JPH08196850A - 吸着によりガス混合物から窒素を分離するための方法 - Google Patents
吸着によりガス混合物から窒素を分離するための方法Info
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- JPH08196850A JPH08196850A JP7180048A JP18004895A JPH08196850A JP H08196850 A JPH08196850 A JP H08196850A JP 7180048 A JP7180048 A JP 7180048A JP 18004895 A JP18004895 A JP 18004895A JP H08196850 A JPH08196850 A JP H08196850A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】全投資コストを増加させることなく、リチウム
交換されたゼオライトを用いて実施し得るＰＳＡ法を提
供する。 【解決手段】窒素を含有するガス混合物から、吸着剤塊
中の該ガス混合物の窒素の選択吸着により、窒素を分離
するための、サイクル的な圧力変動を伴う方法であっ
て、少なくとも１つの、高圧で行われる窒素の吸着相、
及び少なくとも１つの、低圧で行われる窒素の吸着相を
包含し、該吸着剤を回転吸着器に配置し、該吸着剤塊の
少なくとも５０％を５０％を超える率でリチウムにより
交換されたゼオライトにより構成することを特徴とす
る。
交換されたゼオライトを用いて実施し得るＰＳＡ法を提
供する。 【解決手段】窒素を含有するガス混合物から、吸着剤塊
中の該ガス混合物の窒素の選択吸着により、窒素を分離
するための、サイクル的な圧力変動を伴う方法であっ
て、少なくとも１つの、高圧で行われる窒素の吸着相、
及び少なくとも１つの、低圧で行われる窒素の吸着相を
包含し、該吸着剤を回転吸着器に配置し、該吸着剤塊の
少なくとも５０％を５０％を超える率でリチウムにより
交換されたゼオライトにより構成することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、サイクル的な圧力変動
をもって、吸着剤塊上での窒素の選択的吸着により、空
気のようなガス混合物から窒素を分離するための方法に
関する。より具体的には、本発明は、回転吸着器により
ガス混合物から窒素を分離するための方法に関する。
をもって、吸着剤塊上での窒素の選択的吸着により、空
気のようなガス混合物から窒素を分離するための方法に
関する。より具体的には、本発明は、回転吸着器により
ガス混合物から窒素を分離するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスをそれを含むガス混合物からこのガ
スの吸着により吸着分離するための方法はよく知られて
いる。これら方法は、サイクル的な圧力変動を使用し、
一般にＰＳＡ法（圧力スウィング吸着(Pressure Swing
Adsorption) の略）と表示される。これら方法は、空気
から窒素を分離するために、空気から他のガス、主とし
て酸素、を回収するために特に用いられる。このタイプ
のサイクル法は、２つの主要な相を含む。第１の相は、
吸着剤塊上へガス混合物中の１つのガスを選択的に吸着
させ、および他のガスをこの塊を通過させることからな
る。吸着相は、高圧で行われる。第２の相は、前に吸着
させたガスの脱着からなる。この相は、比較的低圧で行
われる。この低圧が大気圧未満である場合、これをＶＳ
Ａ（減圧スウィング吸着(Vacuum Swing Adsorption) の
略）と呼ぶ。しかしながら、簡便さのため、本明細書で
は、「ＰＳＡ方法（法）」とは、適切にそう呼ばれるＰ
ＳＡ法だけでなく、ＶＳＡ法をも指称することとする。
スの吸着により吸着分離するための方法はよく知られて
いる。これら方法は、サイクル的な圧力変動を使用し、
一般にＰＳＡ法（圧力スウィング吸着(Pressure Swing
Adsorption) の略）と表示される。これら方法は、空気
から窒素を分離するために、空気から他のガス、主とし
て酸素、を回収するために特に用いられる。このタイプ
のサイクル法は、２つの主要な相を含む。第１の相は、
吸着剤塊上へガス混合物中の１つのガスを選択的に吸着
させ、および他のガスをこの塊を通過させることからな
る。吸着相は、高圧で行われる。第２の相は、前に吸着
させたガスの脱着からなる。この相は、比較的低圧で行
われる。この低圧が大気圧未満である場合、これをＶＳ
Ａ（減圧スウィング吸着(Vacuum Swing Adsorption) の
略）と呼ぶ。しかしながら、簡便さのため、本明細書で
は、「ＰＳＡ方法（法）」とは、適切にそう呼ばれるＰ
ＳＡ法だけでなく、ＶＳＡ法をも指称することとする。
【０００３】吸着及び脱着の相は、ガス混合物の流れの
連続処理のためにサイクル的に繰り返される。追加の相
を含むこの方法の多数の変形態様が当業者に知られてい
る。例えば、特許出願ＥＰ−Ａ−３５０３７３、ＷＯ−
Ａ−９１／１２８７４、ＥＰ−Ａ−１０８００５、ＦＲ
−Ａ−２５７９４８４、ＦＲ−Ａ−２６１２０８３、及
びＦＲ−Ａ−２６２４７５９を参照することができる。
連続処理のためにサイクル的に繰り返される。追加の相
を含むこの方法の多数の変形態様が当業者に知られてい
る。例えば、特許出願ＥＰ−Ａ−３５０３７３、ＷＯ−
Ａ−９１／１２８７４、ＥＰ−Ａ−１０８００５、ＦＲ
−Ａ−２５７９４８４、ＦＲ−Ａ−２６１２０８３、及
びＦＲ−Ａ−２６２４７５９を参照することができる。
【０００４】従来、ＰＳＡ法は、補助的キャパシティー
を有し、又は有さずに、それぞれ複数の容器内に配置さ
れた異なる吸着剤塊を有する装置を用いて行われてい
る。
を有し、又は有さずに、それぞれ複数の容器内に配置さ
れた異なる吸着剤塊を有する装置を用いて行われてい
る。
【０００５】一般に使用される吸着剤は、モレキュラー
シーブ又はゼオライト１３Ｘ、５Ａ及び１０Ｘタイプの
ゼオライト、又はモルデン沸石(mordenite) からなる。
シーブ又はゼオライト１３Ｘ、５Ａ及び１０Ｘタイプの
ゼオライト、又はモルデン沸石(mordenite) からなる。
【０００６】他の吸着剤もＰＳＡ法に使用できるものと
して記載されている。すなわち、米国特許第３，１４
０，９３３号及び欧州特許出願ＥＰ−Ａ−２９７５４２
は、ゼオライトＸ、すなわちＳｉ／Ａｌ比が１ないし
１．５であり、リチウムで強度に交換されたゼオライト
を利用することに関する。これらゼオライトは、空気の
ようなガス混合物に含まれる窒素の吸着の選択性を向上
させる。しかしながら、リチウムと交換したゼオライト
は、コストが高いという大きな不利点を有する。このコ
ストは、通常のゼオライトの４倍にも達し得る。このた
め、これらゼオライトを通常のＰＳＡ装置に使用するこ
とは、投資コストをかなり上昇させる。
して記載されている。すなわち、米国特許第３，１４
０，９３３号及び欧州特許出願ＥＰ−Ａ−２９７５４２
は、ゼオライトＸ、すなわちＳｉ／Ａｌ比が１ないし
１．５であり、リチウムで強度に交換されたゼオライト
を利用することに関する。これらゼオライトは、空気の
ようなガス混合物に含まれる窒素の吸着の選択性を向上
させる。しかしながら、リチウムと交換したゼオライト
は、コストが高いという大きな不利点を有する。このコ
ストは、通常のゼオライトの４倍にも達し得る。このた
め、これらゼオライトを通常のＰＳＡ装置に使用するこ
とは、投資コストをかなり上昇させる。
【０００７】この点に関し、例えば米国特許第５，２６
８，０２３号を参照することができ、そこには、事実、
８８％を超える交換率でリチウムと交換されたゼオライ
トは製造コストが高すぎると述べられている。このコス
トは、主に、その製造に必要な多量のリチウム塩と関係
し、これらリチウム塩自体非常に効果である。したがっ
て、この特許は、７０ないし８８％の率でリチウムと交
換されたゼオライトＸを使用することを提案し、これら
ゼオライトは約１のＳｉ／Ａｌ比を有する。しかしなが
ら、このようなゼオライトを製造するには、例えば欧州
出願ＥＰ−Ａ−２９７５４２に従って製造するために必
要な量と実質的に同じ量のリチウムが必要とされる。す
なわち、リチウムイオンは、ゼオライトの成分である四
面体構造のＡｌＯ2 単位と結合しているのである。しか
しながら、Ｓｉ／Ａｌ比が小さいほど、ゼオライト中の
四面体構造のＡｌＯ2 単位の量が多くなる。このため、
所定の交換率を達成するために要求される塩の量が高い
ほど、Ｓｉ／Ａｌ比は小さくなる。
８，０２３号を参照することができ、そこには、事実、
８８％を超える交換率でリチウムと交換されたゼオライ
トは製造コストが高すぎると述べられている。このコス
トは、主に、その製造に必要な多量のリチウム塩と関係
し、これらリチウム塩自体非常に効果である。したがっ
て、この特許は、７０ないし８８％の率でリチウムと交
換されたゼオライトＸを使用することを提案し、これら
ゼオライトは約１のＳｉ／Ａｌ比を有する。しかしなが
ら、このようなゼオライトを製造するには、例えば欧州
出願ＥＰ−Ａ−２９７５４２に従って製造するために必
要な量と実質的に同じ量のリチウムが必要とされる。す
なわち、リチウムイオンは、ゼオライトの成分である四
面体構造のＡｌＯ2 単位と結合しているのである。しか
しながら、Ｓｉ／Ａｌ比が小さいほど、ゼオライト中の
四面体構造のＡｌＯ2 単位の量が多くなる。このため、
所定の交換率を達成するために要求される塩の量が高い
ほど、Ｓｉ／Ａｌ比は小さくなる。
【０００８】リチウムで交換されたゼオライトのコスト
を許容され得るものとするために、欧州出願ＥＰ−Ａ−
４６１４７８には、空気からの窒素の分離及び酸素の回
収のために、それらを特別なＰＳＡ法に用いることも提
案されている。この方法によれば、サイクルの高圧と低
圧の比は、１．４：１ないし４：１でなければならな
い。これにより、吸着相を行うために要求されるエネル
ギー消費を低減することが可能である。こうして達成さ
れるエネルギーの節減は、リチウムで交換されたゼオラ
イトのコストを補償するものと考えられる。
を許容され得るものとするために、欧州出願ＥＰ−Ａ−
４６１４７８には、空気からの窒素の分離及び酸素の回
収のために、それらを特別なＰＳＡ法に用いることも提
案されている。この方法によれば、サイクルの高圧と低
圧の比は、１．４：１ないし４：１でなければならな
い。これにより、吸着相を行うために要求されるエネル
ギー消費を低減することが可能である。こうして達成さ
れるエネルギーの節減は、リチウムで交換されたゼオラ
イトのコストを補償するものと考えられる。
【０００９】しかしながら、この方法には、高圧と低圧
の比がＥＰ−Ａ−４６１４７８で意図されている範囲外
にあるＰＳＡ法に供給される量の２倍までにもなり得る
吸着剤塊の使用が要求される。
の比がＥＰ−Ａ−４６１４７８で意図されている範囲外
にあるＰＳＡ法に供給される量の２倍までにもなり得る
吸着剤塊の使用が要求される。
【００１０】吸着剤塊は、リチウムで交換されたゼオラ
イトで構成されるので、この方法を実施するためのＰＳ
Ａ装置の全投資コストは非常に高く、かつそのコストは
非常に長期に渡る操作の後にのみ上記節減により補償さ
れ得るに過ぎないことが理解されるであろう。
イトで構成されるので、この方法を実施するためのＰＳ
Ａ装置の全投資コストは非常に高く、かつそのコストは
非常に長期に渡る操作の後にのみ上記節減により補償さ
れ得るに過ぎないことが理解されるであろう。
【００１１】さらに、１．４：１ないし４：１の圧力比
の範囲は、特に圧縮ポンプがこの範囲外にある圧力に適
合している通常のＰＳＡ装置には直接使用することがで
きない。すなわち、ＥＰ−Ａ−４６１４７８による方法
を実施するためには、通常のＰＳＡ装置の圧縮ポンプを
改変することが必要である。
の範囲は、特に圧縮ポンプがこの範囲外にある圧力に適
合している通常のＰＳＡ装置には直接使用することがで
きない。すなわち、ＥＰ−Ａ−４６１４７８による方法
を実施するためには、通常のＰＳＡ装置の圧縮ポンプを
改変することが必要である。
【００１２】リチウムで交換されたゼオライトでＰＳＡ
法は、ＰＳＡ装置の全投資コストを実質的に上昇させる
ことなく実施することはなお不可能であることが明らか
である。
法は、ＰＳＡ装置の全投資コストを実質的に上昇させる
ことなく実施することはなお不可能であることが明らか
である。
【００１３】本出願人の出願に係るフランス国特許出願
９１．１１５４５及び９２．０４４８７は、吸着剤塊を
容器中ではなく回転吸着器中に配置する新規ＰＳＡ法及
び装置を開示している。本発明の範囲において、「回転
吸着器」(rotating adsorber) とは、垂直軸の回りに回
転可能な支持シャフトの回りにこれに固着された複数の
分離された塊中に配置された少なくとも１の吸着材料を
含む回転装置を意味する。
９１．１１５４５及び９２．０４４８７は、吸着剤塊を
容器中ではなく回転吸着器中に配置する新規ＰＳＡ法及
び装置を開示している。本発明の範囲において、「回転
吸着器」(rotating adsorber) とは、垂直軸の回りに回
転可能な支持シャフトの回りにこれに固着された複数の
分離された塊中に配置された少なくとも１の吸着材料を
含む回転装置を意味する。
【００１４】回転吸着器によりガスの混合物からガスを
分離するために、ガス混合物を所定の速度で回転する吸
着剤塊中を半径方向に循環させる。この塊が１完全回転
するごとに、塊は上記のようにＰＳＡ法の異なる相に順
次供される。
分離するために、ガス混合物を所定の速度で回転する吸
着剤塊中を半径方向に循環させる。この塊が１完全回転
するごとに、塊は上記のようにＰＳＡ法の異なる相に順
次供される。
【００１５】このような回転吸着器、及びガス混合物か
らガスを分離するためのその使用について、上記フラン
ス国特許出願に詳細に説明されている。この特許出願の
開示内容を本明細書の開示の一部とする。
らガスを分離するためのその使用について、上記フラン
ス国特許出願に詳細に説明されている。この特許出願の
開示内容を本明細書の開示の一部とする。
【００１６】このタイプの回転吸着器に現在まで用いら
れている吸着剤は、通常のＰＳＡ法で使用されているも
のである。それ故、これら吸着剤は、本質的にゼオライ
ト５Ａ、１３Ｘ及び１０Ｘ、又はモルデン沸石である。
れている吸着剤は、通常のＰＳＡ法で使用されているも
のである。それ故、これら吸着剤は、本質的にゼオライ
ト５Ａ、１３Ｘ及び１０Ｘ、又はモルデン沸石である。
【００１７】回転吸着器は、通常のＰＳＡ装置と比較し
て生産性を向上できるという既知の利点を有する。この
生産性は、時間(hour)あたり及び吸着剤のｍ3 あたりの
ガス生成物のＮｍ3 （Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 ）で表現され、
１Ｎｍ3 は、０℃、大気圧で測定したガスの１ｍ3 であ
る。しかしながら、回転吸着器は、生産量（処理するガ
ス混合物の体積に対する生成ガスの体積で表現される）
の減少に至るという欠点を有する。
て生産性を向上できるという既知の利点を有する。この
生産性は、時間(hour)あたり及び吸着剤のｍ3 あたりの
ガス生成物のＮｍ3 （Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 ）で表現され、
１Ｎｍ3 は、０℃、大気圧で測定したガスの１ｍ3 であ
る。しかしながら、回転吸着器は、生産量（処理するガ
ス混合物の体積に対する生成ガスの体積で表現される）
の減少に至るという欠点を有する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
第１の課題は、全投資コストに禁止的増加をもたらすこ
となく、リチウム交換されたゼオライトを手段として実
施し得るＰＳＡ法を提供しようとするものである。
第１の課題は、全投資コストに禁止的増加をもたらすこ
となく、リチウム交換されたゼオライトを手段として実
施し得るＰＳＡ法を提供しようとするものである。
【００１９】本発明の第２の課題は、改変を必要とせず
にＰＳＡ装置によりリチウムで交換されたゼオライトを
ＰＳＡ法に使用しようとするものである。
にＰＳＡ装置によりリチウムで交換されたゼオライトを
ＰＳＡ法に使用しようとするものである。
【００２０】本発明の第３の課題は、改善された製造及
び収率を達成できるＰＳＡ法を提供しようとするもので
ある。
び収率を達成できるＰＳＡ法を提供しようとするもので
ある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、窒素を含有するガス混合物から、吸着剤
塊中の該ガス混合物の窒素の選択吸着により、窒素を分
離するための、サイクル的な圧力変動を伴う方法であっ
て、少なくとも１つの、高圧で行われる窒素の吸着相、
及び少なくとも１つの、低圧で行われる窒素の吸着相を
包含し、該吸着剤を回転吸着器に配置し、該吸着剤塊の
少なくとも５０％を５０％を超える率でリチウムにより
交換されたゼオライトにより構成することを特徴とする
方法を提供するものである。
に、本発明は、窒素を含有するガス混合物から、吸着剤
塊中の該ガス混合物の窒素の選択吸着により、窒素を分
離するための、サイクル的な圧力変動を伴う方法であっ
て、少なくとも１つの、高圧で行われる窒素の吸着相、
及び少なくとも１つの、低圧で行われる窒素の吸着相を
包含し、該吸着剤を回転吸着器に配置し、該吸着剤塊の
少なくとも５０％を５０％を超える率でリチウムにより
交換されたゼオライトにより構成することを特徴とする
方法を提供するものである。
【００２２】本発明の他の特徴及び利点は、以下の記載
から明らかとなるであろう。
から明らかとなるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。本発明において使用されるゼオライトは、
菱沸石(chabazite) 、モルデン沸石、ゼオライトＡ、Ｘ
又はＹであり得る。好ましくは、これらゼオライトは、
モル比Ｓｉ／Ａｌが１ないし１０、好ましくは１ないし
４である合成又は天然のホージャサイト(faujasite) で
ある。好ましくは、合成又は天然ホージャサイトは、ゼ
オライトＸ、すなわちモル比Ｓｉ／Ａｌが１ないし１．
５、好ましくは１ないし１．２５であるゼオライトであ
る。
く説明する。本発明において使用されるゼオライトは、
菱沸石(chabazite) 、モルデン沸石、ゼオライトＡ、Ｘ
又はＹであり得る。好ましくは、これらゼオライトは、
モル比Ｓｉ／Ａｌが１ないし１０、好ましくは１ないし
４である合成又は天然のホージャサイト(faujasite) で
ある。好ましくは、合成又は天然ホージャサイトは、ゼ
オライトＸ、すなわちモル比Ｓｉ／Ａｌが１ないし１．
５、好ましくは１ないし１．２５であるゼオライトであ
る。
【００２４】本発明の方法において使用されるゼオライ
トのリチウムによる交換率は、好ましくは７０％を超
え、より好ましくは８０％を超え、さらに好ましくは８
５％を超える。この交換率は１００％に達し得る。最も
好ましいゼオライトは、Ｓｉ／Ａｌ比が１ないし１．２
５であり、リチウムによる交換率が８０％を超え、好ま
しくは９５％を超えるゼオライトＸである。これらゼオ
ライトの製造方法は、例えば米国特許第５，２６８，０
２３号及び同第３，１４０，９３３号、又は欧州特許出
願ＥＰ−Ａ−２９７５４２に記載されている。
トのリチウムによる交換率は、好ましくは７０％を超
え、より好ましくは８０％を超え、さらに好ましくは８
５％を超える。この交換率は１００％に達し得る。最も
好ましいゼオライトは、Ｓｉ／Ａｌ比が１ないし１．２
５であり、リチウムによる交換率が８０％を超え、好ま
しくは９５％を超えるゼオライトＸである。これらゼオ
ライトの製造方法は、例えば米国特許第５，２６８，０
２３号及び同第３，１４０，９３３号、又は欧州特許出
願ＥＰ−Ａ−２９７５４２に記載されている。
【００２５】本発明の方法は、また、リチウムにより交
換率５０ないし９５％で交換され、かつ二価のカチオン
で５ないし５０％に適合された交換率で交換されたゼオ
ライトを用いても実施できる。これら二価のカチオン
は、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ストロンチ
ウム、コバルト、銅、クロム、鉄、マンガン、ニッケ
ル、亜鉛、及びそれらの混合物からなる群の中から選ぶ
ことができる。
換率５０ないし９５％で交換され、かつ二価のカチオン
で５ないし５０％に適合された交換率で交換されたゼオ
ライトを用いても実施できる。これら二価のカチオン
は、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ストロンチ
ウム、コバルト、銅、クロム、鉄、マンガン、ニッケ
ル、亜鉛、及びそれらの混合物からなる群の中から選ぶ
ことができる。
【００２６】リチウム及び少なくとも１種のカチオンの
両者により交換されたゼオライトの製造方法は、欧州特
許出願ＥＰ−Ａ−５９１９１９及び米国特許第５，１７
４，９７９号に記載されている。
両者により交換されたゼオライトの製造方法は、欧州特
許出願ＥＰ−Ａ−５９１９１９及び米国特許第５，１７
４，９７９号に記載されている。
【００２７】好ましくは、吸着剤塊は、７０重量％を超
え、好ましくは９０重量％を超える量の、少なくともリ
チウムで交換されたゼオライトにより構成され、残り
は、ゼオライト５Ａ、１３Ｘ及び１０Ｘのような通常の
吸着剤又はモルデン沸石により構成される。しかしなが
ら、特に有利な態様によれば、吸着剤塊は、リチウムに
より交換されたゼオライト１００％で構成される。
え、好ましくは９０重量％を超える量の、少なくともリ
チウムで交換されたゼオライトにより構成され、残り
は、ゼオライト５Ａ、１３Ｘ及び１０Ｘのような通常の
吸着剤又はモルデン沸石により構成される。しかしなが
ら、特に有利な態様によれば、吸着剤塊は、リチウムに
より交換されたゼオライト１００％で構成される。
【００２８】本発明の方法に使用されるサイクルの高圧
は、通常、９０ないし３００ＫＰａ、好ましくは、１０
０ないし１５０ＫＰａである。サイクルの低圧は、普
通、１０ないし７０ＫＰａ、好ましくは、２５ないし４
０ＫＰａである。
は、通常、９０ないし３００ＫＰａ、好ましくは、１０
０ないし１５０ＫＰａである。サイクルの低圧は、普
通、１０ないし７０ＫＰａ、好ましくは、２５ないし４
０ＫＰａである。
【００２９】本発明の方法は、窒素及び窒素よりも極性
の弱いガス、実質的に酸素、を含有するガス混合物から
の窒素の生産に特に適合する。
の弱いガス、実質的に酸素、を含有するガス混合物から
の窒素の生産に特に適合する。
【００３０】
【実施例】以下の例は、本発明を説明するためのもので
ある。 例１（本発明によらない） 従来のＰＳＡ装置、すなわち吸着剤塊が複数の容器内に
配置されている装置内でゼオライト５Ａを使用する。ゼ
オライト５Ａは、１バールにおける窒素の吸着能１２Ｎ
ｃｍ3 ／ｇ、及び１バールにおける酸素の吸着能４Ｎｃ
ｍ3 ／ｇを有する。
ある。 例１（本発明によらない） 従来のＰＳＡ装置、すなわち吸着剤塊が複数の容器内に
配置されている装置内でゼオライト５Ａを使用する。ゼ
オライト５Ａは、１バールにおける窒素の吸着能１２Ｎ
ｃｍ3 ／ｇ、及び１バールにおける酸素の吸着能４Ｎｃ
ｍ3 ／ｇを有する。
【００３１】使用したＰＳＡサイクルは、１．１気圧で
の吸着段階（生産工程）、０．２５バールまでの向流的
脱着段階（減圧工程）、及び向流酸素による再圧縮工程
からなる３段階サイクルである。
の吸着段階（生産工程）、０．２５バールまでの向流的
脱着段階（減圧工程）、及び向流酸素による再圧縮工程
からなる３段階サイクルである。
【００３２】酸素生成物は純度９０％である。ゼオライ
ト５Ａは、これら条件の下で、１５Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 の
生産性及び５０％の収率を示す。
ト５Ａは、これら条件の下で、１５Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 の
生産性及び５０％の収率を示す。
【００３３】例２（本発明によらない） ゼオライト５Ａを、リチウムで交換され、以下の特性を
有するゼオライトＸにより置き換えて例１を繰り返す。
有するゼオライトＸにより置き換えて例１を繰り返す。
【００３４】モル比Ｓｉ／Ａｌ＝１、 酸素／窒素選択性＝７、 １バールにおける窒素の吸着能＝１７Ｎｃｍ3 ／ｇ、 １バールにおける酸素の吸着能＝２．５Ｎｃｍ3 ／ｇ。
【００３５】これらの条件の下で、生産性は、１８．５
Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 であり、収率は、６１．５％である。
Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 であり、収率は、６１．５％である。
【００３６】例１及び例２の結果は、リチウムで交換さ
れたゼオライトは、従来のＰＳＡ装置において、２３％
の生産性利得(productivity gain) を可能とすることを
示している。
れたゼオライトは、従来のＰＳＡ装置において、２３％
の生産性利得(productivity gain) を可能とすることを
示している。
【００３７】そのような従来のＰＳＡ装置における吸着
における投資の部分は、装置の大きさ、したがって装置
が含有する吸着剤塊の大きさに従って１０ないし３０％
である。生産性利得は、従来のＰＳＡ装置中のゼオライ
ト５Ａのコストの２倍である、リチウム交換ゼオライト
のコストを補償するには不十分である。
における投資の部分は、装置の大きさ、したがって装置
が含有する吸着剤塊の大きさに従って１０ないし３０％
である。生産性利得は、従来のＰＳＡ装置中のゼオライ
ト５Ａのコストの２倍である、リチウム交換ゼオライト
のコストを補償するには不十分である。
【００３８】例３（本発明によらない） フランス国特許第９１．１１５４５号に記載されたタイ
プの回転吸着器を使用する。
プの回転吸着器を使用する。
【００３９】使用したサイクルは、１．２バールの圧力
で行われる吸着工程及び０．２５バールで行われる減圧
工程からなる。
で行われる吸着工程及び０．２５バールで行われる減圧
工程からなる。
【００４０】吸着剤は、例１に規定したようなゼオライ
トにより構成される。
トにより構成される。
【００４１】この装置は、純度４０％の酸素を生産する
ために使用されたとき、１３０Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 の生産
性及び４５％の酸素収率を可能とする。
ために使用されたとき、１３０Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 の生産
性及び４５％の酸素収率を可能とする。
【００４２】例４（本発明による） ゼオライト５Ａを例２に従うリチウムゼオライトにより
置き換えて例３を繰り返す。純度９０％の酸素を生産す
るために、１７０Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 の生産性及び６０％
の収率を得る。
置き換えて例３を繰り返す。純度９０％の酸素を生産す
るために、１７０Ｎｍ3 ／ｈ／ｍ3 の生産性及び６０％
の収率を得る。
【００４３】例３及び例４の結果は、リチウムで交換さ
れたゼオライトが、回転吸着器におて、３１％の生産性
利得を可能とすることを示している。このような生産性
利得は、従来のＰＳＡ装置を使用する例１及び例２から
予測できる結果に対し、全く予期できないものである。
しかも、回転吸着器中の吸着剤のコスト成分は、１ない
し３％である。ここでの生産性の利得は、リチウムで交
換されたゼオライトの付加的なコストを大きく補償する
ものである。
れたゼオライトが、回転吸着器におて、３１％の生産性
利得を可能とすることを示している。このような生産性
利得は、従来のＰＳＡ装置を使用する例１及び例２から
予測できる結果に対し、全く予期できないものである。
しかも、回転吸着器中の吸着剤のコスト成分は、１ない
し３％である。ここでの生産性の利得は、リチウムで交
換されたゼオライトの付加的なコストを大きく補償する
ものである。
フロントページの続き (72)発明者 ピエール・プチ フランス国、78530 ビュック、レジダン ス・デュ・バル・ドゥ・ビエブル 12 (72)発明者 セルジュ・モロー フランス国、78148 ベリジ・ビラクブレ、 リュ・デュ・ジェネラル・エグゼルマンス 22 (72)発明者 ベルナール・サルダン フランス国、78370 プレジール、シュマ ン・シェルシェール 83
Claims (9)
- 【請求項１】 窒素を含有するガス混合物から、吸着剤
塊中の該ガス混合物の窒素の選択吸着により、窒素を分
離するための、サイクル的な圧力変動を伴う方法であっ
て、少なくとも１つの、高圧で行われる窒素の吸着相、
及び少なくとも１つの、低圧で行われる窒素の吸着相を
包含し、該吸着剤を回転吸着器に配置し、該吸着剤塊の
少なくとも５０％を５０％を超える率でリチウムにより
交換されたゼオライトにより構成することを特徴とする
方法。 - 【請求項２】 ゼオライトが、モル比Ｓｉ／Ａｌが１な
いし１０、好ましくは１ないし５の合成又は天然のホー
ジャサイトである請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ゼオライトが、モル比Ｓｉ／Ａｌが１な
いし１．５、好ましくは１ないし１．２５のゼオライト
Ｘである請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 ゼオライトが、７０％を超える、好まし
くは８０％を超える、より好ましくは８５％を超える率
でリチウムにより交換されている請求項１ないし３のい
ずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 ゼオライトが、モル比Ｓｉ／Ａｌが１な
いし１．２５のゼオライトＸであり、該ゼオライトが、
８０％を超える、好ましくは９５％を超える率でリチウ
ムにより交換されている請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項６】 ゼオライトが、カルシウム、マグネシウ
ム、バリウム、ストロンチウム、コバルト、銅、クロ
ム、鉄、マンガン、ニッケル及び亜鉛からなる群の中か
ら選ばれた二価のカチオンにより５０ないし９５％の量
で交換され、該二価カチオンによる交換率が５ないし５
０％である請求項１ないし３のいずれか１項記載の方
法。 - 【請求項７】 吸着剤塊の１００％が、リチウムで交換
されたゼオライトによって構成されている請求項１ない
し６のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 高圧が、９０ないし３００ＫＰａ、好ま
しくは１００ないし１５０ＫＰａからなり、低圧が、１
０ないし７０ＫＰａ、好ましくは２５ないし４０ＫＰａ
からなる請求項１ないし７のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 窒素を含有するガス混合物が、空気であ
り、該窒素が該空気の酸素から分離される請求項１ない
し８のいずれか１項記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9408822A FR2722426B1 (fr) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Procede de separation d'azote d'un melange gazeux par adsorption |
| FR9408822 | 1994-07-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08196850A true JPH08196850A (ja) | 1996-08-06 |
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ID=9465450
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180048A Pending JPH08196850A (ja) | 1994-07-18 | 1995-07-17 | 吸着によりガス混合物から窒素を分離するための方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5658370A (ja) |
| EP (1) | EP0693309B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08196850A (ja) |
| KR (1) | KR960004207A (ja) |
| CN (1) | CN1127153A (ja) |
| BR (1) | BR9503350A (ja) |
| DE (1) | DE69511800T2 (ja) |
| ES (1) | ES2138167T3 (ja) |
| FI (1) | FI953455A7 (ja) |
| FR (1) | FR2722426B1 (ja) |
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| JP2012512022A (ja) * | 2008-12-17 | 2012-05-31 | ユーオーピー エルエルシー | Ｌｉ交換ゼオライトを含有する吸着剤媒体 |
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