JPS61242909A - Production of adsorbent for separating and recovering co - Google Patents

Production of adsorbent for separating and recovering co

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JPS61242909A
JPS61242909A JP60084725A JP8472585A JPS61242909A JP S61242909 A JPS61242909 A JP S61242909A JP 60084725 A JP60084725 A JP 60084725A JP 8472585 A JP8472585 A JP 8472585A JP S61242909 A JPS61242909 A JP S61242909A
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JP
Japan
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copper
adsorbent
halide
adsorption
carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP60084725A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jintaro Yokoe
横江 甚太郎
Masami Takeuchi
正己 武内
Toshiaki Tsuji
辻 利明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kansai Coke and Chemicals Co Ltd filed Critical Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain an adsorbent for separating and recovering CO of high purity from a mixed gas containing the CO, by bringing a solution containing a copper (I) halide dissolved in water or an alcohol in the presence of an alkali (earth) metal salt readily soluble in water or alcohol into contact with a carrier, and drying the resultant carrier. CONSTITUTION:A copper (I) halide, e.g. copper (I) chloride, is dissolved in water or methanol, etc. in the presence of the above-mentioned alkali (earth) metal salt, e.g. LiCl or MgCl2. In this case, the amount of the above-mentioned coexisting metal salt is selected from 0.3-3mol range based on 1mol copper (I) halide. The resultant copper (I) halide solution is then brought into contact with a carrier consisting of silica or/and alumina or activated carbon and the resultant carrier is dried to give the aimed adsorbent for separating and recovering CO. The adsorbent is filled in an adsorption column and capable of separating and recovering the CO of high purity from a mixed gas containing the CO on an industrial scale by the PSA or TSA method.

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を製造する方法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention provides a method for separating a mixed gas containing CO by a pressure fluctuation adsorption separation method (hereinafter referred to as PSA method) or/and a temperature fluctuation adsorption separation method (hereinafter referred to as TSA method). The present invention relates to a method for producing an adsorbent used for the purpose of separating and recovering high-purity CO.

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70マ01%前後あるい
はそれ以上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、化学工業上非常に有益であ
る。
Conventional technology Typical gases containing CO as a main component include converter gas obtained from converters in steel plants, blast furnace gas obtained from blast furnaces, electric furnace gas obtained from electric furnaces, and gasification of coke. There is a generator gas that can be obtained. Most of these gases are normally used as fuel, but some of these gases contain CO at around 70% or more, so the amount of CO contained in these gases is If CO can be separated and recovered with high purity, it can be used as a raw material for synthesizing formic acid, acetic acid, etc., and for reducing organic compounds, which is extremely useful in the chemical industry.

従来、coを含む混合ガスからcoを分離回収する方法
の一つとして、ハロゲン化銅(I)を活性炭に担持させ
たものを吸着剤として用い、PSA法またはTSA法に
よりCOを分離回収する方法が提案されている。(特開
昭58−1513517号公報、特開昭59−1058
41号公報参照)ここで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る。
Conventionally, as one of the methods for separating and recovering co from a mixed gas containing co, there is a method in which copper (I) halide supported on activated carbon is used as an adsorbent, and CO is separated and recovered by the PSA method or the TSA method. is proposed. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 58-1513517, Unexamined Japanese Patent Publication No. 59-1058
(Refer to Publication No. 41) Here, the PSA method is one of the methods for selectively separating a specific gas from a mixed gas, and involves adsorbing the adsorbent onto an adsorbent at high pressure, and then lowering the pressure of the adsorption system. The adsorbed substance adsorbed on the adsorbent is desorbed by
This is a method to separate adsorbed substances and non-adsorbed substances.

また、TSA法も上記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上げるこ
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る。
Similarly to the above-mentioned PSA method, the TSA method is also a method for selectively separating a specific gas from a mixed gas.The adsorbent is adsorbed onto an adsorbent at a low temperature, and then the temperature of the adsorption system is raised. In this method, the adsorbed substances are desorbed and the adsorbed substances and non-adsorbed substances are separated.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記特開昭58−1513517号公報
、特開昭59−105841号公報に記載の方法にあっ
ては、ハロゲン化銅CI)を活性炭に相持させた吸着剤
を製造するにあたり、ハロゲン化銅(I)を溶かす溶媒
として塩酸、アンモニア水、アセトニトリルなど、刺激
臭や悪臭があったり、人体に有害である溶媒を使用する
ことが必要となるため、その取扱いに特別の注意を払わ
なければならないという問題点があった。
Problems to be Solved by the Invention However, in the methods described in JP-A-58-1513517 and JP-A-59-105841, an adsorbent in which copper halide CI) is supported on activated carbon. In manufacturing copper(I) halide, it is necessary to use solvents such as hydrochloric acid, aqueous ammonia, and acetonitrile that have irritating or foul odors and are harmful to the human body. There were problems that required special attention.

本発明は、このような問題点を有せず、しかもCO吸着
能のすぐれた吸着剤を製造する方法を見出すべくなされ
たものである。
The present invention was made to find a method for producing an adsorbent that does not have such problems and has excellent CO adsorption ability.

問題点を解決するための手段 本発明のCO分離回収用吸着剤の製造方法は、担体にハ
ロゲン化銅(I)溶液を接触させた後、乾燥して吸着剤
を製造するにあたり、前記溶液として、水またはアルコ
ールに易溶のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩
の存在下にハロゲン化銅(I)を水またはアルコールに
溶解した溶液を用いることを特徴とするものであり、こ
のような特定の方法を見出すことにより上記目的を達成
するに至った。
Means for Solving the Problems The method for producing an adsorbent for CO separation and recovery of the present invention includes contacting a carrier with a copper (I) halide solution and then drying it to produce an adsorbent. , which is characterized by using a solution of copper(I) halide dissolved in water or alcohol in the presence of an alkali metal salt or alkaline earth metal salt that is easily soluble in water or alcohol; By finding a method, we have achieved the above objective.

以下本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明においては、担体に接触させるハロゲン化銅(I
)溶液として、ハロゲン化銅(1)を水またはアルコー
ルに溶解した溶液を用いる。
In the present invention, copper halide (I) is brought into contact with the carrier.
) A solution prepared by dissolving copper halide (1) in water or alcohol is used as the solution.

ハロゲン化銅(I)としては、塩化銅(I)が特に好ま
しく、そのほか臭化銅(I)、フッ化銅(I)も用いる
ことができる。
As the copper(I) halide, copper(I) chloride is particularly preferred, and copper(I) bromide and copper(I) fluoride may also be used.

溶媒としては、水のほか、メタノール、エタノール、n
−プロパツール、イソプロパツールなどのアルコールが
用いられる。2種以上のアルコールを併用してもよく、
また水とアルコールを併用してもよい。
In addition to water, solvents include methanol, ethanol, n
- Alcohols such as propatool and isopropatool are used. Two or more types of alcohol may be used together,
Also, water and alcohol may be used together.

ハロゲン化銅(I)は水やアルコールには均一に溶解し
ないので、本発明においてはその溶解に際し、水または
アルコールに易溶のアルカリ金属塩またはアルカリ土類
金属塩を存在させる。これらの塩が存在すると、ハロゲ
ン化銅(I)は水またはアルコールに溶解するようにな
り、容易に溶液が調製できる。
Since copper (I) halide does not dissolve uniformly in water or alcohol, in the present invention, an alkali metal salt or alkaline earth metal salt that is easily soluble in water or alcohol is present during its dissolution. When these salts are present, the copper(I) halide becomes soluble in water or alcohol, and a solution can be easily prepared.

水またはアルコールに易溶のアルカリ金属塩またはアル
カリ土類金属塩としては、リチウム、カリウム、ナトリ
ウムなどのアルカリ金属やベリリウム、マグネシウム、
カルシウム、ストロンチウム、バリシムなどのアルカリ
土類金属のハロ・ゲン化物や硝酸塩があげられる。具体
的には、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム
、塩化ベリリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム
、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、臭化リチウム、
臭化カリウム、臭化ナトリウム、臭化ベリリウム、臭化
マグネシウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、
臭化バリウム、硝酸リチウム、硝酸カリウム、硝酸ナト
リウム、硝酸ベリリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カル
シウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウムなどが用い
られる。
Alkali metal salts or alkaline earth metal salts that are easily soluble in water or alcohol include alkali metals such as lithium, potassium, and sodium, beryllium, magnesium,
Examples include halides and nitrates of alkaline earth metals such as calcium, strontium, and barisim. Specifically, lithium chloride, potassium chloride, sodium chloride, beryllium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, strontium chloride, barium chloride, lithium bromide,
Potassium bromide, sodium bromide, beryllium bromide, magnesium bromide, calcium bromide, strontium bromide,
Barium bromide, lithium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate, beryllium nitrate, magnesium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate, barium nitrate, etc. are used.

これらの塩存在下におけるハロゲン化銅(I)の水また
はアルコールに対する溶解は、常温または加温下に攪拌
を行うだけで達成できる。アルカリ金属塩またはアルカ
リ土類金属塩の共存量は、その塩の種類、ハロゲン化銅
(I)の種類およびその量、溶媒の種類および量、溶解
時の温度条件等によっても異なるので一概には決められ
ないが、ハロゲン化銅(1)1モルに対して0.3〜3
モルの範囲から選択することが多い。
Dissolution of copper(I) halide in water or alcohol in the presence of these salts can be achieved simply by stirring at room temperature or under heating. The amount of coexisting alkali metal salt or alkaline earth metal salt varies depending on the type of salt, the type and amount of copper(I) halide, the type and amount of solvent, the temperature conditions during dissolution, etc. It cannot be determined, but 0.3 to 3 per mole of copper halide (1)
Often selected from a molar range.

ハロゲン化銅(I)溶液調製後は、この溶液を担体と接
触させる。
After preparing the copper(I) halide solution, this solution is brought into contact with a carrier.

担体としては、シリカまたは/およびアルミナ、活性炭
が適している。ゼオライトも用いることができ、そのほ
か、チャー、カーボンブラックなどの未賦活の炭素材を
用いることもできる。
Suitable carriers include silica and/or alumina and activated carbon. Zeolite can also be used, and in addition, unactivated carbon materials such as char and carbon black can also be used.

シリカは、たとえばケイ酸ナトリウム水溶液を塩酸など
の酸で中和して沈澱を析出させ、ついで水洗、乾燥し、
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
取得される。
Silica is produced by, for example, neutralizing an aqueous sodium silicate solution with an acid such as hydrochloric acid to precipitate it, then washing it with water and drying it.
It is obtained by pulverizing it into powder. Alumina is obtained, for example, by precipitating aluminum hydroxide from an aqueous solution of a soluble aluminum salt, filtering it, and igniting it.

シリカとアルミナを併用するときは、シリカとアルミナ
との単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
水溶液から同時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される。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
も市販されている。
When using silica and alumina together, in addition to a simple mechanical mixture of silica and alumina, methods of kneading silica gel and alumina gel in a wet state, methods of soaking aluminum salt in silica gel, and methods of combining silica and alumina Methods of simultaneously gelling alumina from an aqueous solution, and depositing alumina gel on silica gel are employed. All of these silica, alumina and silica-alumina are commercially available.

活性炭は、やしから、石炭、木炭等の原料から製造した
市販の破砕、粒状活性炭でもよいが、細孔直径10Å以
下の細孔容積が0.33ml/g以下で、細孔直径20
人〜300人の細孔容積が0.35ml/g以上である
細孔分布を有し、かつ1300m″/g以上の比表面積
を有する活性炭が好ましい。特に好ましい細孔分布は、
細孔直径10λ以下の細孔容積が0.20ml/g以下
で、細孔直径20Å〜300人の細孔容積が0.40m
l/g以上である。また、比表面積も1400m”/g
以上である方がより望ましい。このような活性炭は、一
般の活性炭に比し直径の大きい細孔が多いものであり、
原料炭素材の種類、バインダーの種類および量、賦活条
件などを適宜選ぶことにより取得される。
The activated carbon may be commercially available crushed or granular activated carbon manufactured from raw materials such as palm, coal, charcoal, etc., but the activated carbon has a pore diameter of 10 Å or less, a pore volume of 0.33 ml/g or less, and a pore diameter of 20 Å or less.
Activated carbon having a pore distribution with a pore volume of 0.35 ml/g or more and a specific surface area of 1300 m''/g or more is preferred.A particularly preferred pore distribution is
The pore volume with a pore diameter of 10λ or less is 0.20 ml/g or less, and the pore volume of 20 Å to 300 people is 0.40 m.
l/g or more. Also, the specific surface area is 1400m"/g
It is more desirable that it is above. This type of activated carbon has many pores with larger diameters than general activated carbon.
It is obtained by appropriately selecting the type of raw carbon material, the type and amount of binder, activation conditions, etc.

ここで、細孔容積とは、液体窒素温度における窒素ガス
測定法で測定し、各等温線において、相対圧p/po 
対吸着量Xとの関係が相対圧軸に対し水平になる点xs
をとり、毛管凝縮による細孔充満が完成するとして、細
孔容積vs=xs/ρとして求めたものである。ρは吸
着ガスの密度である。また、比表面積とは、液体窒素温
度における窒素ガス吸着法で測定し、BET式を用いて
求めたものである。
Here, the pore volume is measured by a nitrogen gas measurement method at liquid nitrogen temperature, and in each isotherm, the relative pressure p/po
Point xs where the relationship with adsorption amount X becomes horizontal to the relative pressure axis
The pore volume was determined as vs=xs/ρ, assuming that the pores are filled by capillary condensation. ρ is the density of adsorbed gas. Further, the specific surface area is measured by a nitrogen gas adsorption method at liquid nitrogen temperature and determined using the BET formula.

担体の粒径は特に限定はないが、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。また場合により、繊維状のものを用いることもでき
る。
There is no particular limitation on the particle size of the carrier, but in consideration of pressure loss when packed into a column, select a granular carrier with a particle size of, for example, about 1 to 7 mm, and dry it if necessary before use. do. Depending on the case, a fibrous material can also be used.

担体に対するハロゲン化銅CI)の担持量は広い範囲か
ら選ばれるが、通常は0.5〜15 m−mat/g、
好ましくは1〜10 m−mol/Hの範囲から選択す
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傾
向がある。
The amount of copper halide CI) supported on the carrier is selected from a wide range, but is usually 0.5 to 15 m-mat/g,
It is preferably selected from the range of 1 to 10 m-mol/H. If the supported amount is too small, the CO adsorption capacity will be insufficient, while if the supported amount is too large, the separation efficiency will tend to decrease.

担体へのハロゲン化銅CI)溶液の接触は、含浸、スプ
レーなどによりなされる。この際、担体にハロゲン化銅
(1)溶液を含浸またはスプレーなどの手段により単に
接触させるだけでなく、真空脱気した担体にハロゲン化
銅(I)溶液を接触させたり、担体にハロゲン化銅(I
)溶液を接触させた後、減圧条件下に脱気したりしても
よい。
The support is brought into contact with the copper halide CI) solution by impregnation, spraying, etc. At this time, in addition to simply contacting the carrier with a copper halide (1) solution by means such as impregnation or spraying, the copper halide (I) solution may be brought into contact with a carrier that has been degassed under vacuum, or the carrier may be brought into contact with a copper halide (I) solution. (I
) After contacting the solution, it may be degassed under reduced pressure conditions.

担体にハロゲン化銅(I)溶液を接触させた後は、好ま
しくは窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下にたと
えば100〜500℃に加熱乾燥して溶媒を除去する。
After the copper halide solution is brought into contact with the carrier, the solvent is removed by heating and drying, for example, at 100 to 500° C., preferably under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

溶媒の除去は大気圧下での加熱乾燥のほか、減圧乾燥に
よってもなされる。
The solvent can be removed by drying under reduced pressure as well as by heating under atmospheric pressure.

この乾燥により目的とするCO分離回収用吸着剤が得ら
れる。吸着剤にはノ\ロゲン化銅(I)と共にアルカリ
金属塩またはアルカリ土類金属塩も付着しているが、こ
れらの塩はco吸着能に悪影響を与えないばかりか、む
しろCO吸着能を増大させる傾向がある。
This drying yields the desired adsorbent for CO separation and recovery. Alkali metal salts or alkaline earth metal salts are attached to the adsorbent along with copper(I) halogenide, but these salts not only do not have a negative effect on the CO adsorption capacity, but rather increase the CO adsorption capacity. There is a tendency to

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を含む混合ガス
からのCOの分離回収が遂行される。
The adsorbent obtained as described above is packed into an adsorption tower, and CO is separated and recovered from a mixed gas containing CO by the PSA method or the TSA method.

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O〜6Kg/
cIlzG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200〜10Torr
とすることが望ましい。
When separating and recovering CO by the PSA method, the adsorption pressure in the adsorption step is atmospheric pressure or higher, for example 0 to 6 kg/kg.
cIlzG is preferable, and the degree of vacuum in the vacuum degassing step is below atmospheric pressure, for example 200 to 10 Torr.
It is desirable to do so.

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℃程度、脱゛気工
程における脱気温度はたとえば80〜180℃程度とす
ることが望ましい。
When separating and recovering CO by the TSA method, it is desirable that the adsorption temperature in the adsorption step is, for example, about 0 to 40°C, and the degassing temperature in the degassing step is, for example, about 80 to 180°C.

また、PSA法とTSA法とを併用し、吸着を大気圧以
上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。
It is also possible to use the PSA method and the TSA method in combination, performing adsorption at atmospheric pressure or higher under low temperature conditions and degassing at atmospheric pressure or lower under high temperature conditions.

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
、PSA−TSA併用法を採用することが望ましい。
In addition, since the TSA method is disadvantageous compared to the PSA method in terms of energy consumption, it is desirable to adopt the PSA method or a combined PSA-TSA method from an industrial perspective.

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、水および少量のH
,S、NH5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。
As the mixed gas containing CO that can be applied to the method of the present invention, for example, converter gas generated from a converter in a steel mill is used. Converter gas usually contains CO as the main component, as well as 02. , methane and other hydrocarbons, water and small amounts of H
, S, NH5, etc. In addition to converter gas, blast furnace gas, electric furnace gas, generator gas, etc. can also be used as raw material gas.

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、NH)等の不純
物の吸着除去工程、水分除去工程および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Nλ
除去工程は設けるには及ばない。
In the present invention, prior to the CO separation and recovery step, a step of adsorbing and removing impurities such as components that may poison the adsorbent or shortening its life, i.e., sulfur compounds, NH), and a water removal step are performed. It is desirable to provide an O2 removal step. However, the C02 removal process and Nλ
There is no need to provide a removal process.

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、次に例示する各操
作をそれぞれの吸着塔において順次繰り返して行えばよ
い。
For industrial operations when the PSA method is employed, a plurality of adsorption towers filled with the above-mentioned adsorbent may be used, and each operation illustrated below may be sequentially repeated in each adsorption tower.

(イ)原料ガスを吸着塔に流してCOを吸着する工程、
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、排出ガスを他塔の昇圧(III)
に用いる工程、 (ロ)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、 (ハ)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(II)に用い
る工程、 (ニ)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、 (ホ)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、 (へ)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、 (ト)他の吸着塔の吸着工程終了間際の排ガスにより昇
圧する昇圧(m)工程。
(a) A step of flowing the raw material gas into an adsorption tower to adsorb CO;
Then, shortly before the CO concentration in the exhaust gas becomes equal to the CO concentration in the raw material gas, the exhaust gas is pressurized in another column (III).
(b) After the adsorption step is completed, the adsorption tower is connected to the adsorption tower that has completed vacuum degassing, and the pressure reduction step is to reduce the pressure of the former adsorption tower to near atmospheric pressure in parallel flow, and corresponding steps. (I) step of pressurizing the latter adsorption tower; (c) washing step of introducing a part of the product gas into the depressurized adsorption tower in parallel flow to wash the residual impurity gas inside the tower; (d) A product recovery step in which the gas is used for pressurization (II) in another column; (iv) a product recovery step in which the pressure is reduced to vacuum, the cobalt adsorbed on the adsorbent is degassed from the adsorbent in a countercurrent flow, and the product gas is recovered; , (e) Pressure increasing (I
) step, (f) pressurization step (II) in which the pressure is increased in parallel flow with the washed exhaust gas from another adsorption tower, (g) step (m) in which the pressure is increased by the exhaust gas from another adsorption tower near the end of the adsorption step.

このように上記操作をそれぞれの吸着塔において順次繰
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。
By sequentially repeating the above operations in each adsorption tower in this way, highly pure CO gas can be continuously separated and recovered at a high recovery rate.

作   用 本発明においてアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属
塩は、ハロゲン化銅(I)が水またはアルコールに溶解
するのを可能にする作用を示すと共に、ハロゲン化銅(
I)の担体への均一担持を可能にする作用を示す。
Function In the present invention, the alkali metal salt or alkaline earth metal salt exhibits the function of enabling copper halide (I) to be dissolved in water or alcohol, and the copper halide (I).
It shows the effect of enabling uniform support of I) on the carrier.

本発明により得られた吸着剤を用いての吸着脱離現象は
、主として担体に担持されたハロゲン化銅(I)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
くものであり(N、、COLとの化学反応は起こらない
)、副次的に担体の細孔表面上への物理的な吸着および
そこからの脱離に基くものである。
The adsorption/desorption phenomenon using the adsorbent obtained according to the present invention mainly occurs between copper(I) halide supported on a carrier and CO2.
It is based on a reversible chemical reaction (complex formation reaction and dissociation reaction) with (no chemical reaction with N, COL), and secondary physical adsorption onto the pore surface of the carrier. and withdrawal from it.

実  施  例 次に、実施例をあげて本発明をさらに説明する。Example Next, the present invention will be further explained by giving examples.

coの分離回収は、第1図にフローシートを示した装置
を用いて行った。
Separation and recovery of co was carried out using an apparatus whose flow sheet is shown in FIG.

第1図中、(1)は吸着塔、(2a)  、  (2b
)  。
In Figure 1, (1) is an adsorption tower, (2a), (2b
).

(2c)  、  (2d)はバルブ、(3)は真空ポ
ンプ、(4)は製品タンク、(a)は原料ガス、(b)
は製品Coガス、(C)はパージガスである。
(2c), (2d) are valves, (3) are vacuum pumps, (4) are product tanks, (a) are raw material gases, (b)
is the product Co gas, and (C) is the purge gas.

実施例1 細孔直径10λ以下の細孔容積が0.12ml/gで、
細孔直径20A〜300人の細孔容積が0.47ml/
gである細孔分布を有し、かつ1500m″/gの比表
面積を有する活性炭を準備し、大気中110℃で6時間
乾燥した。
Example 1 The pore volume with a pore diameter of 10λ or less is 0.12 ml/g,
Pore diameter 20A~300 people pore volume 0.47ml/
Activated carbon having a pore size distribution of 1500 m''/g and a specific surface area of 1500 m''/g was prepared and dried in the atmosphere at 110° C. for 6 hours.

20hlの三角フラスコ中に上記の乾燥活性炭l。1 of the above dry activated carbon in a 20 hl Erlenmeyer flask.

gを入れ、さらにそこに301のエタノールに塩化マグ
ネシウム4.2gと塩化銅(I)4.5gを溶解した溶
液を加え、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。
Then, a solution of 4.2 g of magnesium chloride and 4.5 g of copper(I) chloride dissolved in 301 ethanol was added thereto, and after degassing with an aspirator for 1 minute, the mixture was allowed to stand for 4 hours. Next, while heating to 200°C with a mantle heater, N2. After distilling off the solvent in a gas stream, the mixture was cooled to room temperature to obtain an adsorbent for CO separation and recovery.

上記で得た吸着剤を吸着塔(26■φX300 mmH
)に充填し、 Co  :  71.4マロ1% N2.:  12.7マロ1% CO2:  15.9 vo1% よりなる組成の1気圧の原料ガスを供給して20℃でC
Oを吸着させた。このときのCO吸着量は17.0cc
/ccであった。
The adsorbent obtained above was placed in an adsorption tower (26 φ x 300 mmH
), Co: 71.4 malo 1% N2. : 12.7 malo 1% CO2: 15.9 vol 1% A raw material gas at 1 atm with a composition of
O was adsorbed. The amount of CO adsorption at this time was 17.0cc
/cc.

吸着操作後CO180mlで塔内を洗浄し、ついで真空
ポンプを用いて圧力50↑orr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
量は8.0cc/ccであり、CO線純度99.9 v
o1%であった。
After the adsorption operation, the inside of the column was washed with 180 ml of CO, and then degassed for 5 minutes at a pressure of 50↑orr using a vacuum pump.
The adsorbed gas was released. The amount of CO released at this time was 8.0 cc/cc, and the CO line purity was 99.9 v.
o1%.

再び上記と同じ条件で吸着させたときのCO吸着量は8
.0cc/ccであった。以後、この吸着−脱気を繰り
返しても、coの吸着量は変らなかった。
When adsorbed again under the same conditions as above, the amount of CO adsorbed was 8.
.. It was 0cc/cc. Thereafter, even if this adsorption-degassing process was repeated, the amount of co adsorption did not change.

比較例1 実施例1で用いた活性炭10gに、塩酸30m lに塩
化銅(I)  4.5gを溶解した溶液を加え、以下実
施例1と同じ条件で吸着剤の製造およびcoの分離回収
を行った。結果は次の通りであった。
Comparative Example 1 A solution of 4.5 g of copper (I) chloride dissolved in 30 ml of hydrochloric acid was added to 10 g of the activated carbon used in Example 1, and the adsorbent was produced and CO was separated and recovered under the same conditions as in Example 1. went. The results were as follows.

1回目CO吸着量     18.7 cc/ccCO
放出量     ?、El cc/ccCO純度   
   98.8マO1%2回目以降CO吸着量   7
.8 cc/ccこの比較例1と実施例1とを対比する
と、実施例1では塩酸を用いないので取扱い上、コスト
上有利であり、またCO吸着能の点でも、実施例1は比
較例1に劣らないばかりか、むしろ若干上回っているこ
とがわかる。
First CO adsorption amount 18.7 cc/ccCO
Emission amount? , El cc/ccCO purity
98.8 ma O1% CO adsorption amount after 2nd time 7
.. 8 cc/cc Comparing Comparative Example 1 and Example 1, Example 1 does not use hydrochloric acid, so it is more advantageous in terms of handling and cost, and also in terms of CO adsorption ability, Example 1 is better than Comparative Example 1. It can be seen that it is not only not inferior to, but actually slightly superior to.

実施例2 活性炭として、細孔直径10λ以下の細孔容積が0.8
09 ml/gで、細孔直径20人〜300人の細孔容
積が0.173 ml/gである細孔分布を有し、かつ
1320m”7gの比表面積を有する市販の活性炭(ク
ラレケミカル株式会社製4GSI )を準備した。なお
、この活性炭は、大気中110℃で6時間乾燥したもの
である。
Example 2 Activated carbon with a pore diameter of 10λ or less and a pore volume of 0.8
Commercially available activated carbon (Kuraray Chemical Co., Ltd.) had a pore distribution with a pore diameter of 0.09 ml/g, a pore volume of 20 to 300 ml/g, and a specific surface area of 1320 m''7 g. 4GSI (manufactured by the company) was prepared.This activated carbon was dried in the atmosphere at 110°C for 6 hours.

この活性炭を実施例1の活性炭に代えて用いたほかは実
施例1と同じ条件で吸着剤の製造およびCO分離回収を
行った。結果は次の通りであった。
Adsorbent production and CO separation and recovery were carried out under the same conditions as in Example 1, except that this activated carbon was used in place of the activated carbon in Example 1. The results were as follows.

1回目CO吸着量     15.El cc/ccC
O放出量     7.3 cc/ccCO純度   
   98.2マロ1%2回目以降CO吸着量   7
.3 cc/cc比較例2 実施例2で用いた活性炭10gに、塩酸30mlに塩化
銅(I)4.5gを溶解した溶液を加え、以下実施例2
と同じ条件で吸着剤の製造およびCO分離回収を行った
。結果は次の通りであった。
First CO adsorption amount 15. El cc/ccC
O emission amount 7.3 cc/ccCO purity
98.2 Malo 1% 2nd and subsequent CO adsorption amount 7
.. 3 cc/cc Comparative Example 2 A solution of 4.5 g of copper (I) chloride dissolved in 30 ml of hydrochloric acid was added to 10 g of activated carbon used in Example 2, and the following Example 2 was prepared.
Adsorbent production and CO separation and recovery were performed under the same conditions. The results were as follows.

1回目CO吸着量     15.1 cc/ccCO
放出量     7.1 cc/ccCO純度    
  98.0マロ1%2回目以降CO吸着量   7.
1 cc/cc実施例3 塩化マグネシウム4.2gに代えて塩化カルシウム5゜
Ogを用い、かつエタノール301に代えエタノールと
水との等容量の混合溶媒30mlを用いたほかは実施例
1と同じ条件で吸着剤の製造およびCO分離回収を行っ
た。結果は次の通りであった。
First CO adsorption amount 15.1 cc/ccCO
Emission amount 7.1 cc/ccCO purity
98.0 Malo 1% CO adsorption amount after the second time 7.
1 cc/cc Example 3 Same conditions as Example 1 except that 5°Og of calcium chloride was used instead of 4.2g of magnesium chloride, and 30ml of a mixed solvent of equal volume of ethanol and water was used instead of ethanol 301. Adsorbent production and CO separation and recovery were carried out. The results were as follows.

1回目CO吸着量     18.8 cc/ccCO
放出量     7.8 cc/ccCO純度    
  9!9.9 vo1%2回目以降Go吸着量   
7.8 cc/cc実施例4 実施例1において、吸着操作は1気圧、20℃で行い、
放出操作は1気圧、 120℃で行った。結果は次の通
りであった。
First CO adsorption amount 18.8 cc/ccCO
Emission amount 7.8 cc/ccCO purity
9!9.9 vo1% Go adsorption amount after the second time
7.8 cc/cc Example 4 In Example 1, the adsorption operation was performed at 1 atm and 20°C,
The discharge operation was carried out at 1 atm and 120°C. The results were as follows.

1回目CO吸着量     18.8 cc/ccCO
放出量     17.7 cc/ccco純度   
   913.4 vo1%2回目以降CO吸着量  
 17.7 cc/cc実施例5 実施例1における活性炭10gに代えて平均粒径3mm
のアルミナ(不二見研磨材工業株式会社製AH−Sll
) 20g用いたほかは実施例1と同じ条件で吸着剤の
製造およびCO分離回収を行った。結果は次の通りであ
った。
First CO adsorption amount 18.8 cc/ccCO
Emission amount 17.7 cc/ccco purity
913.4 vo1% CO adsorption amount from the second time onwards
17.7 cc/cc Example 5 10 g of activated carbon in Example 1 was replaced with an average particle size of 3 mm.
Alumina (AH-Sll manufactured by Fujimi Abrasives Industry Co., Ltd.)
) Adsorbent production and CO separation and recovery were performed under the same conditions as in Example 1 except that 20 g was used. The results were as follows.

1回目CO吸着量     12.8 cc/ccCO
放出量     5.8 cc/ccCO純度    
  99.9 vo1%2回目以降CO吸着量   5
゜8 cc/cc実施例6 フラスコ中に平均粒径3mmのシリカ(ローヌプーラン
社製DC980) 20gを入れ、そこニ3hlc7)
水に塩化リチウム15gと塩化銅(I)4.5gを溶解
した溶液を加え、以下実施例1と同じ条件で吸着剤の製
造およびCO吸着分離を行った。結果は次の通りであっ
た。
First CO adsorption amount 12.8 cc/ccCO
Release amount 5.8 cc/ccCO purity
99.9 vo1% CO adsorption amount after 2nd time 5
゜8 cc/cc Example 6 Put 20 g of silica (DC980 manufactured by Rhone-Poulenc) with an average particle size of 3 mm into a flask, and add 3 hlc7) to it.
A solution in which 15 g of lithium chloride and 4.5 g of copper (I) chloride were dissolved in water was added, and an adsorbent was produced and CO adsorption separation was performed under the same conditions as in Example 1. The results were as follows.

1回目CO吸着量     10.8 cc/ccCO
放出量     4.5 cc/ccCO純度    
  88.7!01%2回目以降CO吸着量   4.
5 cc/cc実施例7 シリカに代えてシリカ−アルミナ(日揮化学株式会社製
N831L)を用い、かつ塩化リチウムに代えて硝酸ナ
トリウムを用いたほかは実施例6と同じ条件で吸着剤の
製造およびCO吸着分離を行った。結果は次の通りであ
った。
First CO adsorption amount 10.8 cc/ccCO
Emission amount 4.5 cc/ccCO purity
88.7!01% CO adsorption amount from the second time onwards 4.
5 cc/cc Example 7 An adsorbent was produced and produced under the same conditions as Example 6, except that silica-alumina (N831L, manufactured by JGC Chemical Co., Ltd.) was used instead of silica, and sodium nitrate was used instead of lithium chloride. CO adsorption separation was performed. The results were as follows.

1回目CO吸着量     11.3 cc/ccCO
放出量     4.7 cc/ccCO純度    
  98.2マO1%2回目以降CO吸着量   4.
7 cc/cc発明の効果 本発明においては、水またはアルコールに易溶のアルカ
リ金属塩またはアルカリ土類金属塩を共存させることに
より、ハロゲン化銅(I)を水またはアルコールに溶解
させることが可能になり、その結果、吸着剤の製造にあ
たり、刺激臭、悪臭を有したり人体に対する危険のある
塩酸、アンモニア水などの溶媒を用いなくてもよいので
、取扱いおよびコストの点で有利となる上、得られる吸
着剤のCO吸着能は、従来の塩酸等を用いた場合に比し
劣らないばかりかむしろ向上する傾向が見られる。
First CO adsorption amount 11.3 cc/ccCO
Emission amount 4.7 cc/ccCO purity
98.2 ma O1% CO adsorption amount after the second time 4.
7 cc/cc Effects of the Invention In the present invention, copper (I) halide can be dissolved in water or alcohol by coexisting with an alkali metal salt or alkaline earth metal salt that is easily soluble in water or alcohol. As a result, it is not necessary to use solvents such as hydrochloric acid and aqueous ammonia that have irritating odors, bad odors, or are dangerous to the human body when producing the adsorbent, which is advantageous in terms of handling and cost. The CO adsorption capacity of the obtained adsorbent is not only not inferior to that when conventional hydrochloric acid or the like is used, but also tends to be improved.

また担体として、シリカまたは/およびアルミナ、ある
いは細孔直径10λ以下の細孔容積が0.33ml/g
以下で、細孔直径20Å〜300人の細孔容積が0.3
5ml/g以上である細孔分布を有し、かつ1300m
″/g以上の比表面積を有する特殊な活性炭を用いれば
、従来に比し極めて純度の高いCOを分離回収すること
が可能になる。
In addition, as a carrier, silica or/and alumina, or a pore diameter of 10λ or less and a pore volume of 0.33ml/g
Below, the pore diameter is 20 Å ~ 300 people, the pore volume is 0.3
has a pore distribution of 5 ml/g or more and 1300 m
By using a special activated carbon having a specific surface area of ''/g or more, it becomes possible to separate and recover CO with extremely high purity compared to conventional methods.

よって1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。
Therefore, according to the present invention, high-purity co can be separated and recovered from converter gas and other CO-containing gases on an industrial scale, which is of great significance in the chemical industry.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、CO分離回収装置の一例を示したフローシー
トである。 (1) ・・・吸着塔、(2a)  、  (2b) 
 、 (2c) 、  (2d)・・・バルブ、(3)
・・・真空ポンプ、(4)・・・製品タンク、(a)・
・・原料ガス、(b)・・・製品COガス、(C)・・
・パージガス
FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a CO separation and recovery device. (1) ... adsorption tower, (2a), (2b)
, (2c), (2d)...Valve, (3)
... Vacuum pump, (4) ... Product tank, (a).
... Raw material gas, (b) ... Product CO gas, (C) ...
・Purge gas

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、担体にハロゲン化銅( I )溶液を接触させた後、
乾燥して吸着剤を製造するにあたり、前記溶液として、
水またはアルコールに易溶のアルカリ金属塩またはアル
カリ土類金属塩の存在下にハロゲン化銅( I )を水ま
たはアルコールに溶解した溶液を用いることを特徴とす
るCO分離回収用吸着剤の製造方法。 2、担体が、シリカまたは/およびアルミナである特許
請求の範囲第1項記載の製造方法。 3、担体が、細孔直径10Å以下の細孔容積が0.33
ml/g以下で、細孔直径20Å〜300Åの細孔容積
が0.35ml/g以上である細孔分布を有し、かつ1
300m^2/g以上の比表面積を有する活性炭である
特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 4、活性炭が、細孔直径10Å以下の細孔容積が0.2
0ml/g以下で、細孔直径20Å〜300Åの細孔容
積が0.40ml/g以上である細孔分布を有し、かつ
1300m^2/g以上の比表面積を有する活性炭であ
る特許請求の範囲第3項記載の製造方法。
[Claims] 1. After bringing the copper halide solution into contact with the carrier,
When producing an adsorbent by drying, as the solution,
A method for producing an adsorbent for CO separation and recovery, which uses a solution of copper (I) halide dissolved in water or alcohol in the presence of an alkali metal salt or alkaline earth metal salt that is easily soluble in water or alcohol. . 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the carrier is silica or/and alumina. 3. The carrier has a pore diameter of 10 Å or less and a pore volume of 0.33
ml/g or less, and has a pore distribution with a pore diameter of 20 Å to 300 Å and a pore volume of 0.35 ml/g or more, and 1
The manufacturing method according to claim 1, wherein the activated carbon has a specific surface area of 300 m^2/g or more. 4. Activated carbon has a pore diameter of 10 Å or less and a pore volume of 0.2
0 ml/g or less, the pore volume of the pore diameter is 20 Å to 300 Å is 0.40 ml/g or more, and the activated carbon has a specific surface area of 1300 m^2/g or more. The manufacturing method according to scope 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10105680B2 (en) 2014-07-25 2018-10-23 Kansai Coke And Chemicals Co., Ltd. Activated carbon with excellent adsorption performance and process for producing same

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