JPS61441A - 一酸化炭素分離吸着剤 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、窒素と共に多量の一酸化炭素を含有する混
合ガスから一酸化炭素のみを分離するための吸着剤に関
する。

技　　術　　背　　景 一酸化炭素は他の物質との反応性が非常に大きく今後よ
り一層合成化学の原料として高い位置を占めると思われ
る。ところで、−酸化炭素は現在主に天然ガス及び原油
から生産されるが、高炉ガスや転炉ガスなど製鉄所等で
発生する副生ガス中にも高濃度の一酸化炭素が含有され
ており、これら副生ガスから一酸化炭素を得ることは工
業的に大変有益なことである。

しかし、これらの副生ガス中には窒素を必ず多量に含有
されている。この窒素は物性が一酸化炭素と酷似してい
るため、−酸化炭素と窒素を分離することは非常に難し
い。つまり、副生ガスから一酸化炭素を分離回収するに
は、この窒素との分離が大きな問題点となる。

さて、従来−酸化炭素と窒素の分離方法としては、吸収
法、深冷法及び吸着法等がある。この内、吸収法、深冷
法は高収率で高純度の一酸化炭素を生産することができ
優れてはいるが、生産コストが非常に高くつく欠点があ
る。一方、吸着法は吸収法及び深冷法に比べ原理的ｔこ
生産コストは安いが、−酸化炭素を高純度、高収率で分
離できる吸着剤がなく問題があった。

現在、吸着剤としては、シリカゲル、活性炭、活性アル
ミナ、及びゼオライト等数多くの吸着剤があるが、−酸
化炭素と窒素の分離に有効な吸着剤は分子ふるい効果を
有する合成ゼオワイドと、比表面積の大きな吸着剤（高
分子材料、活性炭等）に金属塩を担持せしめた吸着剤力
ｆある。

しかし、分子ふるい効果を有する合成ゼオライトｔこよ
る分割法は、−酸化炭素と窒素の吸着速度差を利用する
か、−酸化炭素の純度をあげると製品収率が極端に落ち
、逆に製品収率をあけると純度が低下する欠点があり、
実用上多くの問題点がある。

一方、比表面積の大きな吸着剤にハロゲン化銅等の金属
塩を担持せしめた吸着剤は金属塩が選択曲番こ一酸化炭
素の吸着量を増加させるという特性を利用しているため
、−酸化炭素の増量吸着ができる。しかし、窒素の吸着
量は担持前のものとほとんど変らないため、吸収法程度
の純度と収率で一酸化炭素を分離することはできない。

６　　　　ＣＪＩ□、オツ１ｆｆｉ？１ｉｆｆ。カヤ４
１ヤ１．．。。□。

分布を有し、選択的に一酸化炭素の吸着量を増加させる
金属塩を担持しても、その担持量により細孔径を均一に
制御することができないため、窒素の分子径３＾より大
きな細孔から窒素が侵入し吸着するためである。

したがって、吸着法を利用して効率よく一酸化炭素を得
るには、窒素を吸着しない吸着剤の開発が望★れる。

発明の目的 前記のごとく、生産コストが最も安い吸着法を利用して
一酸化炭素と窒素の分離を行うには、従来周知の多孔質
で比表面積の大きな吸着剤に金属塩を担持した吸着剤が
最も有望であった。しかし、この吸着剤では、−酸化炭
素は増量吸着できるが、窒素の吸着量は担持前のものと
ほとんど変りなく完全に分離できないという難点がある
。

この発明は、かかる現状にかんがみ、−酸化炭素と窒素
を含む混合ガスから一酸化炭素を分離する際使用される
吸着剤として、−酸化炭素は増量吸着するが、窒素は吸
着しない特性を有する吸着　　　　　剤を提案するもの
である。

発明の構成 この発明は、−酸化炭素と窒素を含む混合ガスから一酸
化炭素を分離する吸着剤において、５Ａ程度の均一な細
孔径を有する分子ふるいカーボンに金属塩を担持せしめ
たことを要旨とする。

発明の態様 この発明の吸着剤は、分子ムるいカーボンＩこ金属塩を
担持せしめたものであり、この分子ふるいカーボンの細
孔径は５Ａ程度の均一なものであるため、金属塩を担持
させた場合には、その細孔は均一のまま径が小さくなる
。したがって、細孔径が窒素の分子径３久以下に小さく
なるよう金属塩の担持量を制御すれば、窒素の吸着はな
くなる。

又、金ＩＡ塩の選択的に一酸化炭素の吸ＭＮを増加させ
る特性はそのまま変りないため、−酸化炭素の分子径２
．８Ａ以上の細孔径であれば、−酸化炭素のみを増量吸
着することができる。したかつτ、この発明基こおいて
は吸着剤の細孔径は２．８Ａを超え３Ａ未満の範囲に保
つ必要がある。

上記細孔径範囲を保つには、金属塩の担持−１は、５Ａ
程度の均一な細孔を有する分子ふるい１３−ポン１ｙに
対し２　ｍ　ｍｏβ以上で、好ましくは４〜６ｍｍｏ／
の範囲がよい。この担持量が２　ｍ　ｍｏ（１未満では
少な過ぎて一酸化炭素の増量吸着は望まれず、゛又細孔
径が３Ａ以下にならないため窒素の吸着を押えることが
できない。そして、５　ｍ　ｍａｄを超えて多量を担持
させると、細孔径が２．８λ以下となり窒素ばかりか一
酸化炭素まで吸着しなくなる。

なお、細孔径が５Ａより小さく３〜４八程への均一な細
孔を有する分子ふるいカーボンを用いて金属塩の担持量
を加減して所定範囲の細孔径が得られるよう制御すれば
、窒素を吸着しない吸着剤を得ることができる。しかし
、金属塩の担持量が少なすぎて一酸化炭素の増量吸着は
望めない。

実施例１ 武田薬品工業株式会社製の分子ふるいカーボン５Ａ（商
品名：　ＨＧＫ　７０２　）に対し、塩化銅（１）を０
ないし８ｍｍｏ／／７・カーボン担持せしめた各吸着剤
０．０３ｋｇを充てん密度０．６９．ｈ−で充てんした
各吸着装置に、Ｃ０９９，９係、Ｎ、９９．９９チのそ
れぞれのガス（温度２０℃）を通してｌ　ａｔａにおけ
る吸着容量を測定］、７た。その結果を第１図に示す。

第１図１こン１くずとおり塩化銅（１）の担持量が２ｍ
ｍｏｌ／ｇ・カーボン未満の吸着剤の場合は、−酸化炭
素の吸着量の増加が小さく、かつ、窒素の吸着量低減効
果もほとんとない。しかし、担持量の増加と共１こ一酸
化炭素の吸着量が飛躍的に増加し、窒素の吸着量が大１
】に低減するが、担持量が６ｍｍｏｌ／Ｙ・カーボンを
超えると一酸化炭素もほとんど吸着しなくなる。

これは、塩化銅（Ｉ）の担持量が２　ｍ　ｍｏ（１／’
；！・カーボン未満の場合は、担持量が少な過ぎて細孔
径が３人より大きく、窒素が吸着されるためであり、又
６　ｍ　ｍｏｌ／ｇ・カーボン以上の場合は、担持量が
多くなり過ぎ゛Ｃ細孔径が２．８λ以下となり、窒素ば
かりでなく、−酸化炭素も吸着しなかったためと考えら
れる。

実施例２ 考　　　　　　　実施例１で使用したと同じ５人程度の
細孔径を有する分子ふるいカーボン１ｙに対し金属塩の
代表例トＬ　Ｔハロゲン化鋼（１）　５　ｍ　ｍｏｌを
担持せしんした吸着装置にＣ０９９，９％、Ｎ２９９．
９９係のそれぞれのガス（温度２０°Ｃ）を通して吸着
容量測定を行った。なお、比較のため比表面積の大きな
吸着剤に金属塩を担持した従来法の吸着剤の代表として
細孔径４〜４Ｘ１０’λの活性炭１２に対しハロゲン化
銅（Ｉ）　５　ｍ　ｍｏｂを担持せしめた吸着剤０．０
３陽を充てん密度０．６５ｙ／ｄで充てんした吸着装置
についても同一条件で試験した。その結果を第２図に示
す。この結果より、−酸化炭素の吸着容量にはほとんど
差はないが、窒素の吸着容量には大きな差が認められ、
この発明の実施によるものは窒素の吸着容量が著しく少
ないことがわかる。

発明の効果 この発明は上記のごとく、５人程度の均一な細孔径を有
する分子ふるいカーボンに金属塩を担持せしめた吸着剤
であり、これにより５人程度の均一な細孔径の細孔は均
一のまま窒素の分子径３Ａよりも小さくなり、その几め
窒素の細孔径内拡散速度が著しく低減し、窒素を吸着し
ないため、高純度の一酸化炭素を安い生産コストで製造
することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の塩化銅（Ｉ）の担持量と吸着容量の
関係を示す線図、第２図は実施例２のこの発明の実施に
よる吸着剤と活性炭にハロゲン化銅（Ｉ）を担持ぜしめ
た従来の吸着剤との２０℃における一酸化炭素（ＣＯ）
と窒素（Ｎ２）の吸着容量を示す吸着等混線図である。 ○（ＣＯ）、　　口（Ｎ２）・・・この発明の吸着剤、
・（ｃｏ　）、　ＩＩ（Ｎ２）・・・従来の吸着剤。 出ｊ願人　共同酸素株式会社 同　　　住友金属工業株式会社 同　　住金化工株式会社 第１図 ０’　　　　　　　　２　　　　　４　　　　　　６　
　　　　　８金属塩担持１１１（ｍ／り） 第２図 ■ 平衝圧力（ａｔａ　）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　５Å程度の均一な細孔径を有する分子ふるいカーボ
   ンに金属塩を担持せしめたことを特徴とする一酸化炭素
   分離吸着剤。 ２　金属塩の担持量が２〜６ｍｍｏｌ／ｇ・カーボンで
   ある特許請求の範囲第１項記載の一酸化炭素分離吸着剤
   。