JPH07108366B2 - 複式の吸着方法 - Google Patents
複式の吸着方法Info
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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操した
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操した
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（ｎｏｒｍａｌ Ｐ
ＳＡ ｐｒｏｃｅｓｓ）の逆である。しかしながら、逆
ＰＳＡ方法（ｉｎｖｅｒｓｅｄ ＰＳＡ ｐｒｏｃｅｓ
ｓ）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、選
択的に吸着し易い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。
は、いわゆる、標準的なＰＳＡ方法（ｎｏｒｍａｌ Ｐ
ＳＡ ｐｒｏｃｅｓｓ）の逆である。しかしながら、逆
ＰＳＡ方法（ｉｎｖｅｒｓｅｄ ＰＳＡ ｐｒｏｃｅｓ
ｓ）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、選
択的に吸着し易い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。このタイブの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、Ｗｅ
ｒｎｅｒとＦａｙの米国特許第４，５９９，０９４号及
びＬａｇｒｅｅとＬｅａｖｉｔｔの米国特許第４，８１
０，２６５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。このタイブの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、Ｗｅ
ｒｎｅｒとＦａｙの米国特許第４，５９９，０９４号及
びＬａｇｒｅｅとＬｅａｖｉｔｔの米国特許第４，８１
０，２６５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。
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。
【００１３】Ｋｅｌｌｅｒ及びＫｕｏの米国特許４，３
５４，８５９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。
５４，８５９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、Ｐ
ＳＡプロセス及び系は、完全な２成分系分離系として機
能してそして選択的に吸着しにくい及び／または選択的
に吸着し易い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。
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、Ｐ
ＳＡプロセス及び系は、完全な２成分系分離系として機
能してそして選択的に吸着しにくい及び／または選択的
に吸着し易い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
るガスからの選択的に吸着しにくいまたは選択的に吸着
し易い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
るガスからの選択的に吸着しにくいまたは選択的に吸着
し易い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、すなわち選択的に吸着し易
い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−滅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、そして選択的に吸着し易い成分が選択的に吸着
され、少なくともいくつかの選択的に吸着しにくい成分
が精製された選択的に吸着しにくい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、すなわち選択的に吸着し易
い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−滅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、そして選択的に吸着し易い成分が選択的に吸着
され、少なくともいくつかの選択的に吸着しにくい成分
が精製された選択的に吸着しにくい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、吸着された選択的に
吸着し易い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不純物を脱着し且つパージする
ために、選択的に吸着しにくい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。選択的に吸
着しにくいガス成分の回収は、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。
吸着し易い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不純物を脱着し且つパージする
ために、選択的に吸着しにくい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。選択的に吸
着しにくいガス成分の回収は、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、選
択的に吸着しにくいの、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、選
択的に吸着しにくいの、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、吸着床の滅圧は、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ＰＳ
Ａ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、選択的に吸着し易い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、選択的に吸着し易い
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。
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、吸着床の滅圧は、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ＰＳ
Ａ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、選択的に吸着し易い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、選択的に吸着し易い
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選択的に
吸着しにくい成分は、選択的に吸着しにくい成分の製品
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選択的
に吸着しにくい成分は、上記選択的に吸着しにくい製品
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選択的に吸着しにく
い成分の一部分は弁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選択的に
吸着しにくい成分は、選択的に吸着しにくい成分の製品
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選択的
に吸着しにくい成分は、上記選択的に吸着しにくい製品
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選択的に吸着しにく
い成分の一部分は弁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選択的に吸着
し易い成分は、選択的に吸着し易い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選択的に吸着し易い成
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からの選
択的に吸着し易い成分は、それぞれ、選択的に吸着し易
い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、系が供給ガス及び選択的に吸着し易い成分の製品流
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。
し易い成分は、選択的に吸着し易い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選択的に吸着し易い成
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からの選
択的に吸着し易い成分は、それぞれ、選択的に吸着し易
い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、系が供給ガス及び選択的に吸着し易い成分の製品流
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
ロセス用の系の選択的に吸着しにくい製品端部のように
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Ｐ
ＳＡプロセスにおける選 択的に吸着し易い製品端部のよ
うに機能する。
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
ロセス用の系の選択的に吸着しにくい製品端部のように
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Ｐ
ＳＡプロセスにおける選 択的に吸着し易い製品端部のよ
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、選択的に吸着しにくい及び選択的に吸着し
易い、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４ａ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
では選択的に吸着し易い成分が吸着されて、選択的に吸
着しにくい成分が床を通ってそして床４から流出させら
れる。この精製した選択的に吸着しにくいガス流の一部
は弁９を通りそして選択的に吸着しにくい成分としてラ
イン１０中に引き出される。残る精製された選択的に吸
着しにくいガスは弁１３を通じて低圧に膨張しそして床
７の上方の選択的に吸着しにくい製品端部に入る。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選択的に
吸着し易い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、そこでそれは選択的
に吸着し易い成分を床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
のガスの一部分は選択的に吸着し易い製品として回収す
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１
５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、そこで選択的に吸着しにくい
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
ｔｈｒｏｕｇｈ）そして系から除去される選択的に吸着
しにくい製品及び／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選択的に吸着しにくい
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、選択的に吸着しにくい及び選択的に吸着し
易い、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４ａ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
では選択的に吸着し易い成分が吸着されて、選択的に吸
着しにくい成分が床を通ってそして床４から流出させら
れる。この精製した選択的に吸着しにくいガス流の一部
は弁９を通りそして選択的に吸着しにくい成分としてラ
イン１０中に引き出される。残る精製された選択的に吸
着しにくいガスは弁１３を通じて低圧に膨張しそして床
７の上方の選択的に吸着しにくい製品端部に入る。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選択的に
吸着し易い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、そこでそれは選択的
に吸着し易い成分を床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
のガスの一部分は選択的に吸着し易い製品として回収す
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１
５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、そこで選択的に吸着しにくい
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
ｔｈｒｏｕｇｈ）そして系から除去される選択的に吸着
しにくい製品及び／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選択的に吸着しにくい
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、１
５、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２
３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、１
５、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２
３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
着し易い成分から分離した精製された選択的に吸着しに
くい製品の一部は弁１１を通って選択的に吸着しにくい
製品として回収される。精製された選択的に吸着しにく
い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
前に吸着した選択的に吸着し易い製品を置換する。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選択的に
吸着し易い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を通じて選択的に吸着し
易い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１９を通って床７
ａ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
着し易い成分から分離した精製された選択的に吸着しに
くい製品の一部は弁１１を通って選択的に吸着しにくい
製品として回収される。精製された選択的に吸着しにく
い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
前に吸着した選択的に吸着し易い製品を置換する。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選択的に
吸着し易い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を通じて選択的に吸着し
易い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１９を通って床７
ａ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
い成分を該成分及び選択的に吸着しにくい成分を含む供
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
い成分を該成分及び選択的に吸着しにくい成分を含む供
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。
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選択的に吸
着し易い成分を置換する。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選択的に吸着し易い成
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。
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選択的に吸
着し易い成分を置換する。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選択的に吸着し易い成
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）選択的に吸着し易い成分がステージの
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）選択的に吸
着しにくい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。
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）選択的に吸着し易い成分がステージの
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）選択的に吸
着しにくい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。
を、上記選択的に吸着し易い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。上記選択的に吸着しに
くい成分の別の部分は、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
選択的に吸着しにくい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。上記選択的に
吸着し易い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、選択的に吸着し易い成分は逆の
床部分の下端にＰＳＡプロセス用の高い吸着圧力かまた
はＴＳＡ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選択的に吸着しにくい及び
選択的に吸着し易い成分部分は、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。上記選択的に吸着しに
くい成分の別の部分は、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
選択的に吸着しにくい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。上記選択的に
吸着し易い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、選択的に吸着し易い成分は逆の
床部分の下端にＰＳＡプロセス用の高い吸着圧力かまた
はＴＳＡ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選択的に吸着しにくい及び
選択的に吸着し易い成分部分は、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成分であり、酸素
は選択的に吸着し易い成分である。アルゴンの精製操作
において、選択的に吸着しにくい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選択的に吸着し易い不純物から分
離される。他のアルゴン精製操作において、選択的に吸
着し易いアルゴン製品は水素、ヘリウムまたはネオンの
ような選択的に吸着しにくい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、そこでは選択的に吸着しにくいのヘリウムまたは
水素製品が窒素及びメタンのような選択的に吸着し易い
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選択的に吸着し易い
不純物から精製し、そして窒素及びメタンを選択的に吸
着し易い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成分であり、酸素
は選択的に吸着し易い成分である。アルゴンの精製操作
において、選択的に吸着しにくい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選択的に吸着し易い不純物から分
離される。他のアルゴン精製操作において、選択的に吸
着し易いアルゴン製品は水素、ヘリウムまたはネオンの
ような選択的に吸着しにくい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、そこでは選択的に吸着しにくいのヘリウムまたは
水素製品が窒素及びメタンのような選択的に吸着し易い
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選択的に吸着し易い
不純物から精製し、そして窒素及びメタンを選択的に吸
着し易い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、選択的に吸着しにくい窒素を選択的に吸着し易い一
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、選択的に吸着し易い成分と
しての水を選択的に吸着しにくい成分としてのエタソー
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、選択的に吸着しにくい窒素を選択的に吸着し易い一
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、選択的に吸着し易い成分と
しての水を選択的に吸着しにくい成分としてのエタソー
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
し易い成分を該成分及び選択的に吸着しにくい成分を含
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１３Ｘ及び５
Ａ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ＴＳＡ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
し易い成分を該成分及び選択的に吸着しにくい成分を含
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１３Ｘ及び５
Ａ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ＴＳＡ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、弱い吸着性の選択的に吸着しにくい成分から選択的
に吸着し易い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、選択的に吸着しにくいガスの高度の
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１００ｐｐｍ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２１０ｋＰａ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。３
００Ｋの周囲温度にて、２１０ｋＰａにてアルゴン中１
００ｐｐｍ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、弱い吸着性の選択的に吸着しにくい成分から選択的
に吸着し易い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、選択的に吸着しにくいガスの高度の
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１００ｐｐｍ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２１０ｋＰａ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。３
００Ｋの周囲温度にて、２１０ｋＰａにてアルゴン中１
００ｐｐｍ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、選択的に吸着しにくい製
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選択的に吸着しにくい及び
選択的に吸着し易い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、選択的に吸着しにくい製
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選択的に吸着しにくい及び
選択的に吸着し易い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、選択的に吸着し易い成分、すなわ
ち、窒素が、選択的に吸着しにくい成分、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、選択的に吸着し易い成分、すなわ
ち、窒素が、選択的に吸着しにくい成分、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
部分を純粋な選択的に吸着し易い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、純粋な選択的に
吸着し易い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
部分を純粋な選択的に吸着し易い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、純粋な選択的に
吸着し易い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
ましくない選択的に吸着しにくい成分の選択的に吸着し
易い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、選択的に吸着しにくい成分の耐えら
れない量が選択的に吸着し易い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
ましくない選択的に吸着しにくい成分の選択的に吸着し
易い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、選択的に吸着しにくい成分の耐えら
れない量が選択的に吸着し易い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選択的に吸着し易い製品端部で
圧力均衡化を実施することが望ましい。この工程は床４
ａ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。
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選択的に吸着し易い製品端部で
圧力均衡化を実施することが望ましい。この工程は床４
ａ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選択的に吸着しにくい製品
が約１０ｐｐｍの窒素濃度によりほぼ全体の回収率９
９．９＋％にて得ることができ、そして窒素の選択的に
吸着し易い製品は、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９９．９＋％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選択的に吸着しにくい製品
が約１０ｐｐｍの窒素濃度によりほぼ全体の回収率９
９．９＋％にて得ることができ、そして窒素の選択的に
吸着し易い製品は、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９９．９＋％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成分と選択的に吸着し
易い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成分と選択的に吸着し
易い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 (14)
- 【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
に吸着し易い成分と選択的に吸着しにくい成分とを含む
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シの標準的
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、以前に吸着された選択的に吸着し易い
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選択的に吸着し易
い成分をそこから上記低い脱着圧力にて置換し、 （ｅ）選択的に吸着し易い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成分及び選択的に吸
着し易い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】 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３】 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４】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸着し
易い成分として酸素をそして選択的に吸着しにくい成分
としてアルゴンを含む請求項１の方法。 - 【請求項５】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸着し
にくい成分としてアルゴンをそして選択的に吸着し易い
成分として不純物を含む請求項１の方法。 - 【請求項６】 上記供給ガス混合物が、選択的に吸着し
にくい成分としてヘリウムをそして選択的に吸着し易い
成分としてメタンを含む請求項１の方法。 - 【請求項７】 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
易い成分と選択的に吸着しにくい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、以前に吸着された選択的に吸着し易い
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選択的に吸着し易い
成分をそこから上記高い脱着温度にて置換し、 （ｅ）選択的に吸着し易い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温
度に冷却し、 （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成分及び選択的に吸
着し易い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８】 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１又は７の
方法。 - 【請求項９】 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１又は７の
方法。 - 【請求項１０】 各々のステージが単一の吸着床を含む
請求項１又は７の方法。 - 【請求項１１】 各々のステージが標準の吸着床部分と
別個の逆の吸着床部分とを含む請求項１又は７の方法。 - 【請求項１２】 上記系が二つの熱変動吸着ステージを
含む請求項７の方法。 - 【請求項１３】 工程（ｂ）において排出された選択的
に吸着し易い選択的に吸着しにくい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１又は７の方法。 - 【請求項１４】 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７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 JPH04265105A (ja) | 1992-09-21 |
| JPH07108366B2 true 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) |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5551257A (en) * | 1992-10-01 | 1996-09-03 | The Boc Group, Inc. | Production of ultrahigh purity nitrogen |
| FR2743082B1 (fr) * | 1995-12-27 | 1999-02-19 | Inst Francais Du Petrole | Procede de traitement global de gaz naturel sur un site de stockage |
| 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 |
| JP3891773B2 (ja) | 2000-10-20 | 2007-03-14 | 大陽日酸株式会社 | ガスの分離精製方法及びその装置 |
| US6500235B2 (en) | 2000-12-29 | 2002-12-31 | Praxair Technology, Inc. | Pressure swing adsorption process for high recovery of high purity gas |
| FR2818920B1 (fr) * | 2000-12-29 | 2003-09-26 | Air Liquide | Procede de traitement d'un gaz par absorption et installation correspondante |
| US7838708B2 (en) * | 2001-06-20 | 2010-11-23 | Grt, Inc. | Hydrocarbon conversion process improvements |
| US7364603B2 (en) * | 2002-12-09 | 2008-04-29 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for the abatement of toxic gas components from a semiconductor manufacturing process effluent stream |
| US6805728B2 (en) * | 2002-12-09 | 2004-10-19 | Advanced Technology Materials, Inc. | Method and apparatus for the abatement of toxic gas components from a semiconductor manufacturing process effluent stream |
| US6843830B2 (en) * | 2003-04-15 | 2005-01-18 | Advanced Technology Materials, Inc. | Abatement system targeting a by-pass effluent stream of a semiconductor process tool |
| US7374735B2 (en) * | 2003-06-05 | 2008-05-20 | General Electric Company | Method for nitrogen oxide reduction in flue gas |
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| US20060100469A1 (en) | 2004-04-16 | 2006-05-11 | Waycuilis John J | Process for converting gaseous alkanes to olefins and liquid hydrocarbons |
| US20080275284A1 (en) | 2004-04-16 | 2008-11-06 | Marathon Oil Company | Process for converting gaseous alkanes to liquid hydrocarbons |
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| EA017229B1 (ru) * | 2007-05-14 | 2012-10-30 | Грт, Инк. | Способ конверсии углеводородного сырья с электролитическим извлечением галогенов |
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