NO163807B - Fremgangsmaate for separering av nitrogen og/eller oksygenfra en gassformig blanding inneholdende nitrogen og oksygen. - Google Patents
Fremgangsmaate for separering av nitrogen og/eller oksygenfra en gassformig blanding inneholdende nitrogen og oksygen. Download PDFInfo
- Publication number
- NO163807B NO163807B NO860506A NO860506A NO163807B NO 163807 B NO163807 B NO 163807B NO 860506 A NO860506 A NO 860506A NO 860506 A NO860506 A NO 860506A NO 163807 B NO163807 B NO 163807B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- zeolite
- nitrogen
- oxygen
- adsorption
- desorption
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 19
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 19
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 10
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 62
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 33
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 12
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 6
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 3
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 nitrogen-containing organic bases Chemical class 0.000 description 2
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229910052675 erionite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002631 hypothermal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940110728 nitrogen / oxygen Drugs 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/10—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/104—Oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40043—Purging
- B01D2259/4005—Nature of purge gas
- B01D2259/40052—Recycled product or process gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/406—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds
- B01D2259/4065—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds using eight beds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
Foreliggende fremgangsmåte vedrører en fremgangsmåte for separering av nitrogen fra en gassblanding inneholdende nitrogen og oksygen.
Prosesser som benytter zeolitt-molekularsikter for separering av nitrogen/oksygen-blandinger er kjent fra f.eks. US patent 3.564.816, britisk patent 1.437.600 og en artikkel betegnet "Molecular Sleves" i Soc. of Chem. Ind. (London), 1968, av D. Domine og L. Hay på sidene 204-216. De beskrevne prosesser anvender alle zeolitter hvori molarforholdet for silisiumdioksyd til aluminiumoksyd er mindre enn 10, slik som zeolitt 5A, zeolitt 13X, mordenitt, chabazitt og erionitt.
Det er nå funnet at en zeolittype av MFI-typen gir en forbedret separering sammenlignet med de ovenfor nevnte zeolitter. Betegnelsen "zeolitt av MFI-typen" er definert i Atlas of Zeolite Structure Types av W. M. Meier og D. H. Olson, publisert av Structure Commission of the International Zeolite Association, 1978. Zeolitter av MFI-typen er forskjellige ikke bare i struktur, men også 1 molarforhold for silisiumdioksyd til aluminiumoksyd, fra de zolitter som tidligere er blitt beskrevet for denne separering. En MFI-zeolitt har et forhold for silisiumdioksyd til aluminiumoksyd på minst 10.
Ifølge et trekk ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for separering av nitrogen fra en gassblanding inneholdende nitrogen og oksygen, hvilken fremgangsmåte innbefatter anbringelse av gassblandlngen i kontakt med et sjikt av fast absorpsjonsmiddel 1 et adsorpsjonstrinn for selektivt å adsorbere nitrogen og deretter utvinning av en gass anriket på nitrogen fra adsorpsjonsmlddelet i et desorpsjonstrinn, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det som adsorpsjonsmiddel anvendes en zeolitt av MFI-typen .
Under adsorpsjonstrinnet dannes et avløp fra sjiktet anriket på oksygen, og dette kan om ønsket gjenvinnes.
Ved separering av nitrogen og oksygen fra luft anbringes luften 1 kontakt med et sjikt av zeolitt i et adsorpsjonstrinn for selektivt å adsorbere nitrogenet og danne et avløp anriket på oksygen, hvor det som zeolitt anvendes en zeolitt av MFI-typen.
Zeolitten av MFI-typen som benyttes i foreliggende oppfinnelse, kan være den som er beskrevet i US patent 3.702.886, skjønt i dette patent er zeolitten betegnet ZSM-5. Betegnelsene MFI og ZSM-5 er således synonyme. Generelt oppnås zeolitter av MFI-typen ved hypotermisk krystalli-sering fra en vandig gel inneholdende en kilde for silisiumdioksyd, en kilde for aluminiumoksyd og et mineraliserings-middel eller en uorganisk base. I fremgangsmåten i nevnte US patent 3.702.886 inneholder den vandige gelen også en kvartær ammoniumforbindelse, generelt ansett som en organisk templat. MFI-zeolltter fremstilt ifølge denne metode er ikke for-etrukket for br\ik 1 foreliggende fremgangsmåte p.g.a. problemer som er forbundet med fjerningen av den kvartære ammoniumforbindelsen fra zeolitten, hvori den har tendens til å blokkere porene og derved svekke zeolittens adsorpsjonsevne. Dette er også tilfelle, men i meget mindre grad, for zeolitter fremstilt ved bruk av alkanolaminer som nitrogenholdige organiske baser, slik som f.eks. de som er beskrevet i EP patenter 2899B og 2900B. De foretrukne zeolitter av MFI-typen er de som er krystallisert fra en gel inneholdende en kilde for ammoniumloner, som beskrevet 1 europeisk patent 30811B, eller fra en gel inneholdende kun en kilde for aluminiumoksyd, en kilde for silisiumdioksyd og en uorganisk base, som beskrevet I US patent 4.257.885 eller som beskrevet i US patent 4.452.907.
Som fremstilt kan zeolitter av MFI-typen inneholde kationer andre enn de som er beskrevet i forbindelse med deres anvendelse som adsorpsjonsmidler, hvilke kationer kan skrive seg fra f.eks. mineraliseringsmiddelet og/eller den uorga-niske basen og/eller den nitrogenholdige basen benyttet i fremstillingen av materialet. Zeolitten kan også inneholde resterende nitrogenholdig base som befinner seg i porene og/eller er avsatt på overflaten derav, og også molekyler av væskemediet benyttet i dens fremstilling. Før bruk som et adsorpsjonsmiddel er det ønskelig at resterende organisk base og væskemedlum fjernes ved kalsinering av zeolitten, hensiktsmessig ved en temperatur i området 300-700°C. Zeolitten er fortrinnsvis i den natrium- eller litiumione-utvekslede form. Andre egnede kationer er de i gruppe IIA i det periodiske system som angitt i Advanced Inorganic Chemistry, Interscience, 2. utgave av Cotton og Wilkinson. Teknikker for kationutvekling av zeolitter og separering av den kationutvekslede zeolitt fra utvekslingsmediene er nå veletablert innen teknikken.
Foreliggende fremgangsmåte kan hensiktsmessig foretas som en trykksving-adsorpsjonsprosess på samme måte som beskrevet f.eks. I US patent 3.564.816 hvori desorpsjonen bevirkes ved trykkreduksjon. Alternativt kan prosessen foretas som en temperatursving-adsorpsjonsprosess.
Trykket under adsorpsjonstrinnet er hensiktsmessig fra 1 til 10 bar absolutt, fortrinnsvis i området 1-4 bar absolutt.
Trykket under desorpsjonstrinnet er hensiktsmessig fra 0,1 millibar til 1 bar absolutt, fortrinnsvis i området 0,1-1 bar absolutt.
Varigheten av adsorpsjonstrinnet er fortrinnsvis fra 20 sek. til 15 min., og varigheten av desorpsjonstrinnet er også fra 20 sek. til 15 min. Fremgangsmåten kan hensiktsmessig foretas ved omgivelsestemperatur, skjønt lavere og høyere temperatu-rer kan anvendes.
Temperaturen i sjiktet er hensiktsmessig i området fra -50 til -100°C, og fremgangsmåten foretas hensiktsmessig isotermisk uten at varme tilføres eller trekkes ut.
Et rensetrinn anvendes hensiktsmessig mellom adsorpsjonstrinnet og desorpsjonstrinnet, hvori trykket reduseres til et nivå liggende mellom det for adsorpsjonstrinnet og desorpsjonstrinnet.
Avløpet fra rensetrinnet kan resirkuleres til tilførselen for adsorpsjonstrinnet.
Foreliggende fremgangsmåte kan utføres for fremstilling av en oksygenanriket gass (som utløp av adsorpsjonstrinnet) med minst 30 volum-# oksygeninnhold, fortrinnsvis minst 45 volum-
Zeolitten kan anvendes med eller uten et bindemiddel og kan om ønsket være blandet med andre adsorpsjonsmidler.
Den gassformige blanding omfattende nitrogen og oksygen er fortrinnsvis luft, skjønt andre blandinger omfattende nitrogen og oksygen i mengdeforhold andre enn de som råder i luft, kan separeres ved foreliggende fremgangsmåte.
Oksygenet som er separert, kan benyttes i en rekke forskjellige anvendelser. Det utvunnede nitrogen kan f.eks. anvendes i forbedrede olJeutvinningsoperasjoner. Det kan også anvendes for fakkelspyl ing, prosessspyling og en rekke andre anvendelser .
Oppfinnelsen skal nå ytterligere illustreres under henvisning til følgende eksempler.
Eksempel 1
Natrium MFI ble fremstilt ved bruk av ammoniakkoppløsning og Ingen organisk base som beskrevet 1 US patent 4.452.907, og deretter omdannet ved katlonutveksllng til natriumformen på følgende måte: - MFI-zeolitten ble tilbakeløpskokt tre ganger i ca. 1,5 1 av en IM NaN03-oppløsnlng i ca. 3 timer, vasket med destillert vann og deretter tørket ved 85°C etter hver tllbakeløpskoking. Den resulterende natrium MFI-zeolitt hadde et Si:Al atomforhold på 15,0, et Al:Na atommforhold på 1,0 og en vekt-5É Na på 2,1. Zeolitten ble presset ved 4 tonn i en 35 mm diameter matrise, brutt opp og siktet til 10-22 mesh (BSS). Zeolitten ble ikke fortynnet eller blandet med et bindemiddel.
Zeolitten (ca. 4-5 ml) ble avgasset ved forhøyet temperatur (400°C) for å fjerne molekylært vann. Etter avkjøling ble den ekvilibrert med helium. Et kjent volum (64,5 ml) av oksygen/nitrogen-tilførselsgassblandingen (romluft) ble ført over zeolitten i en enkelt passasje ved romtemperatur (23°C) og et trykk på 1 bar absolutt, og produktgassen som var anriket på oksygen, ble oppsamlet. Fra produkt- og til-førselsgass-sammensetningene (bestemt gasskromatografisk) og deres volumer, ble mengden av adsorbert gass og dens sammensetning bestemt.
Selektiviteten overfor nitrogenadsorpsjon er gitt ved separeringsfaktoren som følger:
Separeringsfaktor (N2/O2) =
V0I.N2 adsorbert/vol.O2 adsorbert
x vol.02 tilført/vol.N2 tilført
Detaljer angående forsøksbetingelsene og resultatene er gitt i tabell 1.
Eksempel 2
Fremgangsmåten 1 eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse for at natrium-MFI-zeolitten ble presset til 7 tonn istedenfor 4 tonn, og det passerte luftvolum var 65,5 ml.
Eksempel 3
Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse for at det istedenfor natrium-MFI-zeolitt ble benyttet en litium-MFI-zeolitt, oppnådd ved tilbakeløpskoking av natrium-MFI-zeolitten 4 ganger i ca. 250 ml 0,25 M L1N03.3H20 oppløsning i fra ca. 2 til 3 timer, vasking med destillert vann og deretter tørking ved 85°C etter hver tilbakeløpskoking. Til slutt ble prøven presset til 4 tonn i en matrise med diameter 35 mm, oppbrutt og siktet til 10/22 mesh (B.S.S.) kvalitet.
Sammenllgningsforsøk
Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt med unntagelse for at istedenfor natrium-MFI-zeolitt ble benyttet zeolitt av kalsium Å-typen (molekylarsikttype 5A; atomforhold Si/Al = 1,1; Al/(Na + 2Ca) - 1,2; vekt-£ Na = 5,1; vekt-£ Ca = 4,3) presset til 4 tonn I en matrise med diameter 35 mm, oppbrutt og siktet til 10/22 mesh (B.S.S.) kvalitet.
Det passerte luftvolum var 74,0 ml.
Detaljer angående forsøksbetingelsene og resultatene i eksemplene 1, 2 og 3 og sammenligningsforsøket er gitt i tabell 1.
Oksygeninnholdet i avløpet fra adsorpsjonstrinnet var i hvert tilfelle 50,5% og 50,5% i ekemplene 1 og 2, respektivt, og i sammenligningen var tallet 36,6 volum-%. Nitrogeninnholdet var 48,4%, 48,5% og 62,4%, respektivt.
De ovenfor angitte resultater viser at (i) MFI-zeolittene ifølge foreliggende oppfinnelse har en større adsorpsjonsevne for nitrogen enn tilfellet er med zeolitten av kalslum-A-typen som er en typisk representant for den tidligere teknikk og (ii) separeringsfaktoren for MFI-zeolitten er over 25 bedre enn den for zeolitten av kalsium-A-typen.
Resultatene viser også at litiumformen for MFI-zeolitten har en høyere adsorpsjonsevne for nitrogen enn natriumformen.
Eksempel 4
En natriumform for MFI-zeolitt (atomforhold Si/Al 15,3) fremstilt som beskrevet i eksempel 1 ble benyttet i gjen-tagende adsorpsjons-desorpsjons-sykler. 3,0 ml zeolitt-granuler, presset ved 4 tonn i en matrise med diameter 35 mm, deretter oppbrutt og siktet til 8-16 mesh (BSS), ble anbragt i adsorpsjonsrøret og utgasset (ca. 0,1 mbar) ved forhøyet temperatur (ca. 370°C). Etter avkjøling til omgivelsestemperatur ble tørr luft gitt adgang til zeolitten fra graderte glassprøyter. Adsorpsjonen ble utført ved føring av luften over zeolitten gjentatte ganger inntil likevekt ble oppnådd. Adsorpsjonsbetingelsene var som følger: varighet 2-5 min., trykk 1 atmosfære absolutt ved start fra utgasset tilstand på 0,1 millibar absolutt.
Zeolitten ble deretter desorbert ved et trykk på 0,1 millibar ved omgivelsestemperatur (ca. 25°C) i 10 min., og adsorpsjonstrinnet gjentatt med tørr luft. Tre sykler ble foretatt, og resultatene er angitt i tabell 2 og 3 nedenfor.
Dødromvolumet i apparatet pluss zeolitt ble bestemt ved heliumadsorpsjon. Mengden av luft adsorbert av zeolitten ble således bestemt. Gasskromatografisk analyse av produkt- og utgangsgasser muliggjorde beregning av sammensetning for adsorbert fase. Separeringsfaktorer ble beregnet som før for hver sykel.
Dette demonstrerer at hele den adsorberte fasen lett kan utvinnes.
For sammenligning ble samme metoden benyttet for 3,0 ml av zeolittgranulene av kalsium-A-typen (molekylarsikttype 5A; atomforhold Si/Al 1,1), presset ved 4 tonn i en matrise med diameter 35 mm, oppbrutt og siktet til 8-16 mesh (BSS). Resultatene for tre etter hverandre følgende tørrlufts-adsorpsjoner er gitt i nedenstående tabell.
De ovenfor angitte resultater viser at MFI-zeolitten kan anvendes i en prosess som innbefatter gjentatte sykler med adsorpsjons og desorpsjon.
Resultatene viser også at MFI-zeolitten har en høyere separeringsfaktor enn zeolitten av kalsium-A-typen. Forskjel-len som ikke er så markert som den som er angitt i tabell 1, skyldes de forskjellige prosessbetingelsene.
Claims (10)
1. Fremgangsmåte for separering av nitrogen fra en gassformlg blanding Inneholdende nitrogen og oksygen, Innbefattende anbringelse av den gassformige blanding I kontakt med et sjikt av fast adsorpsdjonsmiddel i et adsorpsjonstrinn for selektivt å adsorbere nitrogenet og deretter utvinne en gass anriket på nitrogen fra adsorpsjons-middelet i et desorpsjonstrinn, karakterisert ved at det som fast adsorpsjonsmiddel anvendes en zeolitt av MFI-typen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at zeolitten av MFI-typen anvendes i natrium-, litium- eller gruppe IIA-formen.
3. Fremgangsmåte Ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at desorpsjonen foretas ved å redusere trykket til et nivå under det for adsorpsjonstrinnet .
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at trykket under adsorpsjonstrinnet er fra 1 til 10 bar absolutt, og trykket under desorpsjonstrinnet er fra 0,1 millibar til 1 bar absolutt.
5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at det som gassformlg blanding anvendes luft.
6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at varigheten for adsorpsjonstrinnet er fra 20 sek. til 15 min., og at varigheten for desorpsjonstrinnet er fra 20 sek. til 15. min.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at en spylegass anvendes mellom adsorpsjonstrinnet og desorpsjonstrinnet, og i hvilket trykket reduseres til et nivå som ligger mellom det i adsorpsjonstrinnet og desorpsjonstrinnet.
8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at den omfatter gjentatte sykler med adsorpsjons og desorpsjon, og at det vilveiebringes flere sjikt av adsorpsjonsmaterialet, og den gassformige blanding føres kontinuerlig over I det minste ett av sjiktene.
9. Fremgangsmåte for separering av nitrogen og oksygen fra luft innbefattende anbringelse av luften i kontakt med sjikt av zeolitt i et adsorpsjonstrinn og for selektivt å adsorbere nitrogenet og danne et avløp som er anriket på oksygen, karakterisert ved at det som zeolitt anvendes en zeolitt av MFI-typen.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at avløpet holdes på minst 30 volum-% oksygen.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB858503712A GB8503712D0 (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Selective adsorption process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO860506L NO860506L (no) | 1986-08-14 |
| NO163807B true NO163807B (no) | 1990-04-17 |
Family
ID=10574441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO860506A NO163807B (no) | 1985-02-13 | 1986-02-12 | Fremgangsmaate for separering av nitrogen og/eller oksygenfra en gassformig blanding inneholdende nitrogen og oksygen. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0192394B1 (no) |
| JP (1) | JPS61227907A (no) |
| CA (1) | CA1270208A (no) |
| DE (1) | DE3665543D1 (no) |
| GB (1) | GB8503712D0 (no) |
| NO (1) | NO163807B (no) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4859217A (en) * | 1987-06-30 | 1989-08-22 | Uop | Process for separating nitrogen from mixtures thereof with less polar substances |
| US4925460A (en) * | 1989-07-20 | 1990-05-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Chabazite for gas separation |
| US5074892A (en) * | 1990-05-30 | 1991-12-24 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Air separation pressure swing adsorption process |
| US5875234A (en) | 1996-02-14 | 1999-02-23 | Netphone, Inc. | Computer integrated PBX system |
| FR2753108B1 (fr) * | 1996-09-06 | 1998-10-16 | Air Liquide | Procede pour la separation de melanges gazeux contenant de l'oxygene et de l'azote |
| KR20010067097A (ko) * | 1999-08-25 | 2001-07-12 | 조안 엠. 젤사 ; 로버트 지. 호헨스타인 ; 도로시 엠. 보어 | 가스 혼합물로부터 질소를 선택적으로 흡착시키기 위한흡착제 |
| JP2001087646A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-04-03 | Praxair Technol Inc | 窒素を別のガスから選択的に吸着させるための新規の吸着剤 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL268594A (no) * | 1960-08-26 | |||
| US3702886A (en) * | 1969-10-10 | 1972-11-14 | Mobil Oil Corp | Crystalline zeolite zsm-5 and method of preparing the same |
| GB1437600A (en) * | 1972-05-17 | 1976-05-26 | Boc International Ltd | Gas separation |
| US3960520A (en) * | 1975-03-19 | 1976-06-01 | Mobil Oil Corporation | Separation of isomers |
| US4257885A (en) * | 1976-02-04 | 1981-03-24 | Union Carbide Corporation | Novel zeolite compositions and processes for preparing and using same |
| US4401572A (en) * | 1979-11-15 | 1983-08-30 | Mobil Oil Corporation | Selective zeolite sorption of group V-B element hydrides and derivatives thereof |
| EP0030811B2 (en) * | 1979-12-07 | 1988-03-30 | The British Petroleum Company p.l.c. | Process for the production of crystalline aluminosilicates and their use as catalysts and catalyst supports |
| FR2496486B1 (fr) * | 1980-12-19 | 1985-10-11 | Elf Aquitaine | Perfectionnement au procede de separation d'un melange gazeux par utilisation d'un adsorbant selectif rapide ameliore |
| US4449990A (en) * | 1982-09-10 | 1984-05-22 | Invacare Respiratory Corp. | Method and apparatus for fractioning oxygen |
-
1985
- 1985-02-13 GB GB858503712A patent/GB8503712D0/en active Pending
-
1986
- 1986-02-10 CA CA000501464A patent/CA1270208A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-02-11 EP EP86300903A patent/EP0192394B1/en not_active Expired
- 1986-02-11 DE DE8686300903T patent/DE3665543D1/de not_active Expired
- 1986-02-12 NO NO860506A patent/NO163807B/no unknown
- 1986-02-13 JP JP61029831A patent/JPS61227907A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0192394A3 (en) | 1986-12-30 |
| JPS61227907A (ja) | 1986-10-11 |
| GB8503712D0 (en) | 1985-03-13 |
| EP0192394B1 (en) | 1989-09-13 |
| CA1270208A (en) | 1990-06-12 |
| NO860506L (no) | 1986-08-14 |
| EP0192394A2 (en) | 1986-08-27 |
| DE3665543D1 (en) | 1989-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR930006400B1 (ko) | 제올라이트상에서의 co₂의 선택적 흡착 | |
| US5413625A (en) | Mixed ion-exchanged zeolites and processes for the use thereof in gas separations | |
| US8500850B2 (en) | Process and zeolitic materials for the separation of gases | |
| EP0016558B1 (en) | Vacuum swing adsorption for air fractionation | |
| US5376164A (en) | Pressure swing adsorption process for chlorine plant offgas | |
| US6616732B1 (en) | Zeolite adsorbents, method for obtaining them and their use for removing carbonates from a gas stream | |
| EP0128580B1 (en) | Process for drying gas streams | |
| US6125655A (en) | Process for purifying air by adsorbing CO2 and H2 O impurities on calcined alumina | |
| JP3776813B2 (ja) | アルゴン／酸素選択性ｘゼオライト | |
| KR100580340B1 (ko) | 제올라이트 흡착제를 이용한 기류의 이산화탄소 제거 | |
| JPH0628727B2 (ja) | ガス混合物の分離法、窒素の選択的吸着剤、および斜方沸石押出し物調製法 | |
| US3960520A (en) | Separation of isomers | |
| US5069690A (en) | Process for kinetic gas-solid chromatographic separations | |
| EP0284850B1 (en) | Improved adsorptive purification process | |
| US5453113A (en) | Process for separation and recovery of methyl chloride from vent streams containing isobutane | |
| US6261344B1 (en) | PSA process using a faujasite zeolite containing metal cations as adsorbent | |
| NO163807B (no) | Fremgangsmaate for separering av nitrogen og/eller oksygenfra en gassformig blanding inneholdende nitrogen og oksygen. | |
| US3078637A (en) | Process for the removal of carbon dioxide from ethylene | |
| EP0128545A2 (en) | Air separation process | |
| AU659759B2 (en) | Purification of argon by cryogenic adsorption | |
| US2917556A (en) | Process for separating vinylidene fluoride from vinyl fluoride | |
| US5600040A (en) | Separation of tetrafluoroethane isomers | |
| JPH0899919A (ja) | ジフルオロメタンの精製法 | |
| CA1304343C (en) | Adsorbents for use in the separation of carbon monoxide and/or unsaturated hydrocarbons from mixed gases |