JPS62113710A - Co分離回収用吸着剤の製造方法 - Google Patents
Co分離回収用吸着剤の製造方法Info
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- JPS62113710A JPS62113710A JP60255464A JP25546485A JPS62113710A JP S62113710 A JPS62113710 A JP S62113710A JP 60255464 A JP60255464 A JP 60255464A JP 25546485 A JP25546485 A JP 25546485A JP S62113710 A JPS62113710 A JP S62113710A
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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。
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
本発明は、圧力変動式吸着分離法(以下PSA法という
)または/および温度変動式吸着分離法(以下TSA法
という)によりCOを含む混合ガスから高純度のCOを
分離回収する目的に用いる固体吸着剤を製造する方法に
関するものである。
)または/および温度変動式吸着分離法(以下TSA法
という)によりCOを含む混合ガスから高純度のCOを
分離回収する目的に用いる固体吸着剤を製造する方法に
関するものである。
従来の技術
COを主成分とするガスの代表的なものとして、製鉄所
の転炉から得られる転炉ガス、高炉から得られる高炉ガ
ス、電気炉から得られる電気炉ガス、コークスをガス化
して得られる発生炉ガスなどがある。これらのガスは通
常そのほとんどが燃料として使用されているが、これら
のガスの中にはCOがたとえば70vo1%前後あるい
はそれ以上も含まれているものもあるので、これらのガ
ス中に否まれるCOを高純度で分離回収することができ
れば、ギ酸、酢酸等の合成原料、有機化合物の還元用な
どとして用いることができ、化学工業上非常に有益であ
る。
の転炉から得られる転炉ガス、高炉から得られる高炉ガ
ス、電気炉から得られる電気炉ガス、コークスをガス化
して得られる発生炉ガスなどがある。これらのガスは通
常そのほとんどが燃料として使用されているが、これら
のガスの中にはCOがたとえば70vo1%前後あるい
はそれ以上も含まれているものもあるので、これらのガ
ス中に否まれるCOを高純度で分離回収することができ
れば、ギ酸、酢酸等の合成原料、有機化合物の還元用な
どとして用いることができ、化学工業上非常に有益であ
る。
従来、coを主成分とするガスからCOを分離回収する
方法として、深冷分離法、銅アンモニア法、コソーブ(
COSORB)法などが知られているが、これらの方法
は設備費がかさむ上、電力、蒸気等の熱エネルギーに要
する費用が大きいという問題があり、大容量のcoの分
離回収には適していても、中容量または小容量のCOの
分離回収には必ずしも適していなかった。さらに、これ
らの方法により分離して得られるCOにはo2.、co
2など有機合成反応上障害となるガス成分が混在してく
るため、そのままでは有機合成用には適用できないとい
う欠点があった。
方法として、深冷分離法、銅アンモニア法、コソーブ(
COSORB)法などが知られているが、これらの方法
は設備費がかさむ上、電力、蒸気等の熱エネルギーに要
する費用が大きいという問題があり、大容量のcoの分
離回収には適していても、中容量または小容量のCOの
分離回収には必ずしも適していなかった。さらに、これ
らの方法により分離して得られるCOにはo2.、co
2など有機合成反応上障害となるガス成分が混在してく
るため、そのままでは有機合成用には適用できないとい
う欠点があった。
ところで、中容量または小容量の原料ガスから特定ガス
を選択分離する方法としてPSA法およびTSA法が知
られている。
を選択分離する方法としてPSA法およびTSA法が知
られている。
PSA法とは、混合ガスから特定ガスを選択分離する方
法の一つであって、高い圧力で被吸着物を吸着剤に吸着
させ、ついで吸着系の圧力を下げることによって吸着剤
に吸着した被吸着物を脱離し、吸着物および非吸着物を
分離する方法であって、工業的には吸着剤を充填した塔
を複数個設け、それぞれの吸着塔において、昇圧→吸着
→洗浄→脱気の一連の操作を繰り返すことにより、装置
全体としては連続的に分離回収を行うことができるよう
にしたものである。
法の一つであって、高い圧力で被吸着物を吸着剤に吸着
させ、ついで吸着系の圧力を下げることによって吸着剤
に吸着した被吸着物を脱離し、吸着物および非吸着物を
分離する方法であって、工業的には吸着剤を充填した塔
を複数個設け、それぞれの吸着塔において、昇圧→吸着
→洗浄→脱気の一連の操作を繰り返すことにより、装置
全体としては連続的に分離回収を行うことができるよう
にしたものである。
また、TSA法も上記PSA法と同様に混合ガスから特
定ガスを選択分離する方法の一つであって、低温で被吸
着物を吸着剤に吸着させ、ついで吸着系の温度を上げる
ことによって吸着剤に吸着した被吸着物を脱離し、吸着
物および非吸着物を分離する方法である。
定ガスを選択分離する方法の一つであって、低温で被吸
着物を吸着剤に吸着させ、ついで吸着系の温度を上げる
ことによって吸着剤に吸着した被吸着物を脱離し、吸着
物および非吸着物を分離する方法である。
従来、このPSA法によりCOを含む混合ガスからCO
を分離回収する方法として、モルデナイト系ゼオライト
を吸着剤として用いる方法が提案されている。(特開昭
59−22fi25号公報、特開昭59−49818号
公報参照) また、PSA法またはTSA法によりCOを含む混合ガ
スからCOを分離回収する方法として、ハロゲン化銅(
I)、酸化銅(I)、銅(II )塩、酸化銅(II
)などの銅化合物を活性炭に担持させたものを吸着剤と
して用いる方法が提案されている。(特開昭58−15
8517号公報、特開昭59−89414号公報、特開
昭59−105841号公報、特開昭59−13813
4号公報参照) 同様に、PSA法またはTSA法によりCOを含む混合
ガスからCOを分離回収するために用いるco吸吸収分
離剤製製造法して、ハロゲン化銅(I)およびハロゲン
化アルミニウム(III)の有機溶媒溶液をアルミナ、
シリカ、シリカ/アルミナなどの多孔性無機酸化物に接
触させ、ついで遊離有機溶媒を除去する方法が提案され
ている。(特開昭80−90038号公報、特開昭80
−90037号公報参照) また、水出罪人は、PSA法またはTSA法によりco
を含む混合ガスからCOを分離回収する方法として、シ
リカまたは/およびアルミナからなる担体に、銅(I)
化合物、銅(II )化合物またはその還元物を担持さ
せてなるCO分離回収用吸着剤を用いる方法について、
すでに特許出願を行っている。(特願昭80−8297
8号)発明が解決しようとする問題点 PSA法またはTSA法を実施するにあたり吸着塔に充
填する吸着剤に求められる性能としては、■共存成分に
対する着目成分の選択的吸着があること、■加圧または
低温時と減圧または高温時の着目成分の吸着量の差が大
きいこと、■吸着した着目成分の脱離が容易であること
、■着目成分以外は吸着されにくく、そして脱離しにく
いこと、(瑯)吸着剤の寿命が長いこと、などがあげら
れる。これらの性能は、製品ガスの純度および収率に大
きな影響を与えるため、PSA法またはTSA法では重
要な要素となる。
を分離回収する方法として、モルデナイト系ゼオライト
を吸着剤として用いる方法が提案されている。(特開昭
59−22fi25号公報、特開昭59−49818号
公報参照) また、PSA法またはTSA法によりCOを含む混合ガ
スからCOを分離回収する方法として、ハロゲン化銅(
I)、酸化銅(I)、銅(II )塩、酸化銅(II
)などの銅化合物を活性炭に担持させたものを吸着剤と
して用いる方法が提案されている。(特開昭58−15
8517号公報、特開昭59−89414号公報、特開
昭59−105841号公報、特開昭59−13813
4号公報参照) 同様に、PSA法またはTSA法によりCOを含む混合
ガスからCOを分離回収するために用いるco吸吸収分
離剤製製造法して、ハロゲン化銅(I)およびハロゲン
化アルミニウム(III)の有機溶媒溶液をアルミナ、
シリカ、シリカ/アルミナなどの多孔性無機酸化物に接
触させ、ついで遊離有機溶媒を除去する方法が提案され
ている。(特開昭80−90038号公報、特開昭80
−90037号公報参照) また、水出罪人は、PSA法またはTSA法によりco
を含む混合ガスからCOを分離回収する方法として、シ
リカまたは/およびアルミナからなる担体に、銅(I)
化合物、銅(II )化合物またはその還元物を担持さ
せてなるCO分離回収用吸着剤を用いる方法について、
すでに特許出願を行っている。(特願昭80−8297
8号)発明が解決しようとする問題点 PSA法またはTSA法を実施するにあたり吸着塔に充
填する吸着剤に求められる性能としては、■共存成分に
対する着目成分の選択的吸着があること、■加圧または
低温時と減圧または高温時の着目成分の吸着量の差が大
きいこと、■吸着した着目成分の脱離が容易であること
、■着目成分以外は吸着されにくく、そして脱離しにく
いこと、(瑯)吸着剤の寿命が長いこと、などがあげら
れる。これらの性能は、製品ガスの純度および収率に大
きな影響を与えるため、PSA法またはTSA法では重
要な要素となる。
しかるに、吸着剤の物理的な吸着脱離現象を利゛用する
上記モルデナイト系ゼオライトを吸着剤として用いる方
法にあっては、CO吸着量が比較的小さいため圧力スイ
ングの切替え頻度を多くしなければならず、操作の点で
も弁類の寿命の点でも不利となること、吸着操作に先立
ちC02を予め除去しておかなければならないこと、N
Zの共吸着を免かれないため、製品純度が低くなること
。
上記モルデナイト系ゼオライトを吸着剤として用いる方
法にあっては、CO吸着量が比較的小さいため圧力スイ
ングの切替え頻度を多くしなければならず、操作の点で
も弁類の寿命の点でも不利となること、吸着操作に先立
ちC02を予め除去しておかなければならないこと、N
Zの共吸着を免かれないため、製品純度が低くなること
。
また吸着したN2.を除くために製品COガスを用いて
塔内洗浄を行うときの洗浄量が多く、製品coの回収率
が低くなることなどの問題がある。
塔内洗浄を行うときの洗浄量が多く、製品coの回収率
が低くなることなどの問題がある。
一方、吸着剤の化学的な吸着脱離現象を利用する上記銅
化合物を活性炭に担持させた吸着剤を用いる方法にあっ
ては、Co、N2.、CO2,などを含む混合ガスから
COを分離しようとする場合、COと同時にCO2,な
ども共吸着する傾向があるため高純度のCOを分離回収
しがたいこと、また吸着剤のCO吸着量が必ずしも大き
くはないことなどの問題点があり、工業的規模において
採用しうるまでには至っていない。
化合物を活性炭に担持させた吸着剤を用いる方法にあっ
ては、Co、N2.、CO2,などを含む混合ガスから
COを分離しようとする場合、COと同時にCO2,な
ども共吸着する傾向があるため高純度のCOを分離回収
しがたいこと、また吸着剤のCO吸着量が必ずしも大き
くはないことなどの問題点があり、工業的規模において
採用しうるまでには至っていない。
また、ハロゲン化銅(I)およびハロゲン化アルミニウ
ム(m)を多孔性無機酸化物に担持させた吸着剤を用い
る方法は、主としてCuAfLX千(Xはハロゲン)の
CO選択吸収性を利用するものであるが、COに対する
吸着力が強すぎるため吸着したCOが脱気時脱離しにく
く、特にPSA法には適していないこと、吸着剤製造時
の操作を乾燥した不活性ガス雰囲気中で行う必要がある
こと、一度活性が低下した吸着剤においては再び活性を
回復させることが困難であることなどの点で工業的には
なお改良を図る必要がある。
ム(m)を多孔性無機酸化物に担持させた吸着剤を用い
る方法は、主としてCuAfLX千(Xはハロゲン)の
CO選択吸収性を利用するものであるが、COに対する
吸着力が強すぎるため吸着したCOが脱気時脱離しにく
く、特にPSA法には適していないこと、吸着剤製造時
の操作を乾燥した不活性ガス雰囲気中で行う必要がある
こと、一度活性が低下した吸着剤においては再び活性を
回復させることが困難であることなどの点で工業的には
なお改良を図る必要がある。
これに対し、本出願人が先に出願している方法、すなわ
ち、シリカまたは/およびアルミナからなる担体に、銅
(I)化合物、銅(II )化合物またはその還元物を
担持させてなるco分離回収用吸着剤を用いる方法は、
極めて高い純度のCOを分離回収できるという利点はあ
るが、工業的見地からはさらにCOの吸脱着性能を増大
させることが要請される。
ち、シリカまたは/およびアルミナからなる担体に、銅
(I)化合物、銅(II )化合物またはその還元物を
担持させてなるco分離回収用吸着剤を用いる方法は、
極めて高い純度のCOを分離回収できるという利点はあ
るが、工業的見地からはさらにCOの吸脱着性能を増大
させることが要請される。
本発明は、このような状況に鑑み、COを含む混合ガス
から高純度のCOを効率良く分離回収できるCO吸脱着
性能のすぐれた吸着剤を見出すべく鋭意研究を重ねた結
果到達したものである。
から高純度のCOを効率良く分離回収できるCO吸脱着
性能のすぐれた吸着剤を見出すべく鋭意研究を重ねた結
果到達したものである。
問題点を解決するための手段
本発明のco分離回収用吸着剤の製造方法は、シリカま
たは/およびアルミナよりなる担体(X)に、銅(I)
化合物を溶媒に溶解させた溶液(Y)を接触させた後、
溶媒を除去して吸着剤を製造するにあたり、溶液(Y)
をその担体(x)に対する飽和吸収率±10%の範囲の
事情用し、かつ担体(X)を予め50〜150℃に加熱
しておいた状態で、担体(X)と溶液(Y)との接触を
行うことを特徴とするものである。
たは/およびアルミナよりなる担体(X)に、銅(I)
化合物を溶媒に溶解させた溶液(Y)を接触させた後、
溶媒を除去して吸着剤を製造するにあたり、溶液(Y)
をその担体(x)に対する飽和吸収率±10%の範囲の
事情用し、かつ担体(X)を予め50〜150℃に加熱
しておいた状態で、担体(X)と溶液(Y)との接触を
行うことを特徴とするものである。
この場合、担体(X)を予め50〜150℃に加熱して
おくだけでなく、溶液(Y)の方も40〜100°Cに
加熱しておいた状態で、担体(X)と溶液(Y)との接
触を行うと、一段とCO吸脱着性能のすぐれた吸着剤が
得られる。
おくだけでなく、溶液(Y)の方も40〜100°Cに
加熱しておいた状態で、担体(X)と溶液(Y)との接
触を行うと、一段とCO吸脱着性能のすぐれた吸着剤が
得られる。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明においては、銅(I)化合物を担持させる担体と
して、シリカまたは/およびアルミナよりなる担体(X
)を用いる。
して、シリカまたは/およびアルミナよりなる担体(X
)を用いる。
シリカは、たとえばケイ酸ナトリウム水溶液を塩酸など
の酸で中和して沈澱を析出させ、ついで水洗、乾燥し、
さらに必要に応じて減圧加熱により活性化し、粉粒状と
することにより取得される。アルミナは、たとえば可溶
性のアルミニウム塩の水溶液から水酸化アルミニウムを
沈澱させてろ過し、これを強熱することにより取得され
る。
の酸で中和して沈澱を析出させ、ついで水洗、乾燥し、
さらに必要に応じて減圧加熱により活性化し、粉粒状と
することにより取得される。アルミナは、たとえば可溶
性のアルミニウム塩の水溶液から水酸化アルミニウムを
沈澱させてろ過し、これを強熱することにより取得され
る。
シリカとアルミナを併用するときは、シリカとアルミナ
との単なる機械的混合物のほか、シリカゲルとアルミナ
ゲルとを湿った状態で練り合せる方法、シリカゲルにア
ルミニウム塩を浸漬する方法、シリカとアルミナとを水
溶液から同時にゲル化させる方法、シリカゲル上にアル
ミナゲルを沈着させる方法などが採用される。
との単なる機械的混合物のほか、シリカゲルとアルミナ
ゲルとを湿った状態で練り合せる方法、シリカゲルにア
ルミニウム塩を浸漬する方法、シリカとアルミナとを水
溶液から同時にゲル化させる方法、シリカゲル上にアル
ミナゲルを沈着させる方法などが採用される。
これらのシリカ、アルミナおよびシリカ−アルミナは、
いずれも市販されており1本発明においては塔に充填し
たときの圧損等を考慮して粒径がたとえば1〜7mm程
度の粒状のものを選択し、これを必要に応じて乾燥して
から使用する。
いずれも市販されており1本発明においては塔に充填し
たときの圧損等を考慮して粒径がたとえば1〜7mm程
度の粒状のものを選択し、これを必要に応じて乾燥して
から使用する。
本発明においては、この担体(X)に、銅(I)化合物
を溶媒に溶解させた溶液(Y)を接触させた後、溶媒を
除去して吸着剤を製造する。
を溶媒に溶解させた溶液(Y)を接触させた後、溶媒を
除去して吸着剤を製造する。
ここでm (I)化合物としては、塩化m(I)、フッ
化に4(I)、臭化#1(I)等のハロゲン化銅(1)
:酸化銅(I);シアン化銅(1);ギ酸銅(I)、酢
酸銅(1)、シュウ酸銅(1)、硫酸銅(1)、亜硫酸
銅(I)等の銅(I)の酸素酸塩または有機酸塩;硫化
銅(1);ジクロロ銅(I)酸塩、テトラクロロ銅(I
)酸塩、ジシアノ銅(I)酸塩、テトラシアノ銅(I)
酸塩等の錯塩などが例示される。特に塩化tli4(I
)が好適である。
化に4(I)、臭化#1(I)等のハロゲン化銅(1)
:酸化銅(I);シアン化銅(1);ギ酸銅(I)、酢
酸銅(1)、シュウ酸銅(1)、硫酸銅(1)、亜硫酸
銅(I)等の銅(I)の酸素酸塩または有機酸塩;硫化
銅(1);ジクロロ銅(I)酸塩、テトラクロロ銅(I
)酸塩、ジシアノ銅(I)酸塩、テトラシアノ銅(I)
酸塩等の錯塩などが例示される。特に塩化tli4(I
)が好適である。
溶媒としては、たとえば、水、塩酸、酢酸、ギ酸、アン
モニア性ギ酸水溶液、アンモニア水、含ハロゲン溶剤、
炭化水素、アルコール類、ケトン類、エステル類、エー
テル類、セロソルブ類、カルピトール類などが用いれる
が、工業的には特に塩酸が好適である。
モニア性ギ酸水溶液、アンモニア水、含ハロゲン溶剤、
炭化水素、アルコール類、ケトン類、エステル類、エー
テル類、セロソルブ類、カルピトール類などが用いれる
が、工業的には特に塩酸が好適である。
担体(x)と溶液(Y)との接触は、次の2条件を満足
するようにして行う。
するようにして行う。
まず第一に、溶液(Y)をその担体(X)に対する飽和
吸収率±10%の範囲の量、換言すれば溶液(Y)を担
体(X)に吸収される飽和量とほぼ過不足のない事情用
する。ここで飽和吸収率は温度によって変化するが、実
際の吸収操作時の温度における飽和吸収率を言うものと
する。この場合、溶液(Y)の使用量が不足すると、g
A(I)化合物の相持量がそれだけ減少して吸着剤のC
OO着量が少なくなる。一方、溶液(Y)の使用量を上
記範囲より多くしても、シリカまたは/およびアルミナ
よりなる担体(X)は活性炭など他の多孔質担体と比べ
て銅(I)化合物の吸着能力が小さいため、担体(X)
に対する銅(I)化合物の相持量は多くはならず、むし
ろ溶媒を必要以上に消費する点で工業的に不利になる。
吸収率±10%の範囲の量、換言すれば溶液(Y)を担
体(X)に吸収される飽和量とほぼ過不足のない事情用
する。ここで飽和吸収率は温度によって変化するが、実
際の吸収操作時の温度における飽和吸収率を言うものと
する。この場合、溶液(Y)の使用量が不足すると、g
A(I)化合物の相持量がそれだけ減少して吸着剤のC
OO着量が少なくなる。一方、溶液(Y)の使用量を上
記範囲より多くしても、シリカまたは/およびアルミナ
よりなる担体(X)は活性炭など他の多孔質担体と比べ
て銅(I)化合物の吸着能力が小さいため、担体(X)
に対する銅(I)化合物の相持量は多くはならず、むし
ろ溶媒を必要以上に消費する点で工業的に不利になる。
そして、溶媒量を余りに多くしすぎると、溶媒を除去す
る工程で担体(X)内に含浸した銅CI)化合物が再び
溶媒中に溶出してしまい、かえって吸着剤のCO吸吸着
方力劣るようになる。従って、担体(X)に対する溶液
(Y)の飽和吸収量を予め測定しておき、溶液(Y)を
その飽和吸収率に見合った借用いて担体(X)と接触さ
せるのがよい。
る工程で担体(X)内に含浸した銅CI)化合物が再び
溶媒中に溶出してしまい、かえって吸着剤のCO吸吸着
方力劣るようになる。従って、担体(X)に対する溶液
(Y)の飽和吸収量を予め測定しておき、溶液(Y)を
その飽和吸収率に見合った借用いて担体(X)と接触さ
せるのがよい。
第二ニ、担体(X) を予め50−150℃、好ましく
は80〜120℃に加熱しておいた状態で溶液(Y)と
の接触に供するようにする。このように担体(X)を予
め加熱しておくと、担体(X)に対するm (I)化合
物の担持量が増大し、COO着量の大きい吸着剤が得ら
れる。
は80〜120℃に加熱しておいた状態で溶液(Y)と
の接触に供するようにする。このように担体(X)を予
め加熱しておくと、担体(X)に対するm (I)化合
物の担持量が増大し、COO着量の大きい吸着剤が得ら
れる。
そして、担体(X)に対するgA(I)化合物の相持量
をさらに増大させたいときは、担体(X)と溶液(Y)
との接触に先立ち、担体(X)だけでなく溶液(Y)の
方も予め40〜100℃、好ましくは50〜90℃に加
熱しておくと、一段とc o pa 税着性能のすぐれ
た吸着剤が得られる。
をさらに増大させたいときは、担体(X)と溶液(Y)
との接触に先立ち、担体(X)だけでなく溶液(Y)の
方も予め40〜100℃、好ましくは50〜90℃に加
熱しておくと、一段とc o pa 税着性能のすぐれ
た吸着剤が得られる。
担体(X)と溶液(Y)との接触は、通常、含浸または
スプレーにより行う、この場合、担体細孔に存在する気
体を完全に溶液(Y)で4換するため、真空脱気した担
体(X)に溶液(Y)を接触させたり、担体(X)に溶
液(Y)を接触させた後、減圧条件下に脱気したりして
もよい。
スプレーにより行う、この場合、担体細孔に存在する気
体を完全に溶液(Y)で4換するため、真空脱気した担
体(X)に溶液(Y)を接触させたり、担体(X)に溶
液(Y)を接触させた後、減圧条件下に脱気したりして
もよい。
担体(X)と溶液(Y)とを接触させた後は、望ましく
は系の温度を下げることなく、窒素、アルゴン、ヘリウ
ムなどの不活性ガス雰囲気下に加熱乾燥することにより
溶媒を留出除去する。溶媒の除去は単なる加熱乾燥のほ
か、減圧乾燥によってもなされる。このような方法によ
り、効率よく銅(I)化合物を担体(X)に担持させる
ことができる。
は系の温度を下げることなく、窒素、アルゴン、ヘリウ
ムなどの不活性ガス雰囲気下に加熱乾燥することにより
溶媒を留出除去する。溶媒の除去は単なる加熱乾燥のほ
か、減圧乾燥によってもなされる。このような方法によ
り、効率よく銅(I)化合物を担体(X)に担持させる
ことができる。
担体(X)に対する銅(I)化合物の担持量は、通常は
0.5〜8 m−mol/g、好ましくは1〜5層−m
ol/gの範囲から選択する。銅(I)化合物の担持量
が余りに少ないとco吸着能力が不足し、一方銅(I)
化合物相特級が余りに多いとかえって分離効率が低下す
る。
0.5〜8 m−mol/g、好ましくは1〜5層−m
ol/gの範囲から選択する。銅(I)化合物の担持量
が余りに少ないとco吸着能力が不足し、一方銅(I)
化合物相特級が余りに多いとかえって分離効率が低下す
る。
上述の乾燥により十分なCOO着能を示す吸着剤が得ら
れるが、乾燥後さらにN2、アルゴン。
れるが、乾燥後さらにN2、アルゴン。
ヘリウムなどの不活性ガスまたはCo、N2.などの覆
元性ガス雰囲気下に加熱処理を行えば、さらにすぐれた
COO着能を示す吸着剤が得られる。加熱処理温度は、
不活性ガスまたは還元性ガスのいずれを使用する場合も
、100〜300℃、好ましくは150〜250℃の範
囲から選択するのが適当である。
元性ガス雰囲気下に加熱処理を行えば、さらにすぐれた
COO着能を示す吸着剤が得られる。加熱処理温度は、
不活性ガスまたは還元性ガスのいずれを使用する場合も
、100〜300℃、好ましくは150〜250℃の範
囲から選択するのが適当である。
上記のようにして得られた吸着剤ti、吸着塔に充填さ
れ、PSA法またはTSA法により、COを含む混合ガ
スからのcoの分離回収が遂行される。
れ、PSA法またはTSA法により、COを含む混合ガ
スからのcoの分離回収が遂行される。
PSA法によりcoの分離回収を行う場合は、吸着工程
における吸着“圧力は大気圧以上、たとえCキO〜6
Kg/ cmZGとすることが望ましく、真空脱7、一
工程における真空度は大気圧以下、たとえば200〜1
0Tarrとすることが望ましい。
における吸着“圧力は大気圧以上、たとえCキO〜6
Kg/ cmZGとすることが望ましく、真空脱7、一
工程における真空度は大気圧以下、たとえば200〜1
0Tarrとすることが望ましい。
TSA法によりCOの分離回収を行う場合は、吸着工程
における吸着温度はたとえばO〜40℃程度、脱気工程
における脱気温度はたとえば60〜180℃程度とする
ことが望ましい。
における吸着温度はたとえばO〜40℃程度、脱気工程
における脱気温度はたとえば60〜180℃程度とする
ことが望ましい。
また、PSA法とTSA法とを併用し、吸着を大気圧以
上で低温条件下に行い、脱気を大気圧以下で高温条件下
に行うこともできる。
上で低温条件下に行い、脱気を大気圧以下で高温条件下
に行うこともできる。
なお、TSA法はエネルギー消費の点でPSA法に比し
ては不利であるため、工業的にはPSA法を採用するか
、PSA−TSA併用法を採用することが望ましい。
ては不利であるため、工業的にはPSA法を採用するか
、PSA−TSA併用法を採用することが望ましい。
適用できるCOを含む混合ガスとしては、たとえば、製
鉄所の転炉から発生する転炉ガスが用いられる。転炉ガ
スは、通常、主成分としてのCOのほか、02、メタン
その他の炭化水素、水および少量のHzS、NH3等を
含んでいる。転炉ガス以外に、高炉ガス、電気炉ガス、
発生炉ガスなども原料ガスとして用いることができる。
鉄所の転炉から発生する転炉ガスが用いられる。転炉ガ
スは、通常、主成分としてのCOのほか、02、メタン
その他の炭化水素、水および少量のHzS、NH3等を
含んでいる。転炉ガス以外に、高炉ガス、電気炉ガス、
発生炉ガスなども原料ガスとして用いることができる。
この場合、CO分分団回収工程先立ち、上記吸着剤を被
毒し、あるいはその寿命を縮めるおそれのある成分、す
なわちイオウ化合物、NH>等の不純物の吸着除去工程
、水分除去工程および02除去工程を設けることが望ま
しい、ただし、CO1O去工程やN2.除去工程は設け
るには及ばない。
毒し、あるいはその寿命を縮めるおそれのある成分、す
なわちイオウ化合物、NH>等の不純物の吸着除去工程
、水分除去工程および02除去工程を設けることが望ま
しい、ただし、CO1O去工程やN2.除去工程は設け
るには及ばない。
作 用
本発明においては、吸着剤を製造するにあたり、溶液(
Y)をその担体(x)に対する飽和吸収率とほぼ見合い
の事情用し、かつ担体(X)あるいはこれと溶液(Y)
とを予め加熱しておいた状態で、担体(X)と溶液(Y
)との接触を行うようにしたため、担体(x)に対する
溶液(Y)の吸収岱が大になり、その結果担体(X)の
細孔内部にまで8(I)化合物が担持され、COの吸脱
着が最も・効率的になされるようになる。
Y)をその担体(x)に対する飽和吸収率とほぼ見合い
の事情用し、かつ担体(X)あるいはこれと溶液(Y)
とを予め加熱しておいた状態で、担体(X)と溶液(Y
)との接触を行うようにしたため、担体(x)に対する
溶液(Y)の吸収岱が大になり、その結果担体(X)の
細孔内部にまで8(I)化合物が担持され、COの吸脱
着が最も・効率的になされるようになる。
本発明の方法により得られた固体吸着剤にょるCOO脱
着現象は、主として担体(X)に担持された銅(I)化
合物とCOとの可逆的な化学反応(錯体形成反応と解離
反応)に基づくものであり(8%、CO2,との化学反
応は起こらない)、副次的に担体(X)の細孔表面上へ
のCOの物理的な吸着およびそこからの脱離に基〈もの
であると考えられる。
着現象は、主として担体(X)に担持された銅(I)化
合物とCOとの可逆的な化学反応(錯体形成反応と解離
反応)に基づくものであり(8%、CO2,との化学反
応は起こらない)、副次的に担体(X)の細孔表面上へ
のCOの物理的な吸着およびそこからの脱離に基〈もの
であると考えられる。
実 施 例
次に、実施例をあげて本発明をさらに説明する。
実施例1
吸lし乳ぶり飢造
200ccの三角フラスコ中で塩化銅(I) 8.9
gを室温で18ccの塩酸に溶解することにより、塩化
銅(I)溶液(Y)を調製した。
gを室温で18ccの塩酸に溶解することにより、塩化
銅(I)溶液(Y)を調製した。
この室温の溶液(Y)中に、予め110℃で約4時間乾
燥した平均粒径3mmのアルミナ(不二見研磨材工業株
式会社製Al−5it ’) (X) 20gを 1
10°Cの加熱状態で加えて1時間かくはんした後、マ
ントルヒーターで200℃に加熱しつつ、N2気流中で
溶媒を留去した。その後室温まで冷却し、co分離回収
用の固体吸着剤を得た。
燥した平均粒径3mmのアルミナ(不二見研磨材工業株
式会社製Al−5it ’) (X) 20gを 1
10°Cの加熱状態で加えて1時間かくはんした後、マ
ントルヒーターで200℃に加熱しつつ、N2気流中で
溶媒を留去した。その後室温まで冷却し、co分離回収
用の固体吸着剤を得た。
なお、上記における担体(X)と溶液(Y)との混合割
合は、溶液(Y)の担体(X)に対する飽和吸収率と同
一である。
合は、溶液(Y)の担体(X)に対する飽和吸収率と同
一である。
CO分離回収
上記で得た吸着剤を吸着塔(15■φX300mmH)
に充填し、この吸着塔に Co : 71.4 vat% Nλ : 12.7701% CO2,: 15.9 vo1% よりなる組成の1気圧の混合ガスを供給して20℃でC
Oを吸着させた。このときのCOO着量は17.3 c
c/ccであった。
に充填し、この吸着塔に Co : 71.4 vat% Nλ : 12.7701% CO2,: 15.9 vo1% よりなる組成の1気圧の混合ガスを供給して20℃でC
Oを吸着させた。このときのCOO着量は17.3 c
c/ccであった。
吸着操作後真空ポンプを用いて圧力25Torrで5分
間脱気を行い、吸着されているガスを放出させた。この
ときのCo放出量は13.8 cc/ccであり、放出
ガス組成は、 C’O: 95.8 vo1% Nλ :1.6マo1% COl : 2.Et vo1% であった。
間脱気を行い、吸着されているガスを放出させた。この
ときのCo放出量は13.8 cc/ccであり、放出
ガス組成は、 C’O: 95.8 vo1% Nλ :1.6マo1% COl : 2.Et vo1% であった。
再び上記と同じ条件で吸着させると、放出したCO量と
同じ量のcoが吸着された。
同じ量のcoが吸着された。
さらに同操作を繰り返しても、COの吸脱着量は変らな
かった。
かった。
なお、上記第1回目の吸着操作後C090ccで塔内を
洗浄してから真空脱気すると、放出ガス組成は、 Co : 99.9 vo1% Nz : trace CO2,: 0.1 vat% となる。
洗浄してから真空脱気すると、放出ガス組成は、 Co : 99.9 vo1% Nz : trace CO2,: 0.1 vat% となる。
実施例2
アルミナ担体(X)を 110°Cの加熱状7gで70
°Cに加温した塩化銅(I)溶液(Y)に加え、系を7
0℃を保持した状態で15分間かくはんした以外は実施
例1と同様の操作を行った。
°Cに加温した塩化銅(I)溶液(Y)に加え、系を7
0℃を保持した状態で15分間かくはんした以外は実施
例1と同様の操作を行った。
このときのCO吸着量は18.41jc/cc、 Co
放出量は10.9 cc/ccであり、実施例1に比し
さらにすぐれた結果が得られた。
放出量は10.9 cc/ccであり、実施例1に比し
さらにすぐれた結果が得られた。
実施例3
担体(X)として、実施例1および実施例2で使用した
アルミナ(不二見研磨材工業株式会社製AH−Sll
)に代えて触媒化成工業株式会社製のアルミナACBM
−1を用いたほかは、実施例2と同様の操作を行った。
アルミナ(不二見研磨材工業株式会社製AH−Sll
)に代えて触媒化成工業株式会社製のアルミナACBM
−1を用いたほかは、実施例2と同様の操作を行った。
結果は次の通りであった。
CO吸着量 19.7 cc/cc
CO放出量 9J cc/cc
実施例4
アルミナに代えて粒径3!1mのシリカ−アルミナ(日
揮化学株式会社製N831L) 18.3gを用いたほ
かは実施例2と同様の操作を行った。ただし、塩酸量は
13cc、塩化銅(I)は5gとした。なお、この場合
の担体(X)と溶液(Y)との混合割合は、溶液(Y)
の担体(X)に対する飽和吸収率と同一である。
揮化学株式会社製N831L) 18.3gを用いたほ
かは実施例2と同様の操作を行った。ただし、塩酸量は
13cc、塩化銅(I)は5gとした。なお、この場合
の担体(X)と溶液(Y)との混合割合は、溶液(Y)
の担体(X)に対する飽和吸収率と同一である。
結果は次の通りもあった。
CO@着−16,3cc/cc
CO放出量 4.1 cc/cc
比較例1
塩化銅(I)L9gを30ccの塩酸に溶解した室温の
塩化銅(I)溶液(Y)に、実施例1で用いたアルミナ
担体(X)20gを室温で加えたほかは、実施例1と同
様の操作を行った。
塩化銅(I)溶液(Y)に、実施例1で用いたアルミナ
担体(X)20gを室温で加えたほかは、実施例1と同
様の操作を行った。
結果は次の通りであり、実施例1および実施例2に比し
劣っていた。
劣っていた。
CO吸着量 13.9 cc/cc
CO放出−針f3.o cc/cc
比較例2
塩化銅(I)8.9gを30ccの塩酸に溶解した室温
の塩化銅(I)溶液(Y)に、実施例4で用いたシリカ
−アルミナ押体(X)18.3gを室温で加えたほかは
実施例1と同様の操作を行った。
の塩化銅(I)溶液(Y)に、実施例4で用いたシリカ
−アルミナ押体(X)18.3gを室温で加えたほかは
実施例1と同様の操作を行った。
結果は次の通りであり、実施例4に比し劣っていた。
CO吸着! 5.8 cc/cc
CO放出量 3.8 cc/cc
発明の効果
シリカまたは/およびアルミナからなる担体は、一般的
には活性炭その他の多孔質担体に比し銅(I)化合物の
吸着能力が小さいという弱点を有しているが、本発明に
よればその弱点が克服されて担体(X)の細孔内部にま
で銅(I)化合物が効率的に担持され、その結果CO吸
脱着能力のすぐれた吸着剤を得ることができ、しかも吸
着剤製造に際しての溶媒量も少なくてすむ。
には活性炭その他の多孔質担体に比し銅(I)化合物の
吸着能力が小さいという弱点を有しているが、本発明に
よればその弱点が克服されて担体(X)の細孔内部にま
で銅(I)化合物が効率的に担持され、その結果CO吸
脱着能力のすぐれた吸着剤を得ることができ、しかも吸
着剤製造に際しての溶媒量も少なくてすむ。
よって、本発明は、転炉ガスその他COを含むガスから
高純度のCOを工業的規模で分離回収するための吸着剤
の製造方法として、化学工業上有用である。
高純度のCOを工業的規模で分離回収するための吸着剤
の製造方法として、化学工業上有用である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、シリカまたは/およびアルミナよりなる担体(X)
に、銅( I )化合物を溶媒に溶解させた溶液(Y)を
接触させた後、溶媒を除去して吸着剤を製造するにあた
り、溶液(Y)をその担体(X)に対する飽和吸収率±
10%の範囲の量使用し、かつ担体(X)を予め50〜
150℃に加熱しておいた状態で、担体(X)と溶液(
Y)との接触を行うことを特徴とするCO分離回収用吸
着剤の製造方法。 2、溶液(Y)をその担体(X)に対する飽和吸収率±
10%の範囲の量使用し、かつ担体(X)を予め50〜
150℃に加熱しておくと共に、溶液(Y)を40〜1
00℃に加熱しておいた状態で、担体(X)と溶液(Y
)との接触を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の製造方法。 3、溶媒除去後、さらに不活性ガスまたは還元性ガス雰
囲気下に加熱処理することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の製造方法。 4、溶媒が塩酸である特許請求の範囲第1項記載の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60255464A JPH0724762B2 (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | Co分離回収用吸着剤の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60255464A JPH0724762B2 (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | Co分離回収用吸着剤の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62113710A true JPS62113710A (ja) | 1987-05-25 |
JPH0724762B2 JPH0724762B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=17279125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60255464A Expired - Fee Related JPH0724762B2 (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | Co分離回収用吸着剤の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0724762B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5922640A (en) * | 1996-02-29 | 1999-07-13 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Adsorbent for carbon monoxide |
CN107787249A (zh) * | 2015-06-05 | 2018-03-09 | 庄信万丰股份有限公司 | 制备吸着剂的方法 |
CN114471441A (zh) * | 2020-10-26 | 2022-05-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种co吸附剂及其制备方法和应用 |
CN116550282A (zh) * | 2022-01-28 | 2023-08-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种co吸附剂及其制备方法与应用 |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP60255464A patent/JPH0724762B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5922640A (en) * | 1996-02-29 | 1999-07-13 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Adsorbent for carbon monoxide |
CN107787249A (zh) * | 2015-06-05 | 2018-03-09 | 庄信万丰股份有限公司 | 制备吸着剂的方法 |
CN107787249B (zh) * | 2015-06-05 | 2021-06-11 | 庄信万丰股份有限公司 | 制备吸着剂的方法 |
CN114471441A (zh) * | 2020-10-26 | 2022-05-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种co吸附剂及其制备方法和应用 |
CN116550282A (zh) * | 2022-01-28 | 2023-08-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种co吸附剂及其制备方法与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0724762B2 (ja) | 1995-03-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |