JPH04265105A - 複式の吸着方法 - Google Patents
複式の吸着方法Info
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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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力変動吸着方法を用
いるガス分離に関する。更に詳細には、本発明は上記方
法を用いて２種の精製された製品留分の回収を向上する
ことに関する。
いるガス分離に関する。更に詳細には、本発明は上記方
法を用いて２種の精製された製品留分の回収を向上する
ことに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】選択的
に吸着し易い成分と選択的に吸着しにくい成分とを含む
供給ガス流の所望の分離及び精製を達成するために、圧
力変動吸着（ＰＳＡ）方法及び系がこの分野で良く知ら
れている。選択的に吸着し易い成分は、供給ガスが一層
高い吸着圧力にて上記選択的に吸着し易い成分を選択的
に吸着することができる吸着床上に送られるときに吸着
される。続いて床の圧力が低吸着圧力レベルに低下した
とき、選択的に吸着し易い成分は上記吸着剤から脱着さ
れる。
に吸着し易い成分と選択的に吸着しにくい成分とを含む
供給ガス流の所望の分離及び精製を達成するために、圧
力変動吸着（ＰＳＡ）方法及び系がこの分野で良く知ら
れている。選択的に吸着し易い成分は、供給ガスが一層
高い吸着圧力にて上記選択的に吸着し易い成分を選択的
に吸着することができる吸着床上に送られるときに吸着
される。続いて床の圧力が低吸着圧力レベルに低下した
とき、選択的に吸着し易い成分は上記吸着剤から脱着さ
れる。
【０００３】ＰＳＡ処理は、通常、吸着床を一より多く
含む系中で実施され、各々の床は、（ａ） 高い吸着圧
力の供給−選択的に吸着し易い成分の吸着−選択的に吸
着しにくい成分の排出、（ｂ） 選択的に吸着し易い成
分の低圧脱着及び典型的に床の供給端からの除去、（ｃ
） 上記高い吸着圧力への床の再加圧を含む加工シーケ
ンスを循環基準に基づいて受ける。ＰＳＡ処理は、種々
の産業用途における空気分離操作、特に、低温空気分離
プラントが経済的に実行され得ない比較的小さい規模の
操作に特に適している。ＰＳＡ処理は、また、空気また
は他のガスの乾燥にも十分適している。
含む系中で実施され、各々の床は、（ａ） 高い吸着圧
力の供給−選択的に吸着し易い成分の吸着−選択的に吸
着しにくい成分の排出、（ｂ） 選択的に吸着し易い成
分の低圧脱着及び典型的に床の供給端からの除去、（ｃ
） 上記高い吸着圧力への床の再加圧を含む加工シーケ
ンスを循環基準に基づいて受ける。ＰＳＡ処理は、種々
の産業用途における空気分離操作、特に、低温空気分離
プラントが経済的に実行され得ない比較的小さい規模の
操作に特に適している。ＰＳＡ処理は、また、空気また
は他のガスの乾燥にも十分適している。
【０００４】かかる乾燥用途において、湿ったガスが、
水を選択的に吸着し易い成分として優先的に吸着する吸
着床の供給端部に送られる。水が床の供給端部にて吸着
剤から除去される際に、床は水で充満されるようになり
そしてそこに送られる追加量の湿ったガスに関する吸着
能力を失う。水分を消耗した後のガスは比較的乾燥した
吸着剤の領域に出くわしそして床の排出端部から乾燥し
た供給ガス製品として現れる。かかる乾燥操作が続くと
、選択的に吸着した成分の吸着前部すなわち物質移動領
域は床を通じて供給端部からその反対側の排出端部の方
向に、該吸着前部が排出端部の近傍に達しそして床のほ
とんどすべてが水で充填されるまで移動する。更なる乾
燥を達成することができる前に、床を再生しなければな
らず、すなわち、選択的に吸着した水を脱着し且つ床か
ら除去しなければならない。乾燥用のＰＳＡ操作におい
て、選択的に吸着した水は、床を高い吸着圧力から低い
吸着圧力に減圧することによって、典型的には、ガスを
床の供給端から放出する向流減圧によってそして乾燥パ
ージガスを床にその出口から供給端に流すことによって
床から除去することができる。選択的に吸着した水の吸
着前部はこうして床の供給端部に押し戻される。適当に
設計された系において、ガス中の水不純物の濃度は、圧
力が高い吸着レベルから減じるときに、すなわち、圧力
が減少して且つガスが床の排出端部から放出される並流
減圧工程において増加する。次いで、選択的に吸着され
た水の脱着及び除去に必要なパージガスの量は吸着の際
に乾燥されたガスの量未満である。乾燥空気製品の一部
は、典型的には、パージガスとして用いられ、残部の乾
燥空気は系から最終的な製品流として取り出される。
水を選択的に吸着し易い成分として優先的に吸着する吸
着床の供給端部に送られる。水が床の供給端部にて吸着
剤から除去される際に、床は水で充満されるようになり
そしてそこに送られる追加量の湿ったガスに関する吸着
能力を失う。水分を消耗した後のガスは比較的乾燥した
吸着剤の領域に出くわしそして床の排出端部から乾燥し
た供給ガス製品として現れる。かかる乾燥操作が続くと
、選択的に吸着した成分の吸着前部すなわち物質移動領
域は床を通じて供給端部からその反対側の排出端部の方
向に、該吸着前部が排出端部の近傍に達しそして床のほ
とんどすべてが水で充填されるまで移動する。更なる乾
燥を達成することができる前に、床を再生しなければな
らず、すなわち、選択的に吸着した水を脱着し且つ床か
ら除去しなければならない。乾燥用のＰＳＡ操作におい
て、選択的に吸着した水は、床を高い吸着圧力から低い
吸着圧力に減圧することによって、典型的には、ガスを
床の供給端から放出する向流減圧によってそして乾燥パ
ージガスを床にその出口から供給端に流すことによって
床から除去することができる。選択的に吸着した水の吸
着前部はこうして床の供給端部に押し戻される。適当に
設計された系において、ガス中の水不純物の濃度は、圧
力が高い吸着レベルから減じるときに、すなわち、圧力
が減少して且つガスが床の排出端部から放出される並流
減圧工程において増加する。次いで、選択的に吸着され
た水の脱着及び除去に必要なパージガスの量は吸着の際
に乾燥されたガスの量未満である。乾燥空気製品の一部
は、典型的には、パージガスとして用いられ、残部の乾
燥空気は系から最終的な製品流として取り出される。
【０００５】かかる従来のＰＳＡ処理は、湿った供給空
気を自由に入手でき、従って空気の高度の回収が必要で
ないので、かかる空気乾燥に好適である。すなわち、パ
ージ後の排出流中の空気損失は余り重要ではない。しか
しながら、当業者は、かかる方法が、認められる損失を
伴わずに回収しなければならない価値あるガスの精製に
望ましくなくまた十分満足できないことがわかろう。
気を自由に入手でき、従って空気の高度の回収が必要で
ないので、かかる空気乾燥に好適である。すなわち、パ
ージ後の排出流中の空気損失は余り重要ではない。しか
しながら、当業者は、かかる方法が、認められる損失を
伴わずに回収しなければならない価値あるガスの精製に
望ましくなくまた十分満足できないことがわかろう。
【０００６】バルクガス分離用の典型的なＰＳＡは、窒
素並びに水及び二酸化炭素のような少量の不純物の選択
的な吸着による空気からの酸素の精製のための方法であ
る。かかる分離に用いられるＰＳＡ方法は、慣用のＰＳ
Ａであり、水不純物に相当する選択的に吸着した成分が
極めて高濃度であることを除いて、不純物除去用に上で
述べたＰＳＡと同様である。これは、循環時間の短縮と
加圧及び減圧工程の間のガスの適正な取扱の必要性をも
たらす。空気から酸素を製造するのに用いられてきた特
定のＰＳＡ加工サイクルの代表例は、Ｂａｔｔａ の米
国特許第３，７１７，９７４号及びＨｉｓｃｏｃｋ ら
の米国特許第４，５８９，８８８号に開示されている。 かかる方法は、また、供給ガス、すなわち、空気は容易
に入手でき、そして製品ガス、すなわち酸素の高度の回
収は空気分離操作の経済的な実行に必要でないので、少
なくとも部分的に満足される。
素並びに水及び二酸化炭素のような少量の不純物の選択
的な吸着による空気からの酸素の精製のための方法であ
る。かかる分離に用いられるＰＳＡ方法は、慣用のＰＳ
Ａであり、水不純物に相当する選択的に吸着した成分が
極めて高濃度であることを除いて、不純物除去用に上で
述べたＰＳＡと同様である。これは、循環時間の短縮と
加圧及び減圧工程の間のガスの適正な取扱の必要性をも
たらす。空気から酸素を製造するのに用いられてきた特
定のＰＳＡ加工サイクルの代表例は、Ｂａｔｔａ の米
国特許第３，７１７，９７４号及びＨｉｓｃｏｃｋ ら
の米国特許第４，５８９，８８８号に開示されている。 かかる方法は、また、供給ガス、すなわち、空気は容易
に入手でき、そして製品ガス、すなわち酸素の高度の回
収は空気分離操作の経済的な実行に必要でないので、少
なくとも部分的に満足される。
【０００７】上記の用途、すなわち、酸素製品回収用の
空気乾燥及び空気分離において、選択的に吸着し易い成
分、すなわち一層強く吸着した成分は、吸着しにくい成
分を構成する製品ガスから分離されるべきであり、すな
わち、乾燥製品空気から水がまたは酸素製品ガスから窒
素が分離されるべきである。これは普通のＰＳＡ操作の
典型である。かかる処理は、一般に、選択的に吸着し易
い成分、いわゆる重い成分の精製に適用できない。従っ
て、標準的なＰＳＡサイクルは、空気からの酸素の製造
に満足されるが、空気からの窒素の製造に満足できない
。床の供給端部から放出されたガスは窒素に富んでいる
が、それでもほとんどの実用的な用途には極めて不純で
ある。
空気乾燥及び空気分離において、選択的に吸着し易い成
分、すなわち一層強く吸着した成分は、吸着しにくい成
分を構成する製品ガスから分離されるべきであり、すな
わち、乾燥製品空気から水がまたは酸素製品ガスから窒
素が分離されるべきである。これは普通のＰＳＡ操作の
典型である。かかる処理は、一般に、選択的に吸着し易
い成分、いわゆる重い成分の精製に適用できない。従っ
て、標準的なＰＳＡサイクルは、空気からの酸素の製造
に満足されるが、空気からの窒素の製造に満足できない
。床の供給端部から放出されたガスは窒素に富んでいる
が、それでもほとんどの実用的な用途には極めて不純で
ある。
【０００８】他の用途においても、製品ガスとして選択
的に吸着し易いすなわち重い成分を回収することが望ま
しく、吸着しにくいすなわち軽い成分は所望の製品ガス
としてではなく不純物として除去される。Ｗｉｌｓｏｎ
の特許である米国特許第４，３５９，３２８号はこの目
的に逆圧力変動吸着方法を記載している。望ましくは、
２以上の床で実施されるこの方法は、処理サイクル（１
） 低圧吸着、（２） 高圧への加圧、（３） 上記高
圧でのパージ及び（４） 所望の製品ガスとして選択的
に吸着された成分の放出のための減圧を含む。この方法
において、供給ガス、例えば、空気は、吸着床に低圧に
て導入される。床からの流出物は、本質的に選択的に吸
着し易い成分であり、それは高圧に圧縮されて、そして
このガスの一部分は向流パージガスとして使用されて選
択的に吸着しにくい成分を床から除去する。上記流出ガ
スの残りの部分は、製品ガスすなわち、空気分離の場合
の窒素として引き出される。
的に吸着し易いすなわち重い成分を回収することが望ま
しく、吸着しにくいすなわち軽い成分は所望の製品ガス
としてではなく不純物として除去される。Ｗｉｌｓｏｎ
の特許である米国特許第４，３５９，３２８号はこの目
的に逆圧力変動吸着方法を記載している。望ましくは、
２以上の床で実施されるこの方法は、処理サイクル（１
） 低圧吸着、（２） 高圧への加圧、（３） 上記高
圧でのパージ及び（４） 所望の製品ガスとして選択的
に吸着された成分の放出のための減圧を含む。この方法
において、供給ガス、例えば、空気は、吸着床に低圧に
て導入される。床からの流出物は、本質的に選択的に吸
着し易い成分であり、それは高圧に圧縮されて、そして
このガスの一部分は向流パージガスとして使用されて選
択的に吸着しにくい成分を床から除去する。上記流出ガ
スの残りの部分は、製品ガスすなわち、空気分離の場合
の窒素として引き出される。
【０００９】Ｗｉｌｓｏｎの特許の方法は、外面的には
、いわゆる、標準的なＰＳＡ方法（ｎｏｒｍａｌＰＳＡ
ｐｒｏｃｅｓｓ） の逆である。しかしながら、逆Ｐ
ＳＡ方法（ｉｎｖｅｒｓｅｄ ＰＳＡ ｐｒｏｃｅｓｓ
）は標準的なＰＳＡ方法とはいくつかの重要な観点で異
なる。逆の方法のいくつかのサイクル操作の後、重い成
分は低圧流出物中で製品端部にて濃縮されるようになる
。吸着−脱着前部は床中で確立され、製品端部にて重い
成分に富む。前部は、各々のサイクルの低圧部分の間に
容易に漏出（ｂｒｅａｋ ｔｈｒｏｕｇｈ）することに
なり、こうして、いくつかの軽い成分、すなわち選択的
に吸着しにくい成分を製品流に与える。この理由及び他
の理由で、逆の方法は、多くのサイクルに関して、重量
成分が十分に濃縮される前に、可能ならば高い還流比ま
たはパージ比にて運転する必要がある。Ｗｉｌｓｏｎは
、標準的なＰＳＡ方法が低圧パージ流出物の窒素含有量
を増加するように最適化されるときに、供給ガスとして
空気（８０％の窒素）を用いて８８％の窒素濃度が達成
されたことを開示する。逆の方法により、Ｗｉｌｓｏｎ
は３１．５％の窒素の回収率により窒素濃度が９６％に
なることを開示する。これは、不比較的低い窒素の回収
率でさえも窒素の製造用に空気分離が望ましいいくつか
の用途において満足され得る。しかしながら、他の用途
において、Ｗｉｌｓｏｎの逆ＰＳＡ方法は、高いレベル
の製品回収率にて得なければならない有価ガスを濃縮し
且つ精製することができないであろう。
、いわゆる、標準的なＰＳＡ方法（ｎｏｒｍａｌＰＳＡ
ｐｒｏｃｅｓｓ） の逆である。しかしながら、逆Ｐ
ＳＡ方法（ｉｎｖｅｒｓｅｄ ＰＳＡ ｐｒｏｃｅｓｓ
）は標準的なＰＳＡ方法とはいくつかの重要な観点で異
なる。逆の方法のいくつかのサイクル操作の後、重い成
分は低圧流出物中で製品端部にて濃縮されるようになる
。吸着−脱着前部は床中で確立され、製品端部にて重い
成分に富む。前部は、各々のサイクルの低圧部分の間に
容易に漏出（ｂｒｅａｋ ｔｈｒｏｕｇｈ）することに
なり、こうして、いくつかの軽い成分、すなわち選択的
に吸着しにくい成分を製品流に与える。この理由及び他
の理由で、逆の方法は、多くのサイクルに関して、重量
成分が十分に濃縮される前に、可能ならば高い還流比ま
たはパージ比にて運転する必要がある。Ｗｉｌｓｏｎは
、標準的なＰＳＡ方法が低圧パージ流出物の窒素含有量
を増加するように最適化されるときに、供給ガスとして
空気（８０％の窒素）を用いて８８％の窒素濃度が達成
されたことを開示する。逆の方法により、Ｗｉｌｓｏｎ
は３１．５％の窒素の回収率により窒素濃度が９６％に
なることを開示する。これは、不比較的低い窒素の回収
率でさえも窒素の製造用に空気分離が望ましいいくつか
の用途において満足され得る。しかしながら、他の用途
において、Ｗｉｌｓｏｎの逆ＰＳＡ方法は、高いレベル
の製品回収率にて得なければならない有価ガスを濃縮し
且つ精製することができないであろう。
【００１０】ガス混合物の重い、すなわち選択的に吸着
し易い成分を濃縮するための別の手段は、並流置換型の
ＰＳＡ方法を用いることである。このタイプのＰＳＡ処
理は、普通の方法と逆の方法の両方の特徴をいくつか用
いる。こうして、供給ガス、例えば、空気は床の供給端
部に高圧にて導入されてそしてその排出端部に向かって
前向きに流れ、一方、選択的に吸着し易い重量成分、す
なわち窒素は床に吸着される。ガス流の軽い成分、すな
わち、酸素は、床を通ってそこから共製品または廃棄流
として排出される。供給ガス、すなわち空気の床への流
れは、空気−酸素前部、すなわち、床に吸着された窒素
の前部に相当する部分が、床の排出端部に到達する前に
停止する。次いで、窒素富化製品ガスは、床の供給端部
に導入されて、床中で第２の前部、すなわち窒素−空気
前部を確立する。この後者の前部は、空気−酸素前部よ
りも早く動き、それは結局、床の排出端部付近で合流す
る。この点で、床は選択的に吸着し易い窒素により充填
されすなわち飽和される。床の供給端部からの向流減圧
の際に、この窒素は脱着して、床の供給端部から一次製
品として引き出される。窒素製品は、更に、パージガス
として回収された酸素の一部を用いて床をその排出端部
からパージして得られる。こうして製造された窒素は、
通常、保存容器中に蓄積されて、上記窒素ガスの一部が
圧縮されて且つ並流パージガスとして用いられる。圧力
の均等化及び循環用の種々の他の処理工程が、しばしば
、総合的な処理性能を向上するのに用いられる。空気か
ら窒素を製造するための特定の並流置換方法が、Ｗｅｒ
ｎｅｒとＦａｙ の米国特許第４，５９９，０９４号及
びＬａｇｒｅｅとＬｅａｖｉｔｔ の米国特許第４，８
１０，２６５号に記載されている。これらの方法は、空
気から窒素及び酸素を、両成分の高い回収率により製造
することができ、窒素は通常主要な製品である。大きな
直径の吸着床を用いる実用的な産業用途においては、高
純度酸素を、高純度窒素の製造と同時に製造することは
困難である。
し易い成分を濃縮するための別の手段は、並流置換型の
ＰＳＡ方法を用いることである。このタイプのＰＳＡ処
理は、普通の方法と逆の方法の両方の特徴をいくつか用
いる。こうして、供給ガス、例えば、空気は床の供給端
部に高圧にて導入されてそしてその排出端部に向かって
前向きに流れ、一方、選択的に吸着し易い重量成分、す
なわち窒素は床に吸着される。ガス流の軽い成分、すな
わち、酸素は、床を通ってそこから共製品または廃棄流
として排出される。供給ガス、すなわち空気の床への流
れは、空気−酸素前部、すなわち、床に吸着された窒素
の前部に相当する部分が、床の排出端部に到達する前に
停止する。次いで、窒素富化製品ガスは、床の供給端部
に導入されて、床中で第２の前部、すなわち窒素−空気
前部を確立する。この後者の前部は、空気−酸素前部よ
りも早く動き、それは結局、床の排出端部付近で合流す
る。この点で、床は選択的に吸着し易い窒素により充填
されすなわち飽和される。床の供給端部からの向流減圧
の際に、この窒素は脱着して、床の供給端部から一次製
品として引き出される。窒素製品は、更に、パージガス
として回収された酸素の一部を用いて床をその排出端部
からパージして得られる。こうして製造された窒素は、
通常、保存容器中に蓄積されて、上記窒素ガスの一部が
圧縮されて且つ並流パージガスとして用いられる。圧力
の均等化及び循環用の種々の他の処理工程が、しばしば
、総合的な処理性能を向上するのに用いられる。空気か
ら窒素を製造するための特定の並流置換方法が、Ｗｅｒ
ｎｅｒとＦａｙ の米国特許第４，５９９，０９４号及
びＬａｇｒｅｅとＬｅａｖｉｔｔ の米国特許第４，８
１０，２６５号に記載されている。これらの方法は、空
気から窒素及び酸素を、両成分の高い回収率により製造
することができ、窒素は通常主要な製品である。大きな
直径の吸着床を用いる実用的な産業用途においては、高
純度酸素を、高純度窒素の製造と同時に製造することは
困難である。
【００１１】並流置換サイクルは空気から窒素を高製品
回収率で得るのにうまく作動するが、かかるサイクルは
この分野で出くわすすべての状況を満たすものではない
。従って、該方法は、重い成分が比較的低濃度で存在す
るときは、特に有効でないことがわかる。一般には、か
かる並流置換処理は、選択的に吸着しにくい成分の脱着
が真空下でまたは吸着圧力よりも十分に低い圧力で実行
されたときに、満足に実行でき、上記圧力条件は多くの
ガス分離または精製用に適切または経済的になり得ない
。
回収率で得るのにうまく作動するが、かかるサイクルは
この分野で出くわすすべての状況を満たすものではない
。従って、該方法は、重い成分が比較的低濃度で存在す
るときは、特に有効でないことがわかる。一般には、か
かる並流置換処理は、選択的に吸着しにくい成分の脱着
が真空下でまたは吸着圧力よりも十分に低い圧力で実行
されたときに、満足に実行でき、上記圧力条件は多くの
ガス分離または精製用に適切または経済的になり得ない
。
【００１２】他の知られたＰＳＡ方法としては、例えば
、Ｄ．Ｍ．Ｒｕｔｈｖｅｎ による「吸着の原理及び吸
着方法」（Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、１９８４年
、第３９６〜４０５頁）に言及された計算された移動床
方法である。該方法は、いくつかの状況下で、高い製品
回収率にて高純度ガスを製造することができるが、比較
的複雑且つ高価であり、通常、多くの吸着床及び弁の使
用を要する。さらに、かかる処理は、しばしば、重成分
の吸着等温線が強く曲がりまたは種々の平衡等温線を伴
ういくつかの強く吸着された成分があるときにうまく動
作しない。
、Ｄ．Ｍ．Ｒｕｔｈｖｅｎ による「吸着の原理及び吸
着方法」（Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、１９８４年
、第３９６〜４０５頁）に言及された計算された移動床
方法である。該方法は、いくつかの状況下で、高い製品
回収率にて高純度ガスを製造することができるが、比較
的複雑且つ高価であり、通常、多くの吸着床及び弁の使
用を要する。さらに、かかる処理は、しばしば、重成分
の吸着等温線が強く曲がりまたは種々の平衡等温線を伴
ういくつかの強く吸着された成分があるときにうまく動
作しない。
【００１３】Ｋｅｌｌｅｒ及びＫｕｏ の米国特許４，
３５４，８５９号に記載された別のＰＳＡ処理方法にお
いて、供給ガスは、循環圧力変化を吸着床の両端部に課
することによって供給ガスを二つの製品流に分離する。 モレキュラーゲートとして呼ばれるこの方法及び系はピ
ストンを使用して循環ガス流れ及び床の二つの端部での
圧力変化を生じ、一方で、供給物は中間点で受け入れら
れる。かかる対抗するピストン動作の容量置換及び位相
角は、方法の生産性及び選択性を制御するように調整さ
れる。方法及び系は二つの製品流を製造することができ
るが、それらは工業規模に拡大し且つ経済的に運転する
ことが困難である。その結果、モレキュラー・ゲート方
法は工業的なガス分離または精製操作に用いられていな
かった。
３５４，８５９号に記載された別のＰＳＡ処理方法にお
いて、供給ガスは、循環圧力変化を吸着床の両端部に課
することによって供給ガスを二つの製品流に分離する。 モレキュラーゲートとして呼ばれるこの方法及び系はピ
ストンを使用して循環ガス流れ及び床の二つの端部での
圧力変化を生じ、一方で、供給物は中間点で受け入れら
れる。かかる対抗するピストン動作の容量置換及び位相
角は、方法の生産性及び選択性を制御するように調整さ
れる。方法及び系は二つの製品流を製造することができ
るが、それらは工業規模に拡大し且つ経済的に運転する
ことが困難である。その結果、モレキュラー・ゲート方
法は工業的なガス分離または精製操作に用いられていな
かった。
【００１４】こうして、この分野では、比較的簡単であ
り、少数の吸着床のみを使用し、且つ経済的に用いて供
給ガス流を所望の製品ガスを高い回収率で精製または分
離することができる改善されたＰＳＡ処理が要求されて
いた。
り、少数の吸着床のみを使用し、且つ経済的に用いて供
給ガス流を所望の製品ガスを高い回収率で精製または分
離することができる改善されたＰＳＡ処理が要求されて
いた。
【００１５】本発明の目的は、多成分の供給ガス流を、
所望の精製された製品ガスの認められる損失を伴わずに
、二つの精製流に分離するための改善されたＰＳＡ方法
を提供することにある。
所望の精製された製品ガスの認められる損失を伴わずに
、二つの精製流に分離するための改善されたＰＳＡ方法
を提供することにある。
【００１６】本発明の別の目的は、２成分ガス流を、二
つの純粋なガス留分に、上記ガス流の両成分の高い回収
率で有効に分離するための改善されたＰＳＡ方法を提供
することにある。
つの純粋なガス留分に、上記ガス流の両成分の高い回収
率で有効に分離するための改善されたＰＳＡ方法を提供
することにある。
【００１７】本発明の別の目的は、精製されたガス流を
所望の製品ガスの高い回収率を伴って製造するために、
選択的に吸着し易い不純物を選択的に吸着しにくいガス
から除去するためのＰＳＡ方法を提供することにある。
所望の製品ガスの高い回収率を伴って製造するために、
選択的に吸着し易い不純物を選択的に吸着しにくいガス
から除去するためのＰＳＡ方法を提供することにある。
【００１８】本発明の更なる目的は、精製されたガス流
を所望製品ガスの高い回収率を伴って製造するために、
選択的に吸着しにくい不純物を選択的に吸着し易いガス
から除去するためのＰＳＡ方法を提供することにある。
を所望製品ガスの高い回収率を伴って製造するために、
選択的に吸着しにくい不純物を選択的に吸着し易いガス
から除去するためのＰＳＡ方法を提供することにある。
【００１９】本発明の更なる目的は、精製されたアルゴ
ン流が精製プロセスにおいてアルゴン製品の無視できる
にすぎない損失を伴って製造することができるように、
微量の窒素を、不純なアルゴン流から除去するための改
善されたＰＳＡ方法を提供することにある。
ン流が精製プロセスにおいてアルゴン製品の無視できる
にすぎない損失を伴って製造することができるように、
微量の窒素を、不純なアルゴン流から除去するための改
善されたＰＳＡ方法を提供することにある。
【００２０】これら及び他の目的を考慮して、以下に本
発明を詳細にし、特に、本発明の新規な特徴を特許請求
の範囲に掲げる。
発明を詳細にし、特に、本発明の新規な特徴を特許請求
の範囲に掲げる。
【００２１】
【課題を解決するための手段】発明の要約各吸着床が、
二つの区画に、それらの間の供給点により分割されて、
統合された複式のＰＳＡプロセス及び系が提供される。 一の区画は標準的なＰＳＡプロセスとして運転されて、
そして第２の区画は逆のＰＳＡプロセスの仕様にて運転
される。処理は、両区画に関して、全プロセスの各工程
の間に一の区画から他の区画への滑らかなガス流れによ
り実行される。標準的な区画からの低圧流出物は、逆の
区画の低圧供給端部に送られ、そして逆の区画からの高
圧流出物は標準的な区画の供給端部に送られる。混合ガ
スまたは不純なガス供給流は、高圧、低圧または両工程
のいずれかの間に、標準の区画及び逆の区画間の供給点
に注入される。本発明の実施において、ＰＳＡプロセス
及び系は、完全な２成分系分離系として機能してそして
軽量及び／または重量成分留分を高純度及び高回収率に
て製造することができる。
二つの区画に、それらの間の供給点により分割されて、
統合された複式のＰＳＡプロセス及び系が提供される。 一の区画は標準的なＰＳＡプロセスとして運転されて、
そして第２の区画は逆のＰＳＡプロセスの仕様にて運転
される。処理は、両区画に関して、全プロセスの各工程
の間に一の区画から他の区画への滑らかなガス流れによ
り実行される。標準的な区画からの低圧流出物は、逆の
区画の低圧供給端部に送られ、そして逆の区画からの高
圧流出物は標準的な区画の供給端部に送られる。混合ガ
スまたは不純なガス供給流は、高圧、低圧または両工程
のいずれかの間に、標準の区画及び逆の区画間の供給点
に注入される。本発明の実施において、ＰＳＡプロセス
及び系は、完全な２成分系分離系として機能してそして
軽量及び／または重量成分留分を高純度及び高回収率に
て製造することができる。
【００２２】本発明の目的は、標準及び逆のＰＳＡ方法
の特徴を組み合わせるＰＳＡプロセスを提供することに
よって達成される。本発明の統合された複式の方法及び
系は、精製されたまたは濃縮された製品流を、標準的な
ＰＳＡプロセスまたは逆のＰＳＡプロセス自体のいずれ
かの操作に固有である望まない製品損失を伴わないで製
造することができる。本発明は、製品ガスをほとんど損
失せずにまたは無視できる程度の損失にて、すなわち高
製品回収レベルにて回収する必要があるような、価値あ
るガスからの軽量または重量不純物の除去に特に有用で
ある。
の特徴を組み合わせるＰＳＡプロセスを提供することに
よって達成される。本発明の統合された複式の方法及び
系は、精製されたまたは濃縮された製品流を、標準的な
ＰＳＡプロセスまたは逆のＰＳＡプロセス自体のいずれ
かの操作に固有である望まない製品損失を伴わないで製
造することができる。本発明は、製品ガスをほとんど損
失せずにまたは無視できる程度の損失にて、すなわち高
製品回収レベルにて回収する必要があるような、価値あ
るガスからの軽量または重量不純物の除去に特に有用で
ある。
【００２３】標準的なＰＳＡプロセスは、一般に２以上
の床で実行され、そこでは、各々の床は循環基準に基づ
いて、選択的に吸着し易い、すなわち重量成分が高い吸
着圧力にて吸着されそして低い脱着圧力にて脱着される
加圧−減圧シーケンスを受ける。各床における、かかる
標準の処理シーケンスにおいて、供給ガスは高圧吸着圧
力に圧縮されて且つ床の供給端部に押し出され、そして
重量成分が選択的に吸着され、少なくともいくつかの軽
量成分が精製された軽量ガス製品として排出端部から取
り出される。高圧吸着工程の間に排出端部から取り出さ
れた残存ガスは都合よく膨張されそしてこの系における
他の床の排出端部に送られる低圧の向流パージガスを提
供するのに用いられる。選択的に吸着し易い成分の吸着
前部が床を通って床の排出端部の近辺に送られるように
、第１の床の吸着能力がほとんど消耗したときは、床へ
の供給ガスの流れは止まり、循環の減圧段階が始まる。 この時点で、第１の床は、典型的には、その排出端部か
らガスを放出することによって並流に減圧される。 こうして床の排出端部から放出されたガスは、圧力の均
等化及び／またはパージガスの提供のために、好ましく
は、第２の床、すなわち、系中の別の床の排出端部に展
開される。次いでこの床は、向流の減圧及び床の供給端
部からのガスの放出によるように、低い脱着圧力レベル
にさらに減圧される。かかる放出ガスは供給ガスの選択
的に吸着し易い成分から構成されそして選択的に吸着し
にくい成分が所望製品であるときは排出口または他の用
途に送られる。パージガスを床の排出端にその低い脱着
圧力レベルにて加えることによるパージに続き、床は高
い吸着圧力レベルに再加圧される。典型的には、床は、
最初に、ガスを、圧力の均等化のために、減圧を受ける
系中の第２の床、すなわち別の床の排出端から上記第１
の床の排出端に送ることによって、低圧脱着圧力から中
度の圧力に再加圧される。次いで、床の圧力を中度の圧
力から高い吸着圧力に上昇するために、供給ガスが床の
供給端部に送られる。それから、供給ガスを高い吸着圧
力で床の供給端へ輸送することが続き、そして循環操作
が上記第１の床中で続けられながら選択的に吸着にくい
成分は床から引き出される。
の床で実行され、そこでは、各々の床は循環基準に基づ
いて、選択的に吸着し易い、すなわち重量成分が高い吸
着圧力にて吸着されそして低い脱着圧力にて脱着される
加圧−減圧シーケンスを受ける。各床における、かかる
標準の処理シーケンスにおいて、供給ガスは高圧吸着圧
力に圧縮されて且つ床の供給端部に押し出され、そして
重量成分が選択的に吸着され、少なくともいくつかの軽
量成分が精製された軽量ガス製品として排出端部から取
り出される。高圧吸着工程の間に排出端部から取り出さ
れた残存ガスは都合よく膨張されそしてこの系における
他の床の排出端部に送られる低圧の向流パージガスを提
供するのに用いられる。選択的に吸着し易い成分の吸着
前部が床を通って床の排出端部の近辺に送られるように
、第１の床の吸着能力がほとんど消耗したときは、床へ
の供給ガスの流れは止まり、循環の減圧段階が始まる。 この時点で、第１の床は、典型的には、その排出端部か
らガスを放出することによって並流に減圧される。 こうして床の排出端部から放出されたガスは、圧力の均
等化及び／またはパージガスの提供のために、好ましく
は、第２の床、すなわち、系中の別の床の排出端部に展
開される。次いでこの床は、向流の減圧及び床の供給端
部からのガスの放出によるように、低い脱着圧力レベル
にさらに減圧される。かかる放出ガスは供給ガスの選択
的に吸着し易い成分から構成されそして選択的に吸着し
にくい成分が所望製品であるときは排出口または他の用
途に送られる。パージガスを床の排出端にその低い脱着
圧力レベルにて加えることによるパージに続き、床は高
い吸着圧力レベルに再加圧される。典型的には、床は、
最初に、ガスを、圧力の均等化のために、減圧を受ける
系中の第２の床、すなわち別の床の排出端から上記第１
の床の排出端に送ることによって、低圧脱着圧力から中
度の圧力に再加圧される。次いで、床の圧力を中度の圧
力から高い吸着圧力に上昇するために、供給ガスが床の
供給端部に送られる。それから、供給ガスを高い吸着圧
力で床の供給端へ輸送することが続き、そして循環操作
が上記第１の床中で続けられながら選択的に吸着にくい
成分は床から引き出される。
【００２４】有効な操作のために、吸着された重量成分
の本質的なすべては床の供給端部から取り出してそして
廃棄するために排出しなければならない。選択的に吸着
し易い重量不純物を脱着し且つパージするために、軽量
成分の所定の最小量が、関係する成分、床中で用いられ
る吸着材料、関係する圧力比等に依存して必ず廃棄物中
に失われる。軽量ガス成分の回収は、この状況によって
、特に、かかるＰＳＡ処理に固有の高い吸着圧力と低い
脱着圧力との圧力比によって本質的に制限される。従っ
て、標準的なＰＳＡプロセスは、選択的に吸着しにくい
成分の分離及び回収において、選択的に低価値の供給流
の分離を提供する用途に制限される。
の本質的なすべては床の供給端部から取り出してそして
廃棄するために排出しなければならない。選択的に吸着
し易い重量不純物を脱着し且つパージするために、軽量
成分の所定の最小量が、関係する成分、床中で用いられ
る吸着材料、関係する圧力比等に依存して必ず廃棄物中
に失われる。軽量ガス成分の回収は、この状況によって
、特に、かかるＰＳＡ処理に固有の高い吸着圧力と低い
脱着圧力との圧力比によって本質的に制限される。従っ
て、標準的なＰＳＡプロセスは、選択的に吸着しにくい
成分の分離及び回収において、選択的に低価値の供給流
の分離を提供する用途に制限される。
【００２５】上記のような標準的なＰＳＡプロセスは、
種々の処理の種類により実行され得る。こうして、真空
及び大気圧以上の圧力レベルが用いられ得る。各々の床
における循環処理シーケンスが、循環基準に基づいて、
系中の各々の他の床における上記シーケンスの実行の実
行と連結して実行されつつ、多床系も用いられ、従って
、圧力変化工程は系全体の供給物及び製品流れを妨害さ
れることなく実施され得る。特定の分離用にプロセス性
能を向上するために、多くの種々の処理シーケンスが、
種々の減圧、圧力均等化及びパージ工程に関して、この
分野において記載されている。これらの変化は、軽量の
、選択的に吸収しにくい成分の回収に関して同様の固有
の制限を受ける。
種々の処理の種類により実行され得る。こうして、真空
及び大気圧以上の圧力レベルが用いられ得る。各々の床
における循環処理シーケンスが、循環基準に基づいて、
系中の各々の他の床における上記シーケンスの実行の実
行と連結して実行されつつ、多床系も用いられ、従って
、圧力変化工程は系全体の供給物及び製品流れを妨害さ
れることなく実施され得る。特定の分離用にプロセス性
能を向上するために、多くの種々の処理シーケンスが、
種々の減圧、圧力均等化及びパージ工程に関して、この
分野において記載されている。これらの変化は、軽量の
、選択的に吸収しにくい成分の回収に関して同様の固有
の制限を受ける。
【００２６】逆ＰＳＡプロセスの実施において、供給ガ
スは系の第１の床に、大気圧のような低い圧で送られる
。この工程において、供給ガスの選択的に吸着しにくい
軽量成分が吸着される。該成分は初期及び全処理シーケ
ンスの各々の減圧工程後に床中の成分の圧力よりも高い
成分圧力（分圧）にあるからである。該シーケンスは、
（１） 選択的に吸着し易い成分の放出を伴う低圧での
吸着、（２） 加圧、（３） 富化した廃棄物、すなわ
ち選択的に吸着しにくい成分の高圧での除去、及び（４
） 向上した純度の所望製品としての選択的に吸着し易
い重量成分を低圧で放出することによる減圧から構成さ
れる。こうして、ガス混合物の選択的に吸着しにくい成
分は、吸着剤上の吸着した相中で選択的に吸着し易いガ
ス成分を置換し且つ枯渇させる。その結果、選択的に吸
着し易い成分の前進する気相領域は、選択的に吸着し易
いガス成分及び選択的に吸着しにくいガス成分の両方を
含む気相領域に先行する。
スは系の第１の床に、大気圧のような低い圧で送られる
。この工程において、供給ガスの選択的に吸着しにくい
軽量成分が吸着される。該成分は初期及び全処理シーケ
ンスの各々の減圧工程後に床中の成分の圧力よりも高い
成分圧力（分圧）にあるからである。該シーケンスは、
（１） 選択的に吸着し易い成分の放出を伴う低圧での
吸着、（２） 加圧、（３） 富化した廃棄物、すなわ
ち選択的に吸着しにくい成分の高圧での除去、及び（４
） 向上した純度の所望製品としての選択的に吸着し易
い重量成分を低圧で放出することによる減圧から構成さ
れる。こうして、ガス混合物の選択的に吸着しにくい成
分は、吸着剤上の吸着した相中で選択的に吸着し易いガ
ス成分を置換し且つ枯渇させる。その結果、選択的に吸
着し易い成分の前進する気相領域は、選択的に吸着し易
いガス成分及び選択的に吸着しにくいガス成分の両方を
含む気相領域に先行する。
【００２７】逆方法の工程（２） において床中の圧力
を増加することは選択的に吸着し易い成分の選択的な吸
着を可能にする。これは、気相中での選択的に吸着し易
い成分の枯渇と選択的に吸着しにくい成分の対応する気
相中での富化をもたらす。工程（３） において、吸着
床を吸着し易い成分でパージすることは選択的に吸着し
にくい成分で富化した気相を吸着床から除去するように
働く。従って、吸着床の減圧は、選択的に吸着し易い成
分の向上した純度レベルでの床からの放出をもたらす。 圧力均等化工程のような追加の処理の特徴は所望の逆Ｐ
ＳＡプロセスの実施において用いることができる。しか
しながら、処理の特徴及び条件が最適化されたときでさ
え、重量成分の認められる量が高圧で工程（３） にお
いて除去される排出流中で存在するであろう。それゆえ
、逆ＰＳＡプロセス及び系は、低価値の供給ガス流が処
理されるときにのみ、重量成分製品の濃縮用の実用的な
工業的な操作に好適である。
を増加することは選択的に吸着し易い成分の選択的な吸
着を可能にする。これは、気相中での選択的に吸着し易
い成分の枯渇と選択的に吸着しにくい成分の対応する気
相中での富化をもたらす。工程（３） において、吸着
床を吸着し易い成分でパージすることは選択的に吸着し
にくい成分で富化した気相を吸着床から除去するように
働く。従って、吸着床の減圧は、選択的に吸着し易い成
分の向上した純度レベルでの床からの放出をもたらす。 圧力均等化工程のような追加の処理の特徴は所望の逆Ｐ
ＳＡプロセスの実施において用いることができる。しか
しながら、処理の特徴及び条件が最適化されたときでさ
え、重量成分の認められる量が高圧で工程（３） にお
いて除去される排出流中で存在するであろう。それゆえ
、逆ＰＳＡプロセス及び系は、低価値の供給ガス流が処
理されるときにのみ、重量成分製品の濃縮用の実用的な
工業的な操作に好適である。
【００２８】本発明の複式のＰＳＡプロセス及び系を図
１に示す。同図では、供給ガスは２床系の各々の床の中
間地点に送られる。対照してみると、上記の標準的なＰ
ＳＡ及び逆ＰＳＡプロセス及び系においては、供給ガス
は、各々の床の供給端部に送られる。図１の具体例にお
いて、ライン１中の供給ガスは、圧縮器２によって圧縮
され、そして、交互に、弁３を介して吸着床４の端部間
の中間地点５に、あるいは弁６を介して床７の中間地点
８に送られる。床４の上方端部から除去された軽量成分
は、軽量成分の製品ガスとして回収するために弁９を通
じてライン１０に送られる。同様に床７の上方端部から
取り出された軽量成分は、上記軽量製品ガスとして回収
するために弁１１を介して送られる。いずれかの床の頂
部から取り出された軽量成分の一部分は弁１３を含むラ
イン１２を通じる輸送により他の床の頂部に送られるこ
とができる。
１に示す。同図では、供給ガスは２床系の各々の床の中
間地点に送られる。対照してみると、上記の標準的なＰ
ＳＡ及び逆ＰＳＡプロセス及び系においては、供給ガス
は、各々の床の供給端部に送られる。図１の具体例にお
いて、ライン１中の供給ガスは、圧縮器２によって圧縮
され、そして、交互に、弁３を介して吸着床４の端部間
の中間地点５に、あるいは弁６を介して床７の中間地点
８に送られる。床４の上方端部から除去された軽量成分
は、軽量成分の製品ガスとして回収するために弁９を通
じてライン１０に送られる。同様に床７の上方端部から
取り出された軽量成分は、上記軽量製品ガスとして回収
するために弁１１を介して送られる。いずれかの床の頂
部から取り出された軽量成分の一部分は弁１３を含むラ
イン１２を通じる輸送により他の床の頂部に送られるこ
とができる。
【００２９】床４の底部から取り出された重量成分は、
重量成分製品ガスとして回収するために弁１５を含むラ
イン１４を通じて送り、弁１７を含むライン１６に輸送
することができる。同様に、床７の底部から取り出され
た重量成分は、弁１９を含むライン１８を通じて流し上
記製品ライン１６へ輸送することができる。床４及び７
からの重量成分は、それぞれ、重量成分製品として回収
する前にまたは系に再循環する前に圧縮器２２及び任意
の貯蔵容器２３に輸送するために弁２０及び２１に送る
こともできる。弁２４及び２５は、系が供給ガス及び重
量成分の製品流の不必要な圧縮を伴わずに負荷のない条
件で好都合に運転し続けることができるように提供され
る。
重量成分製品ガスとして回収するために弁１５を含むラ
イン１４を通じて送り、弁１７を含むライン１６に輸送
することができる。同様に、床７の底部から取り出され
た重量成分は、弁１９を含むライン１８を通じて流し上
記製品ライン１６へ輸送することができる。床４及び７
からの重量成分は、それぞれ、重量成分製品として回収
する前にまたは系に再循環する前に圧縮器２２及び任意
の貯蔵容器２３に輸送するために弁２０及び２１に送る
こともできる。弁２４及び２５は、系が供給ガス及び重
量成分の製品流の不必要な圧縮を伴わずに負荷のない条
件で好都合に運転し続けることができるように提供され
る。
【００３０】図２に示した系は、床が供給点で分割され
て４床系をもたらすことを除いて、図１の２床複式系と
本質的に同じである。従って、図２の具体例は、それぞ
れ、床４及び４ａ並びに７及び７ａの別の組を用い、供
給ガスは各々の床の組にそれらの中間地点でそれぞれ連
結しているライン５及びライン８に送られる。
て４床系をもたらすことを除いて、図１の２床複式系と
本質的に同じである。従って、図２の具体例は、それぞ
れ、床４及び４ａ並びに７及び７ａの別の組を用い、供
給ガスは各々の床の組にそれらの中間地点でそれぞれ連
結しているライン５及びライン８に送られる。
【００３１】本発明の実施において、複式系の上方部分
、すなわち、図１の具体例における床４の上方部分、図
２の具体例における床４及び７は、標準的なＰＳＡプロ
セス用の系の軽量製品端部のように機能することがわか
る。同様に、複式系の下方部分、すなわち、図１の具体
例における床４の下方部分及び図２の具体例における床
４ａ及び７ａはＷｉｌｓｏｎの逆ＰＳＡプロセスにおけ
る重量製品端部のように機能する。
、すなわち、図１の具体例における床４の上方部分、図
２の具体例における床４及び７は、標準的なＰＳＡプロ
セス用の系の軽量製品端部のように機能することがわか
る。同様に、複式系の下方部分、すなわち、図１の具体
例における床４の下方部分及び図２の具体例における床
４ａ及び７ａはＷｉｌｓｏｎの逆ＰＳＡプロセスにおけ
る重量製品端部のように機能する。
【００３２】例示のために図２の具体例を参照して記載
したように、軽量及び重量、すなわち選択的に吸着しに
くい成分及び吸着し易い成分の２成分混合物を含む供給
ガスがライン１を通って圧縮器２に送られて、高い吸着
圧力に圧縮される。全処理サイクルの一部分の間に、圧
縮された供給ガスは、床４の底部に輸送するために、弁
３を通じてライン５に送られる。この供給ガスは、床４
ａの上方端部からの流出物と結合して、床４を通って上
方に流れ、そして床４では重量成分が吸着されて、選択
的に吸着しにくい軽量成分が床を通ってそして床４から
流出させられる。この精製した軽量ガス流の一部は弁９
を通りそして軽量成分としてライン１０中に引き出され
る。残る精製された軽量ガスは弁１３を通じて低圧に膨
張しそして床７の上方の軽量製品端部に入る。この低圧
のガスは床７を逆に流れ、そこで、該ガスは床から循環
プロセスの初期の工程で以前に吸着された重量成分を置
換するように働く。従って、床７からその底端部を通じ
て取り出された流出物はライン８を通じて床７ａの頂部
に直接送られ、そこでそれは重量成分を床７ａの底端部
から誘導するように作用し続ける。床７ａからの流出物
は弁２１を通り、圧縮器２２中で圧縮されてそして貯蔵
容器２３に入る。このガスの一部分は重量製品として回
収するためにライン１６及び弁１７を通じて引き出され
る。貯蔵容器２３からのガスの一部分はライン１４及び
弁１５を通って床４ａの底端部に送られる。次いで、こ
のガスは床４ａを前方に流れ、そこで軽量成分を置換す
る。床４ａからの流出物は、理想的にはほぼ供給流の組
成にすることができ、床４の下方端部に輸送するために
ライン１及び弁３を通る供給ガスと結合される。全循環
処理シーケンスのこの工程は、選択的に吸着し易い成分
の吸着前部が床４を漏出し（ｂｒｅａｋ ｔｈｒｏｕｇ
ｈ） そして系から除去される軽量製品及び／またはラ
イン１２及び弁１３を通じて床７の上方端部に循環され
る該軽量製品の一部になる前に終了しなければならない
。
したように、軽量及び重量、すなわち選択的に吸着しに
くい成分及び吸着し易い成分の２成分混合物を含む供給
ガスがライン１を通って圧縮器２に送られて、高い吸着
圧力に圧縮される。全処理サイクルの一部分の間に、圧
縮された供給ガスは、床４の底部に輸送するために、弁
３を通じてライン５に送られる。この供給ガスは、床４
ａの上方端部からの流出物と結合して、床４を通って上
方に流れ、そして床４では重量成分が吸着されて、選択
的に吸着しにくい軽量成分が床を通ってそして床４から
流出させられる。この精製した軽量ガス流の一部は弁９
を通りそして軽量成分としてライン１０中に引き出され
る。残る精製された軽量ガスは弁１３を通じて低圧に膨
張しそして床７の上方の軽量製品端部に入る。この低圧
のガスは床７を逆に流れ、そこで、該ガスは床から循環
プロセスの初期の工程で以前に吸着された重量成分を置
換するように働く。従って、床７からその底端部を通じ
て取り出された流出物はライン８を通じて床７ａの頂部
に直接送られ、そこでそれは重量成分を床７ａの底端部
から誘導するように作用し続ける。床７ａからの流出物
は弁２１を通り、圧縮器２２中で圧縮されてそして貯蔵
容器２３に入る。このガスの一部分は重量製品として回
収するためにライン１６及び弁１７を通じて引き出され
る。貯蔵容器２３からのガスの一部分はライン１４及び
弁１５を通って床４ａの底端部に送られる。次いで、こ
のガスは床４ａを前方に流れ、そこで軽量成分を置換す
る。床４ａからの流出物は、理想的にはほぼ供給流の組
成にすることができ、床４の下方端部に輸送するために
ライン１及び弁３を通る供給ガスと結合される。全循環
処理シーケンスのこの工程は、選択的に吸着し易い成分
の吸着前部が床４を漏出し（ｂｒｅａｋ ｔｈｒｏｕｇ
ｈ） そして系から除去される軽量製品及び／またはラ
イン１２及び弁１３を通じて床７の上方端部に循環され
る該軽量製品の一部になる前に終了しなければならない
。
【００３３】ＰＳＡ処理シーケンスの次の工程の間、床
４及び４ａは高い吸着圧力から減圧され、そして床７及
び７ａは低脱着圧力から上記高い吸着圧力に再加圧され
る。一の望ましい具体例において、圧力均等化工程は望
ましい圧力回収を達成することができるように用いられ
る。このために、系への供給物及び系からの出力流れを
、床間の圧力均等化が達成されている期間の間に中止す
ることができる。こうして、最初に高い吸着圧力にある
床４の頂部から最初に低い脱着圧力にある床７の頂部へ
のガスの輸送によって圧力がある程度均等化するまで、
弁１３は開放され、その間に、弁３、９、１１、１５、
１９、２０及び２１がすべて閉じられる。ついで弁１３
が閉じられ、弁２０及び１９は開放され、それゆえ床４
及び４ａは床４ａの底からのガスの輸送により更に減圧
することができ、一方で床７及び７ａは貯蔵容器２３か
ら床７ａの底端部へのガスの流れにより高い吸着圧力に
さらに再加圧することができる。かかる工程を実施する
間、圧縮器２及び２２からの流れが要求されないとき、
弁２４及び２５を開放することができ、従って、これら
の装置は負荷のない形で運転し続ける。
４及び４ａは高い吸着圧力から減圧され、そして床７及
び７ａは低脱着圧力から上記高い吸着圧力に再加圧され
る。一の望ましい具体例において、圧力均等化工程は望
ましい圧力回収を達成することができるように用いられ
る。このために、系への供給物及び系からの出力流れを
、床間の圧力均等化が達成されている期間の間に中止す
ることができる。こうして、最初に高い吸着圧力にある
床４の頂部から最初に低い脱着圧力にある床７の頂部へ
のガスの輸送によって圧力がある程度均等化するまで、
弁１３は開放され、その間に、弁３、９、１１、１５、
１９、２０及び２１がすべて閉じられる。ついで弁１３
が閉じられ、弁２０及び１９は開放され、それゆえ床４
及び４ａは床４ａの底からのガスの輸送により更に減圧
することができ、一方で床７及び７ａは貯蔵容器２３か
ら床７ａの底端部へのガスの流れにより高い吸着圧力に
さらに再加圧することができる。かかる工程を実施する
間、圧縮器２及び２２からの流れが要求されないとき、
弁２４及び２５を開放することができ、従って、これら
の装置は負荷のない形で運転し続ける。
【００３４】処理シーケンスの次の部分の間に、圧縮器
２からの供給ガスはライン８及び弁６を通りそして高い
吸着圧力にて床７を上方に流れる。床７中で選択的に吸
着し易い重量成分から分離した精製された軽量製品の一
部は弁１１を通って軽量製品として回収される。精製さ
れた軽量製品の残りの部分は弁１３を通じて膨張してそ
して床４の上方端部を通り、そこでそれは床を下方に流
れて以前に吸着した重量製品を置換する。床４からの流
出物はライン５を下方に通りそして床４ａの上方端部に
入り、そこで、それは以前に吸着した重量成分の追加量
を運んで下方に流れる。床４ａからの流出物は弁２０を
通り、そして圧縮器２２中で圧縮されてそして貯蔵容器
２３に移る。貯蔵容器２３からのガスはライン１６及び
弁１７を通じて重量製品として引き出され、一方で、上
記貯蔵容器２３からの追加のガスはライン１８及び弁１
９を通って床７ａの底部に送られる置換ガスとして働く
。床７ａからの流出物は供給ガスとライン８中で結合し
そして床７の底部に送られる。かかる操作は、床７ａ及
び７中の吸着波が上記床の上方端部から取り出される流
出物に漏出する前に終わる。
２からの供給ガスはライン８及び弁６を通りそして高い
吸着圧力にて床７を上方に流れる。床７中で選択的に吸
着し易い重量成分から分離した精製された軽量製品の一
部は弁１１を通って軽量製品として回収される。精製さ
れた軽量製品の残りの部分は弁１３を通じて膨張してそ
して床４の上方端部を通り、そこでそれは床を下方に流
れて以前に吸着した重量製品を置換する。床４からの流
出物はライン５を下方に通りそして床４ａの上方端部に
入り、そこで、それは以前に吸着した重量成分の追加量
を運んで下方に流れる。床４ａからの流出物は弁２０を
通り、そして圧縮器２２中で圧縮されてそして貯蔵容器
２３に移る。貯蔵容器２３からのガスはライン１６及び
弁１７を通じて重量製品として引き出され、一方で、上
記貯蔵容器２３からの追加のガスはライン１８及び弁１
９を通って床７ａの底部に送られる置換ガスとして働く
。床７ａからの流出物は供給ガスとライン８中で結合し
そして床７の底部に送られる。かかる操作は、床７ａ及
び７中の吸着波が上記床の上方端部から取り出される流
出物に漏出する前に終わる。
【００３５】全処理シーケンスの最終部分において、最
初に高い吸着圧力にあった床の圧力を回復してそれによ
って最初に低い吸着圧力にあった床を一層高い中度の圧
力に加圧するために、圧力の均等化が第２の部分におけ
るように実行される。圧力均等化の終わりにおいて、弁
１３が閉じ、そして弁１５及び２１が開放されて床７及
び７ａを更に減圧させ且つ床４及び４ａを再加圧させる
。こうして処理シーケンスが終了する際、サイクルは上
に概説した処理シーケンスにおいて床に送られる供給ガ
スの新しい容量により繰り返される。
初に高い吸着圧力にあった床の圧力を回復してそれによ
って最初に低い吸着圧力にあった床を一層高い中度の圧
力に加圧するために、圧力の均等化が第２の部分におけ
るように実行される。圧力均等化の終わりにおいて、弁
１３が閉じ、そして弁１５及び２１が開放されて床７及
び７ａを更に減圧させ且つ床４及び４ａを再加圧させる
。こうして処理シーケンスが終了する際、サイクルは上
に概説した処理シーケンスにおいて床に送られる供給ガ
スの新しい容量により繰り返される。
【００３６】こうして、本発明の実施は、選択的に吸着
しにくい軽量成分を系の一方の端部で置換して回収する
ことを可能にし、そして選択的に吸着し易い重量成分を
系の他の端部で置換して回収することを可能にする。複
式の圧力変動吸着方法は吸着材料を含む少なくとも一の
圧力変動吸着ステージを有する。該吸着材料は選択的に
吸着し易い重量成分を該成分及び選択的に吸着しにくい
軽量成分を含む供給ガス混合物から吸着することができ
る。種々の具体例において、２以上のステージを使用す
ることは、与えられた用途に関する総合的な条件及び要
求に依存して好ましい。かかる選択的な吸着の際に、上
記選択的に吸着し易い重量成分の吸着前部は吸着ステー
ジにおいて形成する傾向がある。各々のステージは上記
の標準的な床部分及び逆の床部分を有する。各々のステ
ージは、循環基準に基づき、上記の処理順序を受け、一
般には以下のように要約される。
しにくい軽量成分を系の一方の端部で置換して回収する
ことを可能にし、そして選択的に吸着し易い重量成分を
系の他の端部で置換して回収することを可能にする。複
式の圧力変動吸着方法は吸着材料を含む少なくとも一の
圧力変動吸着ステージを有する。該吸着材料は選択的に
吸着し易い重量成分を該成分及び選択的に吸着しにくい
軽量成分を含む供給ガス混合物から吸着することができ
る。種々の具体例において、２以上のステージを使用す
ることは、与えられた用途に関する総合的な条件及び要
求に依存して好ましい。かかる選択的な吸着の際に、上
記選択的に吸着し易い重量成分の吸着前部は吸着ステー
ジにおいて形成する傾向がある。各々のステージは上記
の標準的な床部分及び逆の床部分を有する。各々のステ
ージは、循環基準に基づき、上記の処理順序を受け、一
般には以下のように要約される。
【００３７】選択的に吸着し易い重量成分は、高い吸着
圧力にて、ステージの逆の部分の底端部に送られてそこ
から選択的に吸着しにくい軽量成分を置換する。こうし
て、逆の床部分の上方端部からの置換された流出ガスは
ステージの標準の床部分の下方端部に高い圧力にて送ら
れてそこを前方に流れる。選択的に吸着しにくい軽量成
分はステージの標準の床部分の上方端部から排出される
。次いでステージは、高い吸着圧力から低い脱着圧力に
減圧される。
圧力にて、ステージの逆の部分の底端部に送られてそこ
から選択的に吸着しにくい軽量成分を置換する。こうし
て、逆の床部分の上方端部からの置換された流出ガスは
ステージの標準の床部分の下方端部に高い圧力にて送ら
れてそこを前方に流れる。選択的に吸着しにくい軽量成
分はステージの標準の床部分の上方端部から排出される
。次いでステージは、高い吸着圧力から低い脱着圧力に
減圧される。
【００３８】次いで選択的に吸着しにくい軽量成分は標
準の床部分の上方端部に低い脱着圧力にて送られてそこ
を逆方向に通過して、そこから以前に吸着された重量成
分を置換する。こうして標準の床部分の底部分から置換
された流出ガスは逆の床部分の上方端部に低い脱着圧力
にて送られて追加量の重量成分を上記低い脱着圧力にて
そこから置換する。選択的に吸着し易い重量成分を逆の
床部分の底端部から低い脱着圧力にて排出する。ついで
ステージが低い脱着圧力から高い吸着圧力に加圧される
。
準の床部分の上方端部に低い脱着圧力にて送られてそこ
を逆方向に通過して、そこから以前に吸着された重量成
分を置換する。こうして標準の床部分の底部分から置換
された流出ガスは逆の床部分の上方端部に低い脱着圧力
にて送られて追加量の重量成分を上記低い脱着圧力にて
そこから置換する。選択的に吸着し易い重量成分を逆の
床部分の底端部から低い脱着圧力にて排出する。ついで
ステージが低い脱着圧力から高い吸着圧力に加圧される
。
【００３９】分離される供給ガス混合物は、ステージに
、該ステージの標準の床部分と逆の床部分との間の中間
地点に、（ａ） 重量成分がステージの逆の床部分の底
端部に送られ、（ｂ） ステージが高い吸着圧力から低
い脱着圧力に減圧され、（ｃ） 軽量成分がステージの
標準の床部分の上方端部に送られそして（ｄ） ステー
ジが低い吸着圧力から高い吸着圧力に加圧される、工程
の少なくともひとつの間に、導入されることをが理解さ
れよう。処理シーケンスが終了すると、処理工程は、そ
のステージにおいて、同様に上記処理シーケンスを受け
る全系中の他のステージと望ましい関係にて、追加量の
供給ガスにより繰り返される。
、該ステージの標準の床部分と逆の床部分との間の中間
地点に、（ａ） 重量成分がステージの逆の床部分の底
端部に送られ、（ｂ） ステージが高い吸着圧力から低
い脱着圧力に減圧され、（ｃ） 軽量成分がステージの
標準の床部分の上方端部に送られそして（ｄ） ステー
ジが低い吸着圧力から高い吸着圧力に加圧される、工程
の少なくともひとつの間に、導入されることをが理解さ
れよう。処理シーケンスが終了すると、処理工程は、そ
のステージにおいて、同様に上記処理シーケンスを受け
る全系中の他のステージと望ましい関係にて、追加量の
供給ガスにより繰り返される。
【００４０】所定の具体例に関して、供給ガス混合物を
、上記選択的に吸着し易い重量成分をステージの逆の床
部分の底端部に高い吸着圧力にて送る間に、ステージに
導入するのが好ましい。しかしながら、別の具体例にお
いて、供給ガス混合物を、選択的に吸着しにくい軽量成
分が標準の床部分の上方端部に低い脱着圧力にて送られ
る工程の間かまたは加圧または減圧工程の間かまたは与
えられた用途の要求に依存して上記の工程の組み合わせ
の間に導入するのが好ましいであろう。
、上記選択的に吸着し易い重量成分をステージの逆の床
部分の底端部に高い吸着圧力にて送る間に、ステージに
導入するのが好ましい。しかしながら、別の具体例にお
いて、供給ガス混合物を、選択的に吸着しにくい軽量成
分が標準の床部分の上方端部に低い脱着圧力にて送られ
る工程の間かまたは加圧または減圧工程の間かまたは与
えられた用途の要求に依存して上記の工程の組み合わせ
の間に導入するのが好ましいであろう。
【００４１】本発明を、各ステージの標準の床部分並び
に逆の床部分の下方または底端部及び上方端部との関係
で記載してきたが、上記上方及び下方端部を参照するこ
とは、図面の床部分の例示した配置に一致させるための
便宜に過ぎないことが理解されよう。しかしながら、ス
テージ、その個々の部分並びに上記ステージ及び部分へ
のそしてそれらの部分からの流れを、実用的な工業上の
用途において別の所望の配置に位置づけることは本発明
の範囲である。
に逆の床部分の下方または底端部及び上方端部との関係
で記載してきたが、上記上方及び下方端部を参照するこ
とは、図面の床部分の例示した配置に一致させるための
便宜に過ぎないことが理解されよう。しかしながら、ス
テージ、その個々の部分並びに上記ステージ及び部分へ
のそしてそれらの部分からの流れを、実用的な工業上の
用途において別の所望の配置に位置づけることは本発明
の範囲である。
【００４２】本発明を複式の圧力変動吸着方法に関して
上に記載してきたが、熱変動処理（ｔｈｅｒｍａｌ ｓ
ｗｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）の具体例において複
式の吸着方法を用いて流体混合物を分離することも本発
明の範囲内にある。かかる熱変動吸着（ＴＳＡ）操作に
おいて、低い吸着温度は高い吸着圧力の相当し、そして
高い脱着温度は低い脱着圧力に相当する。ＰＳＡ処理操
作は、ステージ及びそこへの供給流を圧縮しまたは減圧
するための設備を含み、そしてＴＳＡ処理操作はステー
ジ及びそこへの供給流を加熱または冷却するための対応
する設備を含むことが認識されよう。かかる加熱操作用
に、間接加熱またはステージに埋設された管を使用する
ことによる加熱を用いることができる。熱交換機を所望
の冷却に用いることができ、圧縮及び換気手段を容易に
用いてＰＳＡ操作において所望の吸着及び脱着レベルを
達成することができる。
上に記載してきたが、熱変動処理（ｔｈｅｒｍａｌ ｓ
ｗｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）の具体例において複
式の吸着方法を用いて流体混合物を分離することも本発
明の範囲内にある。かかる熱変動吸着（ＴＳＡ）操作に
おいて、低い吸着温度は高い吸着圧力の相当し、そして
高い脱着温度は低い脱着圧力に相当する。ＰＳＡ処理操
作は、ステージ及びそこへの供給流を圧縮しまたは減圧
するための設備を含み、そしてＴＳＡ処理操作はステー
ジ及びそこへの供給流を加熱または冷却するための対応
する設備を含むことが認識されよう。かかる加熱操作用
に、間接加熱またはステージに埋設された管を使用する
ことによる加熱を用いることができる。熱交換機を所望
の冷却に用いることができ、圧縮及び換気手段を容易に
用いてＰＳＡ操作において所望の吸着及び脱着レベルを
達成することができる。
【００４３】図１及び２の具体例に示したように、各々
のＰＳＡまたはＴＳＡステージは吸着材料の単一の床か
ら構成することができ、または各ステージは各ステージ
の標準の床部分及び逆の床部分用の独自の吸着床から構
成することができる。少なくとも２つのＰＳＡ及びＴＳ
Ａステージが普通好ましいが、特定の処理要件を有する
特定の粒体分離処理においては、１ステージ系が望まし
い。
のＰＳＡまたはＴＳＡステージは吸着材料の単一の床か
ら構成することができ、または各ステージは各ステージ
の標準の床部分及び逆の床部分用の独自の吸着床から構
成することができる。少なくとも２つのＰＳＡ及びＴＳ
Ａステージが普通好ましいが、特定の処理要件を有する
特定の粒体分離処理においては、１ステージ系が望まし
い。
【００４４】本発明の実施において、ステージの標準の
床部分の上端から排出された選択的に吸着しにくい軽量
成分の一部は、通常、所望の製品または共製品として使
用するためにまたは流動分離操作の廃棄流れとして系か
ら処分するために系から回収される。上記軽量成分の別
の部分は、通常、置換工程の間に一以上のステージの上
端に輸送するのに用いられ、そこでかかる軽量成分がス
テージの標準の床部分の上端にＰＳＡプロセス用の低い
脱着圧力で送られかまたはＴＳＡプロセス用の高い脱着
温度で送られる。同様に、ステージの逆の床部分の下端
から排出された選択的に吸着し易い重量成分の一部分は
通常、所望の製品または共製品として回収されるかまた
は流体分離操作の廃棄流れとして系から処分するために
回収される。上記重量成分の別の部分は通常圧縮される
かまたは冷却されてそして置換工程の間に一以上のステ
ージの下端に送られる。すなわち、重量成分は逆の床部
分の下端にＰＳＡプロセス用の高い吸着圧力かまたはＴ
ＳＡプロセス用の低い吸着温度にて送られる。一のステ
ージから排出された上記軽量及び重量成分部分は、本発
明の実施に用いられる全系に関する状況に依存して、他
のステージにおいてまたは該排出部分が排出されるステ
ージにおいて置換流体として使用することができる。
床部分の上端から排出された選択的に吸着しにくい軽量
成分の一部は、通常、所望の製品または共製品として使
用するためにまたは流動分離操作の廃棄流れとして系か
ら処分するために系から回収される。上記軽量成分の別
の部分は、通常、置換工程の間に一以上のステージの上
端に輸送するのに用いられ、そこでかかる軽量成分がス
テージの標準の床部分の上端にＰＳＡプロセス用の低い
脱着圧力で送られかまたはＴＳＡプロセス用の高い脱着
温度で送られる。同様に、ステージの逆の床部分の下端
から排出された選択的に吸着し易い重量成分の一部分は
通常、所望の製品または共製品として回収されるかまた
は流体分離操作の廃棄流れとして系から処分するために
回収される。上記重量成分の別の部分は通常圧縮される
かまたは冷却されてそして置換工程の間に一以上のステ
ージの下端に送られる。すなわち、重量成分は逆の床部
分の下端にＰＳＡプロセス用の高い吸着圧力かまたはＴ
ＳＡプロセス用の低い吸着温度にて送られる。一のステ
ージから排出された上記軽量及び重量成分部分は、本発
明の実施に用いられる全系に関する状況に依存して、他
のステージにおいてまたは該排出部分が排出されるステ
ージにおいて置換流体として使用することができる。
【００４５】二以上のＰＳＡまたはＴＳＡステージを有
する系において、プロセスの加圧及び減圧工程あるいは
冷却及び加熱工程は、望ましくは、均等化工程を含み、
そこではガスは上記のようにエネルギー回収のために最
初に高い圧力または温度のステージから最初に低い圧力
または温度のステージに輸送される。
する系において、プロセスの加圧及び減圧工程あるいは
冷却及び加熱工程は、望ましくは、均等化工程を含み、
そこではガスは上記のようにエネルギー回収のために最
初に高い圧力または温度のステージから最初に低い圧力
または温度のステージに輸送される。
【００４６】本発明の方法を用いて種々の工業的に重要
な流体分離を達成することができる。本発明のＰＳＡの
具体例はアルゴン−酸素分離及びアルゴン精製操作のよ
うなガス分離にきわめて望ましい。典型的なアルゴン−
酸素分離用途において、約９６％の酸素及び４％のアル
ゴンを含むガス流を用いて９８％以上例えば９９．５％
の酸素を含む高純度酸素流を製造することができる。ア
ルゴン富化流もまた、例えば、５０％アルゴン−５０％
酸素流としてまたは高純度アルゴン流、例えば、９５％
アルゴン流として得ることができる。かかる操作におい
て、アルゴンは選択的に吸着しにくい軽量成分であり、
酸素は選択的に吸着し易い重量成分である。アルゴンの
精製操作において、軽量成分としてのアルゴンは、酸素
、窒素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素及びアンモ
ニアのような重量不純物から分離される。他のアルゴン
精製操作において、重量アルゴン製品は水素、ヘリウム
またはネオンのような軽量不純物から分離される。ヘリ
ウムまたは水素の精製は本発明の他の望ましい用途であ
り、そこでは軽量のヘリウムまたは水素製品が窒素及び
メタンのような重量不純物から回収される。他の望まし
いＰＳＡ分離において、本発明を用いて、メタンを天然
ガスから、窒素をメタン及び二酸化炭素からそして窒素
を一酸化炭素から分離し、キセノンまたはクリプトンを
重量不純物から精製し、そして窒素及びメタンを重量不
純物から回収すること等を行なうことができる。
な流体分離を達成することができる。本発明のＰＳＡの
具体例はアルゴン−酸素分離及びアルゴン精製操作のよ
うなガス分離にきわめて望ましい。典型的なアルゴン−
酸素分離用途において、約９６％の酸素及び４％のアル
ゴンを含むガス流を用いて９８％以上例えば９９．５％
の酸素を含む高純度酸素流を製造することができる。ア
ルゴン富化流もまた、例えば、５０％アルゴン−５０％
酸素流としてまたは高純度アルゴン流、例えば、９５％
アルゴン流として得ることができる。かかる操作におい
て、アルゴンは選択的に吸着しにくい軽量成分であり、
酸素は選択的に吸着し易い重量成分である。アルゴンの
精製操作において、軽量成分としてのアルゴンは、酸素
、窒素、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素及びアンモ
ニアのような重量不純物から分離される。他のアルゴン
精製操作において、重量アルゴン製品は水素、ヘリウム
またはネオンのような軽量不純物から分離される。ヘリ
ウムまたは水素の精製は本発明の他の望ましい用途であ
り、そこでは軽量のヘリウムまたは水素製品が窒素及び
メタンのような重量不純物から回収される。他の望まし
いＰＳＡ分離において、本発明を用いて、メタンを天然
ガスから、窒素をメタン及び二酸化炭素からそして窒素
を一酸化炭素から分離し、キセノンまたはクリプトンを
重量不純物から精製し、そして窒素及びメタンを重量不
純物から回収すること等を行なうことができる。
【００４７】特定の工業的に関心のあるＴＳＡプロセス
は、軽量窒素を重量一酸化炭素及びまたは二酸化炭素成
分から分離または回収することのような気体分離、重量
成分としての水を軽量成分としてのエタノールから分離
または回収すること及びｎ−型炭化水素をそれとｉｓｏ
−型炭化水素との混合物からの分離または回収すること
のような液体分離を含む。
は、軽量窒素を重量一酸化炭素及びまたは二酸化炭素成
分から分離または回収することのような気体分離、重量
成分としての水を軽量成分としてのエタノールから分離
または回収すること及びｎ−型炭化水素をそれとｉｓｏ
−型炭化水素との混合物からの分離または回収すること
のような液体分離を含む。
【００４８】当業者は、特許請求の範囲に掲げたような
本発明の範囲を離れることなく、本文中に記載したよう
な本発明の詳細において種々の変更及び改良を成すこと
ができることがわかろう。例えば、方法は選択的に吸着
し易い重量成分を該成分及び選択的に吸着しにくい軽量
成分を含む供給ガスまたは他の流体混合物から選択的に
吸着できる任意の吸着剤を用いて実施することができる
。ゼオライトモレキュラーシーブ、例えば、便利な１３
Ｘ及び５Ａのような平衡型の吸着材料を用いることがで
き、活性化した炭素吸着剤及び４Ａモレキュラーシーブ
のような速度選択吸着剤を用いることができる。用いる
複数のステージを変更することができ、ＰＳＡ及びＴＳ
Ａ分野において知られた慣行に従う処理シーケンス、特
に圧力または温度変化工程を変更して全操作及びそこか
らの所望製品の流れを円滑にすることができる。
本発明の範囲を離れることなく、本文中に記載したよう
な本発明の詳細において種々の変更及び改良を成すこと
ができることがわかろう。例えば、方法は選択的に吸着
し易い重量成分を該成分及び選択的に吸着しにくい軽量
成分を含む供給ガスまたは他の流体混合物から選択的に
吸着できる任意の吸着剤を用いて実施することができる
。ゼオライトモレキュラーシーブ、例えば、便利な１３
Ｘ及び５Ａのような平衡型の吸着材料を用いることがで
き、活性化した炭素吸着剤及び４Ａモレキュラーシーブ
のような速度選択吸着剤を用いることができる。用いる
複数のステージを変更することができ、ＰＳＡ及びＴＳ
Ａ分野において知られた慣行に従う処理シーケンス、特
に圧力または温度変化工程を変更して全操作及びそこか
らの所望製品の流れを円滑にすることができる。
【００４９】本発明の複式のＰＳＡプロセスは、価値あ
る、弱い吸着性の軽量成分から重量不純物を除去するの
に特に有用である。かかる場合において、軽量ガスの高
度の回収が要求され、通常のＰＳＡ処理によっては達成
することができない。特にこの例として、約１００ｐｐ
ｍ の窒素を含む不純なアルゴン流から窒素を除去する
ことが挙げられる。周囲の空気がアルゴン中に漏れない
ことを確実するために加圧操作が要望される。図１に示
したような系を用いて、不純なアルゴン流を２１０ｋＰ
ａで使用し、脱着圧力は１０５ｋＰａであり、従ってこ
の場合に真空を用いないで２：１の圧力比がもたらされ
る。 ３００Ｋの周囲温度にて、２１０ｋＰａにてアルゴン中
１００ｐｐｍ の窒素と平衡にある１３Ｘモレキュラー
シーブ材料の吸着床は１０５ｋＰａにて１７２ｐｐｍ
の上記窒素と平衡である。発明の低圧置換工程による選
択的に吸着し易い窒素の除去は、吸着床からの流出物の
少なくとも５８％が低圧置換工程用に用いられることを
要する。 実際には、６０％以上置換流がこの場合に用いられて、
プロセスにおけるあらゆる非理想性を保証しかつ所望の
純度が達成されることを保証する。もし、６０％ほど低
い置換流れにより標準的な方法だけが用いられならば、
アルゴン回収率は約４０％に制限され、それは工業的な
慣行では受け入れられない。この回収率は、圧力比の増
加、高圧の上昇、または真空脱着の助けによってのみ増
加することが出来るであろう。にもかかわらず、かかる
慣用の処理による回収はいまだ低く、そしてその方法は
アルゴンの精製及び回収操作に満足できない。
る、弱い吸着性の軽量成分から重量不純物を除去するの
に特に有用である。かかる場合において、軽量ガスの高
度の回収が要求され、通常のＰＳＡ処理によっては達成
することができない。特にこの例として、約１００ｐｐ
ｍ の窒素を含む不純なアルゴン流から窒素を除去する
ことが挙げられる。周囲の空気がアルゴン中に漏れない
ことを確実するために加圧操作が要望される。図１に示
したような系を用いて、不純なアルゴン流を２１０ｋＰ
ａで使用し、脱着圧力は１０５ｋＰａであり、従ってこ
の場合に真空を用いないで２：１の圧力比がもたらされ
る。 ３００Ｋの周囲温度にて、２１０ｋＰａにてアルゴン中
１００ｐｐｍ の窒素と平衡にある１３Ｘモレキュラー
シーブ材料の吸着床は１０５ｋＰａにて１７２ｐｐｍ
の上記窒素と平衡である。発明の低圧置換工程による選
択的に吸着し易い窒素の除去は、吸着床からの流出物の
少なくとも５８％が低圧置換工程用に用いられることを
要する。 実際には、６０％以上置換流がこの場合に用いられて、
プロセスにおけるあらゆる非理想性を保証しかつ所望の
純度が達成されることを保証する。もし、６０％ほど低
い置換流れにより標準的な方法だけが用いられならば、
アルゴン回収率は約４０％に制限され、それは工業的な
慣行では受け入れられない。この回収率は、圧力比の増
加、高圧の上昇、または真空脱着の助けによってのみ増
加することが出来るであろう。にもかかわらず、かかる
慣用の処理による回収はいまだ低く、そしてその方法は
アルゴンの精製及び回収操作に満足できない。
【００５０】本発明の複式方法において、標準の床部分
からの流出流は逆の床部分に送られる。この特定の用途
において、この部分は極めて高い還流比、すなわち前向
き流れの高圧置換流対後ろ向き流れの低圧流により操作
される。
からの流出流は逆の床部分に送られる。この特定の用途
において、この部分は極めて高い還流比、すなわち前向
き流れの高圧置換流対後ろ向き流れの低圧流により操作
される。
【００５１】最初にほとんど純粋なアルゴンで充填され
た床に関して、貯蔵容器中の窒素濃度はゆっくりと増大
して上記図１の具体例の弁１７を通じる引き出し量に依
存して制限を感知する。もし、軽量製品流れのわずか１
％が上記弁１７を通じて流れ出るならば、貯蔵容器の組
成は、結局、アルゴン中窒素１％に近づく。これはアル
ゴン回収率約９９％に相当する。一層高い流出率に関し
て、濃度が一層低く、そして回収率が一層低く、一方、
一層低い流出率に関して、窒素濃度は一層高くそしてア
ルゴン回収率は一層高い。アルゴンの回収率に関する経
済的な制限は任意の与えられた用途に関する経済的な評
価によって決定されるが、９９％を超える回収率は本発
明の複式方法の実施において得ることができる。空気の
酸素（及びアルゴン）及び窒素への分離は、供給ガス流
の精製された軽量及び重量流への分離の例である。多く
のかかる用途において、単一の製品、酸素または窒素だ
けが要求され、そして他の成分は廃棄物として排出され
る。かかる場合に、周囲空気は無料の商品であるので、
高い製品回収率はそれほど重要ではなく、そして本発明
の複式方法はこの場合に必要ではない。もし両製品が価
値あるならば、廃棄物を最小にすることが望ましく、そ
して本発明の複式方法を使用することが有利である。
た床に関して、貯蔵容器中の窒素濃度はゆっくりと増大
して上記図１の具体例の弁１７を通じる引き出し量に依
存して制限を感知する。もし、軽量製品流れのわずか１
％が上記弁１７を通じて流れ出るならば、貯蔵容器の組
成は、結局、アルゴン中窒素１％に近づく。これはアル
ゴン回収率約９９％に相当する。一層高い流出率に関し
て、濃度が一層低く、そして回収率が一層低く、一方、
一層低い流出率に関して、窒素濃度は一層高くそしてア
ルゴン回収率は一層高い。アルゴンの回収率に関する経
済的な制限は任意の与えられた用途に関する経済的な評
価によって決定されるが、９９％を超える回収率は本発
明の複式方法の実施において得ることができる。空気の
酸素（及びアルゴン）及び窒素への分離は、供給ガス流
の精製された軽量及び重量流への分離の例である。多く
のかかる用途において、単一の製品、酸素または窒素だ
けが要求され、そして他の成分は廃棄物として排出され
る。かかる場合に、周囲空気は無料の商品であるので、
高い製品回収率はそれほど重要ではなく、そして本発明
の複式方法はこの場合に必要ではない。もし両製品が価
値あるならば、廃棄物を最小にすることが望ましく、そ
して本発明の複式方法を使用することが有利である。
【００５２】さらに、例えば、供給空気が圧縮されて水
蒸気または二酸化炭素を除去する前処理がなされるとき
は、供給空気はもはや無料の商品ではなく、高い回収率
が経済的な見地から重要になる。本発明の複式の吸着方
法は、所望の回収率を達成することができる。
蒸気または二酸化炭素を除去する前処理がなされるとき
は、供給空気はもはや無料の商品ではなく、高い回収率
が経済的な見地から重要になる。本発明の複式の吸着方
法は、所望の回収率を達成することができる。
【００５３】図２の具体例に従うかかる空気分離に関す
る本発明の実施において、ガスは床４及び４ａを高圧で
前方に流れ、床７及び７ａ中を低圧で後方に流れる。窒
素は、床７及び７ａから脱着、置換されて、床４ａ中で
高い分圧にて再び吸着される。この空気分離用途におけ
る吸着前部の挙動は、重量成分、すなわち、窒素が、軽
量成分、すなわち酸素及びアルゴンをほとんど含まない
極めて純粋な形で得られるように制御される。従って、
逆の床部分における脱着前部のわずかな漏出または漏出
がないことは寛大に取り扱うことができる。ステージの
各々の部分に関して、前部はガス流れが前向きのときに
高圧工程の間に吸着前部として前方に移動する。前部は
ガスが後方に流れるときに低圧工程の間に脱着前部とし
て後方に移動する。標準の床部分において、前部はそれ
が後向き流れ工程の間に後方に移動することができるよ
りもこの用途の前向き流れ工程の間にさらに前方に移動
しないことが望ましい。これは正味の前方製品流れとの
関係で十分な後向き置換ガスを使用することによって確
実にすることができる。
る本発明の実施において、ガスは床４及び４ａを高圧で
前方に流れ、床７及び７ａ中を低圧で後方に流れる。窒
素は、床７及び７ａから脱着、置換されて、床４ａ中で
高い分圧にて再び吸着される。この空気分離用途におけ
る吸着前部の挙動は、重量成分、すなわち、窒素が、軽
量成分、すなわち酸素及びアルゴンをほとんど含まない
極めて純粋な形で得られるように制御される。従って、
逆の床部分における脱着前部のわずかな漏出または漏出
がないことは寛大に取り扱うことができる。ステージの
各々の部分に関して、前部はガス流れが前向きのときに
高圧工程の間に吸着前部として前方に移動する。前部は
ガスが後方に流れるときに低圧工程の間に脱着前部とし
て後方に移動する。標準の床部分において、前部はそれ
が後向き流れ工程の間に後方に移動することができるよ
りもこの用途の前向き流れ工程の間にさらに前方に移動
しないことが望ましい。これは正味の前方製品流れとの
関係で十分な後向き置換ガスを使用することによって確
実にすることができる。
【００５４】逆の床部分において、前部は、その前部流
れの組の工程の間に前方に移動するよりも後方流れ工程
の組の間に更に後方に移動しない方が好ましい。これは
、前部の速度対ガス流速比が低圧より高圧で一層低いの
で、正味の後方製品流れに関連して十分な前方置換ガス
を用いることによっても単純に保証することができない
。たとえ、逆の床部分の端部を離れるガスのすべてが前
方置換ガスとして用いられるとしても、正味の後方製品
に関してなにも残さず、前部は定圧の後方流れ工程の間
に更に移動するであろう。上記空気分離用途に関するこ
の状況における漏出を回避するために、種々の圧力工程
は前部が後方よりなお一層前方に移動するように実行さ
れる。さらに、種々の圧力工程は、正味の前方ガス流れ
が定圧工程の間に均衡する正味の後方流れを必要としそ
れはこの状況を更に悪くし易いので、種々の圧力工程の
組の間に有意の正味の前方ガス流れを用いないで実行さ
れる。
れの組の工程の間に前方に移動するよりも後方流れ工程
の組の間に更に後方に移動しない方が好ましい。これは
、前部の速度対ガス流速比が低圧より高圧で一層低いの
で、正味の後方製品流れに関連して十分な前方置換ガス
を用いることによっても単純に保証することができない
。たとえ、逆の床部分の端部を離れるガスのすべてが前
方置換ガスとして用いられるとしても、正味の後方製品
に関してなにも残さず、前部は定圧の後方流れ工程の間
に更に移動するであろう。上記空気分離用途に関するこ
の状況における漏出を回避するために、種々の圧力工程
は前部が後方よりなお一層前方に移動するように実行さ
れる。さらに、種々の圧力工程は、正味の前方ガス流れ
が定圧工程の間に均衡する正味の後方流れを必要としそ
れはこの状況を更に悪くし易いので、種々の圧力工程の
組の間に有意の正味の前方ガス流れを用いないで実行さ
れる。
【００５５】この結果、本発明は、上記空気分離用途に
関して加圧工程の間の十分な前方流れ及び減圧工程の間
の十分な後方流れを用いて実行することができる。一の
工程において、全体のステージ、標準の床部分と逆の床
部分を純粋な重量富化ガスの前方流れを逆の床部分の底
部に導入することによって加圧することができる。相当
する減圧工程において、純粋な重量分富化ガスの後方流
れは逆の床部分の下方端部から送られる。二つの工程に
関する平均圧力はほとんど同じであり、それゆえ吸着前
部の速度対局部ガス流速の平均比がほとんど同一である
。逆の床部分の下方端部における全ガス流れはほとんど
同一である。しかしながら、前部の平均位置は脱着工程
の間よりも加圧工程の間にステージの反対の端部に一層
近づき、局部ガス流れが強く変化し、反対側の端部近く
で一層大きい。局部ガス流量におけるこの変化は吸着前
部の速度における必要な差異をもたらす。この結果は、
定圧工程の間の正味の後方移動に逆作用するのに極めて
十分な種々の圧力工程の間の前部の正味の前方移動であ
る。この結果、循環操作が続けられる際に、すべての正
味の動きが無視でき且つゼロに集まる。
関して加圧工程の間の十分な前方流れ及び減圧工程の間
の十分な後方流れを用いて実行することができる。一の
工程において、全体のステージ、標準の床部分と逆の床
部分を純粋な重量富化ガスの前方流れを逆の床部分の底
部に導入することによって加圧することができる。相当
する減圧工程において、純粋な重量分富化ガスの後方流
れは逆の床部分の下方端部から送られる。二つの工程に
関する平均圧力はほとんど同じであり、それゆえ吸着前
部の速度対局部ガス流速の平均比がほとんど同一である
。逆の床部分の下方端部における全ガス流れはほとんど
同一である。しかしながら、前部の平均位置は脱着工程
の間よりも加圧工程の間にステージの反対の端部に一層
近づき、局部ガス流れが強く変化し、反対側の端部近く
で一層大きい。局部ガス流量におけるこの変化は吸着前
部の速度における必要な差異をもたらす。この結果は、
定圧工程の間の正味の後方移動に逆作用するのに極めて
十分な種々の圧力工程の間の前部の正味の前方移動であ
る。この結果、循環操作が続けられる際に、すべての正
味の動きが無視でき且つゼロに集まる。
【００５６】空気分離用途に関して、適当な種々の圧力
工程を使用することは、前方速度動作を均衡化し且つ望
ましくない軽量成分の重量製品中への漏出を回避するの
に必要である。ステージの標準の床部分の端部でかなり
の量のガス流れを使用することが、上記のアルゴン精製
用途におけるように普通に採用される。しかしながら、
この空気分離用途におけるかかる操作中に、ステージの
逆の部分における前部の挙動は任意の量の還流を使用す
ることによっても均衡することができず、軽量成分の耐
えられない量が重量製品に逃込むであろう。
工程を使用することは、前方速度動作を均衡化し且つ望
ましくない軽量成分の重量製品中への漏出を回避するの
に必要である。ステージの標準の床部分の端部でかなり
の量のガス流れを使用することが、上記のアルゴン精製
用途におけるように普通に採用される。しかしながら、
この空気分離用途におけるかかる操作中に、ステージの
逆の部分における前部の挙動は任意の量の還流を使用す
ることによっても均衡することができず、軽量成分の耐
えられない量が重量製品に逃込むであろう。
【００５７】空気分離に関する複式方法の操作において
、例えば、ライン２７中の弁２６を開放して他の弁を閉
じることによって床の重量製品端部で圧力均衡化を実施
することが望ましい。この工程は床４ａ及び７ａ中の圧
力がほとんど等しくなるまで続く。弁１３を通じる流れ
を可能すると同時に床４及び７中の圧力は等しくなり、
この用途のためのすべての平衡流れを弁２６を通じて実
施するのが好ましい。圧力の平衡の後に、弁２６及びも
し開いていたならば弁１３が閉じられ、そして弁２０及
び１９が開放され、従って、圧縮器２２は床部分４及び
４ａ中の圧力を減じ続けそして床部分７及び７ａ中の圧
力を増加し続けることができる。
、例えば、ライン２７中の弁２６を開放して他の弁を閉
じることによって床の重量製品端部で圧力均衡化を実施
することが望ましい。この工程は床４ａ及び７ａ中の圧
力がほとんど等しくなるまで続く。弁１３を通じる流れ
を可能すると同時に床４及び７中の圧力は等しくなり、
この用途のためのすべての平衡流れを弁２６を通じて実
施するのが好ましい。圧力の平衡の後に、弁２６及びも
し開いていたならば弁１３が閉じられ、そして弁２０及
び１９が開放され、従って、圧縮器２２は床部分４及び
４ａ中の圧力を減じ続けそして床部分７及び７ａ中の圧
力を増加し続けることができる。
【００５８】本発明の一般的な実施及び上記の例におけ
るように、循環方法の残る工程は上記空気分離用途と同
様な方法で実施されるが、床４及び７並びに床４ａ及び
７ａの一を有効に入れ替えるような弁の組により実施さ
れる。
るように、循環方法の残る工程は上記空気分離用途と同
様な方法で実施されるが、床４及び７並びに床４ａ及び
７ａの一を有効に入れ替えるような弁の組により実施さ
れる。
【００５９】３００Ｋ、１０５ｋＰａの高圧及び７０ｋ
Ｐａの低圧での空気分離用の複式方法の操作において、
１３Ｘのモレキュラーシーブ吸着剤、３６０ｃｍ３ す
なわち２５２０００ｋｇの全床容量、６０秒の循環時間
を用いて、酸素及びアルゴンの軽量製品が約１０ｐｐｍ
の窒素濃度によりほぼ全体の回収率９９．９＋％にて
得ることができ、そして窒素の重量製品は、約５ｐｐｍ
の酸素及びアルゴン含有量によりほぼ全体の回収率９
９．９＋％にて得ることができる。
Ｐａの低圧での空気分離用の複式方法の操作において、
１３Ｘのモレキュラーシーブ吸着剤、３６０ｃｍ３ す
なわち２５２０００ｋｇの全床容量、６０秒の循環時間
を用いて、酸素及びアルゴンの軽量製品が約１０ｐｐｍ
の窒素濃度によりほぼ全体の回収率９９．９＋％にて
得ることができ、そして窒素の重量製品は、約５ｐｐｍ
の酸素及びアルゴン含有量によりほぼ全体の回収率９
９．９＋％にて得ることができる。
【００６０】本発明の複式の方法は吸着の分野における
極めて望ましい進歩をもたらすことがわかろう。流体供
給混合物の選択的に吸着しにくい軽量成分と選択的に吸
着し易い重量成分の両方を増大した純度及び回収レベル
で受け取ることを可能にすることによって、本発明は望
ましい吸着技術、すなわち、圧力変動吸着及び熱変動吸
着の両者を、増大する産業上重要な実際の工業用途に有
効に適用させることができる。
極めて望ましい進歩をもたらすことがわかろう。流体供
給混合物の選択的に吸着しにくい軽量成分と選択的に吸
着し易い重量成分の両方を増大した純度及び回収レベル
で受け取ることを可能にすることによって、本発明は望
ましい吸着技術、すなわち、圧力変動吸着及び熱変動吸
着の両者を、増大する産業上重要な実際の工業用途に有
効に適用させることができる。
【図１】本発明の実施に用いられる２床複式ＰＳＡ系を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の実施に用いられる４床複式ＰＳＡ系を
示す図である。
示す図である。
Claims (27)
- 【請求項１】 供給ガス混合物を、吸着材を含む少な
くとも一つの圧力変動吸着ステージを有する系中で分離
する複式の圧力変動吸着方法であって、該吸着材が選択
的に吸着し易い重量成分と選択的に吸着しにくい軽量成
分とを含む上記供給ガス混合物から該選択的に吸着し易
い成分を吸着することができ、それによって、上記選択
的に吸着し易い重量成分の吸着前部を上記吸着ステージ
中に形成し、該ステージが標準的な床部分と逆の床部分
とを有し且つ循環基準に基づいて以下の工程：（ａ）
上記選択的に吸着し易い重量成分を上記ステージの逆の
床部分の底端部に高い吸着圧力にて送りそこで選択的に
吸着しにくい軽量成分を置換し、こうして上記逆の床部
分の上端から置換された流出ガスを上記ステージの標準
的な床部分の下方端部にそこを前向きに通過するために
上記高い吸着圧力にて送り、（ｂ） 選択的に吸着しに
くい軽量成分を上記ステージの標準的な床部分の上方端
部から排出し、（ｃ） 上記ステージを上記高い吸着圧
力から低い脱着圧力に減圧し、（ｄ） 選択的に吸着し
にくい軽量成分ガスを標準的な床の上方端部に後向き方
向でそこを通過するために上記低い脱着圧力にて送り、
以前に吸着された重量成分をそこから置換し、こうして
標準的な床部分の底端部から置換された流出ガスを上記
逆の床部分の上方端部に上記低い脱着圧力にて送り追加
量の重量成分をそこから上記低い脱着圧力にて置換し、
（ｅ） 重量成分を上記逆の床部分の底端部から上記低
い脱着圧力にて排出し、（ｆ） 上記ステージを上記低
い脱着圧力から高い吸着圧力に加圧し、（ｇ） 上記供
給ガス混合物を上記ステージに上記標準的な床部分と逆
の床部分との中間点に、上記工程の（ａ） 、（ｃ）
、（ｄ） 及び（ｆ） の少なくとも一工程の間に導入
し、（ｈ） 上記工程（ａ） −（ｇ） を循環基準に
基づき追加量の上記供給ガス混合物とともに繰り返すこ
と、を含む処理シーケンスを受け、それによって選択的
に吸着しにくい軽量成分及び選択的に吸着し易い重量成
分がともに増大した純度及び回収レベルにて回収される
上記圧力変動吸着方法。 - 【請求項２】 供給ガス混合物が、上記工程（ａ）
の間に上記中間地点にてステージに導入される請求項１
の方法。 - 【請求項３】 供給ガス混合物が、上記工程（ｄ）
の間に上記中間地点にてステージに導入される請求項１
の方法。 - 【請求項４】 各々のステージが単一の吸着床を含む
請求項１の方法。 - 【請求項５】 各々のステージが標準の床部分と逆の
床部分に関して独自の吸着床を含む請求項１の方法。 - 【請求項６】 上記系が二つの圧力変動吸着ステージ
を含む請求項１の方法。 - 【請求項７】 工程（ｂ） において排出された選択
的に吸着し易い軽量成分の一部分が系から回収されそし
て別の部分がそこでの工程（ｄ） の間に一以上のステ
ージの上方端部に送るために用いられ、且つ工程（ｅ）
において排出された選択的に吸着し易い重量成分の一
部分が系から回収され、別の部分がそこでの工程（ａ）
の間に一以上のステージの底端部に送るために用いら
れる請求項１の方法。 - 【請求項８】 上記系が２以上の圧力変動吸着ステー
ジを含み、脱着工程（ｃ） 及び圧縮工程（ｆ） が、
ガスを、最初に高圧の一のステージから最初に低圧の別
のステージに送ってそれらの圧力を均等にすることを含
む請求項１の方法。 - 【請求項９】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸着
し易い重量成分として酸素の混合物をそして選択的に吸
着しにくい軽量成分としてアルゴンを含む請求項１の方
法。 - 【請求項１０】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸
着しにくい軽量成分としてアルゴンをそして選択的に吸
着し易い重量成分として不純物を含む請求項１の方法。 - 【請求項１１】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸
着しにくい軽量成分としてヘリウムをそして選択的に吸
着し易い重量成分としてメタンを含む請求項１の方法。 - 【請求項１２】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸
着しにくい軽量成分として水素をそして選択的に吸着し
易い重量成分として不純物を含む請求項１の方法。 - 【請求項１３】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸
着しにくい軽量成分としてキセノンをそして選択的に吸
着し易い重量成分として不純物を含む請求項１の方法。 - 【請求項１４】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸
着しにくい軽量成分としてクリプトンをそして選択的に
吸着し易い重量成分として不純物を含む請求項１の方法
。 - 【請求項１５】 流体混合物を、吸着材を含む少なく
とも一つの熱変動吸着ステージを有する系中で分離する
複式の熱変動吸着方法であって、該吸着材が選択的に吸
着し易い重量成分と選択的に吸着しにくい軽量成分とを
含む上記流体混合物から該選択的に吸着し易い成分を吸
着することができ、それによって、上記選択的に吸着し
易い重量成分の吸着前部を上記吸着ステージ中に形成し
、各ステージが標準的な床部分と逆の床部分とを有し且
つ循環基準に基づいて以下の工程： （ａ） 上記選択的に吸着し易い重量成分を上記ステー
ジの逆の床部分の底端部に低い吸着温度にて送りそこか
ら選択的に吸着しにくい軽量成分を置換し、こうして上
記逆の床部分の上方端部から置換された流出流体を上記
ステージの標準的な床部分の下方端部にそこを前向きに
通過するために上記低い吸着温度にて送り、（ｂ） 選
択的に吸着しにくい軽量成分を上記ステージの標準的な
床部分の上方端部から排出し、（ｃ） 上記ステージを
上記低い吸着温度から高い脱着温度に加熱し、（ｄ）
選択的に吸着しにくい軽量成分ガスを標準的な床の上方
端部に後向き方向でそこを通過するために上記高い脱着
温度にて送り、以前に吸着された重量成分をそこから置
換し、こうして標準的な床部分の底端部から置換された
流出物を上記逆の床部分の上方端部に上記高い脱着温度
にて送り追加量の重量成分をそこから上記高い脱着温度
にて置換し、（ｅ） 重量成分を上記逆の床部分の底端
部から上記高い脱着温度にて排出し、（ｆ） 上記ステ
ージを上記高い脱着温度から低い吸着圧力に冷却し、（
ｇ） 上記流体混合物を上記ステージに上記標準的な床
部分と逆の床部分との中間点に、上記工程の（ａ） 、
（ｃ） 、（ｄ） 及び（ｆ） の少なくとも一工程の
間に導入し、（ｈ） 上記工程（ａ） −（ｇ） を循
環基準に基づき追加量の上記流体混合物とともに繰り返
すこと、を含む処理シーケンスを受け、それによって選
択的に吸着しにくい軽量成分及び選択的に吸着し易い重
量成分がともに増大した純度及び回収レベルにて回収さ
れる上記熱変動吸着方法。 - 【請求項１６】 流体混合物が、上記工程（ａ） の
間に上記中間地点にてステージに導入される請求項１５
の方法。 - 【請求項１７】 流体混合物が、上記工程（ｄ） の
間に上記中間地点にてステージに導入される請求項１５
の方法。 - 【請求項１８】 各々のステージが単一の吸着床を含
む請求項１５の方法。 - 【請求項１９】 各々のステージが標準の床部分と逆
の床部分に関して独自の吸着床を含む請求項１５の方法
。 - 【請求項２０】 上記系が二つの熱変動吸着ステージ
を含む請求項１５の方法。 - 【請求項２１】 工程（ｂ） において排出された選
択的に吸着し易い軽量成分の一部分を系から回収し、別
の部分を工程（ｄ） の間に一以上のステージの上方端
部に送るために用い、且つ工程（ｅ） において排出さ
れた選択的に吸着し易い重量成分の一部分を系から回収
し、別の部分を工程（ａ） の間に一以上のステージの
底端部に送るために用いる請求項１５の方法。 - 【請求項２２】 上記系が２以上の熱変動吸着ステー
ジを含み、加熱工程（ｃ） 及び冷却工程（ｆ） は、
流体を、最初に高温の一のステージから最初に低温の別
のステージに送ってそれらの間の温度を均等にすること
を含む請求項１５の方法。 - 【請求項２３】 上記流体混合物が、選択的に吸着し
にくい軽量成分として水をそして選択的に吸着し易い重
量成分として不純物を含む請求項１５の方法。 - 【請求項２４】 上記流体混合物が、選択的に吸着し
にくい軽量成分としてアルゴンをそして選択的に吸着し
易い重量成分として不純物を含む請求項１５の方法。 - 【請求項２５】 上記流体混合物が、選択的に吸着し
にくい軽量成分として窒素をそして選択的に吸着し易い
重量成分として二酸化炭素不純物を含む請求項１５の方
法。 - 【請求項２６】 上記流体混合物が、選択的に吸着し
易い重量成分として水をそして選択的に吸着しにくい軽
量成分としてエタノールを含む請求項１５の方法。 - 【請求項２７】 上記流体混合物が、選択的に吸着し
にくい軽量成分としてｎ−炭化水素をそして選択的に吸
着し易い成分としてｉｓｏ−炭化水素を含む請求項１５
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US603479 | 1990-10-25 | ||
| US07/603,479 US5085674A (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | Duplex adsorption process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265105A true JPH04265105A (ja) | 1992-09-21 |
| JPH07108366B2 JPH07108366B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=24415612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3303759A Expired - Lifetime JPH07108366B2 (ja) | 1990-10-25 | 1991-10-24 | 複式の吸着方法 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5085674A (ja) |
| EP (2) | EP0769319B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07108366B2 (ja) |
| KR (1) | KR960004604B1 (ja) |
| CN (1) | CN1040068C (ja) |
| BR (1) | BR9104561A (ja) |
| CA (1) | CA2054120A1 (ja) |
| DE (2) | DE69126397T2 (ja) |
| ES (1) | ES2102379T3 (ja) |
| MX (1) | MX9101774A (ja) |
| TW (1) | TW201701B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1067653C (zh) * | 1996-10-09 | 2001-06-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 粗氮气深度净化制取高纯氮气的方法 |
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