JPS6272504A - 高純度窒素の製造方法 - Google Patents

高純度窒素の製造方法

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JPS6272504A JP60212657A JP21265785A JPS6272504A JP S6272504 A JPS6272504 A JP S6272504A JP 60212657 A JP60212657 A JP 60212657A JP 21265785 A JP21265785 A JP 21265785A JP S6272504 A JPS6272504 A JP S6272504A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低温吸着により混合物を分離する方法に係わ
り、特に窒素及び酸素の混合物から低温吸着法により高
純度の窒素を分離製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
近年、半導体の高性能化に伴い、供給窒素の純度は６ナ
イン以上が要求されている。
高純度窒素を製造するには、一般に空気を液化して精留
する深冷分離があり、５ナインないし６ナインの高純度
窒素を製造している。しかし、６ナイン以上にするには
、更に数十段の精密皿が必要となる。このことは、精留
塔の大型化につながり、設備費の増加、あるいは運転費
の面からも不経済となる。
深冷方式の他に空気から窒素を製造する方法としては、
窒素よりも酸素を選択的に吸着する分子篩（Ｍｏｌｅｃ
ｕｌａｒ　Ｓｉｅｖｉｎｇ　Ｃａｒｂｏｎ；Ｍ　Ｓ　Ｃ
と略す）による吸着法ＣＰｒｅｓａｕｒｅ　Ｓｗｉｎｇ
　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ＰＳＡと略す）がある。この
ＭＳＣ吸着剤の製法に関する特許は、西ドイツのベルグ
バウーフオルシュング（Ｂｅｒｇｂａｕ−Ｆｏｒｓｃｈ
ｕｎｇ）　、式日、クラレ等から出ており、製造される
窒素純度は９９ないし９９．９％であり、高純度窒素を
得ることは難しい。
この他には、Ａ型ゼオライトの低温での吸着特性を利用
したアルゴンの分離方法が提案されている（特公昭５５
−１６０８８号）。
この方法は、−１８６〜−１３３℃で窒素、酸素、アル
ゴンの混合ガスからＡ型ゼオライトを使用して、窒素及
び酸素を吸着除去してアルゴンを製造するものである。
しかし、低温吸着による５ナインないし６ナインの高純
度窒素製造に関する技術は知られていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、高純度の窒素を得ることが難しい、又
は高純度とするには大型の装置を必要とするためコスト
がかかるという従来法の問題点を解決しようとするもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、窒素、酸素を主成分とした混合ガスを−１０
０ないし一１９６℃の低温下でＡ型ゼオラーイトを充填
した吸着塔に導入し、酸素を吸着除去し、高純度の窒素
を製造する吸着工程と、前記吸着塔を少なくとも吸着時
より高い温度に加温し、前記吸着剤より酸素を脱着させ
、前記吸着剤を再生する脱着工程によって、高純度の窒
素を製造することを特徴とする高純度窒素の製造方法で
ある。
そして、本発明は、例えば深冷分離装置の中段から抜き
出された窒素及び酸素の混合ガスに適用すれば、高純度
窒素を効率良く製造することができる。
第１図を利用して窒素の製造方法の原理を説明する。第
１図はＡ型ゼオライトの０ないし一１９６℃の温度範囲
における窒素及び酸素の吸着特性を示したもので、たて
軸はＡ型ゼオライトの１空洞当たりの吸着分子数を示し
、よこ軸は温度である。このグラフから明らかなように
、温度がＯないし一１００℃の範囲で窒素の吸着量は酸
素に比べて高（、窒素選択型吸着剤として挙動するのに
対して一１００℃以下の温度では、窒素吸着量は温度低
下に伴い減少し、酸素選択型吸着剤として挙動し、この
傾向は窒素の沸点−１９６°Ｃまで続く。
第２図に５００ｐｐｍの酸素を含む窒素を原料ガスとし
てＡ型ゼオライトに通じ、０．ｌｐｐｍ以下の酸素を含
む製品ガスを抜き出した時の製品抜き出し量と吸着温度
の関係を示した。
この結果、−１００℃以上では、製品純度Ｑ、ｌｐｐｍ
を得られないこと、−１００℃以下では温度低下に伴い
製品抜き出し量は急激に増加し、この傾向は一１７０℃
まで続くこと、−１７０℃ないし一１９６℃では、温度
低下に伴う製品抜き出し量の増加が少ないことが分かっ
た。以上より、低温吸着の操作温度としては−１００な
いし一１９６℃が可能であるが、経済的には一１７０℃
前後が好ましい。
脱着工程における加温は直接ヒーターによっても、また
、室温程度かあるいは加温されたチッ素ガス等の脱着ガ
スによってもよい。
〔実施例〕
第３図は、本発明の高純度窒素の製造方法の一実施例に
用いられる製造装置を示す。
酸素及び窒素からなる混合ガスが精留塔ｌから管１２を
経て熱交換器２に送られ、ここで冷却されて一１７０℃
前後の温度となって、弁５Ａから第１吸着塔４Ａに導入
される。第１吸着塔４Ａ及び第２吸着塔４Ｂには吸着剤
としてＡ型ゼオライトが充填され、流入原料ガス温度と
同じ一１７０℃前後の温度に保持されている。第１吸着
塔４Ａに流入した原料ガスは、ここで酸素が吸着除去さ
れて、製品窒素が弁６Ａ、弁８、管１５を経て導出され
る。
第１吸着塔４Ａの吸着剤が酸素及び窒素で飽和直前に、
原料ガスの供給を第１吸着塔４Ａから第２吸着塔４Ｂに
弁を操作して切り替える。
第２吸着塔４Ｂでは同様に上記の吸着操作が行われ、製
品窒素が弁８から導入される。
一方、第１吸着塔４Ａは脱着工程に入る。すなわち、５
Ａ、６Ａが閉じられ、弁１０Ａが徐々に開かれる。第１
吸着塔４Ａ内はヒーター２１で室温前後にまで昇温され
る。これにつれてＡ型ゼオライトに吸着されていた酸素
と第１吸着塔４Ａに溜まっていた窒素が弁１０Ａを経て
第１吸着塔４Ａから流出する。この酸素と窒素からなる
流出ガスは、熱交換器２に導かれ、ここで原料ガスと熱
交換されて、管１３を介して精留塔１に返送される。つ
いで、さらに第１吸着塔４Ａの圧力が低下すると上記流
出ガス中の窒素が殆どなくなり、実質的に酸素のみとな
る。この時、弁１０Ａが閉じられ、弁１１Ａが開かれ、
酸素のみの流出ガスは、弁１１Ａから管１４を経て外部
に放出される。すなわち、製品窒素の一部が弁９、弁７
Ａを経て第１吸着塔４Ａに導入されるか、もしくは系外
から配管１７、弁１６を経て第１吸着塔４Ａに導入され
、吸着剤に吸着している残余の酸素が洗浄される。洗浄
後の酸素、窒素からなる廃ガスは弁１１Ａ、管１４を通
り外部に放出される。上記操作により第１吸着塔４Ａは
再生され、次の吸着工程に備える。そして、第１吸着塔
４Ａと第２吸着塔４Ｂとを順次交互に切り−替えること
により連続的に高純度窒素を得ることができる。この再
生工程において、その初期に吸着塔４Ａ、又は４Ｂから
流出する流出ガスを原料系統に返送すれば、この流出ガ
ス中の窒素の殆どが回収できる。そして、流出ガス中に
窒素が殆ど含まれなくなると、弁１１ＡまたはＩＩＢ、
管１４から外部に流出する。この窒素含有量による流出
ガス流路の切り替えは、流出ガスの酸素又は窒素含有量
を検知して、これによって弁１０Ａ、１０Ｂ１もしくは
弁１１Ａ、ＩＩＢを操作してもよいが、原料ガス組成が
一定であれば、流出時間がほぼ一定となるので、時間制
御によって上記弁を自動操作することができる。
以上再生工程（脱着工程）において初期に流出する窒素
含有量の多いガスのみを原料系統に返送する例を示した
が、初期のガスだけでなくこの工程を通じて流出するガ
スをすべて原料供給部に返送することもできる。
下記表１の条件に従って、空気深冷分離装置から抜き出
されたガスを本実施例の方法により処理した。
第１表 その結果、製品ガス中の酸素濃度は０．１ＰＰｍ以下に
低減された。
第４図は、本発明の高純度窒素製造方法の他の例に用い
られる製造装置を示すもので、第３図のものと同一構成
部分には同一符号を記入した。
本実施例では、空気分離装置の精留塔ｌの中段から抜き
出した酸素及び窒素からなる混合ガスが管１２から熱交
換器２に送られ、熱交換器で加温された後、圧縮機２０
に送られて、０．５ないし５ｋｇ／ｃｄ−Ｇに加圧され
る。第１吸着塔４Ａ及び第□・２吸着塔４Ｂには吸着剤
としてＡ型ゼオライトが充填され、流入原料ガス温度と
同じ一１７０℃前後の温度に保持されている。弁５Ａか
ら第１吸着塔４Ａに流入した原料ガスは、ここで、酸素
が吸着除去されて、製品窒素が弁６Ａ、弁８、管１５を
経て導出される。
第１吸着塔４Ａの吸着剤が酸素及び窒素で飽和直前に、
原料ガスの供給を第１吸着塔４Ａから第２吸着塔４Ｂに
弁を操作して切り替える。
第２吸着塔４Ｂでは同様に上記の吸着操作が行われ、製
品窒素が弁８から導出される。
一方、第１吸着塔４Ａは脱着工程に入る。すなわち、５
Ａ、６Ａが閉じられ、弁１０Ａが徐々に開かれる。第１
吸着塔４Ａ内はヒーター２１で室温前後にまで昇温され
る。これにつれて、Ａ型ゼオライトに吸着されていた酸
素と第１吸着塔４Ａに留まっていた窒素が弁１０Ａを経
て第１吸着塔４Ａから流出する。この酸素と窒素から成
る流出ガスは、熱交換器２に導かれ、ここで原料ガスと
熱交換されて、管１３を介して精留塔１に返送される。
ついで、さらに第１吸着塔４Ａの圧力が低下すると上記
流出ガス中の窒素が殆どなくなり、実質的に酸素のみと
なる。この時、弁１０Ａが閉じられ、弁１１Ａが開かれ
、酸素のみの流出ガスは、弁１１Ａから管１４を経て外
部に放出される。すなわち、製品窒素の一部が弁９、弁
７Ａを経て第１吸着塔４Ａに導入され、吸着剤に吸着し
ている残余の酸素が洗浄される。
洗浄後の酸素、窒素から成る廃ガスは弁１１Ａ、管１４
を通り外部に放出される。上記操作により第１吸着塔４
Ａは再生され、次の吸着工程に備える。そして、第１吸
着塔４Ａと第２吸着塔４Ｂとを順次交互に切り替えるこ
とにより連続的に高純度窒素を得ることができる。この
再生工程において、その初期に吸着塔４Ａ又は４Ｂから
流出する流出ガスを再び精留塔ｌに返送すれば、この流
出ガス中の窒素の殆どが回収できる。
そして、流出ガス中に窒素が殆ど含まれな（なると、弁
１１Ａ又は１１Ｂ、管１４から外部に流出する。この窒
素含有量による流出ガスの流路分切り替えは、流出ガス
の酸素又は窒素含有量を検知して、これによって弁１０
Ａ又は１１Ｂもしくは弁１１Ａ又はＩＩＢを操作しても
よいが、原料ガス組成が一定であれば流出時間がほぼ一
定となるので、時間制御によって上記弁を自動操作する
ことができる。
以上、再生工程（脱着工程）において初期の流出ガスの
みを精留塔に返送する例を示したが、初期のガスだけで
なくこの工程で流出するガスをすべて返送することもで
きる。
前記表１の条件に従って、空気深冷分離装置から抜き出
されたガスを本実施例の方法により処理した。その結果
、製品中の酸素濃度を０．１ＰＰｍ以下にまで低減でき
た。
〔発明の効果〕
窒素及び酸素の極低温冷却による深冷分離プロセスにお
いて、高純度窒素を製造するには、精留塔の段数を大巾
に増加する必要があるため、分離装置が大型となり、そ
れに伴い装置の設備費及び運転費がかさみ、不経済にな
るという欠点があったが、本発明によれば吸着器の追加
のみで高純度窒素を連続的に製造することができ、精留
塔を大型化する必要がないため、よりコンパクトな分離
装置を提供できる。さらに、減圧時に吸着塔から流出す
るガスの内、窒素含有量の多い部分又は流出するガスの
全部を原料ガス系統に返送するようにすれば窒素の損失
が少なくなり、窒素の回収率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の製造方法の原理を示すグラ
フである。 第３図及び第４図は本発明の実施に用いる製造装置の系
統図である。 １・・・精留塔、２・・・熱交換器、４・・・吸着塔、
５〜１１・・・弁、１２〜１５・・・管、１６・・・弁
、１７・・・管、２０・・・圧縮機、２１・・・ヒータ
ー 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、窒素、酸素を主成分とした混合ガスを−１００ない
    し−１９６℃の低温下でＡ型ゼオライトを充填した吸着
    塔に導入し、酸素を吸着除去し、高純度の窒素を製造す
    る吸着工程と、前記吸着塔を少なくとも吸着時より高い
    温度に加温し、前記吸着剤より酸素を脱着させ、前記吸
    着剤を再生する脱着工程によって、高純度の窒素を製造
    することを特徴とする高純度窒素の製造方法。 ２、前記原料ガスが空気深冷分離装置の精留塔から抜き
    出された窒素及び酸素を主成分とする混合ガスであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高純度窒素
    の製造方法。 ３、前記脱着工程において、窒素含有量の多い流出ガス
    を精留塔もしくは原料供給部に返送し、窒素含有量の少
    ない流出ガスを放出するか、または前記流出ガスの全部
    を精留塔もしくは原料供給部に返送することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の高純度窒素の製造方法。
JP60212657A 1985-09-27 1985-09-27 高純度窒素の製造方法 Granted JPS6272504A (ja)

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JP60212657A JPS6272504A (ja) 1985-09-27 1985-09-27 高純度窒素の製造方法
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018087119A (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 大陽日酸株式会社 酸素除去方法及び酸素除去装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0380723B1 (en) * 1989-02-01 1994-04-06 Kuraray Chemical Co., Ltd. Process for separating nitrogen gas by pressure swing adsorption system
US4960450A (en) * 1989-09-19 1990-10-02 Syracuse University Selection and preparation of activated carbon for fuel gas storage
US5174979A (en) * 1989-10-06 1992-12-29 Uop Mixed ion-exchanged zeolites and processes for the use thereof in gas separations
US5425240A (en) * 1992-10-01 1995-06-20 The Boc Group, Inc. Purification of oxygen by cryogenic adsorption
US5551257A (en) * 1992-10-01 1996-09-03 The Boc Group, Inc. Production of ultrahigh purity nitrogen
US5354360A (en) * 1993-01-11 1994-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Magnesium A-zeolite for nitrogen adsorption
FR2714618B1 (fr) * 1993-12-31 1996-05-24 Air Liquide Procédé et dispositif pour la préparation d'azote liquide de haute pureté.
US5589151A (en) * 1993-12-31 1996-12-31 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for the preparation of high-purity liquid nitrogen
US5536302A (en) * 1994-03-23 1996-07-16 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorbent for removal of trace oxygen from inert gases
US5441558A (en) * 1994-08-09 1995-08-15 Air Products And Chemicals, Inc. High purity nitrogen PSA utilizing controlled internal flows
FR2751243B1 (fr) * 1996-07-22 1998-08-21 Air Liquide Elimination o2/co d'un gaz inerte par adsoption sur oxyde metallique poreux
FR2753391B1 (fr) * 1996-09-16 1998-10-30 Air Liquide Epuration d'un fluide inerte a l'etat liquide en ses impuretes h2 et/ou co
US5735938A (en) * 1997-01-15 1998-04-07 Praxair Technology, Inc. Method for production of nitrogen using oxygen selective adsorbents
US5983667A (en) * 1997-10-31 1999-11-16 Praxair Technology, Inc. Cryogenic system for producing ultra-high purity nitrogen
JP4025228B2 (ja) * 2003-03-28 2007-12-19 カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ 空気のサイズ／形態的選択分離用モレキュラーシーブ吸着剤の調製法
CN1533833B (zh) * 2003-03-31 2011-11-16 科学与工业研究委员会 靠大小/形状选择性分离空气的分子筛吸附剂的制备方法
WO2005051533A1 (en) * 2003-11-24 2005-06-09 Council Of Scientific And Industrial Research Preparation of molecular sieve used for the dehydration of the alcohol
US7407906B2 (en) * 2003-12-02 2008-08-05 Council Of Scientific And Industrial Research Process for the preparation of a molecular sieve adsorbent for the adsorptive dehydration of alcohols
US7981195B2 (en) 2007-11-09 2011-07-19 Praxair Technology, Inc. System for preventing contaminants from reaching a gas purifier
FR3022993A1 (fr) * 2014-06-26 2016-01-01 Air Liquide Epuration cryogenique avec entree de chaleur

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5982924A (ja) * 1983-04-20 1984-05-14 Taiyo Sanso Kk ガスの増産方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2882243A (en) * 1953-12-24 1959-04-14 Union Carbide Corp Molecular sieve adsorbents
US2930447A (en) * 1955-07-29 1960-03-29 Union Carbide Corp Adsorption process
GB809168A (en) * 1956-08-29 1959-02-18 British Oxygen Co Ltd Purification of argon
US3023841A (en) * 1957-10-22 1962-03-06 Union Carbide Corp Desorption of oxygen-contaminated molecular sieves
NL259186A (ja) * 1959-12-18 1900-01-01
US3011589A (en) * 1960-03-21 1961-12-05 Mark Chemical Company Inc Van Method for producing exceptionally pure hydrogen
US3140931A (en) * 1960-12-01 1964-07-14 Union Carbide Corp Separation of an oxygen-nitrogen mixture
BE625444A (ja) * 1961-12-14
GB997808A (en) * 1964-06-17 1965-07-07 Couch Internat Methane Ltd Cold separation of gas mixtures
US3971640A (en) * 1974-04-26 1976-07-27 Georgy Anatolievich Golovko Method of separating krypton-xenon concentrate from air
NZ190528A (en) * 1978-05-25 1983-07-29 New Zealand Ind Gases Separation of air
GB1572968A (en) * 1978-05-31 1980-08-06 Air Prod & Chem Method of purifying crude argon
DE3171473D1 (en) * 1980-05-23 1985-08-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Oxygen adsorbent and process for the separation of oxygen and nitrogen using same
US4595405A (en) * 1984-12-21 1986-06-17 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the generation of gaseous and/or liquid nitrogen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5982924A (ja) * 1983-04-20 1984-05-14 Taiyo Sanso Kk ガスの増産方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018087119A (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 大陽日酸株式会社 酸素除去方法及び酸素除去装置

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US4746332A (en) 1988-05-24
JPH0459926B2 (ja) 1992-09-24

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