JPH09290114A

JPH09290114A - マクロ多孔性重合体の吸着剤を用いて、圧縮気体から油分を除去する方法

Info

Publication number: JPH09290114A
Application number: JP8339931A
Authority: JP
Inventors: Reid Henry Bowman; ヘンリーバウマンレイド; H Robert Goltz; ロバートゴルツエイチ．
Original assignee: MG Generon Inc
Current assignee: MG Generon Inc
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1997-11-11
Also published as: AU7531896A; DE69623246T2; AU714053B2; DE69623246D1; EP0781601A3; EP0781601B1; US5976221A; US5700310A; EP0781601A2; CA2192514A1

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮気体から油分を除去する方法。【解決手段】油を差したエアコンプレッサーで圧縮気
体を製造し、その圧縮気体を空気分離膜系に供給する場
合、マクロ多孔性重合体の吸着剤を使用すれば、供給前
に圧縮気体からミスト状の油や油の蒸気を取り除くこと
ができる。マクロ多孔性重合体の吸着剤は、以前から液
体や気体から低分子量の有機化合物を抽出できる化合物
としてのみ知られていた。しかし、これらの吸着剤は、
油を抽出することができ、抽出できる時間も長い。ま
た、従来使用されてきた先行技術の活性炭よりも優れて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】選択的透過性にしたがって気体混合物を
分離する膜は公知であり、かなり前から市販され、利用
されてきた。通常、このような膜は、流動する気体に対
して広い膜表面積を提供できるように作られたモジュー
ルとして販売されている。このようなモジュールは、特
定の気体成分を豊富に含む気体流を必要とする工場や事
業で利用され、また、工場や事業で手に入る気体が、所
望する成分を不十分な濃度で含む気体混合物である場合
に利用される。以上のような膜を用いれば、例えば、空
気から窒素や酸素を分離したり、ヘリウムと窒素の混合
物からヘリウムを分離したり、水素と二酸化炭素の混合
物から水素と二酸化炭素を分離したり、天然ガスから水
素とメタンを分離したり、天然ガスや類似混合物から二
酸化炭素とメタンを分離したり、アルゴンと窒素の混合
物からアルゴンを分離することができる。

【０００２】従来から多様な形や大きさの膜が使用され
ていて、最も優れた膜は中空糸や中空シートである。中
空糸膜の直径は人間の毛髪の直径に匹敵する。中空糸の
モジュールは何十万あるいはそれ以上のファイバーを含
み、これらのファイバーは平行に束ねられている。モジ
ュールに含まれる通路によって、流入した気体が膜を通
過する際の方向が決められ、透過した流体と残った流体
をそれぞれ別々の出口から集められる。ボアサイド供給
型モジュール内では、流入した気体はファイバーの管腔
に向かって流れる。これに対して、シェルサイド供給型
モジュール内では、流入した気体はファイバーの外部に
向かって流れる。つまり、透過物は前者では外側から管
腔へ、後者では腔中側から外部へ流れる。通常のシート
状の膜のモジュールでは、膜が中心となるパイプに渦巻
き状に巻き付けられている。この渦巻き状モジュールで
は、１枚以上のスペーサー・シートが膜シートの間に挟
み込まれている。流入気体は、外側の表面から渦巻き状
モジュールに供給され、内部へ向かって透過する。ある
いは、中心のパイプから供給されて、外側へ向かって透
過する。どちらの場合も透過物は渦巻き状モジュール内
を放射状に流れる。透過物、あるいは残留物、あるいは
その両方がそれぞれに応じて集められる。

【０００３】流入した気体が以上の膜を通過するには、
通常は１平方インチに対して約２ポンド（１３.８ｋＰ
ａ）から約１０ポンド（６９ｋＰａ）の圧力差が必要に
なる。内部圧は、所望の移動圧力（透過物と残留物がモ
ジュールを出る圧力）を満たすと同時に前述の圧力差に
応じるように選択されるだろう。内部圧は通常、約２５
ｐｓｉａ（７５ｋＰａｇ、１７５ｋＰａ）から約１９０
ｐｓｉａ（１２１０ｋＰａｇ、１３１０ｋＰａ）の間に
ある。最もよく利用される内部圧の範囲は、約６０ｐｓ
ｉａ（３１４ｋＰａｇ、４１４ｋＰａ）から約２００ｐ
ｓｉａ（１,２８０ｋＰａｇ、１,３８０ｋＰａ）であ
る。略字「ｐｓｉａ」は１平方インチに対するポンドの
みを示し、「ｋＰａ」はキロパスカルを、「ｋＰａｇ」
はキロパスカル・ゲージ（すなわち大気圧より高いキロ
パスカル）を示す。

【０００４】内部圧を以上のレベルまで上げるために、
コンプレッサーがたびたび用いられる。コンプレッサー
を使うと、液体と蒸気の両方の形態をとる潤滑油が気体
流に混入して、膜が汚れ、膜の分離能が低下する。膜の
作用が妨害されるのを避けるために、気体流が膜系に到
達する前に、油の含有量を１０億分の１単位に低下させ
なければならない。比較的粗いユニット、例えば融合フ
ィルター（coalescingfilter）、を使用すれば、液体の
油のほとんどを除去することができる。最初５から１０
ｐｐｍあった液体油の含有量を１ｐｐｍ以下に減らすこ
とができる（濃度は全て重量を基準とする）。さらに、
現在のところ活性炭粒子を使用すれば、液体油及び油の
蒸気（vapor oil）を１０ｐｐｂ未満に減少させること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多くの気体混
合物、特に圧縮空気の場合、相対湿度が高く、また相対
湿度が５０％を超えると活性炭の吸着力が失われるの
で、このような気体混合物は活性炭処理には適さない。
例えば空気の場合、現在用いられる湿度を低下させる方
法のひとつに、コンプレッサー・ユニット内で水分の大
部分を取り除いた後、圧縮された空気を冷却ドライヤー
とヒーターに通し、空気を融合フィルターに到達させる
方法がある。ドライヤーで空気を約２℃に冷却して、よ
り多くの水分を凝縮させ、ヒーターで空気を室温に戻し
て、相対湿度を約３０％にする。冷却ドライヤーとヒー
ターは、操作や維持に費用がかかり、扱いにくいユニッ
トである。また、冷却ドライヤーとヒーターを使用して
いるにもかかわらず、活性炭を取り替えたり、活性炭を
再生する必要が頻繁に生じる。さらに、活性炭からでる
塵は、空気流の不純物を増やし、環境中に微粒物質を放
出して有害な環境を造り出す。

【０００６】空気と同様、気体混合物の場合も同様な問
題が生じる。したがって、湿度を５０％未満に低下させ
る必要がなく、吸着剤を何度も再生する必要がなく、環
境中に排出された微粒物質によって有害な環境が生じる
ことなく容易に操作ができるような系を使用して、費用
効果や連続操作を改善することが望まれている。本発明
を用いれば、以上の目的や他の目的が達成される。本発
明では以上のような難点及びその他の難点について取り
扱う。

【０００７】

【課題を解決するための手段】我々は、コンプレッサー
からでてきた圧縮気体をマクロ多孔性重合体の吸着剤
（macroporous polymeric adsorbent）に通すと、圧縮
気体中の潤滑油の濃度を気体分離膜に対して害を与えな
い程度にまで低下させることが可能であることを見出し
た。従来、この吸着剤類は、気体や液体流から低分子量
の揮発性有機化合物を吸着するために使用されていたも
のである。この吸着剤は湿度が９０％でも収着能力を有
し、活性炭より少なくとも数倍は長く収着機能を維持す
る。さらに、吸着剤は、非常に押しつぶされにくい物質
であって、容易に操作できる形で手に入り、欠点となる
塵を形成することもほとんどない。

【０００８】本明細書の「発明が解決しようとする課
題」で記載された系において、活性炭の代わりにマクロ
多孔性重合体の吸着剤を使用すると、相対湿度を低くす
る必要がなくなり、したがって、冷却ドライヤーやヒー
ターを使用する必要もなくなる。圧縮気体がコンプレッ
サー内の圧縮物分離器からでてくる際、５℃から１０℃
だけ圧縮気体を加熱し、次に融合フィルターに直接送る
ことが可能である。好ましい手順では、融合フィルター
から出てきた気体を少しだけ温度が上がるように再加熱
し、次にマクロ多孔性重合体の吸着剤に通過させる。吸
着剤を離れた気体を利用して、融合フィルターに入る気
体をクロス熱交換機内で加熱する。吸着剤は、他のフロ
ー構成でも同様に効果的である。

【０００９】概要すると、本発明は、気体あるいは液体
から低分子量の揮発性有機化合物を抽出する能力のみが
先行技術として知られていたマクロ多孔性重合体の吸着
剤が、実は潤滑油のような高分子量の油を抽出すること
ができ、抽出時間を延長しても収着力を失わずに機能で
きるという発見に基づく。本発明の以上の特徴、その他
の特徴、実施形態、及び利点について、以下に続く本明
細書の記載中で明らかにする。

【００１０】

【発明の実施の形態】マクロ多孔性重合体の吸着剤が気
体流から油を抽出する際の分子レベル機構、つまり抽出
機構は、技術的に吸着なのか、あるいは吸収なのか、あ
るいはその両方なのか、正確にはわからない。少なくと
もこの機構は、主に吸着であると考えられている。した
がって、第一に便利であるという理由で、「吸着」と
「吸着剤」という言葉を本明細書中では用いた。本発明
は、特定な機構に限定されるものではないと考えられて
いる。

【００１１】「マクロ多孔性」という言葉は、この技術
分野において「マクロな網状の」という言葉に置き換え
て用いることもでき、通常、重合鎖が密に詰まった領域
を有する多孔性重合体に関する。この領域はマクロ孔を
構成する空間によって隔てられている。マクロ孔は通常
約１００Å以上の直径を有する。かなり小さいサイズの
孔は、「ミクロ孔」と言われ、重合鎖が詰まった領域中
に存在する。ミクロ孔の原因となる分離は様々な方法に
よって行われ、不活性希釈剤あるいはその他のポロゲン
（porogen）の存在下で重合体を形成し、相分離させる
方法が含まれる。

【００１２】マクロ多孔性重合体の吸着剤を形成するた
めに、単量体を重合化する。そのとき使用する単量体
は、例えば、スチレン、アルキルスチレン、ハロスチレ
ン、ハロアルキルスチレン、ビニルフェノール、ビニル
ベンジルアルコール、ビニルベンジルハロゲン化物、及
びビニルナフタレンなどが挙げられる。置換スチレンに
は、オルト−、メタ−、パラ−置換化合物が含まれる。
特に例を挙げると、スチレン、ビニルトルエン、エチル
スチレン、ｔ−ブチルスチレン、及びビニルベンジルク
ロリドがあり、以上の単量体の全てに対するオルト−、
メタ−、パラ−異性体が含まれ、また以上の単量体の分
子構造はこのタイプの異性化が可能である。さらに、単
量体の例として、多官能性の化合物を挙げることができ
る。好ましい種類をひとつ挙げると、ポリビニリデン化
合物があり、この化合物の例として、ジビニルベンゼ
ン、トリビニルベンゼン、エチレングリコールジメタク
リラート、硫化ジビニル、及びジビニルピリジンがあ
る。好ましいポリビニリデン化合物は、ジ−、トリビニ
ル芳香族化合物である。多管能性化合物は、最初に挙げ
た単量体群の架橋剤として使用することもできる。

【００１３】重合体吸着剤を提供するための好ましい方
法のひとつは、膨張工程において、膨張剤を使用して重
合体を膨張させ、次に重合体を架橋する方法である。こ
のように架橋反応は１回だけでもよいし、膨張の前と後
の両方で架橋することもできる。膨張剤を使用するとき
は、重合体を膨張剤に溶かすというよりはむしろ、膨張
剤と接触したときに重合体が膨張するように、架橋剤を
十分に用いて膨張前に架橋反応（どんな架橋反応でもよ
い）を行う。架橋がどの段階で行われても、架橋の程度
は重合体の多孔性に影響を与える。また、架橋の程度を
変えることによって、特定な多孔性を作り出すことがで
きる。架橋の程度を変化させることができるので、架橋
剤の割合も広く変えることができ、本発明では、その範
囲を特に限定しない。したがって、架橋剤の割合を重合
体の約０.２５％から約４５％の範囲にすることも可能
である。一般的に、重合体に対して約０.７５％から約
５％の架橋剤を使用すれば、最善の結果が得られる。こ
のとき、残りの（非架橋の）単量体は約９５％から約９
９.２５％（パーセントは全て重量パーセントである）
を構成する。

【００１４】本発明の実施に使用されるその他の多孔性
重合体の吸着剤として、１種類以上の単一芳香族（mono
aromatic）単量体と１種類以上の非芳香族モノビニリデ
ン単量体との共重合体がある。後者の例として、メチル
アクリラート、メチルメタクリラート、及びメチルエチ
ルアクリラートが挙げられる。これらの非芳香族単量体
は、好ましくは共重合体の約３０重量％未満を含有す
る。

【００１５】マクロ多孔性重合体の吸着剤は、従来の技
術によって提供される。その技術は、例えば様々な米国
特許によって開示されている。例えば、マイツナー（Me
itzner）等による米国特許第4,297,220号、マイツナー
等による米国特許第4,382,124号、ハリス（Harris）等
による米国特許第4,564,644号、シュナイダー（Schneid
er）等による米国特許第5,079,274号、ゴルツ（Goltz）
等による米国特許第5,288,307号、ストリングフィール
ド（Stringfield）等による米国特許第4,950,332号、及
びノーマン（Norman）等による米国特許第4,965,083号
がある。以上の特許の開示はそれぞれ、全ての法的な意
向にかなうので、本明細書中に参照として取り入れてい
る。

【００１６】膨張工程において重合体を膨張させ、続い
て架橋する際、様々な方法を用いて架橋を行うことがで
きる。これらの方法は上述の明細書にも開示されてい
る。ある方法では、まず重合体にハロアルキル基を導入
し、次に重合体を膨張させ、ハロアルキル部を隣接する
鎖状の芳香族と反応させて架橋し、アルキルブリッジを
形成させる。ハロアルキル化は一般的な方法を用いて行
われる。その例を挙げると、まず反応性のない条件下に
おいて、フリーデルクラフト触媒が溶けたハロアルキル
化剤を用い、重合体を膨張させる。重合体が膨張すれ
ば、温度を反応レベルにまで上げて、ハロアルキル化が
所望のレベルに達するまで、その温度を維持する。ハロ
アルキル化剤の例は、クロロメチルメチルエーテル、ブ
ロモメチルメチルエーテル、及びホルムアルデヒドと塩
酸の混合物が挙げられる。ハロアルキル化の後、不活性
の膨張剤と接触させることによって、重合体はさらに膨
張する。例えば、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジ
クロロベンゼン、エチレンジクロリド、メチレンクロリ
ド、プロピレンジクロリド、及びニトロベンゼンを膨張
剤として用いる。次に続く架橋反応でフリーデルクラフ
ト触媒を使用するので、フリーデルクラフト触媒も膨張
剤に溶かすこともできる。次に、触媒の存在下で温度を
約６０℃から約８５℃の範囲にまで上げると、架橋反応
が進む。架橋反応が完了したら、溶剤抽出や、洗浄、乾
燥によって、あるいは以上の処理を組み合わせて膨張剤
を取り除く。

【００１７】完成した吸着剤の孔の大きさ、配列、及び
関係する特性は、様々に変化させることができ、本発明
では特にその範囲を決定しない。ほとんどの場合、多孔
性（孔の全体積）を重合体１ｇに対して約０.５から約
１.５ｃｃ／ｇにすると、最善の結果が得られる。好ま
しい範囲は、約０.７から約１.３ｃｃ／ｇである。この
ような範囲内において、マクロ孔（すなわち直径１００
Å以上の孔）が占める体積の範囲は、約０.０２５から
約０.６ｃｃ／ｇであるのが好ましく、約０.０４から約
０.５ｃｃ／ｇの間が最も好ましい。ほとんどの場合、
重合体の表面積は、ＢＥＴ法として知られている窒素吸
着方法によって測定した値で、約１５０から約２１００
ｍ²／ｇの範囲内である。好ましくは約４００から約１
４００ｍ²／ｇである。孔の平均直径は、ほとんどの場
合約１０Åから約１００Åの範囲にある。

【００１８】同様に、マクロ多孔性重合体の吸着剤の形
は重要ではなく、流れてくる圧縮気体流を包含して接触
できるのならば、どんな形でもよい。その形は微粒子状
やビーズ状が好ましく、大きさは約５０から約５,００
０ミクロンの間がよく、特に約５００から約３,０００
ミクロンの間が好ましい。吸着剤との接触を行うときの
気体の流通形態は、通常の形態を用いればよい。よく用
いられるのは流動ベッド（fluidized beds）や中身が詰
まったベッド（packed beds）である。取り外しが簡単
なカートリッジや、より制御された気体流通路、例えば
放射状になっに気体流通路に吸着剤を詰めることもでき
る。

【００１９】マクロ多孔性重合体の吸着剤は、広い範囲
の操作条件下で、効果的に機能できる。温度は、これ以
上蒸気が凝縮できない範囲に、あるいは吸着剤の物理的
あるいは化学的形態が全く変化しないような範囲に設定
されることが好ましい。好ましい操作温度は、約５℃か
ら約７５℃までの間、最も好ましいのは約１０℃から約
５０℃の間である。通常、周囲温度で、あるいは周囲温
度とそれより１０から１５℃高い温度の間で操作する
と、満足する結果が得られる。同様に、吸着剤ベッドに
流入する圧縮気体の圧力も様々な値に変えることがで
き、約２ｐｓｉｇ（１１５ｋＰａ）から約１０００ｐｓ
ｉｇ（７０００ｋＰａ）の範囲内が好ましい。この圧力
は、一般的に膜系や気体製品を扱う工場ユニットでの必
要性によって指示されるものである。典型的な圧力範囲
は、約１００ｐｓｉｇ（７９５ｋＰａ）から約３００ｐ
ｓｉｇ（２１７０ｋＰａ）の間である。吸着ベッド内の
圧縮気体の滞留時間は、約０.０１秒から約５秒の範囲
の値を用ることが多く、好ましくは、約０.３秒から約
３.０秒の間である。圧縮気体がベッドを通過する速さ
は、１秒につき約０.１フィートから約５フィートの範
囲内になることが多く、１秒につき約０.３フィートか
ら約３フィートの範囲が好ましい。最後に、相対湿度は
１００％までの値ならばどれでもよいが、便利性から言
えば約２５％から約９０％の範囲が好ましい。

【００２０】本発明にしたがって圧縮気体から除去され
た液状油と油の蒸気は、鉱油由来の潤滑油と石油由来の
潤滑油の両方を含み、通常、分子量、粘度、及び液滴の
大きさは多様である。本発明に関連して、特に重要な油
は約３００以上の分子量を有し、好ましくは約３００か
ら約２５００、最も好ましくは約３５０から約７００の
間の分子量を有する。気体の圧縮は、従来のコンプレッ
サーを使用すれば実現できる。例えば、遠心分離コンプ
レッサー、ロータリー・スクリュー・コンプレッサー、
往復ピストン・コンプレッサー、ダイヤフラム・コンプ
レッサーがある。マクロ多孔性重合体の吸着剤を離れ
た気体流を、本明細書中では「実質上油が含まれない」
と記載する。この言葉は、供給された気体流を分離する
膜の性能にとって、好ましくない効果を避けるには十分
な程、油含有量が低いということを表す。正確な数字や
範囲はないが、ほとんどの膜では、気体流の油含有量が
約１００ｐｐｂ以下、好ましくは約５０ｐｐｂ以下、最
も好ましくは約１０ｐｐｂ以下であると、汚染が避けら
れる。

【００２１】本発明の好ましい実施形態では、圧縮気体
中の油のほとんどがマクロ多孔性重合体の吸着剤の上流
で除去され、油蒸気と同様に約１ｐｐｍ以下のレベルに
なった油ミストも吸着ベッドの残りの部分で除去され
る。油含有量を以上のレベルにまで低下させるフィルタ
ーには様々なタイプのものがある。なかでも効果が顕著
なフィルターは融合フィルターで、多くの供給元から入
手できる。例えば、ザンダー・フィルター・システム・
インコーポレイテッド（Zander Filter SystemsInc.）
（アメリカ合衆国ジョージア州ノークロス（Norcro
ss））、ウィルカーソン・コーポレイション（Wilkerso
n Corp.）（アメリカ合衆国コロラド州イングルウッ
ド（Englewood））、ポール・プロセス・フィルトレイ
ション・カンパニー（Pall Process Filtration Co.）
（アメリカ合衆国ニューヨーク州イースト・ヒ
ル）、及びドミニック・ハンター・インコーポレイテッ
ド（Domnick Hunter Inc.）（アメリカ合衆国ノース
カロライナ州キャルロッテ（Charlotte））から入手
できる。

【００２２】本発明に従うマクロ多孔性吸着剤によって
保護される膜及び膜系は、公知のものであって、多様で
ある。これらの膜を製造するのに使用される様々な重合
体の例として、ポリイミド、コポリイミド（copolyimid
es）、ポリアミド、ポリアクリラート、ポリ−４−メチ
ル−１−ペンテン、ポリトリメチルシリルプロピン（po
lytrimethylsilylpropyne）、不均整芳香族ポリスルホ
ン（asymmetric aromatic polysulfones）、スルホン化
ポリスルホン（sulfonated polysulfones）、ビスＡ−
ポリスルホン（bis A-polysulfones）、ポリエーテル-
スルホン（polyether-sulfones）、フッ素化ポリエーテ
ル-スルホン（fluorinated polyether-sulfones）ポリ
エチレンテレフタラート、ポリシアノアリールエーテ
ル、及びビスフェノールポリカルボナート（bisphenol
polycarbonates）が挙げられ、同様にコーティングや添
加剤を使用して以上の重合体を捕捉したものも使用する
ことができる。以上の重合体や、それらを使用して形成
した膜のいくつかについては、以下の特許に記載されて
いる。特許は譲受人ごとに列挙した。エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ、インコーポレ
イテッド（Air Productsand Chmicals, Inc）、アメリ
カ合衆国ペンシルバニア州アレンタウンラオ（Rao）等による米国特許第5,104,425号（１９９２
年４月１４日）アナンド(Anand）等による米国特許第5,073,175号（１
９９１年１２月１７日）バーゴイン、ジュニア（Burgoyne,Jr.）等による米国特
許第5,061,298号（１９９１年１０月２９日）メイヤー（Meier）等による米国特許第5,045,093号（１
９９１年９月３日）ソレンセン（Sorensen）による米国特許第5,043,067号
（１９９１年８月２７日）メイヤー（Meier）等による米国特許第5,042,993号（１
９９１年８月２７日）ティアン（Tien）等による米国特許第5,034,027号(１９
９１年７月２３日）アナンド(Anand）等による米国特許第5,013,338号（１
９９１年５月７日）サーナマー（Surnamer）等による米国特許第5,013,332
号（１９９１年５月７日）アンガス(Angus）等による米国特許第5,009,679号（１
９９１年４月２３日）ティアン（Tien）等による米国特許第5,007,945号（１
９９１年４月１６日）ディマルティノ、サー（DiMartino, Sr.）等による米国
特許第5,006,132号(１９９１年４月９日）パーミア、インコーポレイテッド（Permea, Inc.）、ア
メリカ合衆国ミズーリ州セント．ルイスライス（Rice）等による米国特許第5,030,251号（１９
９１年７月９日）マロン（Malon）等による米国特許第5,013,767号（１９
９１年５月７日）マロン（Malon）等による米国特許第4,992,221号（１９
９１年２月１２日）ユニオン・カーバイド・インダストリアル・ガスィズ・
テクノロジー・コーポレーション（Union Carbide Indu
strial Gases Technology Corporation）、アメリカ合
衆国コネチカット州ダンベリー（Danbury）プラサド（Prasad）等による米国特許第5,122,355号(１
９９２年６月１６日）プラサド（Prasad）等による米国特許第5,102,432号(１
９９２年４月７日）プラサド（Prasad）等による米国特許第5,084,073号(１
９９２年１月２８日）シャウブ（Schaub）等による米国特許第5,077,029号
（１９９１年１２月３１日）ビクソン（Bikson）等による米国特許第5,071,448号
（１９９１年１２月１０日）ビクソン（Bikson）等による米国特許第5,067,971号
（１９９１年１１月２６日）カワカミ（Kawakami）等による米国特許第5,055,114号
（１９９１年１０月８日）ハンドレー（Handley）等による米国特許第5,041,149号
（１９９１年８月２０日）ビクソン（Bikson）等による米国特許第5,026,479号
（１９９１年６月２５日）ハース（Haas）等による米国特許第5,004,482号（１９
９１年４月２日）カワカミ（Kawakami）等による米国特許第4,994,095号
（１９９１年２月１９日）イー．アイ．デュポン・ド・ネムール＆カンパニー（E.
I. duPont de Nemours& Company）、アメリカ合衆国
デラウエア州ウィルミントン（Wilmington）エキナー（Ekiner）等による米国特許第5,085,676号
（１９９２年２月４日）フェイリング（Feiring）等による米国特許第5,084,548
号（１９９２年１月２８日）クリツァン（Kritzan）等による米国特許第5,080,698号
（１９９２年１月１４日）ヘイズ（Hayes）等による米国特許第5,076,817号（１９
９１年１２月３１日）アーサー（Arthur）等による米国特許第5,073,176号
（１９９１年１２月１７日）ウベ・インダストリーズ、リミテッド（Ube Industries
Ltd.）、日本山口県マキノ（Makino）等による米国特許第4,474,858号（１
９８４年１０月２日）マキノ（Makino）等による米国特許第4,460,526号（１
９８４年７月１７日）マキノ（Makino）等による米国特許第4,378,400号（１
９８３年３月２９日）マキノ（Makino）等による米国特許第4,370,290号（１
９８３年１月２５日）ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー（The DOw Chemical C
ompany）、アメリカ合衆国ミシガン州ミッドランドマホン（Mahon）による米国特許第3,228,876号（１９６
６年１月１１日）マホン（Mahon）による米国特許第3,228,877号（１９６
６年１月１１日）マクレイン（McLain）による米国特許第3,422,008号
（１９６９年１月１４日）カスキー（Caskey）等による米国特許第4,929,259号
（１９９０年５月２９日）カスキー（Caskey）等による米国特許第4,961,760号
（１９９０年１０月９日）エドワーズ（Edwards）等による米国特許第5,013,331号
（１９９１年５月７日）トリマー（Trimmer）等による米国特許第5,013,437号
（１９９１年５月７日）トリマー（Trimmer）等による米国特許第5,211,728号
（１９９３年５月１８日）以上の各特許の関連部分は、全ての法的な意向にかなう
ので、本明細書中に参照として取り入れた。

【００２３】本発明は、通常、気体混合物を分離するた
めに膜に適用できる。上述したように、本発明によって
網羅される気体分離の例として、空気から窒素に富む気
体流あるいは酸素に富む気体流を抽出すること、ヘリウ
ムと窒素の混合物からヘリウムに富む気体流を抽出する
こと、水素と二酸化炭素の混合物あるいはこれらの成分
を含む他の気体混合物から水素に富む気体流及びまたは
二酸化炭素に富む気体流を抽出すること、天然ガスある
いは類似物質から水素に富む気体流、二酸化炭素に富む
気体流、及びまたはメタンに富む気体流を抽出するこ
と、アルゴンと窒素の混合物あるいはアルゴンを含む別
の混合物からアルゴンに富む気体流を抽出すること、な
どが挙げられる。これらの分離のそれぞれに適した膜材
料は、上で列挙した特許で開示されていて、また、先行
する気体分離膜技術の当業者によって容易に明らかにな
るだろう。

【００２４】本発明の実施形態で重要な使用例のひとつ
に、空気から窒素に富む気体流及びまたは酸素に富む気
体流を抽出することが挙げられる。この類の分離に対す
る好ましい膜材料は、ビスフェノールポリカルボナー
ト、特に以下の式で表すことができる物質である。

【００２５】

【化３】

【００２６】この式中のＲ¹基は、単一ビスフェノール
サブユニット（式の括弧でくくられている部分）の間
で、同じであっても異なっていてもよい。同様に、ひと
つの重合鎖内にある各ビスフェノールサブユニットのＲ
¹基や、複数の重合鎖におけるＲ¹基も、同一であって
も、異なっていてもよい。同様にＲ²ユニットも、ひと
つの重合鎖内にある各ビスフェノールサブユニットの間
で、また複数の重合鎖の間で、同じユニットでも異なる
ユニットでもよい。Ｒ¹基は、水素（Ｈ）、塩素（Ｃ
ｌ）臭素（Ｂｒ）、あるいはＣ₁〜Ｃ₄アルキルなどの基
として定義される。Ｒ²基はカルボニル（−Ｃ(Ｏ)
−）、チオ（−Ｓ−）、スルホニル（−ＳＯ₂−）、オ
キシ（−Ｏ−）、Ｃ₁〜Ｃ₆二価（divalent）炭化水素
基、Ｃ₁〜Ｃ₆二価ハロゲン置換炭化水素基（divalent
halo-substituted hydrocarbon radical）、あるいは不
活性に置換されたＣ₁〜Ｃ₆二価炭化水素基などの基とし
て定義される。以上の定義中の「ハロゲン置換」は、好
ましくはフルオロ−、クロロ−、ブロモ−による置換で
あり、「不活性に置換された」は、好ましくは（Ｃ₁〜
Ｃ₃アルコキシ）置換、（Ｃ₁〜Ｃ₃アルキルチオ）置換
あるいは水酸基置換である。表示ｎは正の整数で、その
値は、気体分離膜として適切な特性を有する膜を提供す
るのに十分な分子量を有するポリマーが得られるように
決められる。最もよく用いられる重合体の平均分子量
は、約５０,０００あるいはそれ以上であって、好まし
くは約１００,０００から約３００,０００の範囲であ
る。ｎの値に関しては、好ましいポリマーのｎの値は、
平均５０あるいはそれ以上、最も好ましくは１００から
１,０００の範囲内である。

【００２７】以上の膜の大部分において、重合体中のビ
スフェノールサブユニットの少なくとも２５重量％は、
Ｒ¹基としてＢｒ、あるいはＣｌを、あるいはＢｒとＣ
ｌの混合を独占的に有する。さらに好ましいのは、少な
くとも３５重量％、より好ましいのは少なくとも７５重
量％のビスフェノールサブユニットが、Ｒ¹基としてＢ
ｒ、あるいはＣｌを、あるいはＢｒとＣｌの混合を独占
的に有することである。特に、Ｒ¹基が全てＣｌ、ある
いは全てＢｒ、あるいはＣｌとＢｒの混合物であるのが
好ましい。ほぼ全てのビスフェノールサブユニットにお
いて、Ｒ¹基が全てＣｌ、あるいは全てＢｒである重合
体がより好ましく、例えばテトラクロロビスフェノール
あるいはテトラブロモビスフェノールから製造される重
合体などがある。最も好ましいのは、テトラブロモビス
フェノールから製造されるポリマーである。ハロゲンで
ないＲ¹基が含まれる場合は、Ｈやメチルといった基が
好ましい。

【００２８】好ましいＲ²基はＣ₁〜Ｃ₆二価炭化水素基
で、特にＣ₁〜Ｃ₆アルキリデン（飽和炭化水素）基が好
ましく、イソプロピリデン（−Ｃ(ＣＨ₃)₂−）を有する
基が最も好ましい。前述の式でより好ましいビスフェノ
ールサブユニットは、２,２−ビス（３,５−ブロモ−４
−ヒドロキシフェニル）プロパン、あるいは２,２−ビ
ス（３,５−クロロ−４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ンから製造されるものである。これらのうち２,２−ビ
ス（３,５−ブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ンが最も好ましい。

【００２９】ビスフェノールポリカルボナートの製造は
ポリマー産業では公知である。いくつかある従来の処理
方法のうちどれでも使用することができる。ある製造方
法では、直接反応による方法で、ホスゲンと、所望のポ
リマー生成物の置換基で適切に置換されたビスフェノー
ルとを反応させて、溶解した重合体を製造する。この反
応は塩化メチレンなどの重合体溶媒やピリジンといった
酸受容体を含む溶液中で行われる。水性洗浄を多数行っ
て、過剰の酸受容体や、反応副生成物である酸受容体の
ヒドロクロリドなどを除去した後、重合体を有機溶液と
して再び得ることができる。この方法を変更したものと
しては、ビスフェノールと１〜３モル％の該当する１官
能基フェノールを、水酸化ナトリウム水溶液に溶解した
り、スラリー化する方法がある。次に、触媒能のある第
３アミンを重合体に加え、生じた混合物をすばやくかき
混ぜると同時にホスゲン気体を加える。反応が完了した
ら、相を分離して、ポリマー溶液を水で洗って、酸で抽
出して触媒を除去する。

【００３０】別の方法として、トランスエステル化（tr
ansesterification）が挙げられる。この方法では、ホ
スゲンをフェノールの苛性水溶液に流し込むことによっ
て、あるいは直接反応による方法の変更型として２相の
反応媒体を使用することによって、ホスゲンと、適切に
置換されたフェノールとを反応させ、相当するジフェニ
ルカルボナートを作る。どちらの場合も、残留フェニル
クロロフォルマート（phenyl chloroformates）を加水
分解して除去するために、希釈塩基（dilute base）に
よる抽出によって粗製ジフェニルカルボナートを精製
し、次に蒸留する。次に、適切な重合化条件の下で、酢
酸カルシウムや炭酸ナトリウムや炭酸カリウム、炭酸リ
チウムといった塩基性触媒を用いて、ジフェニルカルボ
ナートと、適切に置換したビスフェノールとを結合させ
て重合化を行う。

【００３１】これらの製造方法のどちらかを利用して重
合体を製造し、先行技術内で公知の方法を用いて製造し
た重合体から膜を形成する。典型的な方法は、重合体を
溶媒液及び非溶媒液と配合して混合物を形成し、次に加
熱して、均一な押し出し成形用の流体を形成する。次に
流体に押し出し加工を施して、所望する膜に合った成型
物を作り、冷却ゾーンに通す。このとき、重合体に対す
る溶解性が非常に低い液体と膜とを接触させ、溶媒及び
非溶媒の大部分を除去する。溶媒として用いる液体は、
グリコールエーテル、ジアルキルケトン、モルホリン置
換体、ピロリジノン、ベンゼン置換体を含む。特に好ま
しい溶媒は、Ｎ−メチルピロリドンである。非溶媒と
は、押し出し加工時の温度で、意味をなす程度まで重合
体を溶解することができない液体のことで、完成した重
合体中にある孔を形成する際に役立つ。非溶媒として使
用する液体は、グリコール、グリコールエーテル、エス
テル、アルカノール、シクロヘキサン、アルカン、ジア
ルキルケトン、アミド、ニトリル、及びアルデヒドを含
む。特に好ましい非溶媒は、トリエチレングリコール、
及び分子量約４００に匹敵するポリエチレングリコール
である。スピン（spin）構成物（押し出し加工混合物）
は通常約３０重量％から約６０重量％、好ましくは約５
０重量％から約５５重量％のポリマーを含む。溶媒の非
溶媒に対する重量比は、好ましくは約２.０から約２.４
の間である。さらに、塩化メチレンが可溶化剤として含
まれることもよくある。

【００３２】膜の形態として、様々な形態を想定するこ
とができる。膜の形態は、平らなシート、中空のチュー
ブ、及び中空糸を含み、最も好ましい形態はシート状と
中空糸である。渦巻き状に巻いたシートとして好ましい
膜材料は、不均整芳香族ポリスルホン、スルホン化ポリ
スルホン、ビスＡ−ポリスルホン、ポリエーテル-スル
ホン、フッ素化ポリエーテル-スルホンがある。ファイ
バーとして好ましい膜材料は、ビスフェノールポリカル
ボナートである。

【００３３】上述の押し出し加工工程でファイバーの形
を膜状に成形する。冷却工程で、コア流体をファイバー
の中空コアに通すと、ファイバーがつぶれるのを防ぐこ
とができる。冷却工程は、空気冷却ゾーンと、その後に
続く液体冷却ゾーンとから成る。コア流体は空気冷却ゾ
ーン中に提供される。コア流体は、空気や窒素、あるい
はアルゴンのような気体が一般的で、水柱圧力で約０.
１から約０.５インチの圧力で適用される。液体冷却ゾ
ーンは溶解性の低い液体、好ましくは水を使用する。温
度を約２０℃から約８０℃にし、流動する空気あるいは
不活性ガスに膜をさらして、膜を乾燥させてもよい。

【００３４】本発明に使用される好ましい中空糸は、約
５０ミクロンから約４００ミクロン、さらに好ましくは
約７５ミクロンから約２５０ミクロンの外径を有する。
外径と内径の比は約１.１５から約２.５の間が好まし
く、約１.２５から約１.７０の間はさらに好ましい。３
０℃における酸素と窒素の分離因子（「アルファ」とい
うこともある）は、約３.０以上が好ましく、より好ま
しいのは約５.０以上で、特に好ましいのは約７.０であ
る。分離因子とは、早く透過する気体（例えば酸素）の
透過比あるいは流量と、遅く透過する気体（例えば窒
素）の透過比あるいは流量との比率として定義される。
酸素の気体透過性は、少なくとも約０.５バレルが好ま
しく、少なくとも約４.０バレルあるのが最も好まし
い。また、好ましい膜の流量は、約３.０×１０^-6cm³/c
m²-(cm Hg)-secあるいはそれ以上、さらに好ましくは約
８.０×１０^-6cm³/cm²-(cm Hg)-secあるいはそれ以上、
より好ましくは少なくとも約１０.０×１０^-6cm³/cm²-
(cm Hg)-secあるいはそれ以上、より好ましくは少なく
とも約１５.０×１０^-6cm³/cm²-(cm Hg)-secあるいはそ
れ以上、最も好ましくは約１５.０×１０^-6から約１０
０.０×１０^-6cm³/cm²-(cm Hg)-secの範囲内である。

【００３５】本発明での使用に適切な中空糸と、中空糸
の製造に用いる重合体については、以下の特許で開示さ
れている。サンダーズ、ジュニア．（Sanders,Jr.）等
による米国特許第4,772,392号（１９８８年９月２０
日）、アナンド（Anand）等による米国特許第4,818,254
号（１９８９年４月４日）、アナンド（Anand）等によ
る米国特許第4,840,646号（１９８９年６月２０日）、
ジーンズ（Jeanes）による米国特許第4,851,014号（１
９８９年７月２５日）、ジーンズ（Jeanes）による米国
特許第4,874,401号（１９８９年１０月１７日）、サン
ダーズ（Sanders）等による米国特許第4,955,993号（１
９９０年９月１１日）、トリマー（Trimmer）による米
国特許第5,211,728号（１９９３年５月１８日）。以上
の特許の関連部分は、全ての法的な意向にかなうので、
本明細書中に参照として取り入れている。

【００３６】上述したタイプの中空糸は、通常、モジュ
ールの形で使用される。モジュール内は、束になって配
列した中空糸が容器の中に入っている。この容器では、
流入する気体流が中空糸の内腔に向かうように、あるい
は中空糸の内腔の周囲に向かうように、方向が決められ
ている。出口部分では、酸素に富む透過物が中空糸の壁
を通過すると同時に、酸素が減った残留物の流体から分
けられる。流入した気体が内腔に向かって中空糸を流れ
るようにしたモジュールをボアサイド供給モジュールと
いい、流入した気体が外部に向かって中空糸を流れるよ
うにしたモジュールをシェルサイド供給モジュールとい
う。

【００３７】どちらの場合でも、入口の圧力が約４０ｐ
ｓｉａ（２７６ｋＰａ）から約１０００ｐｓｉａ（６９
００ｋＰａ）のモジュールを使用するのが好ましく、約
６０ｐｓｉａ（４１３ｋＰａ）から約２００ｐｓｉａ
（１２５２ｋＰａ）がより好ましい。ファイバー膜を横
切る圧力差は、膜の密度や入口の圧力によって変化する
だろう。しかし、約０.５ｐｓｉａ（３.５ｋＰａ）から
約２０ｐｓｉａ（１３８ｋＰａ）の圧力差が好ましく、
約２ｐｓｉａ（１３.８ｋＰａ）から約１０ｐｓｉａ
（６９ｋＰａ）の圧力差がより好ましい。束になった中
空糸の表面積の合計は、約３０から約３０００平方メー
トルの間になるであろう。好ましいのは約１００から約
１０００平方メートルである。

【００３８】本発明の使用に適するモジュールは、以下
の特許で開示されている。マホン（Mahon）による米国
特許第3,228,876号（１９６６年１月１１日）、マホン
（Mahon）による米国特許第3,228,877号（１９６６年１
月１１日）、マクレイン（McLain）による米国特許第3,
422,008号（１９６９年１月１４日）、カスキー（Caske
y）等による米国特許第4,929,259号（１９９０年５月２
９日）、カスキー（Caskey）等による米国特許第4,961,
760号（１９９０年１０月９日）、エドワーズ（Edward
s）等による米国特許第5,013,331号（１９９１年５月７
日）、トリマー（Trimmer）等による米国特許第5,013,4
37号（１９９１年５月７日）、トリマー（Trimmer）に
よる米国特許第5,211,728号（１９９３年５月１８
日）。以上の特許の関連部分は、全ての法的な意向にか
なうので、本明細書中に参照として取り入れている。

【００３９】本明細書に添付した図は、本発明にしたが
って空気から窒素に富む気体を製造する工程のフロー図
の一例を示す。エアコンプレッサー１１は周囲の空気を
引いてきて、圧力を上げた空気を空気受容タンク１２へ
供給する。空気受容タンク１２からは凝縮物１３が流出
する。さらに水分１４が水分分離器１５によって取り除
かれる。水分分離器１５から出てくる圧縮空気は、約２
８℃で相対湿度が約１００％である。出てきた空気は、
プレート・フレーム型（plate-and-frame-type）のクロ
ス熱交換器１６を通過する。ここで空気は、下流方向か
ら流れてくる暖かい空気によって少し加熱される。加熱
された空気は、次に、連続して配列した１対の融合フィ
ルターを通過する。最初は、目の粗い融合フィルター１
７を通り、２番目に良質の融合フィルター１８を通る。
融合フィルター１８から出てきた空気は１９で約３５〜
４０℃の温度になるまで加熱される。次に、マクロ多孔
性吸着剤粒子が詰まったベッド２０を通過する。粒子が
詰まったベッド２０から出てくる油を含まない（油が１
ｐｐｂ未満）気体は、次にクロス熱交換器１６に戻っ
て、水分分離器１５から出てきた気体を加熱するのに利
用される。クロス熱交換器１６を出た後、油の含まれて
いない気体は粒子フィルター２１を通過し、フィルター
２１から出ると、中空糸膜のモジュール２２を通過す
る。モジュールは、サイドポート２３を含み、サイドポ
ート２３から酸素に富む透過物が出て来ると同時に、窒
素に富む残留物２４が分離された気体流として残る。

【００４０】以下の例は例示だけのために提供される。

【００４１】

【実施例】装置を組み立てて、約２０〜２５℃、約１５
０ｐｓｉｇ（１,１３６ｋＰａ）（範囲：１２５〜１７
０ｐｓｉｇ、９６５〜１２７５ｋＰａ）、相対湿度約２
８％（範囲：１８〜４０％）の圧縮気体を、長さ１２イ
ンチ（３０.５ｃｍ）で直径が平均１／２インチ（内部
の直径０.４４インチ、１.１２ｃｍ）のステンレススチ
ール管内のマクロ多孔性重合体の吸着剤が詰まったベッ
ドに供給した。吸着剤が詰まったベッドを出た空気は、
粒子フィルターに入った後、実験室用ファイバー膜ユニ
ットにはいる。ファイバー膜ユニットは、２,２−ビス
（３,５−ブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン
ポリカルボナートのファイバー約１００本を含む。各フ
ァイバーの長さは、およそ１２から１８インチである。
流量と圧力の計器をファイバー膜ユニットの入口と出口
の両方に取り付けた。

【００４２】マクロ多孔性重合体の吸着剤２種類につい
て別々に実験した。同時に、吸着剤を４種類の活性炭粒
子に置き換えて、さらに実験した。２種類の重合体の吸
着剤には、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー（アメリカ
合衆国ミシガン州ミッドランド）の製品である、商
標ＤＯＷＥＸ商標ＯＰＴＩＰＯＲＥＶ４９３とＶ５
０２を使用した。両方とも、メチレンで架橋した、スチ
レンとジビニルベンゼンの共重合体として表すことがで
き、次のような特性（供給元が見積もった値）をもつ。

【００４３】

【表１】

【００４４】活性炭は、カルゴン・キシトラソーブ７
００（Calgon Xtrasorb 700）、カルゴン・センター（C
algon Centaur）、カルゴンＢＰＬ４×６ココナツ
（Calgon BPL 4×6 coconut）を使用し、全てカルゴン
・カーボン・コーポレイション（Calgon Carbon Corpor
aion）（アメリカ合衆国ケンタッキー州キャトレッ
ツバーグ（Calettsburg）、及びアメリカ合衆国ペン
シルバニア州ピッツバーグ）から入手できる。また、
活性炭に、バーンビィ・サトクリフ２０８Ｃ（Barneb
y Sutcliffe 208C）も用い、バーンビィ・アンド・サト
クリフ（Barnebyand Sutcliffe）（アメリカ合衆国オ
ハイオ州コロンブス）から入手できる。

【００４５】滞留時間１.０秒で、速さが１秒につき１
フィート（３０.５ｃｍ／秒）の圧縮空気を提供できる
ように、吸着剤のベッドを通る流量を選択した。流量、
アルファ（分離因子）、膜モジュールを横切る圧力低下
（ΔＰ）の変化を時間関数として測定した。結果は以下
の表２、３、４、５、６、７に示した。これらの結果か
ら、１２カ月の間に重合体の吸着剤は両方とも、４％未
満の流量の低下を示し、またアルファはわずか３％増え
ただけであった。これと活性炭を比較すると、各活性炭
の流量の低下は８％より多く、アルファは５〜９％の上
昇（カルゴン・キシトラソーブ（Calgon Xtrasorb）を
除く）を示した。

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【表４】

【００４９】

【表５】

【００５０】

【表６】

【００５１】

【表７】

【００５２】前述した例は、例示を第一の目的として提
供されたものである。本発明の趣旨と範囲を離れること
なく、フロー構成、操作条件、材料、処理工程、及び本
明細書に記載した系のその他のパラメーターをさらに変
更したり、様々な方法に置き換えられることが、先行技
術の当業者によってすぐに明らかになるだろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気分離工程の実施形態のフロー
図の一例である。

【符号の説明】

１１エアコンプレッサー１５水分分離器１６クロス熱交換器２１粒子フィルター２２モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者エイチ．ロバートゴルツアメリカ合衆国ミシガン州 48642 ミッドランドジュリーアンドライブ 3737

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜の透過性を利用して気体混合物を構成
成分に分離する工程であって、（ａ）油を差した圧縮手
段内で気体混合物を圧縮して、ミスト状の油を含む圧縮
気体流を形成する工程と、（ｂ）前記ミスト状の油を含
む圧縮気体流をマクロ多孔性重合体の吸着剤に通して、
実質上油を含まない圧縮気体流を形成する工程と、
（Ｃ）前記の実質上油を含まない圧縮気体流を気体分離
膜系に通す工程とを含むことを特徴とする気体混合物を
構成成分に分離する工程。
【請求項２】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、合
計で約０.５から約１.５ｃｃ／ｇの多孔度を有すること
を特徴とする請求項１に記載の気体混合物を構成成分に
分離する工程。
【請求項３】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、窒
素吸着測定の値で約１５０から約２１００ｍ²／ｇの表
面積を有することを特徴とする請求項１に記載の気体混
合物を構成成分に分離する工程。
【請求項４】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、窒
素吸着測定の値で約４００から約１４００ｍ²／ｇの表
面積を有することを特徴とする請求項１に記載の気体混
合物を構成成分に分離する工程。
【請求項５】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、平
均直径が約１０Åから約１００Åの孔を有することを特
徴とする請求項１に記載の気体混合物を構成成分に分離
する工程。
【請求項６】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、モ
ノビニル、ジビニル、及びトリビニルの芳香族化合物を
含む化合物群から選択される構成要素を含む重合体であ
ることを特徴とする請求項１に記載の気体混合物を構成
成分に分離する工程。
【請求項７】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、ジ
ビニルベンゼンの重合体であることを特徴とする請求項
１に記載の気体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項８】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、ポ
リビニリデン芳香族化合物で架橋したモノビニル芳香族
単量体の重合体であることを特徴とする請求項１に記載
の気体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項９】前記モノビニル芳香族単量体は、前記重
合体の約９５重量％から約９９.２５重量％を含有し、
前記ポリビニリデン芳香族化合物は、前記重合体の約
０.７５重量％から約５重量％を含有することを特徴と
する請求項８に記載の気体混合物を構成成分に分離する
工程。
【請求項１０】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、
スチレン、ビニルベンゼン、ビニルトルエン、エチルス
チレン、及びｔ−ブチルスチレンを含む化合物群から選
択される構成要素を含む重合体であって、ジビニルベン
ゼン、トリビニルベンゼン、及びエチレングリコールジ
メタクリラートを含む化合物群から選択される成分で架
橋されることを特徴とする請求項１に記載の気体混合物
を構成成分に分離する工程。
【請求項１１】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、
ビニルベンジルクロリドの重合体であることを特徴とす
る請求項１に記載の気体混合物を構成成分に分離する工
程。
【請求項１２】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、
モノビニル芳香族単量体と非芳香族モノビニリデン単量
体との共重合体であって、前記非芳香族モノビニリデン
単量体は、前記共重合体の約３０重量％未満を含有する
ことを特徴とする請求項１に記載の気体混合物を構成成
分に分離する工程。
【請求項１３】前記非芳香族モノビニリデン単量体
は、メチルメタクリラート、メチルアクリラート、及び
メチルエチルアクリラートを含む化合物群から選択され
る成分であることを特徴とする請求項１２に記載の気体
混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項１４】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、
アルキレン架橋を形成するように膨張工程の後で架橋が
施されたモノビニル芳香族重合体を含み、前記架橋は、
フリーデルクラフト触媒の存在下で、前記重合体の鎖上
のハロアルキル部分と、前記重合体に隣接する鎖上の芳
香族環とが反応することによって行われることを特徴と
する請求項１に記載の気体混合物を構成成分に分離する
工程。
【請求項１５】前記アルキレン架橋はメチレン架橋で
あることを特徴とする請求項１４に記載の気体混合物を
構成成分に分離する工程。
【請求項１６】前記気体分離膜系は、不均整芳香族ポ
リスルホン、スルホン化ポリスルホン、ビスＡ−ポリス
ルホン、ポリエーテル−スルホン、及びフッ素化ポリエ
ーテル−スルホンを含む化合物群から選択される構成要
素を含む渦巻き状に巻いたシートを含むことを特徴とす
る請求項１に記載の気体混合物を構成成分に分離する工
程。
【請求項１７】前記気体混合物は空気を含み、前記気
体分離膜系は、ビスフェノールポリカルボナートの多数
の中空糸膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の気
体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項１８】前記ビスフェノールポリカルボナート
は、【化１】式のｎサブユニットを含む重合体であって、前記式において、Ｒ¹基は、ビスフェノールポリカルボナート全体にわた
って、同じ基、あるいは異なる基であり、Ｈ、Ｃｌ、Ｂ
ｒ、及びＣ₁〜Ｃ₄アルキルを含む群から自由に選択さ
れ、Ｒ²基は、ビスフェノールポリカルボナート全体にわた
って、同じ基、あるいは異なる基であり、カルボニル、
チオ、スルホニル、オキシ、Ｃ₁〜Ｃ₆二価炭化水素基、
ハロゲンで置換されたＣ₁〜Ｃ₆二価炭化水素基、不活性
的に置換されたＣ₁〜Ｃ₆二価炭化水素基を含む群から自
由に選択され、ｎは、分子量が少なくとも約５０,０００のビスフェノ
ールポリカルボナートを提供できるくらいに大きい整数
であることを特徴とする請求項１７に記載の気体混合物
を構成成分に分離する工程。
【請求項１９】前記サブユニットの全てのＲ¹基のう
ち少なくとも５０％は、ＢｒとＣｌからなる群から選択
されることを特徴とする請求項１８に記載の気体混合物
を構成成分に分離する工程。
【請求項２０】前記重合体中の全てのＲ¹基は、Ｂｒ
とＣｌからなる群から選択されることを特徴とする請求
項１８に記載の気体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項２１】前記重合体中の全てのＲ¹基は、Ｂｒ
であることを特徴とする請求項１８に記載の気体混合物
を構成成分に分離する工程。
【請求項２２】前記重合体中の全てのＲ²基は、Ｃ₁〜
Ｃ₆二価炭化水素基であることを特徴とする請求項１８
に記載の気体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項２３】前記重合体中の全てのＲ²基は、Ｃ₁〜
Ｃ₆アルキリデン基であることを特徴とする請求項１８
に記載の気体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項２４】前記重合体中の全てのＲ²基は、イソ
プロピリデンであることを特徴とする請求項１８に記載
の気体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項２５】前記重合体中の全てのＲ¹基は、Ｂｒ
であって、前記重合体中の全てのＲ²基は、イソプロピ
リデンであって、ｎは平均して約１００から約１０００
の範囲の数値を有することを特徴とする請求項１８に記
載の気体混合物を構成成分に分離する工程。
【請求項２６】前記マクロ多孔性重合体の吸着剤は、
スチレン、ビニルベンゼン、ビニルトルエン、エチルス
チレン、及びｔ−ブチルスチレンを含む化合物群から選
択される構成要素を含む重合体であって、ジビニルベン
ゼン、トリビニルベンゼン、及びエチレングリコールジ
メタクリラートを含む化合物群から選択される成分で架
橋され、前記マクロ多孔性重合体の樹脂は、合計で約０.５から
約１.５ｃｃ／ｇの多孔度と、窒素吸着測定の値で約１
５０から約２１００ｍ²／ｇの表面積と、平均直径が約
１０Åから約１００Åの孔を有し、前記気体分離膜系は、【化２】式のサブユニットを含むビスフェノールポリカルボナー
トの多数の中空糸膜を含み、以上の式において、Ｒ¹基は、前記ビスフェノールポリカルボナート全体に
わたって、同じ基、あるいは異なる基であり、Ｈ、Ｃ
ｌ、Ｂｒ、及びＣ₁〜Ｃ₄アルキルを含む群から自由に選
択され、Ｒ²基は、前記ビスフェノールポリカルボナート全体に
わたって、同じ基、あるいは異なる基であり、カルボニ
ル、チオ、スルホニル、オキシ、Ｃ₁〜Ｃ₆二価炭化水素
基、ハロゲンで置換されたＣ₁〜Ｃ₆二価炭化水素基、不
活性的に置換されたＣ₁〜Ｃ₆二価炭化水素基を含む群か
ら自由に選択され、ｎは、分子量が少なくとも約５０,０００のビスフェノ
ールポリカルボナートを提供するのに十分に大きい整数
であることを特徴とする請求項１に記載の気体混合物を
構成成分に分離する工程。
【請求項２７】前記工程は、工程（ｂ）の前に、ミス
ト状の油を含む圧縮気体流を、少なくとも融合フィルタ
ーに通して、前記気体流の油含有量を約１ｐｐｍ以下に
低下させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１
に記載の気体混合物を構成成分に分離する工程。