加熱処理することを特徴とする特
許請求の範囲第4項記載の製造法。 6、圧力変動式吸着分離法または/および温度変動式吸
着分離法によりCOを含む混合ガスから高純度COを分
離回収するにあたり、吸着剤として、シリカまたは/お
よびアルミナからなる担体に銅化合物を担持させてなる
CO分離回収用吸着剤を用いることを特徴とする高純度
COを分離回収する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60082978A JPS61242638A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | Co分離回収用吸着剤、その製造法およびそれを用いて高純度coを分離回収する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60082978A JPS61242638A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | Co分離回収用吸着剤、その製造法およびそれを用いて高純度coを分離回収する方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61242638A true JPS61242638A (ja) | 1986-10-28 |
JPH0250770B2 JPH0250770B2 (ja) | 1990-11-05 |
Family
ID=13789299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60082978A Granted JPS61242638A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | Co分離回収用吸着剤、その製造法およびそれを用いて高純度coを分離回収する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61242638A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61263635A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-21 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | 一酸化炭素吸着剤 |
JPH0753441A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-28 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | メタノールのカルボニル化による酢酸、酢酸メチルおよび無水酢酸の製造方法 |
EP0679435A1 (en) * | 1994-04-29 | 1995-11-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Carbon monoxide adsorbents with hysteresis |
JP2013502310A (ja) * | 2009-08-17 | 2013-01-24 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | ソーベント |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4019879A (en) * | 1975-09-26 | 1977-04-26 | Union Carbide Corporation | Selective adsorption of carbon monoxide from gas streams |
US4034065A (en) * | 1975-09-26 | 1977-07-05 | Union Carbide Corporation | Preparation of CU+ zeolites |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP60082978A patent/JPS61242638A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4019879A (en) * | 1975-09-26 | 1977-04-26 | Union Carbide Corporation | Selective adsorption of carbon monoxide from gas streams |
US4034065A (en) * | 1975-09-26 | 1977-07-05 | Union Carbide Corporation | Preparation of CU+ zeolites |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0753441A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-28 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | メタノールのカルボニル化による酢酸、酢酸メチルおよび無水酢酸の製造方法 |
EP0679435A1 (en) * | 1994-04-29 | 1995-11-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Carbon monoxide adsorbents with hysteresis |
US5529763A (en) * | 1994-04-29 | 1996-06-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | CO adsorbents with hysteresis |
US5529970A (en) * | 1994-04-29 | 1996-06-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | CO adsorbents with hysteresis |
JP2013502310A (ja) * | 2009-08-17 | 2013-01-24 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | ソーベント |
US9156019B2 (en) | 2009-08-17 | 2015-10-13 | Johnson Matthey Plc | Sorbent |
US10105677B2 (en) | 2009-08-17 | 2018-10-23 | Johnson Matthey Plc | Sorbent |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0250770B2 (ja) | 1990-11-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |