JPS6388015A - 圧力変動吸着による生成物純度制御方法及びその装置 - Google Patents

圧力変動吸着による生成物純度制御方法及びその装置

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JPS6388015A
JPS6388015A JP62162533A JP16253387A JPS6388015A JP S6388015 A JPS6388015 A JP S6388015A JP 62162533 A JP62162533 A JP 62162533A JP 16253387 A JP16253387 A JP 16253387A JP S6388015 A JPS6388015 A JP S6388015A
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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】 （Ｍ業上の利用分野） 本発明は、圧力変動吸着システムにおける生成物純度の
制御、特に、送給成分が変わる時、不純物の認容され々
い破過の危険を回避して、自動的耐成物純度を制御し、
さらに、迅速ガ反応及び高い安定性を提供するための方
法及び装置［ＩＫ関する。
（従来の技術） 圧力変動吸着法は、種々の吸着特性を有する少なくとも
２種のガスを含んでいる多成分ガス流を分離させるため
の能率的で安価な手段を提供するように表っている。
強吸着性のガスが、生成物として取出される弱吸着性の
ガスから除去される不純物であっても良いし、逆に、強
吸着性のガスが、弱吸着性のガスから分離される所望の
生成物であっても良い。例えば、不純物が触媒又は反応
に悪影響を及ぼすような炭化水素分解法または他の触媒
方法用に浄化（９９＋％）水素流を生成するべく、水素
含有供給流体から一酸化炭素及び軽炭化水素を除去する
ことが所望される。その反対に、供給流体からエチレン
増ｆｆ１（富化）生成物を生成するべく、エチレンのよ
うな強吸着性のガスを回収することが、所望される。
圧力変動吸着法では、多成分ガスが、少なくとも１つの
成分を吸着するのに有効な高い圧力で、複数の吸着ベッ
ドの１つに送り込まれる一方、少なくとも１つの他成分
が、吸着ベッドを通過するようになっている。
定められた時間に吸着装置への送シが、終わると共に、
１つ以上の並流減圧によってベッドは特定の圧力に減圧
され、それによりペツドに残存している分離された弱吸
着性の成分は、強く吸着された成分の実質的な濃度上昇
を起こさ壜いてベッドから引出される。
それから、さらに、ベッドは、供給物の送給方向と反対
に吸着ガスを除去することにより、圧力が、降下する向
流減圧段階により、減圧されるようになっている。
多床システムには、付加段階があり、前述したものは、
各段階で行なわれている。
並流及び向流減圧の両方を利用している多床式断熱圧力
変動吸着システムは、アメリカ合衆国特許第Ｌ１７６．
４４４号キヨナガ（Ｋｌｙｏｎａｇａ）の明細書、同国
特許第４９８へ８４９号ファデラー（Ｆｕｄ＠ｒ＠ｒ　
）他の明細書及び同国特許第４４３０．４１８号ワグナ
−（Ｗａｇｎ・ｒ）の明細書に記載されており、これら
特許の全体をここで引用しておき、詳細は省く。
例えば弱吸着性成分を生成物とする場合にその生成物の
不純物レベルを最大許容レベルまで制御すれば、最高の
システム能率が得られることは公　−知である。又、生
成物の不純物を制御するための主たる手段が、吸着段階
で各吸着装置が費やす時間を調節することであることも
、公知である。
もし生成物の不純物レベルが、あまシに高すぎる場合、
吸着段階の時間が、短かくなシ、逆に生成物の不純物レ
ベルが低いと、吸着段階の時間が長くなる。
しかし、特性が変動する供給原料、例えば終始すべての
成分が現われないような複数の異なった流れから々る供
給原料を処理する場合には、供給原料が変動すると認容
されていない不純物の破過を生じないで生成物純度を制
御することは、困難である。
通常のシステムにおいては、作業者が、生成物の不純物
レベルを観測し、吸着段階の時間を手動でｌｌ！１節す
るよう罠なっている。この手動過程は、フィードバック
制御システムにより自動化することができる。
このようなシステムにおいては、生成物の不純物レベル
が、読み取られ、コントローラが、実際の不純物レベル
と所望の不純物レベルとの誤差に応じて吸着段階の時間
を調節するようになっている。
しかし、このシステムでは、フィードバック制御の不都
合を生じる。すなわち、訂正作動が、所望しないこと（
生成物における不純物レベルの高すぎや低すぎ）が起き
た後にのみ起こるようになっている。
フィードフォワード制御システムは、単弦、又は前述の
フィードバック制御システムと接続して使用することが
できる。これＫよシ、フィードフォワード制御システム
は、はるかに複雑なものとなる。
この送給物の組成及び流れは、オンラインで測定されな
ければならないし、その測定装置が多くの訂正作動の程
度を決めるため、プロセスモデルに入力されなければな
らない。
このフィードフォワードシステムには、以下のようない
くつかの欠点がある。すなわち、（１）フィードフォワ
ード制御システムは、本質的にフィードバック制御シス
テムよシ安定性がなく　、（２）多成分システムにおけ
る成分の濃度を正確に分析するシステムは、極めて複雑
で、費用がかかＣ、（３１実際に役立プロセス制御シス
テムには限界があるので極度に単純なプロセスモデルを
使用しなければならない。
組成が一定であるような供給流だけでなく、流量、圧力
、温度、或いは流量が変動するような供給流、或いはさ
らに他のプロセスパラメータが変動するようなシステム
に対して、最高のシステム能率を得ることができるよう
に、圧力変動吸着システムからの生成物の純度を自動的
に制御する方法及び装置が依然として必要である。
（発明の目的） 本発明は、並流減圧段階ないし工程を含む圧力変動吸着
方法からの生成物の純度を制御する能率的な方法及び装
置を提供することを目的とする。
（発明の概要） 本発明の方法は、前記並流減圧の流出物の特性を読み取
る段階と、読み取られた特性に応じて所望の生成物純度
を得るのに必要な方向で、生成物ガス中の不純物の濃度
を変えるのに有効な訂正作動を起す段階とからなる方法
を提供する。
さらＫ、本発明は、並流減圧の流出物の前記特性を読み
取る手段、及び所望の生成物純度を得るのに必要な方向
で生成物ガス中の不純物濃度を変えるのに有効な訂正作
動を起こすようになっている手段とを備えた装置を提供
する。
並流減圧ガスにおける実際の不純物レベルから目標レベ
ルへ到達させるために取られる訂正作動は、次の点を含
む（ただしこれらのみに限定されるわけではない）。（
１）各吸着ベッドの不純物負荷を制御するべく吸着段階
の時間、又は他の変数を調節すること、（２）各吸着ベ
ッドの生成物端の所で不純物の破過を制御するべく並流
減圧の終圧を調節すること、及び／又は（３）ベッドの
再成の程度を制御すべく各吸着ベッドに送入されパージ
ガス量を調節すること。
並流減圧ガスにおける目標不純物レベル又は他の物理的
特性が、定められた誤差範囲内になった後で、なるべく
は生成物ガスの不純物レベルが、測定される。もし、生
成物ガスの不純物レベルが所望の値でない場合、実際の
不純物のレベルと所望の不純物レベルとの差が、並流減
圧ガスにおける不純物のレベルに対して新しい目標値を
計算するのに使用される。
その差が大きければ大きいほど、目標値の変化は大きく
なる。
このカスケード制御方式は、目標値を前もって決める必
要をなくし、さらに送給流の組成の変動から生じる並流
減圧ガス及び生成物ガスにおける不純物レベルの正しい
割合の変化を許容する。
本発明の制御システムは、フィードバック及びフィード
フォワード制御システムの両方の利点を備えるが、何ら
の不都合も生じない。生成物ガスが生じる前に、容認さ
れない不純物の破過が、いつも起こるが、本発明による
と、所望しない現象が起こる前に、訂正作動が起こるよ
うになっている。
この制御システムは、正確な送給成分の分析及びプロセ
スモデルに依存しないし、またフィードフォワードシス
テムよシ安定している。
本発明は、変動する作動条件下に生成物純度を維持する
べく、ＰＳＡユニットの内部作動パラメータの自動調節
をする。
並流減圧段階の末期近くの不純物濃度のような並流減圧
流出物の物理的特性が測定され、サイクルタイム又は目
標値に対する他の調節手段により制御されるようになっ
ている。この目標値は、所望の生成不純物レベルに達す
るように設定される。
（発明の構成の具体的説明） 次に１添付図面を参照して、本発明の冥施例及び特ひを
説明するが、これにより、本発明は、よりよく理解され
るものと思う。
圧力変動吸着方法とけ、少くとも１つの選択的に吸着し
うる成分を含んでいる多成分流体を分離させるためのｒ
ｆＴ熱方法である。第１図は、不純物及び生成物流体の
混合物からなる送給流体流１０が、その送給流体流から
不純物を選択して吸着しうる吸着材であるペッド１４を
備えている吸着ゾーンに入っていくところを示している
。
「不純物」ということばは、この方法において、容易に
吸着する（強吸着性）成分を意味している、これにより
、不純物として記載された物質け、不必要で廃棄され石
物質を示唆する通常の意味に制限されない。
又、「生成物」ということばは、送給流体流中でほとん
ど吸着されない（弱吸着性）流体を意味し、かつ必ずし
も、この成分が方法における目的成分を意味している鶴
のではない。
吸着材の充填上の理由から、ベッド１４は、非選択ボイ
ドを備えている。
送給流体流１０が導入されると、第１の高圧下で、吸着
ゾーン１２の入口端１６０所でベッド１４と接触し、そ
れによって、吸着材に不純物を吸着させ、かつボイドに
生成物流体の一部を捕捉する。不純物を取シ除かれた生
成物流体１日は吸着ゾーン１２の流出端から流出する。
ペッド１４への供給が進むと、不純物吸着面（「前線」
とも言う）が、先ず吸着ゾーン１２の入口端１６の所に
形成され、次いで吸着ゾーン１２を介し流出端へ向かっ
てゾーン１２内の予め決められたレベル２２へ長手方向
に流れるようになっている。送シ流体の流れが、このレ
ベル２２に達すると供給は止められる。
次いで、ボイドに捕えられた生成物流体が第１の高圧か
ら低圧ではあるがなお高められた圧力へ並流減圧するこ
とにより、吸着ゾーン１２の流出端２０を介して除かれ
る。
この並流減圧により、不純物吸着面をペッド１４の流出
端に向って進ませて、新しいレベル２６に＠達させる。
好ましくは、均圧のための１つ又はそれ以上の中間段階
が不純物吸着面をレベル２４にもたらされるべく並流減
圧に含ませ、この中間段階に続いて最終段階の並流減圧
で不純物吸着面をレベル２６にｆｉませると良い。
多重ペッド゛構造では、並流減圧段階がパージガス全ペ
ッドの再生のために供給するようになっている。この段
階は、第４図に示すようにパージ供給段階と呼ぶことが
できる。
本発明によれば、前記並流減圧からの流出特性が読み取
られ、訂正作動が読み取られた特性に応じて起こるよう
になっている。
この訂正作ｖＪは、所望の生成物純度を得るのに必要な
方向に生成ガスにおける不純物の娘度′５ｒ、変えるの
に有効な任意の適当な作用である。
並流減圧ガスにおける実際の不純物のレベルから目標レ
ベルへ到達させるように起こる訂正作動の中には次の作
動が含まれる。（１）各吸着ペッドの不純物負荷を制御
するべく吸着段階時間、又は他の変数を調節すること、
（２）各吸着ベッドの生成物端の所で不純物の破過を制
御するべく並流減圧の総圧を調節すること、及び又は（
３）ベッドの再生程度を制御すべく各吸着ペットが受入
れたパージガス童を′Ｔｊ４ｗ１すること。又、その他
の訂正作動も、効果的に利用しうる。
本発明は、２８人ユニットの内部作動パラメータの自動
ａｍを行い、それにより送給成分の変化等の変動する作
動条件下に生成純度を維持する。
並流減圧流出物の物理的特性が、測定され、かつサイク
ルタイム、又は、目標値への調節を介して制御される。
目標値は、所望の生成物の不純物レベルが達せられるよ
う決められている。並流減圧流出物の純度に関連する任
意の物理的特性は、例えば、濃度、不純物のレベル、熱
伝導率、生成物の純度が測定できる。好ましい特性に、
不純物の濃度である。
又、本発明の利点は、所望しないことが起こる前に、適
切な行動をとれることである。
並流減圧流出物中に、特にその減圧段階の終シ近くで容
認できない不純物の破過、又はその他の測定された物理
的特性が先ず現われること、それが所望の生成物の不純
物レベルよシ大きいことを認識することにより、本発明
では、並流減圧ガスの分析に基づいて生成物の不純物レ
ベルを制御することができることになった。
並流減圧ガス中の目標不純度、又はその他の物理的特性
レベルは、常に、所望の生成物不純物レベルより大きい
。
ガス対生成物ガス不純物濃度の典型的な割合は、９９十
モル％純度を与える水素ＰＳＡシステムに対してほぼ１
０対１のｙ１合である。しかし、この割合は、サイクル
の型式、送給物の状態、生成物純近等に応じて変化し、
送給原料の組成の変動などのある東件下ではこの割合を
予想することは、極めてむずかしい。
従って、並流減圧ガスにおける目標不純物レベル、又は
その他の物理的特性が、限定された誤差内に達した後、
生成物ガスの不純物レベルを、測定することが好ましい
。もし、生成物ガスの不純物レベルが、所望の値でない
場合、実際の生成物干！Ａ物レベルとＰｆｒ望の生成物
不純物レベル間の差が、並流減圧ガス中の不純物レベル
に対する新しい目標値を計測するのに便用される。その
差が大きければ大きい程、目標値の変化が大きくなる。
このカスケード制御の型式は、目標値を前もって決める
必要をなくすると共に、並流減圧ガスの不純物レベルと
送給物の組成や他のシステムパラメータの変化により生
じる生成物ガスの不純物レベルとの正確な割合の変化に
順応する。
第１図に示すように、ライン１Ｂを流れている流体の物
理的特性を読み取る（感知する）ための装！！！５２が
、ライン１８の流体をサンプル抽出するように適宜位置
決めされている。さらに、読み取った特性に応じて必要
な制御比較、計測、及び作動を行なう訂正作動を起こす
ための装置３４が、備えられている０例示の場合、セン
サは、水素富化流中の一酸化炭素不純物の濃度ｔ−測測
定きる赤外アナライザのようカガスアナライザである。
図示した単一ベッドシステムにおいては、単一アナライ
ブを並流減圧流出流と最終的な生成物の両方に使用する
ことができるが、ある種のシステムでは、並流減圧流出
流と生成物の各々に別々のセンナが必要な場合がある。
制御順序の第１段階として、装置３２が、並流減圧段階
で放出される一酸化炭素のレベルを読み取るようになっ
ている。この読み取られた値は、制御アルゴリズムを含
んでいるソフトウェアにより作動するプロセスコンピュ
ータ又はプログラムコントローラのような手段３４によ
って読み取られるようになっている。次いで装ｇ１３４
は、読み取られた特性に応じて訂正作動を命令するよう
になっている。
例えば、送給弁３６は、次の吸着段階の間、より速く閉
じたシよシ遅く閉じたシするようなタイミングを育しう
る。その作動は、所望の目標不純物レベルを得るのに必
要な方向に並流減圧ガス中の不純物濃度を変えるのに有
効なように定められている。
なるべくは、このレベルが限定された誤差内に達した後
、生成物ガスの純度を手段３２によって読み取り、次い
で手段３４により並流減圧流出流の不純物の目標値を変
えるなどの訂正作動を命令するようになっている。
並流減圧に続いて、吸着ゾーンでは、ベッドにおける圧
力をさらに下げたり、入口端１６０所で吸着ガスを除い
たシすることによって向流の方向に脱着するようになっ
ている。この段階で、不純物吸着面はレベル２８に移動
する。最後に、ベッドは、別のベッドから流出する並流
減圧され、或いは純生成物でパージされて不純物吸着面
をレベル３０にもたらす。単一ベッドの代表的な段階時
間及び各段階の関連圧力が、第２図に示されている。
実施例 この実施例は、蒸気り７オーマからの水素富化ガス（モ
ルで表わして７５％の水素、４％のメタン、３％の一酸
化炭素、１５％の菫素、残存物が二酸化炭素であシ、水
で飽和されている）から、例えば、−酸化炭素の濃度を
百万分の１０以下という微量でしか含有しない９９＋モ
ル％水素を生成する４ペッド圧力吸着システムの作動を
第３図クルを介して、各々の表示された段階を経るよう
になっている。
本発明は、他の多ベッドシステムにも適用でき、或いは
生成物ガスが強吸着性のガスである場合にも利用できる
。
第４図は、各サイクルの段階と、吸着及び再生の１つの
完全なサイクルヲ経る全ベッドの連続順序動作中の第３
図で示した各ベッド内での流れ方向を表わしている図で
ある。
さらに、第４図は、１５分のサイクルタイムを基本とし
ている。このサイクルタイムは、４つの吸着装置に対し
吸着及び再生の完全な１サイクルに要する時間として定
義されている。第４図では、各吸着装置が、１つの完全
なサイクルを通過する間の１２のタイム期間を詳細に説
明している。単一の過程段階には、いくつかのタイム期
間を含んでいる。第４図に示している矢印は、第１タイ
ム期間での流れ方向′ｔ−表わしている。
このパターンの流れは、以下で説明するようにタイム期
間の進行につれて変化する。第２図のグラフは、単一Ｖ
＆着装置のサイクルにおける各段階での代表的圧力と時
間の関係を示している。以下の説明において、弁は、荷
に開放と断らない限り閉じているものとする。
ｗｃ１タイム期 （１）弁１人、２Ａが同時に開放されて吸着袋ｆｉＡで
の吸着を始め、一方弁ＩＣ，２０は閉鎖されて吸着装置
Ｃでの吸着を停止する。
（ｂ）弁５Ｃ，５Ｄが、吸着袋＠Ｃから吸着装置りへの
均圧を始めるべく開く。均圧の間、吸着装置Ｃは、中間
圧力まで弁５Ｃを介して並流で減圧される。吸着袋＠Ｃ
から放出されたガスは、吸着袋　□置りの部分再与圧用
のガスを供給するべく再与圧（第３図及び第４図参照）
を受けている吸着装置りに直接流れる。不純物面（前線
）が、第１ｖＪのレベル２４で示された程度までこの段
階で進むようになっている。再与圧段偕の間、吸着装置
りは、次の２つの段階にわたって、吸着圧力まで再与圧
されるようになっている。
（１）上記（ｂ）で説明したように、均圧及び生成ガス
が、再与圧されている吸着装置りの弁５を介して吸着装
置りの上部に入るようになっている。
（２）均圧状態になった後、再与圧が、再与圧されてい
る吸着装置の弁５のみを介して生成物ガスを導入する。
吸着装置りが吸着段階へ移るとき再与圧の最終段階が起
こる。
（Ｃ）生成物流の一部は、弁４９．４８及び５Ｄを介し
て吸着装置りの再与圧を行う。
（ｄ）弁４Ｂ及び３７が、吸着装置Ｂの向流減圧（ブロ
ーダウン）段階を始めるべく開く。ブローダウンの間、
吸着袋９１Ｂは、その底部から弁４Ｂ及び５７を介して
排出流圧へと減圧される。不純物が、脱着されかつ排出
され、不純物面が例えば８ｇ１図のレベル２８に相当す
る位ａに降下する。
第２タイム期 （ａ）　ｌｆｉ着装置人は、吸着を継続する。
（ｂ）吸着装置ｆＢは、向流減圧を継続する。
（−）弁５Ｃが閉じて、吸着装置ＣとＤの間の均圧を止
める。吸着装置１１ｃＦｉ、段階の残シの時間中、保留
状態となる。
（ｄ）吸着装置ＤＦｉ、生成物再与圧を継続する。
（ａ）ｇ＆着着装大人、吸着を継続する。
（ｂ）吸着装置りは、生成物再与圧を継続する。
（ｃ）ｇ＆着装置Ｂは、吸着装置ＣＯ並流減圧の最終段
階からの放出によりパージされる。吸着袋ｆ！ｔｃは、
弁ＳＣ，４９及びＳＢを介して清浄水素ガス（例えば、
３０乃至１ｏ　ｏ　ｐｐｍ　）　ｋ吸着装ｆｉＢに供給
するようになっている。この清浄水素ガスは、吸着装置
ｉ！Ｂｔ−浄化し、かつ弁４Ｂ及び３７を介して吸着さ
れた不純物と共に流出するようになっている。並流減圧
の終正になると、パージが終わる。
（第２図を例として参照）この段階の間、不純物面が、
吸着装置Ｃの上部（例えば、第１図のレベル２６）へ向
かって進む。
（ｄ）第３タイム期の間、読み取シ装置３２は、スリー
ラエイ弁１３０を介してマニホルド１１８から並流減圧
ガスを受けるようになっている。不純物レベルが、測定
され、制御ユニット１３４へ伝達される。この制御ユニ
ット１３４は、測定された不純物レベルと所望の不純物
レベル間の誤差を読みとるよう罠なっている。もし、そ
の誤差が、予め決められている誤差、例えは５パーセン
トよシ大きければ、新しいサイクルタイムが計算され、
制御ユニット１３４でタイム期間を変えることによって
調節される。その制御ユニット１３４は、測定された不
純物レベルと所望の不純物レベル間により大きな誤差が
ある時には、タイム期を大きく変え、又、その誤差が小
さい時には、より小さくタイム期を変えるよりになって
いる。例えば１５パーセントの誤差だと、サイクルタイ
ムの５パーセントの変化を生むようにしである。もし、
並流減圧ガスにおける測定された不純物レベルと目標不
純物レベル間の誤差が、予め決められた誤差範囲内であ
る場合、生成不純物レベルは、第４タイム期で測定され
るようになっている。
第４タイム期 （ａ）弁１Ｄ及び２Ｄが同時に開放されて吸着装置りで
吸着を始める。一方弁１Ａ及び２人は閉鎖されて、吸着
装ｆｉＡでの吸着を止めるべく閉じている。
（ｂ）弁５Ａ及び５Ｂが開放されて、吸着装置人から吸
着装置Ｂへの均圧を始める。
（ｃ）　　生成物流の一部は、弁４９．４８、及び５Ｂ
を介して吸着装＠Ｂの生成物書与圧を行う。
（ｄ）弁４Ｃ及び７は、吸着装置Ｃの向流減圧（ブロー
ダウン）を始めるべく開く。
（ｅ）　　第４タイム期の間、第３タイム期での並流減
圧ガスにおける測定された不純物レベルと目標不純物レ
ベル間の誤差が、予め決められた誤差範囲内であった場
合、生成物不純物レベルが測定される。読み取り装置１
３２は、スリーウェイ弁１３０を介してマニホルド１３
８から生成物ガスを受ける。この測定された不純物レベ
ルは、制御ユニット１５４へ伝達され、そこで測定され
た生成物不純物レベルと最大許容生成不純物レベルとの
誤差を計算するようになっている。もし、その誤差が、
予め決められた誤差例えば３パーセントより大きければ
、不純物レベルが、並流減圧ガスであるための目標値が
変わるようになっている。
例えば、３パーセントの誤差は、１０パーセントまで目
標レベルを変化させても良い。この新しい目標レベルは
、第６タイム期で使用される。
（ａ）　　吸着装ｆｌＤは、吸着を継続している。
（ｂ）吸着装置Ｃは、向流減圧（ブローダウン）を継続
している。
（ｃ）弁５Ａは、吸着装置Ａと吸着装置３間の均圧を止
めるべく閉じる。吸着装ｆｉＡは、その段階の残りの時
間中、保留状態にされる。
（ｄ）吸着装置Ｂは、生成物書与圧を継続している。
第６タイム期 ｆａ）ｇ＆着装置りは、吸着を継続している。
（ｂ）　　吸着装置Ｂは、生成再与圧を継続している。
（ｃ）　　吸着装ｆｉｃは、吸着装［Ａの並流減圧から
放出されたガスによってパージされる。吸着装置Ａは、
弁５に、５９及び３Ｃを介して清浄水素ガスを供給する
。この清浄水素ガスは、吸着装置Ｃをパージし、弁４Ｃ
及び３７を介して流出する。
（ｄ）　　吸着装ｆｆ１Ａは、圧力が、並流減圧の終圧
に降下するまでパージガスを供給する。
（・）第６タイム期の間、読み取り装置１３２は、スリ
ーウェイ弁１３０を介してマニホルド１１８から並流再
与圧ガスを受ける。その信号が、第３タイム期で説明し
た機能を果たす制御ヱニット１３４へ伝達される。
第７タイム期 （−弁１Ｂ及び２Ｂが同時に開放されて吸着装置Ｂでの
吸着を始める。一方弁１Ｄ及び２Ｄは閉鎖されて吸着装
置りでの吸着を止める。
（ｂ）弁５Ｃ及び５Ｄが開放されて、吸着装置りから吸
着装置Ｃへの均圧を始める。
（ｅ）　　生成物流の一部は、弁４９．４８及び５ｃを
介して吸着装置Ｃの生成物減圧を行う。
（ｄ）　　弁４Ａ及び３７は開放されて吸着装ｆＡの向
流減圧（ブローダウン）段階を始める。
（ｅ）　　第７タイム期の間、もし、測定された不純物
レベルと目標不純物レベルとの誤差が、予め決められた
誤差範囲内である場合、生成不純物レベルが測定される
。読み取り装置１３２は、スリーウェイ弁１３０を介し
て生成物ガスを受ける。測定された不純物レベルは、第
４タイム期で説明し九機能を果たす制御ユニット１３４
へ伝達される。
第８タイム期 （ａ）　　吸着装置Ｂは、吸着を継続している。
（ｂ）吸着装置Ａは、向流減圧（ブローダウン）を継続
している。
（ｃ）弁５Ｄは、吸着装置り及び０間の均圧を止めるべ
く閉じている。又、吸着装置りは、残りの段階中、保留
となる。
（ｄ）　　吸着装置Ｃは、生成物流体中を継続している
。
（＆）　　吸着装［Ｂは、吸着を継続している。
（ｂ）　　吸着装置Ｃは、生成再与圧を継続している。
（ｅ）　　吸着装置Ａは、吸着装置りによりパージされ
る。吸着装［Ｄは、弁３Ｄ、３９及び５Ａを介して清浄
水素ガスを供給する。その清浄水素ガスが、吸着装置Ａ
をパージし、かつ弁４Ａ及び３７を介して流出する。
（ｄ）　　吸着装ｒＩＬＤは、圧力が、並流減圧の終圧
に降下するまで、パージガスを供給する。
（ａ）　　第９タイム期の間、読み取り装置１３２は、
スリーウェイ弁１３０を介してマニホルド１１８から並
流減圧ガスを受ける。その信号が、第３タイム期で説明
した機能を果たす制御ユニット１３４へ伝達される。
第１０タイム期 （ａ）弁１Ｃ及び２Ｃが同時に開放されて吸着装置Ｃで
の吸着を始め、一方弁１Ｂ及び２Ｂは閉鎖されて吸着装
置Ｂでの吸着を止める。
（ｂ）弁５Ａ及び５Ｂは開放されて吸着装置Ｂから吸着
装置Ａへの均圧を始める。
（ｃ）生成物流の一部は、弁４９．４８及び５４を介し
て吸着装ｆｆ１Ａの生成再与圧を行う。
（ｄ）　　弁４Ｄ及び３７は、吸着装［Ｄの向流減圧（
ブローダウン）段階を始めるべく開く。
（ａ）　　第１０タイム期の間、もし、測定された不純
物と所望の不純物との誤差が、予め決められた誤差範囲
内である場合、生成不純物レベルが、測定されるように
なっている。読み取り手段１３２は、スリーウェイ弁１
３０を介して生成ガスを受けるようになっている。その
測定された不純物レベルが第４タイム期で説明した機能
を果す制御ユニット１３４に伝達されるようになってい
る。
第１１タイム期 （ａ）　　吸着装置Ｃは、吸着を継続している。
（ｂ）　　吸９装置りは、ブローダウンを継続している
。
（ｃ）　　弁５Ｂは閉鎖されて吸着装置ＢとＡ間の均圧
を止める。吸着装置Ｂは、残りの段階中、保留となる。
（ｄ）　　’Ｉｋ着装置Ａは、生成再与圧を継続してい
る。
（ａｌ　　吸着装置Ｃは、吸着を継続している。
（ｂ）　　吸着装ｆｉＡは、生成再与圧を継続している
。
（ａ）　　吸着装置りは、吸着装置Ｂによりパージされ
る。この吸着装置Ｂは、弁３Ｂ、３９及び３Ｄを介して
清浄水素ガスを供給するようなっている。
この清浄水素ガスは、吸着装置りをパージし、弁４Ｄ及
び３を介して流出するようになっている。
（ｄ）　　ｇ＆着装置Ｂは、圧力が、並流減圧の終圧に
降下するまでパージガスを供給する。第１２タイム期の
末期に、システムが、第１タイム期へ戻り、サイクルは
、繰り返えされるようになっている。
（・）第１２タイム期の間、読み取り装置１３２は、ス
リーウェイ弁１３０を介しマニホルド１１８から並流減
圧ガスを受ける。その信号が、第３タイム期で説明した
機能を果たす制御ユニット１３４へ伝達される。
この方法は、前述したキヨナガ（Ｋｌｙｏｎａｇａ）の
特許などに記載されているような、生成物流体中の不純
物に対する選択性を有するゼオライト分子シーブ、活性
炭、シリカゲル、活性アルミナ等のような適切な吸着剤
を用いて実施することができる。
前述しｆｃ説明は、技術分野における関係技術者に本発
明の実施方法を開示するためのものであり、本発明の変
形及び変更のすべてを詳細に示すものではない。従って
、本発明の範囲内において多くの変形及び変更が可能な
ものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、単一の吸着装置の概略であり、一つのサイク
ル作動の種々の段階で負荷する代表的な吸着ガスを示す
。 第２図は１つのサイクル作動の吸着ベッドシステムの圧
力状態を示すグラフである。 第３図は、フォーベッドＰＳＡシステムを示す略図であ
る。 第４図は、サイクル作動によるフォーベッドＰＳＡシス
テムの順序を示す表である。 １０：送給流体 １２：吸着ゾーン １４：ベッド １６：入口端 １日：生成流体 ２０：流出端 ２２．２４．２６．２８．３０ニレベル面３２．３４：
手段 ３６：送り弁 ３７：逃がし弁 Ａ、ＢＳＣ，Ｄ：吸着装置 ＩＡ、　ＩＢ、　ＩＣ，ＩＤ、　２Ａ、　２Ｂ、　２Ｃ
，２Ｄ、　５Ａ、　３Ｂ。 ３Ｃ，３Ｄ、　４Ａ、　４Ｂ、　４Ｃ，４Ｄ、　５Ａ、
　５Ｂ、　５Ｃ，５Ｄ：弁１１８：マニホルド １６０：スリーウェイ弁 １３２：読み取り装置

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）並流減圧段階を含んでいる圧力変動吸着方法によ
    り生成物ガス流の不純物レベルを制御する方法であつて
    、 前記並流減圧段階からの流出物の特性を読み取る段階と
    、 読み取られた特性に応じて、所望の生成物純度を得るた
    めに必要な方向で、生成ガスにおける不純物濃度を変え
    るのに有効な訂正作動を起こす段階とからなることを特
    徴とする圧力変動吸着による生成物純度制御方法。
  2. （２）測定された物理的特性が、流出物における不純物
    の濃度である特許請求の範囲第１項に記載の生成物純度
    制御方法。
  3. （３）訂正作動が、送給物の流量を変えることである特
    許請求の範囲第１項に記載の生成物純度制御方法。
  4. （４）訂正作動が、吸着段階の期間を変えることである
    特許請求の範囲第１項に記載の生成物純度制御方法。
  5. （５）訂正作動が、並流減圧段階の終圧を変えることで
    ある特許請求の範囲第１項に記載の生成物純度制御方法
    。
  6. （６）生成物ガス流における不純物を読みとる段階と、 目標値と生成物ガス流における読み取られた不純物レベ
    ルとを比較する段階と、 目標値と生成物ガス流における読み取られた不純物レベ
    ルとの前記比較に応じて並流減圧流出物の読み取られた
    値のための目標値を定める段階を備えている特許請求の
    範囲第１項に記載の生成物純度制御方法。
  7. （７）並流減圧段階を備える圧力変動吸着方法により生
    成物ガス流の不純物レベルを制御する方法であつて、 前記並流減圧段階からの流出物の特性を読み取る段階と
    、 読み取られた特性に応じて、所望の生成物純度を得るた
    めに必要な方向で、生成物ガスにおける不純物濃度を変
    えるのに有効な訂正作動を起こす段階と、 生成物ガス流の物理的特性を読み取る段階と、目標値と
    生成物ガス流の読み取られた物理的特性とを比較する段
    階と、 目標値と生成物ガス流における読み取られた不純物値と
    の前記比較に応じて、並流減圧流出物の読み取られた特
    性のための目標値を定める段階とから成つている圧力変
    動吸着による生成物純度制御方法。
  8. （８）読み取られた物理的特性が、前記流れにおける不
    純物濃度である特許請求の範囲第７項に記載の生成物純
    度制御方法。
  9. （９）訂正作動が、吸着段階の期間を変えることである
    特許請求の範囲第８項に記載の生成物純度制御方法。
  10. （１０）訂正作動が、並流減圧段階の終圧を変えること
    である特許請求の範囲第８項に記載の生成物純度制御方
    法。
  11. （１１）並流減圧段階を含んでいる圧力変動吸着方法に
    より、生成物ガス流の不純物レベルを制御する装置であ
    つて、 前記並流減圧段階からの流出物の特性を読み取る手段と
    、 読み取られた特性に応じて、所望の生成物純度を得るた
    めに必要な方向で、生成物ガスにおける不純物濃度を変
    えるのに有効な訂正作動を起こす手段とを備えている圧
    力変動吸着による生成物純度制御装置。
  12. （１２）測定された物理的特性が、前記流出物における
    不純物の濃度である特許請求の範囲第１１項に記載の生
    成物純度制御装置。
  13. （１３）訂正作動が、送給流量を変えることである特許
    請求の範囲第１１項に記載の生成物純度制御装置。
  14. （１４）訂正作動が、吸着段階の期間を変えることであ
    る特許請求の範囲第１１項に記載の生成物純度制御装置
    。
  15. （１５）訂正作動が、並流減圧段階の終圧を変えること
    である特許請求の範囲第１１項に記載の生成物純度制御
    装置。
  16. （１６）生成物ガス流における不純物レベルを読み取る
    手段と、 目標値と生成物ガス流における読み取られた不純物レベ
    ルを比較する手段と、 目標値と、生成物ガス流における読み取られた不純物レ
    ベルとの前記比較に応じて、並流減圧流出流の読み取ら
    れた値のための目標値を定めるようになつている手段を
    備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に
    記載の生成物純度制御装置。
  17. （１７）並流減圧段階を含んでいる圧力変動吸着方法に
    より生成物ガス流の不純物レベルを制御する装置であつ
    て、 前記並流減圧段階からの流出流の特性を読み取る手段と
    、 読み取られた特性に応じて、所望の生成物純度を得るた
    めに必要な方向で、生成物ガスにおける不純物濃度を変
    えるのに有効な訂正作動を起こす手段と、 生成物ガス流の物理的特性を読み取る手段と、目標値と
    生成物ガス流の読み取られた物理的特性とを比較する手
    段と、 目標値と生成物ガス流における読み取られた不純物値と
    の前記比較に応じて、並流減圧流出流の読み取られた特
    性のための目標値を定める手段を備えていることを特徴
    とする圧力変動吸着による生成物純度制御装置。
  18. （１８）読み取られた物理的特性が、流出流における不
    純物濃度である特許請求の範囲第１７項に記載の生成物
    純度制御装置。
  19. （１９）訂正作動が、吸着段階の期間を変えることであ
    る特許請求の範囲第１８項に記載の生成物純度制御装置
    。
  20. （２０）訂正作動が、並流減圧段階の終圧を変えること
    である特許請求の範囲第１８項に記載の生成物純度制御
    装置。
JP62162533A 1986-07-24 1987-07-01 圧力変動吸着による生成物純度制御方法及びその装置 Granted JPS6388015A (ja)

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US889795 1986-07-24

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