JPS634844A

JPS634844A - 一酸化炭素吸着剤

Info

Publication number: JPS634844A
Application number: JP61146231A
Authority: JP
Inventors: Kikuji Tsuneyoshi; 紀久士常吉; Masahito Shimomura; 下村　雅人
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1988-01-09
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH0710339B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、−酸化炭素を含有する混合ガスからの一酸化
炭素分離に用いられる、−酸化炭素吸着剤に関する。

〔従来の技術〕

一酸化炭素は合成化学の等礎原料であり、コークス、石
炭から発生炉、水性ガス炉、ウィンクラ−炉、ルルギ炉
およびコツパース炉などを用いて製造される。また、天
然ガスおよび石油炭化水素から水蒸気改質法および部分
酸化法により製造される。これらの方法では、生成物は
、−酸化炭素、水素、二酸化炭素、メタンおよび窒素な
どの混合ガスとして得られる。

たとえば、水性ガスの場合、−酸化炭素３５〜４０％、
水素４５〜５１％、二酸化炭素４〜５％、窒素４〜９％
の組成をもち、通常１０００〜２０００　ｐｐｍの水を
含んでいる。また、製鉄所や製油所あるいは石油化学工
場で副生する−【ｖｌ、化炭素も、同様に、混合ガスと
して得られる。

これらの−酸化炭素を合成化学原料として用いるために
は、混合ガスから一酸化炭素を分離することが必要であ
る。

一方、水素も化学工業における重要な原料であり、前述
の各種混合ガスあるいは、石油化学工場の廃ガス、たと
えば、炭化水素の脱水素工程の廃ガスから分離されるが
、少量の一酸化炭素を含有することが多い。この−酸化
炭素は、水素を用いる反応の触媒に対して触媒毒となる
ので、分離除去する必要がある。また、これらの廃ガス
中には、少量の水が含まれるのが常である。

混合ガスから一酸化炭素を分離除去するには、通常、液
体吸収剤が用いられる。

調液洗浄法は、ギ酸銅（１）のアンモニア性水溶液や塩
化＠（１）の塩酸懸濁液Ｋ、混合ガスを室畠で１５０〜
２００　ａｔｍに加圧し吸収させて一酸化炭素を分離除
去し、次に、この調液を減圧下で加熱するととＫよや一
酸化炭素を放出させて分離し、調液を再生させる方法で
あるが、液体吸収剤取扱い操作の難しさ、装置の腐蝕、
溶液損失、沈設物生成を防ぐための運転管理の難しさ、
ならびに高圧のため建設費が高いなどの短所を有してい
る。

英国特許第１．３１ａ７９０号によれば、鋼アルミニウ
ム四塩化物（Ｃｕ（ＡｔＣｔ４））のトルエン溶液は、
２５℃で一酸化炭素３０　ｍｏ１％を含む混合ガスと接
触させると、−酸化炭素を吸収し、これを８０℃に加温
すると、９５％の一酸化炭素が回収されるという。この
吸収液は、混合ガス中て含まれる水素、二酸化炭素、メ
タン、窒素および酸素の影響を受けず、吸収圧力が低い
などの長所を有するが、水とは不可逆的に反応して吸収
能力の劣化および沈殿物の生成をきたし、塩酸を発生す
る。工業的に実施するためには、混合ガス中の水は１　
ｐｐｍ以下に厳重に抑制しなければならない。従って、
吸収工程の前に、混合ガスの強力な脱水処理工程が必要
となり、厳重な管理が不可欠である。なお、鋼アルミニ
ウム四塩化物は、水と強く反応して一酸化炭素の吸収能
を不可逆的に失うので、たとえ１　ｐｐｍの水を含有す
る混合ガスを接触させた場合でも、混合ガスの処理量の
増加とともに次第に失活計が増大して行くばかりではな
く、水との反応で生成する塩酸によって装置腐蝕が進行
するという短所を有している。また、この吸収液を用い
た場合には、回収した一酸化炭素中にトルエン蒸気が混
入することが不可避であり、このトルエンを除去する装
置が必要であること、および液体吸収剤を用いるために
プロセス上の制約を受けるなどの短所を有する。

高純度の一酸化炭素を大量に得る方法として深冷分離法
がある。これは、混合ガスを冷却液化し、−１６５〜−
２１０℃の低温で分留する方法であるが、複雑な冷凍・
熱回収システムが必要であり、高級材料を使用するため
装置が高価であり、また、動力消費が大きいなどの難点
がある。さらに、混合ガス中Ｉ’Ｃ水および二酸化炭素
などが含まれていると、低温管システム内での閉塞事故
が起きるので、前処理設備で水を１　ｐｐｍ以下にして
おく必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前述の、液体吸収剤を用いる方法やス冷分離法
による一酸化炭素分離技術の短所および難点が解消しう
る混合ガスから一酸化炭素を選択的に分離する新規な吸
着剤を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、−酸化炭素を選択的に吸着する物質を鋭
意探索した結果、活性炭とチオシアン酸鋼（１）とを構
成成分とする固体が混合ガス中の一酸化炭素の吸着分離
に極めて有効であることを見出し、本発明の完成に至っ
た。

すなわち、本発明は、活性炭とチオシアン酸鋼（１）と
を構成成分とすることを特徴とする、混合ガス中の一酸
化炭素の分離に有効な、新規な吸着剤に関する。

本発明の吸着剤は、活性炭とチオシアン酸鋼（１）とを
溶媒中で混合かくはんしたのら、溶媒を減圧、留去など
の方法で除くことＫよって得られる。

該吸着剤の一酸化炭素吸着能は活性炭とチオシアン酸鋼
（１）との組合せに起因するところが極めて大であ抄、
比較例に示すとおり、活性炭自身の一酸化炭素吸着能は
該吸着剤と比べて著しく小さく、また、チオシアン酸鋼
（１）のみでは−酸化炭素吸着能は認められない。

本発明の吸着剤の構成成分である活性炭は、木材、ヤシ
殻、石炭、石油系ピッチ、セルロース繊維、化学繊維な
どを原料として、薬品付活方式、ガス付活方式などの方
法によシ付活したものであり、形状的には全く限定され
ず、粉状、粒状、繊維状、あるいはこれらを任意の幾何
学形状に成型したものなどが用いられる。

−方、本発明の吸着剤の調製に用いられる溶媒は、たと
えば、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジエチル
エーテルなどである。

本発明の吸着剤の組成について述べると、該吸着剤の構
成成分とする活性炭のチオシアン酸銅（１）に対する重
量化はα５〜３０、好ましくは２〜５である。

本発明の吸着剤は、常傷、常圧下で一酸化炭素を迅速に
吸着し、この吸着剤を加温するか、減圧にするか、ある
いは−酸化炭素分圧を下げることによゆ、吸着された一
酸化炭素を脱着させることができるので、混合ガスから
一酸化炭素を容易に分離することが可能である。

次に、本発明を実施例によってさらに説明する。

〔実施例〕

実施例１本発明の吸着剤を次のように調型した。まず、内容積１
００−のなす形フラスコ中にチオシアン酸Ｍ（１）　ｓ
　ｙ　（４１，１ｍｍｏｚ　）、アセトニトリル２０−
を入れ、磁気かくはん機を用いて室温で混合した。次い
で、このフラスコ内の混合物に、５ｍＨｆの減圧下にお
いて１２０℃で１時間の乾燥を行った市販の石炭系粒状
活性炭（平均粒径１．０鳩、比表面積１１５０ｍ”／ｆ
）５ｆを加え、フラスコを密栓して、フラスコ内容物を
室温で６時間かくはんしたのち、５ｍｒＨ９の減圧下に
おいて８０℃でかくはんしなからアセトニトリルを十分
に留去し、粒状固体を得た。これが−酸化炭素吸着剤で
ある。

上記の吸着剤５ｆを内容積１００ｍ１のなす形フラスコ
中に入れ、５　ｍＨｆの減圧下で排気しながら１２０℃
に１時間保ったのち、減圧下で室温になるまで放置した
。次いで、このなす形フラスコを１気圧の一酸化炭素３
ｔを入れた容器と結合し、室温で、−酸化炭素を該吸着
剤と接触させ、−酸化炭素吸着量をガスビューレット法
により測定した。

一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、１０分後には１
．５８ｍｍｏｔの一酸化炭素が吸着され、６０分後の一
酸化炭素吸着量は２．２５　ｍｍｏｔとなり、はぼ平衡
吸着量に達した。

次に、真空ポンプを用いて、この−酸化炭素吸着剤の入
ったなす形フラスコ内を、室温において、５　ｗａＨｔ
の減圧下で１０分間排気して、吸着された一酸化炭素を
脱着させたのち、このなす形フラスコを１気圧の一酸化
炭素３ｔを入れた容器と結合し、室温で、−酸化炭素を
吸着剤と接触させた。

一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、１０分後には１
．５３　ｍｍｏｔ　の−酸化炭素が吸着され、６０分後
の一酸化炭素吸着量は２．１８　ｍｍｏｔとなり、はぼ
平衡吸着量に達した。

以後、上記の操作を繰り返しても、−酸化炭素の吸着速
度および吸着量に変化は見られなかった。

その後、この−酸化炭素吸着剤の入ったなす形フラスコ
を１６０　ｑ　（ＥＬ　？　ｍｍｏｔ）の水を含有する
１気圧の窒素ガス（水の濃度１ｌ１０００ｐｐ　）　２
０　Ｌを入れた容器と結合し、室温で、この水を含む窒
素ガスを該吸着剤と６時間接触させた。次いで、このな
す形フラスコを１気圧の一酸化炭素５ｔｆ入れた容器と
結合し、室温で、−酸化炭素を該吸着剤と接触させた。

−酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、１０分後には１
．５２　ｍｍｏｔの一酸化炭素が吸着され、６０分後の
一酸化炭素吸着量は２．１８　ｍ　ｍｎｔＫ達した。す
なわち、−酸化炭素の吸着速度および吸着量は、吸着剤
を１１０００つｐｍの水を含有するガス七接触させても
、はとんど変化しなかった。

実施例２実施例１と同様に調製した一酸化炭素吸着量５ｆを内容
積１００−のなす形フラスコ中に入れ、５１Ｈ２の減圧
下で排気しながら１２０℃に１時間保ったのち、減圧下
で室温になるまで放置した。次いで、このをす形フラス
コを１気圧の一酸化炭素５Ｌを入れた容器と結合し、室
温で、−酸化炭素を該吸着剤と接触させ、−酸化炭素吸
着量をガスビューレット法により測定した。

一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、１０分後には１
．５８　ｍ　ｍｏｂの一酸化炭素が吸着され、６０分後
の一酸化炭素吸着量は２．２５　ｍ　ｍｎｔとなり、は
ぼ平衡吸着量に達した。

次に、この吸着剤を１気圧下で１２０℃に加温し、−酸
化炭素の脱着量をガスビューレット法によ沙測定した。

−酸化炭素はすみやかに脱着され、脱着量は１０分後に
２．２３　ｍ　ｍｏｔに達した。脱着ガスをガスクロマ
トグラフで分析した結果、脱着ガスは一酸化炭素のみで
あシ、他の成分は検出されなかった。

その後、−酸化炭素を脱着させた吸着剤の入ったなす形
フラスコを、窒素を通じながら放冷したのち、１気圧の
一酸化炭素３ｔを入れた容器と結合し、室温で、−酸化
炭素を吸着剤と接触させた。

一酸化炭素の吸着はすみやかに始まり、１０分後には１
．５６　ｍ　ｍｏｌの一酸化炭素が吸着され、６０分後
の一酸化炭素吸着量はλ’２５　ｍ　ｍｏＡとなり、は
ぼ平衡吸着量に達した。

比較例実施例１と同一の活性炭５？を内容積１０〇−のなす形
フラスコ中に入れ、５　ｍａＨ９の減圧下で排気しなが
ら１２０℃に１時間保ったのち、減圧下で室温になるま
で放置した。次いで、このなす形フラスコを１気圧の一
酸化炭素３乙を入れた容器と結合し、−酸化炭素を該活
性炭と接触さ亡たが、６０分後の一酸化炭素吸着量ばＣ
Ｌ　８９　ｒｏ　ｍｏｔにとどまり、はｊ・ぽ平衡吸着
量に達した。

一方、上記と同様に、−酸化炭素をチオシアン酸ｍ　（
１）と接触させたが、−酸化炭素の吸着は認められなか
った。

〔発明の効果〕

実施例の結果から明らかなように、本発明の吸着剤は、
常温、常圧下で迅速に一酸化炭素を吸着し、簡単な操作
で吸着した一酸化炭素を脱着させることができるので、
混合ガスから一酸化炭素を容易に分離できるし、吸着、
脱着を繰り返しても性能低下のない優れた吸着剤である
。

また、本発明の一酸化炭素吸着剤は固体であるので、充
填カラム形式、充填塔形式訃よび流動層形式などの装置
を一酸化炭素の吸着および脱着の装置として用いること
ができる。更に水分の存在下でも劣化しない吸着剤でち
る。

復代理人　　内　１）　　明復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims

【特許請求の範囲】

活性炭とチオシアン酸銅（ I ）とを構成成分とするこ
とを特徴とする一酸化炭素吸着剤。