JPS644964B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS644964B2 JPS644964B2 JP58080162A JP8016283A JPS644964B2 JP S644964 B2 JPS644964 B2 JP S644964B2 JP 58080162 A JP58080162 A JP 58080162A JP 8016283 A JP8016283 A JP 8016283A JP S644964 B2 JPS644964 B2 JP S644964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- gas
- separation
- present
- case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
本発明は、重質油、石炭等を分解して得られる
H2、CO主体の混合ガスより、気体分離膜を用い
て極めて高純度のCOを分離する方法に関するも
のである。特に、これらH2、CO主体の混合ガス
の１部より高純度COを取り出し、このCOをメタ
ノール法酢酸、或は蓚酸の製造等に利用する場
合、特に有利な方法を提供せんとするものであ
る。 すでに、混合気体より気体を気体分離膜を用い
て分離することは公知であり、又工業的にも利用
されている。（文献CEP、Oct1982、page27〜32）
然しながら、これらは何れも透過しやすい成分
（本発明の場合はH2）の分離を主体とする技術
で、本発明方法の如き透過し難い成分（本発明の
場合はCO）の分離に関してはすぐれた提案はな
かつた。 一般に、気体分離膜を用いた場合の膜中のガス
透過速度は、各成分ガス毎に次式(1)に従う。 Ｑ＝（p1−P2）Ｋ・Ｓ …(1) Ｑ：ガスの透過速度（cm3（STP）／sec） p1：原ガス側の透過成分分圧（cmHg） p2：透過側の 〃 〃 （ 〃 ） Ｋ：透過成分の膜に対する透過度（cm3
（STP）／cm2、sec、cmHg） Ｓ：膜面積（cm2） (1)式より明らかなる如く、膜での分離の過程
で、透過の早い成分ガス（本発明の場合はH2）
が原ガス側から失われてゆきp1は低下する。一
方、透過側では、逆に、透過の早い方の成分ガス
（本発明の場合はH2）が増大してゆくのでp2は透
過側の全圧に近い値となる。 このため、原ガス側で透過の遅い成分ガス（本
発明の場合はCO）の濃度が上つてくるとp1−p2
の値は低くなり、原ガスより透過の早い成分ガス
（本発明の場合はH2）の除去は進みにくくなる。
これを解決する方法としては、p1を上げる即ち昇
圧するほかに、透過側を減圧するか或は透過側を
透過させたい成分ガス以外のガスでパージする
（本発明の場合はCO等でパージする）等の手段が
とられる。然し、これらは、前者は余分の動力を
必要とし、又プロセスの高圧化等、費用がかさ
む。後者は透過側の透過成分ガス（本発明の場合
はH2）の濃度が下がり、又余分のガスを加える
ため等により、これ又費用がかさむ。 本発明は、これらの問題を解決するために案出
した方法で、それは、原ガス側で、透過させたい
成分ガス（本発明の場合はH2）が下つた段階で、
分離度の低い膜（本発明の場合はH2／CO分離
度）を使用することである。即ち、膜モジユール
を２個以上使用し、原ガス中（H2、CO主体の混
合ガス）のH2濃度の高い段階ではH2／CO分離度
の高い膜を用い、H2濃度の下つた段階ではH2／
CO分離度の低い膜を用いることである。 本発明の詳細を実施例及び比較例を用いて更に
説明する。 実施例１は、重質油等の分解ガスの中、CO濃
度の比較的高いH2、CO混合ガスを用いた本発明
法実施の場合で、比較例１、２は公知法で、比較
例１の場合はH2／CO分離度の高い膜（実施例１
で１段目モジユールに用いた膜と同一分離度の
膜）を用いた例で、比較例２の場合はH2／CO分
離度の低い膜（実施例１で２、３段目モジユール
に用いた膜と同一分離度の膜）を用いた例を示
す。 これらの結果より、98％CO純度のガスを得よ
うとした場合、本発明法による実施例１が最大の
ガス量を得ていることがわかる。即ち、換言すれ
ば、同一ガス量の98％CO濃度のガスを得んとし
た場合、本発明法が最小の膜面積となる。尚、比
較例２の場合は、かなり本発明法実施例１に近い
値が得られているが、透過側のH2濃度が低く、
又透過量も多く、本発明法に比べ不利である。実
施例２は、重質油等の分解ガスの中、CO濃度の
比較的低いH2、CO混合ガスを用いた本発明法実
施の場合で、比較例３、４は従来法で、比較例３
の場合はH2／CO分離度の高い膜（実施例２で１
段目モジユールに用いた膜と同一分離度の膜）を
用いた例で、比較例４の場合はH2／CO分離度の
低い膜（実施例２で２段目モジユールに用いた膜
と同一分離度の膜）を用いた例を示す。これらの
場合においても前述の実施例１の場合と同様本発
明法実施例２が最もすぐれていることがわかる。 実施例 １ 本例は、重質油等の分解ガスの中、CO濃度の
比較的高いH2、CO混合ガスを用いた本発明法実
施の場合を示す。 第１図は、本発明法を実施したフローシートの
略図を示す。 Ａ，Ｂ，Ｃは膜モジユールを示し、それぞれ特
開昭57−157435号公報又は特開昭57−15819号公
報に記述された方法により調製された中空繊維状
ポリイミド膜3000本が充填されている。モジユー
ルのサイズは２cmφ×20cmｌである。 ＡモジユールにはH2／CO分離度120の分離膜、
即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透過度
（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜を用いた。
Ｂ、ＣモジユールにはH2／CO分離度15の分離
膜、即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6CO透過度
（KCO）6.0×10-7のポリイミド分離膜を用いた。 H2、CO混合ガスは酸性ガス除去装置を経て、
導管１よりＡモジユールに送入される。このとき
の圧力は31Kg／cm2（ゲージ）で温度は常温であつ
た。Ａモジユールでは中空繊維膜の外側より内側
にむかつて透過ガスは流れ導管３より流出され
る。このときの圧力は１Kg／cm2（ゲージ）であつ
た。非透過ガスは中空繊維膜の外側に沿つて流
れ、導管２より流出し、Ｂモジユールに送入され
る。ＢモジユールでもＡモジユールと同様、透過
ガスは中空繊維膜の外側より内側にむかつて流れ
導管５より流出する。非透過ガスは中空繊維膜の
外側に沿つて流れ、導管４より流出し、Ｃモジユ
ールに送入される。Ｃモジユールでも、Ａ、Ｂモ
ジユール同様透過ガスは中空繊維膜の外側より内
側にむかつて流れ導管８より流出する。 非透過ガスは中空繊維膜の外側に沿つて流れ、
導管７より流出する。 入口、出口及びその他の箇所での流量、H2、
CO組成は第１表に示す。 比較例 １ 本例は、Ａ、Ｂ、Ｃモジユール何れにもH2／
CO分離度120即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、
CO透過度（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜
を用いたほかは実施例１と同様実施した。結果は
第１表に示す。 比較例 ２ 本は、Ａ、Ｂ、（モジユール何れにもH2／CO
分離度15即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透
過度（KCO）6.0×10-7のポリイミド分離膜を用い
たほかは実施例１と同様実施した。結果は第１表
に示す。
H2、CO主体の混合ガスより、気体分離膜を用い
て極めて高純度のCOを分離する方法に関するも
のである。特に、これらH2、CO主体の混合ガス
の１部より高純度COを取り出し、このCOをメタ
ノール法酢酸、或は蓚酸の製造等に利用する場
合、特に有利な方法を提供せんとするものであ
る。 すでに、混合気体より気体を気体分離膜を用い
て分離することは公知であり、又工業的にも利用
されている。（文献CEP、Oct1982、page27〜32）
然しながら、これらは何れも透過しやすい成分
（本発明の場合はH2）の分離を主体とする技術
で、本発明方法の如き透過し難い成分（本発明の
場合はCO）の分離に関してはすぐれた提案はな
かつた。 一般に、気体分離膜を用いた場合の膜中のガス
透過速度は、各成分ガス毎に次式(1)に従う。 Ｑ＝（p1−P2）Ｋ・Ｓ …(1) Ｑ：ガスの透過速度（cm3（STP）／sec） p1：原ガス側の透過成分分圧（cmHg） p2：透過側の 〃 〃 （ 〃 ） Ｋ：透過成分の膜に対する透過度（cm3
（STP）／cm2、sec、cmHg） Ｓ：膜面積（cm2） (1)式より明らかなる如く、膜での分離の過程
で、透過の早い成分ガス（本発明の場合はH2）
が原ガス側から失われてゆきp1は低下する。一
方、透過側では、逆に、透過の早い方の成分ガス
（本発明の場合はH2）が増大してゆくのでp2は透
過側の全圧に近い値となる。 このため、原ガス側で透過の遅い成分ガス（本
発明の場合はCO）の濃度が上つてくるとp1−p2
の値は低くなり、原ガスより透過の早い成分ガス
（本発明の場合はH2）の除去は進みにくくなる。
これを解決する方法としては、p1を上げる即ち昇
圧するほかに、透過側を減圧するか或は透過側を
透過させたい成分ガス以外のガスでパージする
（本発明の場合はCO等でパージする）等の手段が
とられる。然し、これらは、前者は余分の動力を
必要とし、又プロセスの高圧化等、費用がかさ
む。後者は透過側の透過成分ガス（本発明の場合
はH2）の濃度が下がり、又余分のガスを加える
ため等により、これ又費用がかさむ。 本発明は、これらの問題を解決するために案出
した方法で、それは、原ガス側で、透過させたい
成分ガス（本発明の場合はH2）が下つた段階で、
分離度の低い膜（本発明の場合はH2／CO分離
度）を使用することである。即ち、膜モジユール
を２個以上使用し、原ガス中（H2、CO主体の混
合ガス）のH2濃度の高い段階ではH2／CO分離度
の高い膜を用い、H2濃度の下つた段階ではH2／
CO分離度の低い膜を用いることである。 本発明の詳細を実施例及び比較例を用いて更に
説明する。 実施例１は、重質油等の分解ガスの中、CO濃
度の比較的高いH2、CO混合ガスを用いた本発明
法実施の場合で、比較例１、２は公知法で、比較
例１の場合はH2／CO分離度の高い膜（実施例１
で１段目モジユールに用いた膜と同一分離度の
膜）を用いた例で、比較例２の場合はH2／CO分
離度の低い膜（実施例１で２、３段目モジユール
に用いた膜と同一分離度の膜）を用いた例を示
す。 これらの結果より、98％CO純度のガスを得よ
うとした場合、本発明法による実施例１が最大の
ガス量を得ていることがわかる。即ち、換言すれ
ば、同一ガス量の98％CO濃度のガスを得んとし
た場合、本発明法が最小の膜面積となる。尚、比
較例２の場合は、かなり本発明法実施例１に近い
値が得られているが、透過側のH2濃度が低く、
又透過量も多く、本発明法に比べ不利である。実
施例２は、重質油等の分解ガスの中、CO濃度の
比較的低いH2、CO混合ガスを用いた本発明法実
施の場合で、比較例３、４は従来法で、比較例３
の場合はH2／CO分離度の高い膜（実施例２で１
段目モジユールに用いた膜と同一分離度の膜）を
用いた例で、比較例４の場合はH2／CO分離度の
低い膜（実施例２で２段目モジユールに用いた膜
と同一分離度の膜）を用いた例を示す。これらの
場合においても前述の実施例１の場合と同様本発
明法実施例２が最もすぐれていることがわかる。 実施例 １ 本例は、重質油等の分解ガスの中、CO濃度の
比較的高いH2、CO混合ガスを用いた本発明法実
施の場合を示す。 第１図は、本発明法を実施したフローシートの
略図を示す。 Ａ，Ｂ，Ｃは膜モジユールを示し、それぞれ特
開昭57−157435号公報又は特開昭57−15819号公
報に記述された方法により調製された中空繊維状
ポリイミド膜3000本が充填されている。モジユー
ルのサイズは２cmφ×20cmｌである。 ＡモジユールにはH2／CO分離度120の分離膜、
即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透過度
（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜を用いた。
Ｂ、ＣモジユールにはH2／CO分離度15の分離
膜、即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6CO透過度
（KCO）6.0×10-7のポリイミド分離膜を用いた。 H2、CO混合ガスは酸性ガス除去装置を経て、
導管１よりＡモジユールに送入される。このとき
の圧力は31Kg／cm2（ゲージ）で温度は常温であつ
た。Ａモジユールでは中空繊維膜の外側より内側
にむかつて透過ガスは流れ導管３より流出され
る。このときの圧力は１Kg／cm2（ゲージ）であつ
た。非透過ガスは中空繊維膜の外側に沿つて流
れ、導管２より流出し、Ｂモジユールに送入され
る。ＢモジユールでもＡモジユールと同様、透過
ガスは中空繊維膜の外側より内側にむかつて流れ
導管５より流出する。非透過ガスは中空繊維膜の
外側に沿つて流れ、導管４より流出し、Ｃモジユ
ールに送入される。Ｃモジユールでも、Ａ、Ｂモ
ジユール同様透過ガスは中空繊維膜の外側より内
側にむかつて流れ導管８より流出する。 非透過ガスは中空繊維膜の外側に沿つて流れ、
導管７より流出する。 入口、出口及びその他の箇所での流量、H2、
CO組成は第１表に示す。 比較例 １ 本例は、Ａ、Ｂ、Ｃモジユール何れにもH2／
CO分離度120即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、
CO透過度（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜
を用いたほかは実施例１と同様実施した。結果は
第１表に示す。 比較例 ２ 本は、Ａ、Ｂ、（モジユール何れにもH2／CO
分離度15即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透
過度（KCO）6.0×10-7のポリイミド分離膜を用い
たほかは実施例１と同様実施した。結果は第１表
に示す。
【表】
実施例 ２
本例は、重質油等の分解ガスの中、CO濃度の
比較的低いH2、CO混合ガスを用いた本発明法実
施の場合を示す。 第２図は本発明法を実施したフローシートの略
図を示す。Ａ，Ｂは膜モジユールを示し、それぞ
れ特開昭57−157435号公報又は特開昭57−15819
号公報に記述された方法により調製された中空繊
維状ポリイミド膜3000本が充填されている。 モジユールのサイズは２cmφ×20cmｌである。
Ａモジユールには実施例１と同様H2／CO分離度
120の分離膜、即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、
CO透過度（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜
を用いた。ＢモジユールにはH2／CO分離度20の
分離膜、即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透
過度（KCO）4.5×10-7のポリイミド分離膜を用い
た。 ガスの導入方法及び圧力、温度等もすべて実施
例１と同様実施した。 結果は第２表に示す。 比較例 ３ 本例は、Ａ、Ｂモジユール何れにもH2／CO分
離度120即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透過
度（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜を用いた
ほかは実施例２と同様実施した。結果は第２表に
示す。 比較例 ４ 本例は、Ａ、Ｂモジユール何れにもH2／CO分
離度20即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透過
度（KCO）4.5×10-8のポリイミド分離膜を用いた
ほかは実施例２と同様実施した。結果は第２表に
示す。
比較的低いH2、CO混合ガスを用いた本発明法実
施の場合を示す。 第２図は本発明法を実施したフローシートの略
図を示す。Ａ，Ｂは膜モジユールを示し、それぞ
れ特開昭57−157435号公報又は特開昭57−15819
号公報に記述された方法により調製された中空繊
維状ポリイミド膜3000本が充填されている。 モジユールのサイズは２cmφ×20cmｌである。
Ａモジユールには実施例１と同様H2／CO分離度
120の分離膜、即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、
CO透過度（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜
を用いた。ＢモジユールにはH2／CO分離度20の
分離膜、即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透
過度（KCO）4.5×10-7のポリイミド分離膜を用い
た。 ガスの導入方法及び圧力、温度等もすべて実施
例１と同様実施した。 結果は第２表に示す。 比較例 ３ 本例は、Ａ、Ｂモジユール何れにもH2／CO分
離度120即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透過
度（KCO）7.5×10-8のポリイミド分離膜を用いた
ほかは実施例２と同様実施した。結果は第２表に
示す。 比較例 ４ 本例は、Ａ、Ｂモジユール何れにもH2／CO分
離度20即ちH2透過度（KH2）9.0×10-6、CO透過
度（KCO）4.5×10-8のポリイミド分離膜を用いた
ほかは実施例２と同様実施した。結果は第２表に
示す。
【表】
第１図及び第２図はそれぞれ気体分離のフロー
シートの略図を表し、Ａ，Ｂ，Ｃはモジユール、
１，２，３，４，５，６，７，８，９は導管をそ
れぞれ示す。
シートの略図を表し、Ａ，Ｂ，Ｃはモジユール、
１，２，３，４，５，６，７，８，９は導管をそ
れぞれ示す。
Claims (1)
- １ 重質油、石炭等を分解して得られるH2、CO
主体の混合ガスより、高純度COを、気体分離膜
を用いて分離するに際し、膜モジユール２個以上
を使用し、原ガス中のH2濃度の高い段階では
H2／CO分離度の高い膜を用い、H2濃度の下つた
段階ではH2／CO分離度の低い膜を用いることを
特徴とする、H2、CO主体の混合ガスより高純度
COを分離する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080162A JPS59207827A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 気体混合物からの気体分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080162A JPS59207827A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 気体混合物からの気体分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59207827A JPS59207827A (ja) | 1984-11-26 |
| JPS644964B2 true JPS644964B2 (ja) | 1989-01-27 |
Family
ID=13710613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58080162A Granted JPS59207827A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 気体混合物からの気体分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59207827A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4662905A (en) * | 1983-12-23 | 1987-05-05 | Itaru Todoriki, Director of Agency of Industrial Science and Technology | Selective gas separator |
| JPS63296820A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-02 | Ube Ind Ltd | 高純度水素又はヘリウムの製造方法 |
| US4806132A (en) * | 1987-06-23 | 1989-02-21 | Union Carbide Corporation | Turndown control method for membrane separation systems |
| US4946477A (en) * | 1988-04-07 | 1990-08-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | IGCC process with combined methanol synthesis/water gas shift for methanol and electrical power production |
| FR2683737B1 (fr) * | 1991-11-18 | 1994-08-05 | Air Liquide | Procede et installation de production par permeation d'un gaz leger impur a partir d'un melange gazeux contenant ce gaz leger. |
| US5482539A (en) * | 1993-09-22 | 1996-01-09 | Enerfex, Inc. | Multiple stage semi-permeable membrane process and apparatus for gas separation |
| US6085549A (en) * | 1998-04-08 | 2000-07-11 | Messer Griesheim Industries, Inc. | Membrane process for producing carbon dioxide |
| US6128919A (en) * | 1998-04-08 | 2000-10-10 | Messer Griesheim Industries, Inc. | Process for separating natural gas and carbon dioxide |
| US6149817A (en) * | 1999-03-08 | 2000-11-21 | Celgard Inc. | Shell-less hollow fiber membrane fluid contactor |
| US20070051238A1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-08 | Ravi Jain | Process for gas purification |
| JP5948853B2 (ja) * | 2011-12-20 | 2016-07-06 | 宇部興産株式会社 | ガス分離システム |
-
1983
- 1983-05-10 JP JP58080162A patent/JPS59207827A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59207827A (ja) | 1984-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0490322B1 (en) | Three-stage membrane gas separation process and system | |
| US9403120B2 (en) | Gas separation membranes based on perfluorinated polymers | |
| Antonson et al. | Analysis of gas separation by permeation in hollow fibers | |
| JPS6249927A (ja) | 水素精製に対するハイブリツドメンブレン／極低温方法 | |
| JPS644964B2 (ja) | ||
| JPH0527445B2 (ja) | ||
| EA017478B1 (ru) | Способ многоступенчатого разделения с использованием мембран | |
| JPH08173749A (ja) | 選択性が増加する膜のカスケードによる水素の膜分離方法 | |
| US20110305310A1 (en) | Equipment and system for processing a gaseous mixture by permeation | |
| JPH05221608A (ja) | 膜酸素方法及び系 | |
| US5306427A (en) | Low pressure feed membrane separation process | |
| EP0641244A1 (en) | Treatment of acid gas using hybrid membrane separation systems | |
| WO2020079403A1 (en) | Separation of carbon monoxide from carbon monoxide/hydrogen syngas mixtures | |
| JPH09235101A (ja) | 水素及びエネルギーの生成方法及び装置 | |
| JP2001062240A (ja) | 混合ガスの濃度調整方法および濃度調整装置 | |
| US5693121A (en) | Semi-permeable membrane separation process for the production of very high purity nitrogen | |
| JPH06205924A (ja) | 多純度膜方法 | |
| ES478702A1 (es) | Un procedimiento para preparar una mezcla de gas de sintesis. | |
| WO2025000123A1 (en) | Method for gas separation by membranes | |
| EP3908395A1 (en) | Dehydration of a mixture containing a diol with high water content using optimized pervaporation process | |
| JP6511912B2 (ja) | ガス分離システム及び富化ガスの製造方法 | |
| KR102273078B1 (ko) | Gtl 합성공정에서 분리막을 이용한 이산화탄소 분리방법 | |
| CN115413276B (zh) | 纯化醋酸的制备方法 | |
| RU2426717C2 (ru) | Способ и установка для получения метанола | |
| JP2019072658A (ja) | ヘリウム富化ガスの製造方法及びガス分離システム |