(57)【要約】      （修正有）【課題】供給されたガス流に含まれる窒素の吸着を可能にする顆粒状材料を含む容器を調整する方法であって、前記吸着体の輸送又は貯蔵中に吸着体が受ける可能性のある温度サイクルにおいて、吸着剤の呼吸を最小限にするための吸着体の調整方法の提供。【解決手段】供給されたガス流に含まれる窒素の吸着を可能にする顆粒状材料Ａを含む容器を調整する方法であって、材料Ａのガス又はガス混合物Ｇに対する吸着容量が２５℃、１ａｔｍで１０Ｎｃｍ３／ｇ未満となるよう、容器にガス又はガス混合物Ｇを注入する工程を含み、前記容器が、容器の外空気に対して不透過性となるように、吸着剤を貯蔵するように意図された容器であり、前記容器が、Ｖ（Ｐ）ＳＡ  Ｏ２型の吸着体であることを特徴とする方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されたガス流に含まれる窒素の吸着を可能にする顆粒状材料Ａを含む容器を調整する方法であって、材料Ａのガス又はガス混合物Ｇに対する吸着容量が２５℃、１ａｔｍで１０Ｎｃｍ３／ｇ未満となるよう、容器にガス又はガス混合物Ｇを注入する工程を含む、方法。
【請求項２】
前記容器が、容器の外空気に対して不透過性となるように、吸着剤を貯蔵するように意図された容器であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記容器が吸着体であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記吸着体が、Ｖ（Ｐ）ＳＡ  Ｏ２型の吸着体であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記注入工程の後に、前記吸着体の内部を、１．０５ｂａｒ〜３ｂａｒ、好ましくは１．０５ｂａｒ〜１．８ｂａｒ、更に優先的には１．１ｂａｒ〜１．５ｂａｒの圧力に加圧する工程を含むことを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記注入工程が、ガスＧによる膨張、ガスＧの顆粒状材料Ａに対する流通、ガスＧによる膨張、それに続く収縮、又はこれらの少なくとも２つの併用からなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記材料Ａの前記ガス又はガス混合物Ｇに対する吸着容量が、２５℃、１ａｔｍで５Ｎｃｍ３／ｇ未満であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の調整方法。
【請求項８】
前記顆粒状材料Ａが、リチウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、亜鉛、又は銀から選ばれる１以上の元素によって少なくとも部分的に置換されたＡ構造のゼオライト及びＸ構造のゼオライトから選ばれることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の調整方法。
【請求項９】
前記ガスＧが、アルゴン、酸素、及びヘリウムから選ばれることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素の吸着を可能にする顆粒状材料Ａを含む容器を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、種々の吸着剤、例えば、種々の供給業者の吸着剤と吸着体との両方に適用される。
【０００３】
吸着体に対する適用に関して、本発明は、第一にＶＳＡ（真空スウィング吸着ガス分離プロセス）型の吸着体に適用されるが、ＰＳＡ（圧力変動吸着ガス分離プロセス）型のあらゆる吸着体にも適用することができる。
−ＶＳＡプロセスは、高圧と称する大気圧、すなわち、１ｂａｒ〜１．５ｂａｒで吸着を実質的に行い、大気圧より低い圧力、典型的には０．３ｂａｒ〜０．５ｂａｒで脱着を行う、圧力変動吸着プロセスである。
−ＶＰＳＡプロセスは、大気圧より実質的に高い高圧、すなわち、一般的には１．６ｂａｒ〜８ｂａｒ、好ましくは２ｂａｒ〜６ｂａｒで吸着を行い、低圧は大気圧より低い圧力、典型的には、３０ｍｂａｒ〜８００ｍｂａｒ、好ましくは１００ｍｂａｒ〜６００ｍｂａｒである、プロセスである。
−ＰＳＡプロセスは、大気圧より大幅に高い高圧、典型的には、１．６ｂａｒ〜５０ｂａｒ、好ましくは２ｂａｒ〜３５ｂａｒで吸着を行い、低圧は大気圧より高いか、又は大気圧に実質的に等しい、すなわち、１ｂａｒ〜９ｂａｒ、好ましくは１．２ｂａｒ〜２．５ｂａｒである、プロセスである。
【０００４】
以下、「（Ｖ）ＰＳＡ」の語は、ＶＳＡ、ＰＳＡ、及びＶＰＳＡを包含するものとして使用する。（Ｖ）ＰＳＡサイクルは、製造、減圧、パージ、再加圧という工程を少なくとも含む。
【０００５】
Ｖ（Ｐ）ＳＡ  Ｏ２吸着体の場合、分子篩は、酸素及びアルゴンに対して窒素を選択的に保持する機能を有する。そのため、この分子篩は、窒素に対して非常に高い親和性を有しており、これは材料が曝される温度によって大幅に変化する。
【０００６】
従来、大気中の水分による汚染を最小限にするため、吸着剤の製造会社の施設では、材料を、優先的には、乾燥空気により活性化し、その後、製造所において吸着体に充填する段階において超高純度の窒素を含む乾燥空気を流通させる。よって、充填後は、大気圧下、製造所の温度で、吸着剤材料は窒素又は空気と平衡にある。
【０００７】
続いて、製造所における貯蔵、輸送、又はプラントサイトにおける貯蔵の際に外気温が変化することで、外気温が充填温度より低いか又は高いかによって、窒素（及びより少ない量で他の構成成分）の吸着又は脱着が起こる。この吸着剤材料の呼吸作用によって、（特に、容器内の圧力が大気圧より低くなる場合）汚染のおそれがあるか、及び／又は、従来選択されていた調整方法によっては吸着体の許容圧力を超えるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上を踏まえて、改良した吸着体の調整方法を提供することを１つの課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの解決策は、供給されたガス流に含まれる窒素の吸着を可能にする顆粒状
材料Ａを含む容器を調整する方法であって、材料Ａのガス又はガス混合物Ｇに対する吸着容量が２５℃、１ａｔｍで１０Ｎｃｍ３／ｇ未満となるよう、容器にガス又はガス混合物Ｇを注入する工程を含む、方法である。
【００１０】
場合により、本発明に係る上記方法は、以下の特徴の１以上を有していてもよい。
−上記容器が、容器の外空気に対して不透過性となるように、吸着剤を貯蔵するように意図された容器である。
−上記容器が吸着体である。
−上記吸着体が、Ｖ（Ｐ）ＳＡ  Ｏ２型の吸着体である。
−上記方法が、上記注入工程の後に、上記吸着体の内部を、１．０５ｂａｒ〜３ｂａｒ、好ましくは１．０５ｂａｒ〜１．８ｂａｒ、更に優先的には１．１ｂａｒ〜１．５ｂａｒの圧力に加圧する工程を含む。
−上記注入工程が、ガスＧによる膨張、ガスＧの顆粒状材料Ａに対する流通、ガスＧによる膨張、それに続く収縮、又はこれらの少なくとも２つの併用からなる。なお、吸着剤を貯蔵するように意図された容器の場合、調整時間の間中ずっと、特に吸着剤の活性化後に必要な冷却の終わりまで、注入を行う。
−上記材料Ａの上記ガス又はガス混合物Ｇに対する吸着容量が、２５℃、１ａｔｍで５Ｎｃｍ３／ｇ未満である。
−上記顆粒状材料Ａが、リチウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、亜鉛、又は銀から選ばれる１以上の元素によって少なくとも部分的に置換されたＡ構造のゼオライト及びＸ構造のゼオライトから選ばれる。
−上記ガスＧが、アルゴン、酸素、及びヘリウムから選ばれる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の文脈中では、吸着体の輸送又は貯蔵中に吸着体が受ける可能性のある温度サイクルにおいて、吸着剤の呼吸を最小限にするため、（窒素に対して）吸着性に乏しいガスのわずかな過圧力下で、製造所において吸着体を調整することを課題とする。
【００１２】
吸着体内でのガス混合物の組成及び製造所の温度を含む充填条件に応じて、充填圧力を、常に最大許容圧力より低い圧力となり、できる限り大気圧より高くなるように調整することができる。最大許容圧力は、吸着体のプロセス条件によって決まり、吸着剤供給業者によって提供される。
【００１３】
本発明は、特に、ＰＳＡ吸着体又はＶ（Ｐ）ＳＡ  Ｏ２吸着体に適用され、その吸着剤としては、窒素に対して高い親和性を有するものが選択される。
【００１４】
調整ガスは、優先的にはアルゴンであるが、Ｏ２又はヘリウムから選択することもできる。ヘリウムは、吸着剤の呼吸作用の点では、その吸着が実質的にゼロであるので、理想的な場合を示すが、より高価となる。
【００１５】
以下の実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
【００１６】
実施例に用いた吸着体は、ＬｉＬＳＸ篩の体積が２．５ｍ３、空隙体積がさらに２．７ｍ３ある、内径２ｍの軸状吸着体である。
【００１７】
２５℃、１ａｔｍで、ＬｉＬＳＸに対して考慮されるＮ２吸着容量、Ｏ２吸着容量、及びＡｒ吸着容量は、各々、２２．５Ｎｃｍ３／ｇ、３．８Ｎｃｍ３／ｇ、及び３．８Ｎｃｍ３／ｇである。
【００１８】
製造所における充填の際の非常に厳しい条件に対応する２つの初期状態を選択する。
−１００ｍｂａｒの過圧力下、温度１０℃、
−過圧力なし、温度３０℃。
【００１９】
現場での貯蔵の際の非常に厳しい条件に対応する２つの最終状態を以下に挙げる。
−温度３５℃、
−温度０℃。
【００２０】
２つの場合の各々に対して、乾燥空気の充填及びアルゴンの充填の影響を評価した（表１参照）。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
吸着体をアルゴンで調整した場合には、閉鎖吸着体における圧力の変化が、乾燥空気を充填した場合より実質的に小さいことがわかる。特に、空気充填により達する最大圧力は、典型的なＶＳＡ吸着体の最大許容圧力（２ｂａｒ）を超えるが、アルゴンで調整した場合には、この限度には到達しそうにない。１．５ｂａｒに近い圧力下で調整するのが最も有利である。そうすることで、吸着体の貯蔵又は輸送の際に吸着体内で温度が０℃〜３５℃の範囲で変化する場合に、圧力が２ｂａｒを超過することが絶対になく、０．９ｂａｒ未満まで低下させることができるようになる。
【００２３】
窒素に対して選択される吸着剤材料の量に対して吸着体の体積が大きくなればなる程、［Ｐａｔｍ−許容Ｐｍａｘ］範囲内にとどまることを可能とする充填圧力範囲を選択するのが容易になる。なお、吸着体の体積は、１リットル〜２００ｍ３とすることができる。
【外国語明細書】
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