TW385260B - Process for the adsorption of nitrogen from gas mixtures by means of pressure swing adsorption with zeolites - Google Patents

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Description

經濟部中央榡準局員工消費合作祍印製 Μ Β7 五、發明説明（1 ) ~ 本發明涉及使用沸石顆粒從氣體混合物中吸附氮的一種 故進的壓力擺動吸附法（pressure swing adsorption)。 在環境溫度下從空氣中生產氧已經大规模地在工業上使 用分子篩沸石進行著（請參看例如Gas Reviev Nipp〇n， 1985年第5期第13頁）。這種方法當與氧作比較它優先吸 附氮，也就是，當空氣經過沸石填料時，氧和氬在離開該 填料時作爲產品被收集。被吸附的氮可以例如通過抽空填 料而被解吸附。在這種情況中，該方法被稱作眞空壓力擺 動吸附（vacium swing adsorption) (VSA)法以有别於同 樣也是已知的變壓吸附（PSA)法。連續的VSA法具有下列操 作階段的特徵： ' a) 使空氣穿過沸石填料（在例如大約1巴的環境壓力下） 並從出口側排出富0 2的氣體； b) 使用一個眞空泵將填料抽空（例如至與空氣流逆命的大 約100至300毫巴的眞空度）； Ο使填料充滿富0 2氣體（例如至與空氣流逆向的大约1巴 的環境壓力（參看例如下文中的圖1))。 在PSA方法中，階段b)是在例如大約1巴的環境壓力下 進行的’同時用一部分富〇2的氣體清洗。在所謂的pVsA 方法（VSA和PSA的結合）中，分離在1.1至2巴進行，而 解吸附是在大约200至700毫巴（最小壓力）進行。這些方法 的目的是獲得高的生產率（相對於所用沸石的量 > 和獲得 高的〇2收率（即產品中的含量與引入的空氣中的〇 2 含量之比）。高的〇2收率可以導致眞空泵或空氣壓縮機 -3 - 紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁}
A7 B7 五、發明説明（2 ) _ 的低的能量要求。 作爲三個上述階段的結果，一般存在有三種沸石填料， 即三種吸附器，它們循環工作。在VSA方法的情況中，吸 附作用也可能用二個吸附器來完成（GB-A 1559325)。 這種吸附裝置的經濟適用性受到基本投資的影響。例如 吸附劑的數量，眞空泵的大小，尤其是操作費用，例如眞 空泵的電力消耗。於是有人開發出這樣一種沸石，即使用 了這種沸石就可以獲得較高的氮吸附量，因而沸石的用量 一以保持低水平甚至縮減。如歐洲專利EP-A-128545中所 述的Ca沸石A可以用於此目的。 該領域内的進一步發展朝向對氮比氧增加更大的選擇性 〇 增高的選擇性通過使用鋰沸石X來實現（EP-A 297 542) 。與鈉沸石I相比，可以達到較高的分離係數和較高的 N 2負载量。 使用鋰沸石X還可以獲得比鈉沸石X (EP-A 461 478， 實施例2 )更佳的能量消耗。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了進一步優化空氣分離用吸附方法，有人曾建議使用 包括多個區域的吸附劑填料，每個區域具有不同類型的沸 石0 日本專利JP 87/148 304公開一種富集氧的方法，在該 方法中使用一種以各種不同類型的沸石特定排列的吸附器 以代替一個單一沸石填料的吸附器。吸附器在其空氣進口 侧含有Na-X，Na-Y或Ca-X類型的沸石，而在空氣出口侧則 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______^ B7 __ 五、發明説明（3 ) 含有Ca-A類型的滩石， 在EP-A-374 631中，將一種低吸附作用的Ca沸石a使 用在空氣進口區内，而〜種高N2吸附作用的Ca沸石A使 用在出口區内’其中’兩種沸石的CaO/Al 2 〇 3比大致相 等。不同的N2負載能力是由不同程度的活化促成的。 EP-A 0 546 542描述〜種填料安排，其中鋰沸石x用在 空氣進口區而納沸石X用在空氣出口區。 本發明的目的是提供一種能效較高的壓力擺動吸附方法 ，這種方法用於從帶有較少極性氣體組分的氣體混合物中 吸附氮，用這種方法還可能獲得與現有技術相比更爲增進 的0 2收率。 令人驚奇的是，在壓力擺動吸附方法中利用各種特定類 槊的滞石的組合就可以實現上述目的。 本發明提供一種從帶有較少極性氣體組分的氣體混合物 中特别是從空氣中吸附氮的方法，利用變壓吸附作用在20 和50eC之間的溫度下進行，在該方法中，氣體混合物穿過 一個充滿沸石顆粒填料的吸附器，吸附器具有一個進口區 和一個出口區，其改進包括在吸附器内裝有至少兩種填料 ，一種鐘滞石][的填料在吸附器的進口區和滞石A和滞石 .叉中至少一種的填料在吸附器的出口區.内，滞石A和滞石 X填料都經與包括鎂、鈣和锶的鹼土金屬族的陽離子進行 交換。 在壓力擺動吸附方法中，特别應區分VSA法、PSA法和 PVSA法之間的不同。在VSA方法變異體中最好以1〇〇至400 本紙張尺度適用中國國家檩準（CNS) M規格（21〇χ297公瘦） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 毫巴之間的抽空壓力和1巴和1.1巴之間的吸附壓力來操 作。在PSA方法中最好以1至1·1巴的解吸附壓力和2至6 巴的吸附壓力來操作，而在PVSA方法中則以200至700毫巴 之間的抽空壓力和1.1至2巴之間的吸附壓力來操作。 根據本發明，通過使用特定類型的沸石的組合證明不僅 有可能増加〇2的收率而且令人驚奇地還可以減小能耗。 與陽離子交換過的沸石X最好具有大約2.0至3.0的Si02 /A1 2 〇3莫耳比率和大約〇 45至1 〇的鹼土金屬氧化物/ Al2〇3莫耳比率。 最好能有至少兩種填料，一種在吸附器進口區的鋰沸石 X填料和一種在吸附器出口區的鈣沸石A和鈣沸石X中的 至少一種填料。 在吸附器出口區内的鈣沸石A和鈣沸石X顆粒填料中， 這兩種類型的沸石可以以或者作爲兩個單獨的填料或者作 爲由這兩種類型沸石的混合物組成的一個單獨的塡料形式 存在。 最好是兩種填料出現在吸附器内。 所用的鍾沸石X最好是一種具有大約2.〇至2.5的Si02/ A1 2 〇 3莫耳比率的沸石，其中大約80-100%的A10 2四面 體單元與鋰陽離子缔合。剩下的陽離子最好是鈉、鎂、避 或锶的離子或質子或它們的混合物。 所用的鈣沸石X最好具有大約2.0至3.0的Si〇2 /A1 2 〇3 莫耳比率和大約0.45至1.0的CaO/Al 2 〇3莫耳比率。 所用的鈣沸石A最好具有大約0.45至1.0的鈣離子交換 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----.—I^---罐1 丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-1T J&. 五、 發明説明（ A7 B7 度。 經濟部中夬檩準局員工消費合作衽印製 其它的優選的塡料組合有： 鍾滞石X的填料和銀潍石A和銀滞石X中至少一種的填 鋰海石X的塡料和鎂殊石八和鎂滞石X中至少一種的填 ， 麵滩石X的填料和料石人和約滞石X中至少一種的填 秤， ^滞石X的填料和—種彿石A和-㈣石X中至少-種 、'料，所述滩石A曾經與每和鎂離子交換並具有〇 〇5至 • 5的CaG/Al 2 〇3 莫耳料和〇 95的MgQ/Ai 2 〇3 、耳比率’所述滞石X曾經與每和鐵離子交換並具有〇 f〇·95的eaG/Al2()3 莫耳比率和0.05至G.95的MgO/ 幻2〇3莫耳比率。 鐘滩石X的填料和一種MA和-種滞石X中至少一種 的填料’所:曾軸絲麟子交換並具有〇 〇5至 γ.95 的CaG/Al 2 〇3 莫耳比率和 〇 〇5jl() 95 的 MgQ/Ai 2 〇3 莫耳比率，所述沸石X曾經與鈣和銳離子交換並具有〇〇5 至0.95的CaO/Al 2 〇3莫耳比率和〇 〇5至〇 95的^〇/ A1 2 〇 3莫耳比率。 鋰沸石X的填料和一種沸石A和一種沸石X中至少一種 的填料，所述沸石A曾經與銳'和鎂離子交換並具有〇 〇5至 〇‘95的^0/^丨 2 〇3 莫耳比率和0.05 至 〇,95 的 MgO/Al 2 03 莫耳比率，所述沸石X曾經與銳'和鎂離子交換並具有〇〇5 科 料 +'·’氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ^_—___B7_ 五、發明説明（6 ). 至0.95的SrO/Al 2 〇 3莫耳比率和0.05至0.95的MgO/ A1 2 〇3莫耳比率。 存在於出口區的沸石X最好具有2.0至3.0的Si02/ A1 2 〇3莫耳比率和0.45至1.0的MeO/Al 2 0 3莫耳比率（其 中Me=Ca, Sr)和0.3至1.0的MeO/Al 2 0 3莫耳比率（其中Me =Mg) 〇 存在於吸附器出口區的沸石Α最好具有0.45至1.0的MeO /A1 2 〇3莫耳比率（其中Me=Ca, Sr)和〇,30至1.0的MeO/ A1 2 〇3莫耳比率（其中Me=Mg)。 在吸附器中填料總量中鋰沸石X所佔的比例爲大约20-90% ’最好爲大約25-75%。這個比例取決於空氣進口溫度 和最大吸附壓力和最小吸附壓力之間的壓力比。 例如，在大約1至2巴的吸附壓力下，最小抽空壓力最 好應當在大約100和700毫巴之間，每個吸附器的吸附周期 應當是大約20至80秒而吸附器的數量應當在1至3之間。 本發明方法的工業操作詳盡地描述在，例如"氣體分離 和純化"（Gas Separation and Purification) 1991年 6 月 第5卷第89和90頁上。 除了上述的舒交換滞石A和X之外.，也可以使用滞石a 和x，這種沸石曾與其它的二價陽離子交換，特别是鎂、 鋇、緦或其混合物。沸石A和][中的鈣可以部分地或全部 地爲上述二階陽離子所置換（參見美國專利第3 3 〇91 號）。 ’ 氣體流最好在穿過沸石塡料之前先行予以乾燥，例如使 —-——：—€衣------ΐτ—,—# (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度賴tii國家轉（CNS) Α4·_ (2歌297公们 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ 其穿過一個矽膠乾燥層。 本發明將參照附圖作進一步的描述，附圖中： 圖1是1同樣品的滞石的N2負載量/公斤對壓力的曲 線圖； 圖2是用以實施本發明方法的設備的流程圖； 圖3是W據現有技術的一次實驗與根據本發明的一次實 驗中能量要求的圖解比較圖；和 圖4是類似於圖3的圖解比較圖，但涉及一個不同的現 有技術實驗和本發明的實驗。 現在特别參看圖2，圖中顯示三個吸附器A、B和C，通 過帶閥鼓風機CIO向其供應起始氣體混合物，氣體經過冷 卻器/加熱器H10然後進入吸附器a、B和C。每個吸附器均 有沸石顆粒填料，其組成在下述各實施例中均有描述。 閥11A，ΠΒ和11C控制氣體進入相應的吸附器，而閥12A ，12B和12C控制氣體從中排出，氣體的排出總的由眞空泵 VI0控制。
閥組 13A，14A，15A 和 14A，14B，15B 和 15A，15B，15C 控制著它們相應的吸附器、其它吸附器和/或產品鼓風機 G10之間的氣體流動。閥16ABC*18ABC在需要或想要時可 以用來開啓或關閉它們相應的管線。 原料氣和產品氣的組成，閥開啓和關閉的順序和吸附器 内沸石顆粒的組合在下述的實施例中均有敘述，其中所有 的份數除另有规定外均以重量計。 實施例 9 本紙張尺度適财_家襟準（CNS) M規格（21GX297公鐘） (請先閲讀背面之注意事項再稹寫本頁)
Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（8 ) 所用的各類型沸石X是通過相應的鈉沸石X顆粒（樣品A) 離子交換製成的。 樣品A(鈉沸石X) 鈉沸石X顆粒是根據德國專利第2 016 838號中的實施 例2製成的，其中的顆粒含有大约18%的沸石A和82%的沸 石叉。3丨〇2/^12〇3莫耳比率是2.3，顆粒大小爲1至2咖1 和堆積密度大約爲650g/l。活化是用乾燥的氮氣在6〇〇ec 進行的。 樣品B (转滞石A) 鈣沸石A顆粒是根據歐洲專利申請EP-A 0 170 026中的 實施例2製成的。煆燒在500至600eC在氮氣流中進行。CaO /A1 2 〇3莫耳比率爲〇.72° 樣品C(鈣沸石X) 使上述的鈉沸石X顆粒在活化之前經過Ca交換，其中的 處理是根據歐洲專利申請EP-A 0 170 026中的實施例15完 成的。活化是隨後在N2中於600eC完成的。CaO /A1 2 03 莫耳比率爲0.75。 樣品D(l$沸石X) 將鈉沸石X在活化之前經鋰交換（根據歐洲專利申請EP-A 297 542)。將根據德國專利申請DE-A 1 203 238製成的 12升沒有粘合劑的鈉沸石X顆粒放置在一個帶有可加熱的 套筒的柱子内。然後使690升1M氣化鋰溶液在15小時内泵 吸通過顆粒填料。溫度爲85°C。一異離子交換完成後，將 顆粒用水洗滌，該水已用LiOH將pH値調整到9。然後在氮 -10 - - . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) --5 丁 € 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（9 ) 氣中於600°C進行活化。Li 2 Ο/Al 2 0 3莫耳比率0.96。 各個樣品的氮吸附性能可參看表1和圖1。 表1 各個樣品的吸附特性： 樣品 A B C D 在1巴和25°c的N2吸附量[Nl/kg] 9.25 13.5 14.25 22 在1巴和25°C的N2^2吸附比率 2.65 2.95 3.15 4.55 試驗的操作 下述參數在試驗場所和在進行試驗期間是保持衡定的： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 填料直徑 500 mm 在空氣進口處A1 2 〇3填料層深度 10% of MS深度 空氣進口溫度 40°C 空氣出口溫度 40eC 進口處空氣壓力 1150毫巴（最大） 沸石層深度 1600mm 最小抽空壓力，進口 250毫巴 抽空開始時的壓力 900毫巴 抽空時間/吸附時間 30秒 轉送階段（BFP時間） 6秒 吸附器設置有隔熱裝置以防止與周園的熱交換。容器的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ------B7 五、發明説明（10 ) 壁厚度大約爲1 mm。 根據圖2的一次吸附器循環的試驗順序： C10 -鼓風機 H10 -冷卻器/加熱器 G10 -成品鼓風機 V10 -眞空泵 A，B，C -吸附器 時間0秒： 吸附器A已完成吸附。 時間0-6秒= BFP時間： 只有閥15A對吸附器A開放。只有閥12C和13C對吸附器c 開放。因而富0 2氣體從吸附器A經由閥15A並經由控制閥 17ABC和閥13C進入吸附器C。吸附器c因而完成其抽空階段 ，其中壓力從最低水準（例如250毫巴）上升至較高壓力 。吸附器A中的壓力從其最高水準（例如n5〇毫巴）下降 至最初抽空壓力（例如900毫巴）。 吸附器B開始空氣分離，即空氣經由閥ΠΒ進入吸附器B 而富〇2成品氣體離開閥14B並被迭多壓縮器G10。 時間6-30秒： 只有閥12A對吸附器A開放；吸附器A用眞空泵？10從例 如900毫巴抽空至例如250毫巴。吸附器18處於如在"時間 0-6秒"時的吸附階段，而在此同時，富0 2氣體經由閥13C 、閥18ABC和13C被送入吸附器C中。只有閥13(：對吸附器C 開放。計算送人的數量，使得在了時’吸1^ -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)
A7 B7 五、發明説明（11 ) 器C内的壓力是例如1080至1090毫巴。 在以下的循環中，吸附器C將空氣分離，然後是吸附器 A，即"0-6秒"和"6-30秒"階段又重複進行。 下列參數在試驗進行期間也被測定·· 富0 2產品的產量 抽空期間在吸附器進口處的壓力分布圖 抽空的氣體量。 抽空的氣體量和〇 2產量被用來計算引入的空氣量並由 此計算〇 2的收率=成品中的〇2量與空氣中的〇2量之比。 所有的數値都關係到產品中93%(體積）的〇2濃度；來自 眞空泵和鼓風機的能量數値也轉換成1000 3 A的0 2體積。 眞空泵的能量要求是通過參考一個抽空容量爲20000m 3 /h (在1.03巴時）的已知Roots鼓風機的特性曲線在抽空 填料期間從壓力分布圖計算出來（=能量要求作爲抽空壓 力的函數）。鼓風機的能量要求根據下面公式計算： (3060 X Pm - 286 X Y〇) Pm = 1045毫巴 ------------------------V〇 =在1.03巴時的空氣量 10621 X u u =效率=〇·95 實施例1 (比較；納滩石X) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 X請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 樣品A被用在吸附器内。活化沸石的殘餘Η 2 0負載量低 於0.5% (重量）（達到DIN8948 ;P 2 0 5法）。每個吸附器 的沸石數量是190公斤。氧的富集是根據上述説明完成的 。從而獲得下列數據·· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） /五 '發明説明i： 12 A7 B7 進口處的空氣溫度[ec] 40 ~~ 產品量[Nm3 /h] ----- 15.9 〇2收率m 45.5 計算出的總能量要求[KWh/Nm3 〇2 ] 0.46 實施例2 (比較；鈣沸石A) 樣品B被用在吸附器内（190 kg/吸附器）。活化沸石的 殘餘Hz 0負载量低於0.5% (重量）。從而獲得下列數據： 進口處的空氣溫度[ec] 40 產品量[Nm3 /h] 21.4 〇2收率[%] 52.5 計算出的總能量要求[KWh/Nm3 〇2 ] 0.395 實施例3 (比較；鈣沸石X) 樣品C被用在吸附器内（19Qkg/吸附器）。活化沸石的殘 餘Η 2 〇負载量低於0.5%(重量）。從而獲得下列數據： ------II^---€ί (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標率局—工消費合作社印製 進口處的空氣溫度[ec] 40 產品量[Nm3/h] 22 〇2收率[%] 52.5 計算出的總能量要求[KWh/Nm 3 0 2 ] 0.40 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（13 ) 實施例4 (比較；鋰沸石X) 樣品D被用在吸附器内（190kg/吸附器）。活化沸石的殘 餘Η 2 〇負載量低於0.5%(重量）。從而獲得下列數據： 進口處的空氣溫度[°c] 40 產品量[Nm3/h] 23 〇 2收率[%] 54 計算出的總能量要求[KWh/Nm 3 0 2 ] 0.375 實施例5 (比較；鈣沸石X在進口區而鈉沸石X在出口區） 在含有乾燥劑的區之上，95公斤的樣品D被加入到吸附 器内，再在其上加95公斤的樣品Α。從而獲得下列數據： 進口處的空氣溫度[ec] 40 產品量[Nm 3 /h] 18 〇 2收率[%] 44.5 計算出的總能量要求[KWh/Nm 3 0 2 ] 0.46 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例6 (比較；鈣沸石Α在進口區而鋰沸石X在出口區） 在含有乾燥劑的區之上，95公斤的樣品B被加入到吸附 器内，再在其上加95公斤的樣品D。從而獲得下列數據： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（14 ) 進口處的空氣溫度[ec] 40 產品量[Nm 3 /h] 22 〇2收率m 51 計算出的總能量要求[KWh/Nm 3 0 2 ] 0.398 實施例7 (根據本發明；鋰沸石X在進口區而鈣沸石X在 出口區） 在乾燥劑區之上，95公斤的樣品D被加入到吸附器内 ，在其上加95公斤的樣品C。 進口處的空氣溫度[°C] 40 產品量[Nm3 /h] 26 〇2收率[%] 58 計算出的總能量要求[KWh/Nm 3 0 2 ] 0.350 實施例8 (根據本發明；鋰沸石X在進口區而鈣沸石A在 出口區） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再樓寫本頁) 在乾躁劑區之上，95公斤的樣品D被加入到吸附器内 ，在其上加95公斤的樣品B。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15 ) 進口處的空氣溫度[ec] 40 產品量[Nm3 /h] 25.5 〇2收率m 57.5 計算出的總能量要求[KWh/Nm 3 0 2 ] 0.355 根據實施例7的吸附器填料呈現出比鋰沸石X填料（實 施例4 ;參看圖3和圖4)更好的0 2收率和更低的能量 要求。因此0 2的生產成本低於實施例4的。鈣沸石X的 用量和鈣沸石X内鈣的含量與進口溫度是相互關聯的。鈣 含量在進入空氣較高的溫度下應當增大而在較低的溫度下 應當減小。 根據實施例8的填料產生最好的效果。能値和0 2生產 率與根據實施例2或4的填料相比較都是最好的。 實施例5用於生產氧的能値非常差。 應理解本説明書和實施例都是爲了説明本發明而不是對 其限制，熟悉本行業的人完全能設想出在本發明的精神和 範園之内的其它實施方案。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 申請專利範圍 公告卷 衫止: 專利申請索HBTi丽沔7號 ROC Patent Appln. No.85109197 修正之申請專利範園中文本-附件二 Ajlgjded Claims in Chinese~Encl.il (民國86年4月曰送呈) (Submitted on April 1997) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 \· 一種利用壓力擺動吸附作用在2〇至5〇。〇之間的溫度下從 帶有較少極性氣體組分的氣體混合物中吸附氮的方法， 在其中，氣體混合物經過一個裝滿沸石顆粒填料的吸附 器’吸附器具有一個進口區和一個出口區，其改進包括 在吸附器内設置至少兩種填料，一種在吸附器進口區内 的趣涛石X的填料和—種在吸附器出口區内的潍石Α和 沸石X中至少一種的填料，所述沸石A和沸石X填料都 經與包括鎂、鈣和锶的鹼土金屬族的陽離子進行交換‘ 其中沸石X具有2.0至3.0的Si〇2 / Ah〇3莫耳比率和〇奶 至1.0的鹼土金屬氧化物/ AkO3莫耳比率，且沸石八具 有一典型氧化化學式爲NaW · Ah〇3 · 2Si〇2 . 4·5.Η2〇，且 鋰沸石X具有2.0至2.5的Si〇2 / AkOs莫耳比率，滩石中 80至100%的Al〇2四面體單元與鋰陽離子缔合。 2.根據申請專利範圍第1項的方法，其中吸附器裝有至少 兩種填料，一種在吸附器進口區的鋰沸石](填料和—種 在吸附器出口區的鈣沸石Α和鈣沸石X中的至少„種的 填料。 ---rI-J---------tr----------- (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)__I 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） 申請專利範圍 公告卷 衫止: 專利申請索HBTi丽沔7號 ROC Patent Appln. No.85109197 修正之申請專利範園中文本-附件二 Ajlgjded Claims in Chinese~Encl.il (民國86年4月曰送呈) (Submitted on April 1997) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 \· 一種利用壓力擺動吸附作用在2〇至5〇。〇之間的溫度下從 帶有較少極性氣體組分的氣體混合物中吸附氮的方法， 在其中，氣體混合物經過一個裝滿沸石顆粒填料的吸附 器’吸附器具有一個進口區和一個出口區，其改進包括 在吸附器内設置至少兩種填料，一種在吸附器進口區内 的趣涛石X的填料和—種在吸附器出口區内的潍石Α和 沸石X中至少一種的填料，所述沸石A和沸石X填料都 經與包括鎂、鈣和锶的鹼土金屬族的陽離子進行交換‘ 其中沸石X具有2.0至3.0的Si〇2 / Ah〇3莫耳比率和〇奶 至1.0的鹼土金屬氧化物/ AkO3莫耳比率，且沸石八具 有一典型氧化化學式爲NaW · Ah〇3 · 2Si〇2 . 4·5.Η2〇，且 鋰沸石X具有2.0至2.5的Si〇2 / AkOs莫耳比率，滩石中 80至100%的Al〇2四面體單元與鋰陽離子缔合。 2.根據申請專利範圍第1項的方法，其中吸附器裝有至少 兩種填料，一種在吸附器進口區的鋰沸石](填料和—種 在吸附器出口區的鈣沸石Α和鈣沸石X中的至少„種的 填料。 ---rI-J---------tr----------- (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)__I 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） 經 中 檁 準 局 員 工 消 費 合 作 杜 印 製 申請專利範園 .A8 BS C8 D8 3·根據申5青.專利範圍第2項的方法，其中單一的裡滞石X 填料存在於吸附器的進口區内而單一的转沸石A或转沸 石X填料存在於吸附器的出口區内。 4‘根據申請專利範圍第2項的方法，其中鈣沸石][存在於 出口區内並具有2.0至3.0的SiO 2 /A1 2 〇 3莫耳比率和 0·45至1·〇的CaO/Al 2 〇3莫耳比率。 5·根據申請專利範圍第2項的方法，其中鈣沸石a存在於 出口區内並具有0.45至1.0的CaO/Al 2 〇 3莫耳比率。 6.根據申請專利範圍第1項的方法，其中吸附器裝有至少 兩種填料，一種在吸附器進口區的鋰沸石χ塡料和—和 在吸附器出口區的緦沸石Α和緦沸石X中的至少—种 填料。 S、 7·根據申請專利範圍第s項的方法，其中緦沸石χ存在於 出口區内並具有2.0至3.0的Si〇2 /Α1 2 〇3莫耳比率和、-0.45至1 .〇的sr〇/Al 2 〇 3莫耳比率。 8. 、根據申請專利範圍第6項的方法，其中緦沸石a存在 於出口區内並具有0.45至1.0的SrO/Al 2 〇3莫耳比率。 9. 根據申請專利範圍第丄項的方法，其中吸附器裝有至 少兩種填料，—種在吸附器進口區的鋰沸石χ填料和= 種在吸附器出口區的鎂沸石Α和鎂沸石又 的填料。 一種 '根據申請專利範圍第9項的方法，其中幾涛石 =出口區内並具有2,〇至3.0的Si〇2/Al2〇耳土 和〇·3〇至1.0的Mg0/M2〇3莫耳比率。 吁匕千
    (請先閎讀背面之注意事項再填毐本頁) n —^1 ϋ HI-1t--- ，訂
    A8 B8 C8 D8 經濟部令央標準局員工消費合作社印製 ii.根據申請專利範圍第9項的方法，其中鎂沸石A存在 於出口區内並具有0.30至1·0的Mg〇/Al 2 〇3莫耳比率。 根據申清專利範圍第1項的方法，其中吸附器裝有至 少兩種填料，一種在吸附器的進口區内的鋰沸石叉填料 ，和一種在吸附器的出口區内的沸石A和沸石X中至少 —種的填料，所述沸石A曾經與鈣和鎂離子交換並具有 〇 ‘05至0.95的CaO/Al 2 0 3 莫耳比率和0.05至0.95的MgO /Μ 2 〇3莫耳比率，所述沸石1[曾經與鈣和錢離子交換 並具有0.05至0.95的CaO/Al 2 〇3莫耳比率和〇.〇5至〇 95 的MgO/Al 2 〇 3莫耳比.率。 根據申請專利範圍第1項的方法，其中吸附器裝有至 少兩種填料，一種在吸附器的進口區内的鋰沸石叉塡料 ’和一種在吸附器的出口區内的沸石A和沸石X中至少 一種的填料，所述沸石A曾經與鈣和锶離子交換並具有 0.05至0.95的CaO/Al 2 〇3 莫耳比率和0.05至0.95的SrO /iU 2 〇 3莫耳比率，所述沸石X曾經與舜和热離子交換 並具有0.05至0.95的CaO/Al 2 〇3莫耳比率和〇.〇5至0.95 的Sr0/Al 2 〇 3莫耳比率。 w•根據申請專利範圍第1項的方法，其中吸附器裝有至 少兩種填料，一種在吸附器的進口區内的鐘滞石X填料 ，和一種在吸附器的出口區内的沸石A和沸石X中至少 一種的填料，所述沸石A曾經與緦和鎂離子交換並具有 0.05至0.95的SrO/Al 2 〇3 莫耳比率和0.05至0.95的MgO
    本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ---_---f I---裝-- (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 六、申請專利範圍 /A1 2 〇3莫耳比率，所述沸石χ曾經與锶和鎂離子交換 並具有0_05至0.95的SrO/Al 2 〇3莫耳比率和0 05至〇 95 的Mg〇/Al 2 〇3莫耳比率。 15.根據申請專利範圍第3項的方法，其中鋰沸石χ具有2〇 至2.5的Si(h / Ah〇3莫耳比率，8〇至1〇〇%的在沸石内的 A丨面體單元與娜離子、缔合，牡（a)料石χ存在 於出口區内並具有2.0至3.0的Si〇2 ./ Ai2〇3莫耳比率和〇.45&1._a0 / _3莫耳比率，或㈦舞潍石乂存在於 出口區内並具有0.45至1.0的CaO / Ah〇3莫耳比率。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) « m- -裝------訂------農 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 準 標 家 國 j國 一中 用 I逋 一度 -尺 -^ _一紙 I本 τ—一 2 |釐 公 7 9 2
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