(57)【要約】  包封型平行チャネル吸着剤接触器装置及びシステム並びにこれらと関連したスイング吸着方法が提供される。包封型平行チャネル吸着剤接触器は、スイング吸着方法において有用である。複数個の包封型吸着剤接触器がスイング吸着容器内に装填されると共に互いに封止されて供給物流の実質的に全てが接触器相互間の迷走ガス流経路を通らないで接触器のチャネルを通らなければならないようになっている。
2014514137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイング吸着接触器システムであって、
各々が内面及び軸方向開口端部を備えた複数個の中空剛性ライナを含み、隣り合うライナは、互いにしっかりと連結されており、
各ライナ内に設けられたモノリス吸着剤接触器を含み、各モノリス吸着剤接触器は、前記ライナの前記内面から間隔を置いて位置した外面を有し、
前記モノリス吸着剤接触器の前記外面と前記ライナの前記内面との間の空間内に設けられて前記空間内のガス流を阻止するシールを形成する結合剤を含む、スイング吸着接触器システム。
【請求項２】
前記モノリス吸着剤接触器は、少なくとも２つのモノリス吸着剤接触器のスタックを含む、請求項１記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項３】
少なくとも２つのモノリス吸着剤接触器の前記スタックは、２つの前記モノリス吸着剤接触器の隣り合う軸方向端部の周りでテープによって互いに保持されている、請求項２記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項４】
各ライナは、前記ライナの各軸方向端部から軸方向に突き出た一体形スタンドオフを有する、請求項１記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項５】
各ライナ及びモノリス吸着剤接触器は、互いに合致する多角形断面形状を有する、請求項１記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項６】
前記結合剤は、硬化可能である、請求項１記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項７】
前記硬化可能な結合剤は、硬化時では半剛性である、請求項１記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項８】
スイング吸着接触器システムを組み立てる方法であって、
複数個の中空剛性ライナを互いにしっかりと連結するステップを含み、前記ライナの各々は、内面及び軸方向開口端部を有し、
モノリス吸着剤接触器を各ライナ内に配置するステップを含み、各モノリス吸着剤接触器は、外面を有し、前記配置ステップは、各モノリス吸着剤接触器の前記外面を前記ライナの内面から間隔を置いて配置するステップを含み、
結合剤を前記モノリス吸着剤接触器の前記外面と前記ライナの前記内面との間の空間内に配置して前記空間内にガス流を阻止するシールを形成するステップを含む、方法。
【請求項９】
前記結合剤は、硬化可能である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記硬化可能な結合剤を半剛性材料の状態に硬化させることができるステップを更に含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
スイング吸着容器は、前記複数個の中空剛性ライナを受け入れるハウジングを有し、前記方法は、
蝋の保護リングを前記ハウジング内にそのベースのところに配置し、その後、前記複数個の中空剛性ライナをハウジング内に配置して前記蝋のリングが変形して前記モノリス吸着剤接触器の前記外面と各ライナの前記内面との間の前記空間の底部を封止するようにするステップを更に含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記結合剤配置ステップの実施前に、蝋の保護層を各モノリス吸着剤接触器の軸方向頂端部上に配置するステップを更に含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記硬化性結合剤を半剛性材料の状態に硬化させることができるステップの実施後に、各モノリス吸着剤接触器の前記軸方向頂端部上の前記蝋の保護層と前記ハウジング内の前記蝋の保護リングの両方を溶融するステップを更に含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
スイング吸着接触器システムであって、
複数個の中空剛性ライナを含み、各ライナは、内部領域を画定する内面、長手方向軸線に沿う第１の軸方向開口端部、前記第１の軸方向開口端部と反対側の前記長手方向軸線に沿う第２の軸方向開口端部及び前記内部領域の外側に位置する外面を有し、
複数個のモノリス吸着剤接触器を含み、前記複数個のモノリス吸着剤接触器のうちの１つは、前記複数個のライナのうちの１つの中に設けられ、前記１つのモノリス吸着剤接触器は、長手方向軸線に沿って少なくとも１本の通路が貫通して形成された本体及び前記本体の外面を有し、
前記モノリス吸着剤接触器の前記外面と前記ライナの内面との間に設けられていて、前記モノリス吸着剤接触器と前記中空剛性ライナとの間のガス流を阻止する結合剤を含む、スイング吸着接触器システム。
【請求項１５】
前記複数個のモノリス吸着剤接触器のうちの２つ又は３つ以上は、前記複数個の中空剛性ライナのうちの１つ内に同一長手方向軸線に沿って互いに積み重ねられている、請求項１４記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項１６】
前記積み重ねられたモノリス吸着剤接触器は、隣り合う端部の周りでテープにより互いに結合されている、請求項１５記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項１７】
互いに隣接して位置する前記複数個の中空剛性ライナのうちの２つ又は３つ以上は、互いにしっかりと連結されている、請求項１４記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項１８】
各ライナは、互いに合致する多角形断面形状を有する、請求項１７記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項１９】
少なくとも１つのライナは、前記ライナの各軸方向端部から軸方向に突き出た一体形スタンドオフを有する、請求項１４記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項２０】
前記硬化可能な結合剤は、硬化時では半剛性である、請求項１４記載のスイング吸着接触器システム。
【請求項２１】
スイング吸着接触器システムを組み立てる方法であって、
複数個の中空剛性ライナを用意するステップを含み、各中空剛性ライナは、内部領域を画定する内面、長手方向軸線に沿う第１の軸方向開口端部、前記第１の軸方向開口端部と反対側の前記長手方向軸線に沿う第２の軸方向開口端部及び前記内部領域の外側に位置する外面を有し、
複数個のモノリス吸着剤接触器のうちの１つを前記複数個の中空剛性ライナのうちの１つ内に配置するステップを含み、前記１つのモノリス吸着剤接触器は、長手方向軸線に沿って少なくとも１本の通路が貫通して形成された本体及び前記本体の外面を有し、
前記複数個のモノリス吸着剤接触器の前記１つを前記複数個の中空剛性ライナのうちの前記１つに前記モノリス吸着剤接触器の前記外面と前記中空剛性ライナの前記内面との間に設けられた結合剤により結合するステップを含み、前記結合剤は、前記モノリス吸着剤接触器と前記中空剛性ライナとの間の流体の流れを阻止する、方法。
【請求項２２】
結合剤を半剛性材料の状態に硬化させるステップを更に含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記結合剤の硬化後、各モノリス吸着剤接触器の軸方向頂端部上の前記蝋の保護層と前記ハウジング内の蝋の前記蝋の保護リングの両方を溶解するステップを更に含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
スイング吸着容器は、前記複数個の中空剛性ライナを受け入れるハウジングを有し、前記方法は、
蝋の保護リングを前記ハウジング内にそのベースのところに配置し、その後、前記複数個の中空剛性ライナをハウジング内に配置して前記蝋のリングが変形して前記モノリス吸着剤接触器の前記外面と各ライナの前記内面との間の前記空間の底部を封止するようにするステップを更に含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記結合剤配置ステップの実施前に、蝋の保護層を各モノリス吸着剤接触器の軸方向頂端部上に配置するステップを更に含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２６】
前記複数個の中空剛性ライナのうちの２つ又は３つ以上を互いにしっかりと連結するステップを更に含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２７】
前記しっかりと固定する前記ステップは、前記複数個の中空剛性ライナのうちの前記２つ又は３つ以上の前記外面を溶接するステップを更に含む、請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
包封型平行チャネル吸着剤接触器装置及びシステム並びにこれらと関連したスイング吸着方法が提供される。特に、スイング吸着容器内に装填されると共に封止された１つ又は２つ以上の包封型吸着剤接触器が提供され、供給物流の実質的に全てが接触器相互間の意図しないガス流経路を通らないで接触器のチャネル中に入るはずであるようになっている。
【０００２】
〔関連技術の説明〕
本願は、２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第６１／４４８，１１７号（発明の名称：APPARATUS AND SYSTEMS HAVING AN ENCASED ADSORBENT CONTACTOR AND SWING ADSORPTION PROCESSES RELATED THERETO）の権益主張出願であり、この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
【０００３】
本願は、２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第６１／４４８，１２０号（発明の名称：APPARATUS AND SYSTEMS HAVING A RECIPROCATING VALVE HEAD ASSEMBLY AND SWING ADSORPTION PROCESSES RELATED THERETO）、２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第６１／４４８，１２１号（発明の名称：METHODS OF REMOVING CONTAMINANTS FROM A HYDROCARBON STREAM BY SWING ADSORPTION AND RELATED APPARATUS AND SYSTEMS）２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第６１／４４８，１２３号（発明の名称：APPARATUS AND SYSTEMS HAVING A ROTARY VALVE ASSEMBLY AND SWING ADSORPTION PROCESSES RELATED THERETO）、２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第６１／４４８，１２５号（発明の名称：APPARATUS AND SYSTEMS HAVING COMPACT CONFIGURATION MULTIPLE SWING ADSORPTION BEDS AND METHODS RELATED THERETO）及び２０１２年２月３日に出願された米国特許出願第６１／５９４，８２４号（発明の名称：METHODS OF REMOVING CONTAMINANTS APAPRATUS AND SYSTEMS）に関し、これら米国特許出願の各々を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００４】
ガス分離は、多くの業界で重要であり、このようなガス分離は、ガスの混合物を吸着性材料上に導くことによって達成でき、このような吸着性材料は、混合物の容易に吸着される度合いが低い成分に対して容易に吸着される度合いが高い成分を優先的に吸着する。多くの重要な形式のガス分離技術のうちの１つは、スイング吸着である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第６１／４４７，８０６号明細書
【特許文献２】米国特許出願第６１／４４７，８１２号明細書
【特許文献３】米国特許出願第６１／４４７，８２４号明細書
【特許文献４】米国特許出願第６１／４４７，８４８号明細書
【特許文献５】米国特許出願第６１／４４７，８６９号明細書
【特許文献６】米国特許出願第６１／４４７，８３５号明細書
【特許文献７】米国特許出願第６１／４４７，８７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スイング吸着ハードウェアのユーザは、任意所与の用途に関し、全床の数を最小限に抑えるために大径の床を使用するのを好む。しかしながら、大径床の製造及び設置は、困難なエンジニアリング上の問題により、その結果、妥協策として小さな直径の設計が行われる場合が多い。その結果、多数の床が同一のプロセス上の目的を達成する上で必要になる場合が多い。典型的には、この結果として、出費が大きくなると共に機器フットプリントが大きくなる。
【０００７】
従来型スイング吸着容器は、円筒形容器内に複数個の個々のモノリス吸着剤接触器を収容している。モノリス接触器は、接触器の長手方向軸線に沿って延びる多数本の実質的に平行なガス流チャネルを有し、吸着性材料が開放チャネルの壁を内張りしている。種々のエンジニアリング上の問題により、このような吸着容器の流通能力が制限される。例えば、大きな接触器は、隣り合う接触器相互間の領域に意図しない且つ望ましくないガス流経路を生じさせる場合が多い。これにより、モノリスプロセス領域を最大にするのが困難である一方で、ユニット作動サイクル中、モノリスを定位置に保持することを目的とする頑丈な機械的支持体及びホールドダウン構造体が提供されるので大きな問題をもたらす。
【０００８】
当該技術分野においては、上述の問題、特に接触器相互間における望ましくないガス流経路と関連した問題を軽減するモノリス設計が要望され続けている。
【０００９】
この技術分野における他の関連技術文献としては、米国特許出願第６１／４４７，８０６号、同第６１／４４７，８１２号、同第６１／４４７，８２４号、同第６１／４４７，８４８号、同第６１／４４７，８６９号、同第６１／４４７，８３５号及び同第６１／４４７，８７７号が挙げられ、これら米国特許出願の各々を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
包封型平行チャネル吸着剤接触器装置及びシステム並びにこれらと関連したスイング吸着方法が提供される。スイング吸着接触器システムは、各々が内面及び軸方向開口端部を備えた複数個の中空剛性ライナを含み、隣り合うライナは、互いにしっかりと連結されており、スイング吸着接触器システムは、各ライナ内に設けられたモノリス吸着剤接触器を更に含み、各モノリス吸着剤接触器は、ライナの内面から間隔を置いて位置した外面を有し、スイング吸着接触器システムは、更に、モノリス吸着剤接触器の外面とライナの内面との間の空間内に設けられて空間内のガス流を阻止するシールを形成する結合剤を含む。
【００１１】
また、本発明によれば、スイング吸着接触器システムを組み立てる方法であって、複数個の中空剛性ライナを互いにしっかりと連結するステップを含み、ライナの各々は、内面及び軸方向開口端部を有し、この方法は、モノリス吸着剤接触器を各ライナ内に配置するステップを更に含み、各モノリス吸着剤接触器は、外面を有し、配置ステップは、各モノリス吸着剤接触器の外面をライナの内面から間隔を置いて配置するステップを含み、この方法は、結合剤をモノリス吸着剤接触器の外面とライナの内面との間の空間内に配置して空間内にガス流を阻止するシールを形成するステップを含むことを特徴とする方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図２ＡのＡ‐Ａ線矢視断面平面図であり、複数個の積み重ねられた六角形吸着剤接触器を収容した先行技術のスイング吸着円筒形容器を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの一部分の拡大図であり、吸着剤接触器相互間の望ましくないガス流経路を示す図である。
【図２Ａ】先行技術のスイング吸着円筒形容器の断面側面図であり、吸着剤接触器の積み重ね方並びにホールドダウン及び支持手段を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの積み重ねられた吸着剤接触器の束の一部分の拡大図であり、吸着剤接触器相互間の望ましくないガス経路を示す図である。
【図３】本発明の成形吸着剤モノリス接触器のための対応の成形金属製接触器ライナの側面図である。
【図４】互いに並置された状態で積み重ねられた本発明の４つの成形金属製接触器ライナの側面図である。
【図５Ａ】互いの頂部上に積み重ねられると共に互いに並置して固定された複数個のライナのうちの１つのライナ中に配置可能に互いに固定された本発明の３つのモノリス吸着剤接触器を示す図である。
【図５Ｂ】モノリス接触器ライナのアレイの平面図である。
【図６】モノリス接触器ライナのアレイの平面図であり、モノリス接触器ライナのうちの４つがモノリス吸着剤接触器を収容している状態を示す図である。
【図７】互いに固定された本発明の複数個のモノリスライナの頂部の部分側面断面図であり、結合ステップ中に用いられる結合剤、溶接部及びパラフィンパッドの配置状態を示す図である。
【図８】本発明のモノリス接触器組立体の拡大平面断面図である。
【図９】内張りされたモノリス接触器の組立体を収容したスイング吸着反応容器及びこれらを容器の内部にどのように固定するかを示す側面断面図である。
【図１０】本発明の包封型モノリス吸着剤接触器の組立体を収容した円筒形スイング吸着容器の垂直軸線に沿う断面図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態に従ってモノリス及びモノリスライナの幾何学的形状の種々の非限定的な例を有するモノリス組立体を収容したスイング吸着容器の水平面に沿う断面図である。
【図１１Ｂ】本発明の別の実施形態に従ってモノリス及びモノリスライナの幾何学的形状の種々の非限定的な例を有するモノリス組立体を収容したスイング吸着容器の水平面に沿う断面図である。
【図１１Ｃ】本発明の別の実施形態に従ってモノリス及びモノリスライナの幾何学的形状の種々の非限定的な例を有するモノリス組立体を収容したスイング吸着容器の水平面に沿う断面図である。
【図１１Ｄ】本発明の別の実施形態に従ってモノリス及びモノリスライナの幾何学的形状の種々の非限定的な例を有するモノリス組立体を収容したスイング吸着容器の水平面に沿う断面図である。
【図１１Ｅ】本発明の別の実施形態に従ってモノリス及びモノリスライナの幾何学的形状の種々の非限定的な例を有するモノリス組立体を収容したスイング吸着容器の水平面に沿う断面図である。
【図１１Ｆ】本発明の別の実施形態に従ってモノリス及びモノリスライナの幾何学的形状の種々の非限定的な例を有するモノリス組立体を収容したスイング吸着容器の水平面に沿う断面図である。
【図１２】スイング吸着システムで構成された例示の炭化水素処理装置の側面図であり、１４個の吸着剤床組立体が中央弁及び流れ分配組立体の周りに等間隔を置いて設けられた７つの床が２つの高さ位置で配置されている状態を示す図である。
【図１３】スイング吸着システムで構成された例示の炭化水素処理装置の側面図であり、１４個の吸着剤床組立体が中央弁及び流れ分配組立体の周りに等間隔を置いて設けられた７つの床が２つの高さ位置で配置されている状態を示す図である。
【図１４】スイング吸着システムで構成された別の例示の炭化水素処理装置の立体図であり、７つの吸着剤床組立体が２つの列をなして配置されている状態を示す図である。
【図１５Ａ】図１４の例示の炭化水素処理装置の個々の吸着剤床組立体の平面図である。
【図１５Ｂ】図１４の例示の炭化水素処理装置の個々の吸着剤床組立体の側面図である。
【図１５Ｃ】図１４の例示の炭化水素処理装置の個々の吸着剤床組立体の底面図である。
【図１６】図１４の例示の高さの処理装置のためのスキッドベースに取り付けられた個々の吸着剤床支持構造体の立体図である。
【図１７Ａ】図１４の例示の炭化水素処理装置のための相互連結管路及び床支持構造体を備えた１対の個々の吸着剤床組立体の平面図である。
【図１７Ｂ】図１４の例示の炭化水素処理装置のための相互連結管路及び床支持構造体を備えた１対の個々の吸着剤床組立体の側面図である。
【図１７Ｃ】図１４の例示の炭化水素処理装置のための相互連結管路及び床支持構造体を備えた１対の個々の吸着剤床組立体の底面図である。
【図１８】図１４の例示の炭化水素処理装置の７つの相互に連結された吸着剤床のための弁及び管路網の立体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
別段の説明がなければ、本明細書で用いられる全ての技術用語及び科学用語は、本発明の開示と関連した当業者によって一般に理解されるのと同一の意味を有する。原文明細書において単数を表す単語“ａ”、“ａｎ”、“ｔｈｅ”は、文脈上明示の別段の指示がなければ、複数を含む。同様に、単語“ｏｒ”は、文脈上明示の別段の指定がなければ、“ａｎｄ”を含むものである。単語“includes”は、“comprises”を意味している。別段の指定がなければ、本明細書において言及する全ての特許文献及び非特許文献を参照により引用し、これらの記載内容全体を本明細書の一部とする。用語又は語句の意味に関して相反する場合、用語の説明を含む明細書では、これらは対照されるであろう。方向を表す用語、例えば「上側」、「下側」、「頂部」、「底部」、「前」、「後」、「垂直」及び「水平」は、本明細書においては、種々の要素相互間の関係を表すと共に明らかにするために用いられている。理解されるべきこととして、このような用語は絶対の向きを示しているわけではない（例えば、垂直のコンポーネントは、装置を回転させることにより水平になることができる）。本明細書において記載する材料（物質）、方法及び実施例は、例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００１４】
本明細書において定義される「モノリス吸着剤接触器」は、実質的に互いに平行なフローチャネルが構造体中に組み込まれた構造化（特別設計の）吸着剤を含む吸着剤接触器のサブセットである。これらフローチャネルは、種々の手段で形成でき、このような手段としては、押し出しセラミックモノリス、中空ファイバの束、螺旋巻き吸着剤層、スペーサの有無を問わず吸着剤シートの積み重ね層及び他の方法が挙げられる。吸着性材料に加えて、構造体は、アイテム、例えば支持体材料、ヒートシンク材料、ボイド減少コンポーネント及び他の材料（これらには限定されない）を有するのが良い。例示の接触器が米国特許出願公開第２００８／０２８２８９２号明細書に記載されており、この米国特許出願公開を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【００１５】
本発明は、改良型スイング吸着接触器システムに関する。このシステムは、モノリス吸着剤接触器ライナを含み、複数個のライナが円筒形容器又は不規則形状の封じ込めバウンダリに、好ましくはスイング吸着容器内に設置される。先行技術と比べて本発明には幾つかの利点がある。例えば、非プロセス材料の断面積を制限することによりスイング吸着容器を最適化することができる。本発明は又、正確且つ繰り返し可能な製作と設置結果の両方を達成する手段を提供する。さらに、本発明の内張りモノリス接触器の組立体のための内部機械的支持及びホールドダウン構造体も又単純化される。従来型組立体の接触器相互間の望ましくない迷走ガス流経路が実質的になくなる。先行技術と比べた場合の本発明のもう１つの利点は、モノリス接触器をガスプロセス環境内に固定する費用効果の良い頑丈な手段が提供されることにある。本発明の更に別の利点は、小型デモンストレーションユニットとフルサイズ商用ユニットとの間の直接的なスケールアップ関係が得られることにある。金属製ライナを備えた個々の吸着剤モノリスは、両方の所与の用途に関してサイズが同一であって良い。
【００１６】
本発明の内張りモノリス吸着剤接触器は又、専用製作ツール、組み立て技術又は業界のノウハウを当てにする必要なく、種々の幾何学的形状に対応するよう構成できる。本発明の接触器ライナは、これらの意図した使用の動作条件及び環境、好ましくはスイング吸着条件に耐えることができる任意適当な材料で形成できる。このような条件としては、最高１００℃までの温度及び最高１日当たり１２００ポンド絶対値（ｐｓｉａ）（８２７４キロパスカル絶対値（ｋＰａａ））の圧力が挙げられる。ステンレス鋼は、本発明のライナとしての使用に最も好ましい材料である。本発明のライナの壁厚又は肉厚は、約３／３２〜３／１６インチ（０．０２３８１〜０．００４７６２メートル（ｍ））、好ましくは１／８〜１／４インチ（０．００３１７５〜０．０００６２５ｍ）、より好ましくは１／１６〜１．８インチ（０．００１５８７〜０．００３１７５ｍ）であるのが良い。本発明のライナは、平べったいプレートからブレーキ曲げ（brake-bending）されても良く、或いは、市販の成形パイプで製作をステップの使用により始まっても良い。
【００１７】
本発明は、図面の図を参照すると良好に理解できる。図１Ａ及び図１Ｂは、圧力容器１１内に複数個の触媒基板又はモノリス吸着剤接触器を積み重ねられる従来のやり方を示している。図１Ａは、容器１１内におけるこの構成のための接触器１０を示す平面断面図である。図１Ｂは、複数個の接触器の一部分１Ｂの拡大図であり、望ましくないガス経路１２が接触器相互間の空間内にどのように生じ得るかを示している。「空間」という用語は、１つ又は２つ以上の物体によって境界付けられた領域又は容積部を意味している。このように、ガス流の一部分は、接触器又は接触器内の所望のプロセス領域をバイパスする場合がある。この望ましくない経路は、システムの性能又は効率及びプロセスの動作を劣化させる（例えば、プロセス中のそれぞれの流れの純度を低下させる）。図２Ａは、積み重ね状態のモノリス吸着剤接触器１０の組立体を収容した典型的な圧力容器１１の垂直軸線に沿う断面図である。また、機械的ホールドダウン及び支持構造体１４が示されている。図２Ｂは、接触器の組立体の一部分２Ｂの拡大図であり、従来型モノリス吸着剤接触器組立体中の潜在的な欠陥である接触器相互間の望ましくないガス経路１２を示している。個々のモノリス吸着剤接触器がグルー又はセメントにより互いに結合されている場合であっても、結合部の有効性を確かめて望ましくないガス流路全てがないかどうかを判定することは困難である。さらに、機械的ホールドダウン及び支持構造体１４は、迅速サイクルスイング吸着方法の実施中に遭遇する力に耐えるための機械的健全性を備えていない場合が多い個々のモノリス吸着剤接触器のフェースに力を直接伝える。
【００１８】
図面の図３及び図４は、中空剛性ライナを示しており、この中空剛性ライナは、六角形管の形をした金属製ライナ１６を非限定的な例として含むのが良い。ライナ１６は、個々のモノリス吸着剤接触器の各々の外部非プロセス表面を薄い金属製のスキンで包んでおり、このような薄い金属製のスキンは、一体形固定システムのために金属製ライナ１６の内面とモノリス吸着剤接触器との間に実質的に一様な環状空間を提供している。金属製ライナの末端部は、図４及び図７の拡大図で分かりやすく示されているように軸方向に突き出た一体形スタンドオフ１８を有している。これら成形端部又はスタンドオフ１８は、モノリスのプロセスフェースを圧力容器の内側水平面から間隔を保持する首尾一貫した不変の手段を提供している。金属製ライナ１６及びスタンドオフ１８の利点は、力が先行技術の場合のようにガスフローチャネルを有する入口及び出口フェースではなく、個々のモノリス吸着剤接触器の各々の広い外側非プロセス表面に分布されるということにある。したがって、吸着剤接触器組立体は、迅速サイクルスイング吸着方法の実施中、吸着剤接触器組立体に加えられる大きな力に耐えることができる能力が非常に高い。もう１つの利点は、成形端部が全てのモノリス相互間のガスプロセス流を供用し又は分布する一様な手段をも提供することにある。
【００１９】
個々の金属製ライナは、組立て取付けジグ（図示せず）中に展開でき、この組立て取付けジグは、意図した圧力バウンダリの内部幾何学的形状を表している（例えば、これは、圧力容器１１にほぼ同じであるのが良い）。これらの図（例えば、図４、図５Ｂ及び図７）に示されている設計により、頑丈なシールを得るために互いにしっかりと連結された全ての隣り合うライナ相互間に実質的に一様な場所が提供される。しっかりと連結される非限定的な例として、シール溶接部２０が全ての隣り合うスタンドオフ１８相互間に設けられる。溶接部２０は、ライナ相互間のガス流経路を実質的になくす確実なシール溶接部を提供することに加えて、各独立金属製ライナ１６を互いに固定する二重の目的を有する。溶接シームは、当該技術分野において知られている技術によって結合できる。しっかりと連結するのに適した技術の非限定的な例としては、接着、ろう付け及び錫引きによる本発明の溶接部の結合が挙げられる。別個の多数の側部付きのチャネル材料も又、各隣接のライナを接合する結果としての突合わせシーム（図示せず）上に結合技術により追加されるのが良い。図４は、本発明の４つの金属製ライナの組立体及びスタンドオフ１８相互間のシール溶接部２０の配置場所を示している。図７は、隣り合うスタンドオフ１８相互間のシール溶接部２０の拡大図である。
【００２０】
図面の図５Ａは、好ましくはテープ２４（これには限定されない）、好ましくは面と面を突き合わせた各接合部のところで金属箔で構成されたテープによって互いに保持された３つのモノリス吸着剤接触器１０のスタック２２を示している。テープにより、チャネルは、面と面の突き合わせ接合部に沿って接着段階中、塞がれ又は閉塞状態になる。箔被覆テープが好ましく、その理由は、これにより、追加の保護が得られるからであり、と言うのも、このような箔被覆テープは、グルー又は結合剤を吸着する可能性がほとんどないからである。任意個数のモノリス接触器を意図した吸着剤床高さについてライナ１６の高さに応じて互いに積み重ねることができる。モノリス組立体は、所望の垂直深さまで積み重ねられると共に面と面の各突き合わせ接合部のところに箔テープを有する複数個のモノリス接触器で始まっている。図面の図５Ｂは、積み重ね状態のモノリス吸着剤接触器１０のうちのどれかがライナ内に配置される前のライナ／モノリス接触器組立体の上から見た斜視図である。図５Ｂに示されているように、複数個の中空剛性ライナ１６の各々のライナは、内部領域を画定する内面、長手方向軸線に沿う第１の軸方向開口端部、第１の軸方向開口端部と反対側の長手方向軸線に沿う第２の軸方向開口端部及び内部領域の外側に位置する外面を有する。また、図５Ａに示されているように、モノリス吸着剤接触器１０の各々は、長手方向軸線に沿って少なくとも１本の通路が貫通して形成された本体及び本体の外面を有する。
【００２１】
図６は、ライナ／モノリス接触器組立体の上から見た斜視図であり、積み重ね状態のモノリス接触器のうちの４つがライナ内に配置されている。注目されるように、ライナ１６及びモノリス吸着剤接触器１０は、多数のモノリスが各ライナ内に嵌まり込んでライナの各端部のところのスタンドオフ１８だけがモノリス接触器の面を越えて延びるように製造されている。図６に示されているように、複数個のライナ１６のうちの４つがそれぞれのライナ内に設けられたモノリス吸着剤接触器を有している。結合剤（図示せず）がそれぞれのモノリス吸着剤接触器の外面とライナのそれぞれの内面との間に設けられていて、モノリス吸着剤接触器と中空剛性ライナとの間のガス流を阻止するようになっている。
【００２２】
図面の図７は、本発明のモノリス接触器組立体の上部の部分側面断面図である。組立体全体中のモノリス吸着剤接触器１０は、好ましくは、成形金属ライナ１６内に同心状に位置決めされている。この幾何学的形状により、モノリス固定システムのための一様な環状隙間が得られる。各モノリスの露出プロセス面は、粘性結合剤２８が環状空間中に注ぎ込まれたときにモノリス接触器プロセス領域を保護するよう低融点材料、好ましくはパラフィン材料の層２７で被覆されており、この層は、組立体全体のための半剛性であるが可撓性の固定システムを形成するよう最終的に硬化される。
【００２３】
図面の図８は、本発明のモノリス接触器組立体の拡大平面断面図であり、モノリス吸着剤接触器１０とライナ１０との間の結合剤２８を示している。シール溶接部シーム２０と半剛性固定システムの組み合わせにより、望まれず且つ望ましくないガス流経路が全てなくなり又は実質的に減少する。この実施形態のもう１つの利点は、結合剤がライナとモノリス吸着剤接触器との間の環状隙間を完全に封止していることを確かめるよう圧力健全性があるかどうかについて各ライナ／モノリス組立体を検査できることにある。低融点材料の層がモノリス吸着剤接触器内のガス流チャネルを遮断するよう依然として存在しているが、ライナ／モノリス吸着剤接触器組立体を圧力試験して各ライナ組立体が適正に構成されていることを確かめることができる。この可能性は、モノリス吸着剤接触器の従来型組立体には提供されていない。
【００２４】
結合剤は、ポリマーを主成分とする組成物、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤組成物、例えば接触接着剤又はホットメルト接着剤、ゴム、即ち天然又は合成ゴム、エラストマー又はこれらの組み合わせであるのが良い。また、結合剤は、重油蝋（例えば、エピエゾン（Apiezon））、ビチューメン、アスファルト等を含む場合がある。
【００２５】
組立体を取付けジグからいったん取り外すと、組立体を圧力容器内に同心状に位置決めすることができる。圧力容器の内面と組立体の最も外側の材料との間の環状隙間に一例として粘性結合剤で同様に充填することができる。小出し可能なパラフィンを溶融して圧力容器から排出することができ、それにより組立体内のモノリス吸着剤接触器１０の軸方向端部を露出させることができる。結果的に得られる例示のモノリス接触器組立体がスイング吸着容器３１内に位置決めされた状態で図面の図９に示されている。図９は又、容器の底部のところに取り付けられた軟質パラフィンリング３０を示しており、モノリス組立体は、この軟質パラフィンリング３０上に下降される。このパラフィンリング３０は、モノリス組立体の重量を受けて変形するよう設けられており、このパラフィンリングは、結合剤２８がその意図した環状空間を越えて移動するのを阻止する一時的なシールとなる。結合剤を環状空間内に位置決めした後、パラフィンリング３０を溶解して容器から排出するのが良い。本明細書で用いられる「パラフィン」という用語は、天然と合成の両方の任意適当な蝋状材料を意味している。天然蝋は、動物、昆虫、鉱物／石油及び野菜源に由来した蝋である。本発明のプロセスで回収されるのに適した蝋の非限定的な例としては、昆虫及び動物の蝋、好ましくは蜜蝋、チャイニーズ虫蝋（Chinese insect wax）、羊毛蝋、鯨蝋、野菜蝋、例えばカンデリラ蝋、カルナウバ蝋、木蝋、オウリキュリイ（ouricury）蝋、米ぬか蝋、ジョコバ（jocoba）蝋、ヒマ（castor）蝋、ヤマモモ（bayberry）蝋、ミネラルワックス、例えばモンタン蝋、ピート蝋、臭蝋、セレシン蝋、石油蝋、例えばパラフィン及び微結晶蝋、合成蝋、例えばポリエチレン蝋及びこれらの混合物が挙げられる。また、蝋の使用ではなく物理的突起（図示せず）の使用により間隔を得ることができるということは本発明の範囲に含まれる。適当な材料、チュブリメート（tublimate）のような適当な材料の結晶も又、空間を形成するために使用でき、次にこれを溶かして除去し、後には所望の空間が残る。加うるに、容易に燃やし又は酸化して除去することができる他の材料、例えば紙若しくはセルロース又は低温融点金属、例えば錫、木くず又はフィールドの金属（Field’s metal）を利用することができる。同様に、低融点金属を有機材料ではなく封止剤として使用することができる。
【００２６】
図面の図１０は、本発明の包封型モノリス吸着剤接触器１０の組立体を収容した円筒形スイング吸着容器の垂直軸線に沿う断面図である。この図は、モノリスライナの一体部分である機械的ホールドダウン及び支持構造体、例えばスタンドオフ１８を示している。上述したように、この一体形支持構造体は、モノリス吸着剤接触器の組立体を最大の構造健全性を持った状態で圧力容器に固定するために力の一様な分布を提供する。加うるに、スタンドオフ１８と容器３１との間に形成される流れ通路により、モノリス吸着剤接触器の組立体への一様な流れの分布手段が作られる。
【００２７】
図１１Ａ〜図１１Ｆは、本発明のモノリス及びモノリスライナが取ることができる幾何学的形状３２Ａ〜３２Ｈの種々の非限定的な実施例を備えたスイング吸着容器を有するモノリス組立体を収容したスイング吸着容器の水平面に沿う断面図である。個々に内張りされたモノリスは、理想的には指定された圧力容器バウンダリ内に嵌まり込む任意の幾何学的形状に合わせて成形できる。例えば、図１１Ａは、種々の六角形の中空剛性ライナ及び接触器を示し、図１１Ｂは、種々の正方形の中空剛性ライナ及び接触器を示している。図１１Ｄは、種々の三角形の中空剛性ライナ及び接触器を示し、図１１Ｆは、種々の長方形の中空剛性ライナ及び接触器を示している。さらに、一様な形状を配備することができ又は幾何学的形状の組み合わせを混ぜ合わせて全体的モノリスプロセス領域を形成することができる。例示の実施形態として、図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｄ及び図１１Ｆは、実質的に一様な幾何学的形状を有するライナを示し、図１１Ｃ及び図１１Ｅは、互いに異なる幾何学的寸法及び／又は形状のライナを示している。具体的に言えば、図１１Ｃは、直径が互いに異なる種々の中空剛性ライナ及び接触器を示し、図１１Ｅは、断面積が互いに異なる種々の正方形中空剛性ライナ及び接触器並びに種々の六角形の中空剛性ライナ及び接触器を示している。理解できるように、互いに異なる実施形態について互いに異なる幾何学的形状を利用することができる。例えば、容器を通って流れる流れのためのプロセス面積を最大にするための形態を利用することができる。
【００２８】
提供される吸着剤接触器は、炭化水素の開発及び生産、例えばガス及び油処理のための吸着式反応速度論的分離方法、装置及びシステムにおいて有用である。具体的に言えば、提供される方法、装置及びシステムは、ガス混合物からの種々の標的ガスの迅速且つ大規模なしかも効率的な分離に有用である。
【００２９】
提供されている上述の吸着剤接触器は、スイング吸着方法において有用である。非限定的なスイング吸着方法としては、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）、真空圧力スイング吸着（ＶＰＳＡ）、温度吸着スイング（ＴＳＡ）、分圧スイング吸着（ＰＰＳＡ）、迅速サイクル圧力スイング吸着（ＲＣＰＳＡ）、迅速サイクル熱的スイング吸着（ＲＣＴＳＡ）、迅速サイクル分圧スイング吸着（ＲＣＰＰＳＡ）並びにこれら方法、例えば圧力／温度スイング吸着の組み合わせが挙げられる。
【００３０】
ＰＳＡ方法は、ガスが圧力下にあるときに吸着性材料の細孔構造又は自由体積内に容易に吸着されるガスの減少を利用しており、即ち、ガス圧力が高ければ高いほど、容易に吸着されるガスの吸着量がそれだけ一層多くなる。圧力を減少させると、吸着状態の成分が解除され又は脱着される。
【００３１】
ＰＳＡ方法は、ガス混合物のガスを互いに分離するために使用できる。と言うのは、互いに異なるガスは、吸着剤のマクロ細孔を互いに異なる程度まで充填する傾向があるからである。ガス混合物、例えば天然ガスがメタンよりも二酸化炭素に対してより選択性を示すポリマー又は微孔質吸着剤を収容した容器中に圧力下で通された場合、二酸化炭素の少なくとも一部分は、吸着剤によって選択的に吸着可能であり、容器を出たガスは、メタンが富化された状態になることができる。吸着剤が二酸化炭素を吸着するその能力の終わりに達すると、吸着剤は、圧力を減少させることによって再生され、それにより吸着状態の二酸化炭素が放出される。次に、典型的には、吸着剤をパージして加圧し、すると、次の吸着サイクルのための準備ができている。
【００３２】
ＴＳＡ方法は、高温と比較すると低温のガスが吸着性材料の細孔構造内又は自由体積内に吸着されやすいという事実を利用しており、即ち、吸着剤の温度を上昇させると、吸着状態のガスが放出され、即ち、脱着される。吸着剤床の温度を周期的にスイングさせることにより、ＴＳＡ方法は、ガス混合物の成分のうちの１つ又は２つ以上について選択的な吸着剤に用いられると、混合物中のガスを分離するために利用できる。
【００３３】
スイング吸着方法は、代表的には、１つ又は２つ以上の吸着剤床を収容した容器内で起こる。多ベッド型システムでは、各ベッドは、吸着サイクルにおいて互いに異なるステップ、例えば、吸着ステップ、１回又は２回以上の減圧／脱着ステップ、１回又は２回以上のブローダウンステップ及び１回又は２回以上の再加圧ステップを受ける場合がある。各床への流体の流れ及び各床からの流体の流れは、代表的には、弁、例えばポペット弁及び／又は回転弁組立体によって制御される。
【００３４】
提供されている方法、装置、システムは、汚染物質及び重炭化水素、即ち少なくとも２つの炭素原子を含む炭化水素を除去することによって天然ガス製品を調製するために使用できる。提供されている方法、装置及びシステムは、ユーティリティに用いるためのガス状供給物流を調製するので有用であり、このようなユーティリティとしては、分離用途、例えば露点管理、スイートニング／汚染除去又は解毒、腐食保護／制御、脱水、発熱量、状態調節又は温湿度調整及び浄化又は精製が挙げられる。１つ又は２つ以上の分離用途を利用したユーティリティの例としては、燃料ガス、シールガス、雑用水、ブランケットガス、インストラメント（instrument）及びコントロール（control）ガス、冷媒、不活性ガスの発生及び炭化水素回収が挙げられる。例示の「ノットツーイクスシード（not to exceed：ＮＴＥ）」製品（又は「標的」）ガス仕様は、（ａ）２体積％ＣＯ2、４ｐｐｍＨ2Ｓ、（ｂ）５０ｐｐｍＣＯ2、４ｐｐｍＨ2Ｓ又は（ｃ）１．５体積％ＣＯ2、２ｐｐｍＨ2Ｓを含む。
【００３５】
提供されている方法、装置及びシステムは、炭化水素流から酸性ガスを除去するために使用可能である。酸性ガス除去技術は、残存するガス可採鉱量を考慮すると高い濃度の酸性、即ち、サワーガス資源が示されているのでますます重要になっている。炭化水素供給物流は、酸性ガスの量に大きな幅があり、例えば、数ｐｐｍ酸性ガスから９０体積％酸性ガスまで様々である。例示のガス可採鉱量からの酸性ガス濃度の非限定的な例としては、少なくとも（ａ）１体積％Ｈ2Ｓ、５体積％ＣＯ2、（ｂ）１体積％Ｈ2Ｓ、１５体積％ＣＯ2、（ｃ）１体積％Ｈ2Ｓ、６０体積％ＣＯ2、（ｄ）１５体積％Ｈ2Ｓ、１５体積％ＣＯ2及び（ｅ）１５体積％Ｈ2Ｓ、３０体積％ＣＯ2の濃度が挙げられる。これらの流れに関し、炭化水素は、流れの全体積の残りの部分を含むのが良い。
【００３６】
例示の炭化水素処理装置が図１２及び図１３に示されている。図１２は、スイング吸着システム２１００の平面図であり、図１３は、スイング吸着システム１２００の部分側面図であり、分かりやすくするために或る特定の吸着剤床組立体が省かれている。この装置は、１４個の吸着剤床組立体を含むコンパクトなスイング吸着システム１３００である。１４個の吸着剤床組立体は、２つの層をなして積み重ねられており、頂部吸着剤床組立体１２０１〜１２０７が図１２に示されている。回転弁組立体１２０８が回転弁を備えた円筒形ハウジング内に同心状に収納されており、回転弁は、隣接の吸着剤床組立体に対して等距離を置いて位置決めされている。円筒形ハウジングは、更に、複数個のこのような吸着剤床組立体、導管及び弁を多段レベル配列状態で支持する手段として働いている。ガス状流が容器ヘッド上に設けられた中央回転弁と１つ又は２つ以上の往復動弁の両方により所与の吸着剤床中に移送される。ガス状流は、一定の導管を介して往復動弁か回転弁かのいずれかのポート相互間の双方向移動性を有する。次のガス状流の移送持続時間は、所定の吸着サイクルによって制限されると共に定められる。
【００３７】
図１２及び図１３に示されている装置の別の特徴は、往復動弁の作動機構体を協調させて回転弁それ自体上の幾つかの所定の物理的場所で往復動弁が開くか閉じるかするようにする方法に関する。この実施形態では、吸着サイクルに関し、それぞれの弁の開放ポートと閉鎖ポートとの間の正確な作動可能な協調を再現する確実且つ繰り返し可能な手段が提供される。この実施形態は、受け入れ場所として割り当てられた固定磁石と整列する送り渡し場所として割り当てられた移動磁石を用いる。磁石相互間の発生磁束信号は、指定された期間の間、所与の往復動弁の専用機械化駆動装置を作動させる。磁束信号を発生させたりその変化を読み取る技術は、科学的にはホール効果として認識されている。図１２及び図１３に示されている炭化水素処理装置は、多種多様な形態で具体化できる。
【００３８】
考えられる別の一実施形態は、図１４、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１６、図１７Ａ、図１７Ｂ及び図１７Ｃに示されている。この実施形態では、１４個の個々の吸着剤床組立体が２つのスキッド内に配置されるのが良く、スキッドの各々は、２つの列をなして配置された個々の吸着剤床組立体のうちの７つを収容している。例示のスキッドのうちの１つが図１４に示されている。多数の往復動（又はポペット）面が各容器の頂部及び底部上に配置されていて、吸着剤床組立体の上下で管及びヘッダを介して互いに連結されている。
【００３９】
個々の吸着剤床組立体が図１５Ａ〜図１５Ｃに示されている。図１５Ｂの側面図に示されているように、種々の供給物管がガス状供給物流を吸着剤床組立体１５０２に送ることができ、製品流を底部管を介して取り出すことができる。供給物ガスが流入し、そして排出ガスが、図１５Ａの平面図で示されているように容器の頂部に設けられている管及び弁を通って出る。製品ガスが図１５Ｃの底面図で示されているように容器の底部に設けられた弁及び管系のうちの１つを通って吸着剤容器から出る。図１５Ａ〜図１５Ｃには他の均圧化及びパージ弁及び管も又記載されている。
【００４０】
先ず最初に、各吸着剤床組立体に所要の往復動弁を取り付け、次に図１６に示されているスキッド１６１０に取り付けられた床支持構造体１６０１〜１６０７内に配置する。７つの床吸着剤組立体をこれらのそれぞれの支持構造体１６０１〜１６０７内にいったん配置すると、管及びヘッダを介して床組立体を相互に連結するのが良い。床支持構造体１６０１〜１６０７は、床組立体と関連した管系の熱膨張又は熱収縮を見込んだ運動を可能にするよう構成されているのが良い。個々の床支持構造体１６０１〜１６０７がスキッドベース１６１０に固定されているが、他の図で示されている吸着剤床組立体は、剛性的に取り付けられることなく又は固定的に取り付けられることなく床支持構造体１６０１〜１６０７中に収納されるのが良い。したがって、吸着剤床組立体全体は、管の熱膨張又は熱収縮を許容して管及び弁に加わる応力を最小限に抑えるよう床支持構造体内で自由に動くことができる。
【００４１】
図１７Ａ〜図１７Ｃは、２つの床組立体の互いに異なる図を提供している。例えば、２つの相互に連結された床の平面図が図１７Ａに示され、２つの互いに連結された床組立体の底面図が図１７Ｃに示され、支持構造体中の互いに連結された床組立体の側面図が図２６Ｂに示されている。
【００４２】
連結状態の完全なスキッドに関する管、弁及びヘッダが図１８に示されており、但し、管網状構造を示すために吸着剤床組立体又は支持構造体が省かれている。頂部管及びヘッダ１８０１がこの実施形態では、底部管及びヘッダ１８０２に対して示されている。管は、自立型であるよう設計されているのが良く、或いは、管網状構造をスキッド内で支持するよう追加の構造体が提供されるのが良い。
【００４３】
高い炭化水素回収率を維持しながら望ましい製品流を調製するために上記において提供された方法、装置及びシステムに以下の技術的思想Ａ‐Ｏのうちの１つ又は２つ以上を利用することができる。
〔技術的思想Ａ〕：１種類又は２種類以上の反応速度論的スイング吸着方法、例えば圧力スイング吸着（ＰＳＡ）、熱スイング吸着（ＴＳＡ）、か焼及び分圧スイング又は押し退けパージ吸着（ＰＰＳＡ）及びこれらの方法の組み合わせを利用すること、各スイング吸着方法を、例えば１つ又は２つ以上の迅速サイクル圧力スイング吸着（ＲＣ‐ＰＳＡ）ユニット、１つ又は２つ以上の迅速サイクル温度スイング吸着（ＲＣ‐ＴＳＡ）ユニット又は１つ又は２つ以上の迅速サイクル分圧スイング吸着（ＲＣ‐ＰＰＳＡ）ユニットを用いて迅速サイクルに利用することができ、例示の反応速度論スイング吸着方法は、米国特許出願公開第２００８／０２８２８９２号明細書、同第２００８／０２８２８８７号明細書、同第２００８／０２８２８８６号明細書、同第２００８／０２８２８８５号明細書及び同第２００８／０２８２８８４号明細書に記載されており、これら米国特許出願公開の各々を参照し、その記載内容を本明細書の一部とする。
〔技術的思想Ｂ〕：２０１１年３月１日に出願された米国特許出願第６１／４４７８４８号明細書に記載されているような新型サイクル及びパージを利用したＲＣ‐ＴＳＡを用いて酸性ガスを除去すること。この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
〔技術的思想Ｃ〕：米国特許出願公開第２００８／０２８２８９２号明細書、同第２００８／０２８２８８５号明細書、同第２００８／０２８２８６号明細書に記載されているように吸着剤中の捕捉メタンの量を減少させて全体的炭化水素回収率を増大させるためにメソ細孔充填材を使用すること。なお、これら米国特許出願公開の各々を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。吸着剤チャネル壁内に存在する掃過できない（非掃過の）ボイド空間をメソ細孔及びマクロ細孔により占められる全容積によって定めることができる。メソ細孔は、ＩＵＰＡＣによって２０〜５００オングストロームサイズ範囲のサイズを持つ細孔であると定められる。マクロ細孔は、本明細書においては、５００オングストロームを超え且つ１ミクロン未満のサイズを持つ細孔であると定義される。フローチャネルのサイズが１ミクロンを超えているので、これらフローチャネルは、マクロ細孔容積の一部とは見なされない。非掃過ボイド空間は、本明細書においては、直径が２０オングストローム〜１０，０００オングストローム（１ミクロン）の吸着剤中の細孔により占められる開放細孔容積を吸着剤構造体中の関連のメソ細孔及びマクロ細孔を含む吸着性材料により占められる接触器の全容積で除算して得られるものとして定義される。以下ひとまとめにメソ細孔と呼ぶ非掃過温度空間を減少させるには、粒子相互間のメソ細孔を充填して開放容積を減少させる一方で、吸着剤層中の迅速なガス輸送を可能にするのが良い。非掃過ボイド空間のこの充填は、迅速な脱着ステップ中に失われる所望の製品の量を許容レベルまで減少させると共に脱着後における高度の吸着剤床純度の達成を可能にする上で望ましい。このようなメソ細孔充填は、種々の仕方で達成できる。例えば、ポリマー充填材、例えばシリコンゴム又は固有の多孔度を有するポリマーをＨ2Ｓ及びＣＯ2の迅速拡散と共に利用するのが良い。変形例として、メソ細孔度及び／又はマクロ細孔度を有する合成炭素を用いてもボイド空間を充填することができる。さらに別の方法では、ボイド空間を小さなサイズの不活性固体で充填し又はボイド空間を所望のガスが迅速に拡散する補充可能な液体（例えば、水、溶剤又は油）をボイド空間に充填することである。好ましくは、接着剤床内のボイド空間を開放細孔容積の約４０容量％（ｖｏｌ．％）以下、好ましくは３０ｖｏｌ．％未満、より好ましくは２０ｖｏｌ．％未満、更により好ましくは１０ｖｏｌ．％未満、最も好ましくは約５ｖｏｌ．％以下に減少させる。
〔技術的思想Ｄ〕：高い選択性を提供すると共にメタン及び他の炭化水素、例えば米国特許出願公開第２００８／０２８２８８７号明細書及び同第２００９／０２１１４４１号明細書に記載されているゼオライトのうちの１種類又は２種類以上の吸着（及び損失）を最小限に抑えるのに適した吸着性材料を選択すること。なお、これら米国特許出願公開の各々を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
酸性ガスの除去に好ましい吸着剤は、酸性ガスとの化学反応のための官能性の有無とは無関係にメソ細孔又はマクロ細孔材料から成る群から選択される。官能性のない材料の例としては、陽イオン性ゼオライト及びスタノシリケートが挙げられる。Ｈ2Ｓ及びＣＯ2と化学的に反応する官能化物質は、炭化水素と比較してＨ2Ｓ及びＣＯ2について著しく増大した選択性を示す。さらに、これら官能化物質は、酸性ゼオライト上で生じる炭化水素との望ましくない反応を触媒しない。したがって、官能化メソ細孔吸着剤が望ましいと言え、この場合、炭化水素に対するこれらの親和性は、より小さな細孔の非官能化材料、例えばゼオライトと比較して一段と低下する。
変形例として、重炭化水素の吸着は、細孔の官能化吸着性材料を用いることによって反応速度論的に抑制でき、この場合、重炭化水素の拡散は、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2と比較して遅い。また、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2選択性吸着剤の外面上の約４以上の炭素含有量を含む炭化水素（即ち、Ｃ4＋炭化水素）の凝縮を減少させる注意が払われなければならない。
本明細書において用いるのに適した官能基の非限定的な例としては、一次、二次、三次及び他の非プロトジェニック塩基性基、例えばアミジン、グアニジン及びビグアニドが挙げられる。さらに、これら材料は、２つ又は３つ以上のタイプの官能基で官能化されるのが良い。さらに、これら材料は、２つ又は３つ以上の形式の官能基を有するよう官能化可能である。天然ガス流からのＨ2Ｓ及びＣＯ2の実質的に完全な除去を得るため、吸着性材料は、好ましくは、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2に対しては選択性であるが、メタンと重炭化水素（Ｃ2＋）の両方については低い能力を有する。１つ又は２つ以上の実施形態では、シリカを主成分とする又は他の支持体上に支持されたアミンを用いることが好ましく、その理由は、アミンが酸性ガス種について強力な吸着等温線を有するからである。アミンは又、このような種について高い能力を有し、これらの高い吸着熱の結果として、アミンは、比較的強い温度応答を有する（即ち、十分に加熱されると、アミンは、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2を容易に脱着して、かくして、過度の温度スイングなしで使用することができる）。２５℃〜７０℃範囲で吸着を行い、９０℃〜１４０℃範囲で脱着を行う吸着剤が好ましい。ＣＯ2及びＨ2Ｓ除去について互いに異なる吸着剤と必要とするシステムでは、標的種に適した吸着剤を含む層状床が望ましいと言える。
天然ガスからのＣＯ2除去の場合、或る特定の実施形態では、メタンよりもＣＯ2について反応速度論的選択性を示す８リング型ゼオライト材料の特定の等級を備えた吸着剤が処方される場合がある。この等級の８リング型ゼオライト材料の反応速度論的選択性により、メタンの輸送を阻止しながらＣＯ2をゼオライト結晶中に迅速に透過（拡散）させることができ、その結果、ＣＯ2をＣＯ2とメタンの混合物から選択的に分離することが可能である。天然ガスからのＣＯ2の除去の場合、この特定等級の８リング型ゼオライト材料は、約２〜約１０００、好ましくは約１０〜５００、より好ましくは約５０〜約３００のＳｉ／Ａｌ比を有する。注目されるべきこととして、本明細書で用いられる“Ｓｉ／Ａｌ”という用語は、ゼオライト構造のシリカとアルミナのモル比として定義される。本発明で用いるのに適した好ましい等級の８リング型ゼオライトにより、ＣＯ2は、８リング型窓を通って内部細孔構造に接近することができ、その結果、ＣＯ2とメタンの単一成分拡散係数の比（即ち、ＤＣＯ2／ＤＣＨ4）が１０を超え、好ましくは約５０以上、より好ましくは約１００以上、更により好ましくは２００を超えるようにする。
多くの場合、窒素も又、窒素含有ガスからの精製メタン製品の高い回収率を得るためには天然ガス又は油の産出と関連したガス（随伴ガス）から除去されなければならない。メタンからの窒素分離のための相当な平衡又は反応速度論的選択性を備えた極めて少ないモレキュラーシーブ溶剤が存在する。天然ガスからのＮ2分離のためには、反応速度論的選択性を示す等級の８リング型ゼオライト材料を備えた吸着剤が処方することも好ましい。この等級の８リング型ゼオライト材料の反応速度論的選択性により、メタンの輸送を阻止しながらＮ2をゼオライト結晶中に迅速に透過（拡散）させることができ、その結果、Ｎ2をＮ2とメタンの混合物から選択的に分離することが可能である。天然ガスからのＮ2の除去の場合、この特定等級の８リング型ゼオライト材料は、約２〜約１０００、好ましくは約１０〜５００、より好ましくは約５０〜約３００のＳｉ／Ａｌ比を有する。本発明で用いるのに適した好ましい等級の８リング型ゼオライトにより、Ｎ2は、８リング型窓を通って内部細孔構造に接近することができ、その結果、Ｎ2とメタンの単一成分拡散係数の比（即ち、ＤＮ2／ＤＣＨ4）が５を超え、好ましくは約２０以上、より好ましくは約５０以上、更により好ましくは１００を超えるようにする。天然ガスからのＮ2の除去中におけるスイング吸着プロセスにおける耐ファウリング性は、この等級の８リング型ゼオライト材料により提供される別の利点である。
好ましい実施形態では、Ｈ2Ｓは、マクロ細孔、メソ細孔又はミクロ細孔固体上に支持された塩基性非プロトジェニック窒素化合物を含む非水性溶剤と共に選択的に除去される。非プロトジェニック窒素化合物は、供給物ガス混合物中のＨ2Ｓの少なくも一部分と選択的に反応する。適切な多孔質固体支持体の例としては、活性炭又は固体酸化物（混合酸化物を含む）、例えば、アルミナ、シリカ‐アルミナ又は酸性若しくは非酸性ゼオライトが挙げられる。塩基性非プロトジェニック窒素化合物は、単に支持体材料上に物理的に収着される（例えば、塩基それ自体又は置換基が収着剤種を支持体上に固定するために支持体材料との反応のための部位を提供する前駆体若しくは誘導体との化学反応によって支持体材料との含浸又は結合若しくは支持体材料へのグラフティングによって）。しかしながら、結合は、効果的な固相収着材料には不要である。表面反応性基、例えばゼオライト及びＭ４１Ｓシリカ酸化物上に見受けられるシラノール基を含む支持体材料は、化合物、例えばトリメトキシシリルプロピルジメチルアミン中のシロキサン基と反応することができる。非プロトジェニック窒素化合物は、水の不存在下ではＣＯ2との化学吸着反応には至らない。ただし、このような非プロトジェニック窒素化合物は、Ｈ2Ｓとの反応を行う。この化学反応性の差を用いてＨ2ＳとＣＯ2を分離する。多様な塩基性窒素含有化合物を基本的な収着剤として用いることができる。所望ならば、このような化合物の組み合わせを用いても良い。Ｈ2Ｓ吸着に対する所望の選択性の要件は、窒素性基が非プロトジェニックであり、即ち、プロトン供与体として作用することができないということにある。したがって、窒素性基は、第一アミン又は第二アミン中の酸性の解離可能な水素原子、例えば窒素を含まない。化合物全体が非プロトン性であることが必要ではなく、化合物中の窒素含有基が非プロトジェニックであることだけが必要である。非プロトジェニック窒素種は、Ｈ＋（プロトン）を表すことができず、これは、水の存在下におけるＣＯ2化学吸着反応のための道筋としてのカルバマートの生成のための要件であり、これら非プロトジェニック窒素種は、主要な反応条件下において非求核性である。適当な窒素化合物としては、第三アミン、例えばトリエチルアミン、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、Ｎ‐メチルジエタノールアミン（ＣＨ3Ｎ（Ｃ2Ｈ4ＯＨ）2））、ＮＮＮ′Ｎ′‐テトラキス（２‐ヒドロキシエチル）エチレンジアミン並びに環式、多環式及び非環式構造を持つ非プロトジェニック窒素性塩基、例えばイミン、ヘテロ複素環式、イミン及びアミン、アミジン（カルボックスアミジン）、例えばジメチルアミジン、グアニジン、トリアザビシクロデセン、イミダゾリン及びピリミジンが挙げられる。低級アルキルが好ましくはＣ1〜Ｃ6アルキル、Ｎ‐メチルテトラヒドロピリミジン（ＭＴＨＰ）、１，８‐ジアゾビシクロ［５．４．０］‐undece‐７‐ene（ＤＢＵ）、１，５，７‐トリアゾビシクロ［４．４．０］dec‐５‐ene（ＴＢＤ）、７‐メチル‐１，５，７‐トリアザビシクロ［４．４．０］dec‐５‐ene（ＭＴＢＤ）、１，５‐ジアザビシクロ［４．３．０］non‐５‐ene（ＤＢ���）、化学式（Ｒ1Ｒ2Ｎ）（Ｒ3Ｒ4Ｎ）Ｃ＝Ｎ−Ｒ5の置換グアニジン（この式において、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4は、好ましくは低級アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）であり、Ｒ5は、好ましくはＨ又は低級アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、例えば１，１，３，３‐テトラメチルグアニジン及びビグアニドも又利用できる。これら化合物、例えば高級アルキル、シクロアルキル、アリル、アルケニリル及び置換アルキル及び他の構造上の他の置換基も又利用できる。
Ｈ2Ｓ及びＣＯ2を天然ガス流から除去することができる別の等級の材料は、陽イオン性ゼオライトである。Ｈ2Ｓ及びＣＯ2に関するこれら材料の選択性は、構成組織構造、陽イオンの選択及びＳｉ／Ａｌ比で決まる。好ましい実施形態では、陽イオン物質のＳｉ／Ａｌ比は、１〜５０、より好ましくは１〜１０である。陽イオン性ゼオライトの例としては、ゼオライトとは、４Ａ、５Ａ及びファウジャサイト（Ｙ及びＸ）が挙げられる。供給物流を脱水した後にＨ2Ｓ及びＣＯ2を選択的に除去するこれら材料を用いることが好ましい。
本明細書において説明する実施形態で用いられる好ましい選択的吸着性材料の他の非限定的な例としては、微孔質材料、例えばゼオライト、ＡｌＰＯ、ＳＡＰＯ、ＭＯＦ（金属有機構成組織）、ＺＩＦ（ゼオライト系イミダゾレート構成組織、例えばＺＩＦ‐７、ＺＩＦ‐９、ＺＩＦ‐８、ＺＩＦ‐１１等）及び炭素並びにメソ細孔材料、例えばアミン官能化ＭＣＭ材料、ＳＢＡ、ＫＩＴ材料が挙げられる。天然ガス流中に一般的に見受けられる酸性ガス、例えばＨ2Ｓ及びＣＯ2の場合、例えば陽イオン性ゼオライト、アミン官能化メソ細孔材料、スタノシリケート、炭素のような吸着剤も又好ましい。
〔技術的思想Ｅ〕：１つ又は２つ以上のＲＣ‐ＰＳＡユニットを多数のステップで中間圧力まで減圧し、その結果、酸性ガス排出物を高い平均圧力で捕捉することができるようにし、それにより酸性ガス注入に必要な圧縮度が減少し、中間減圧段階に関する圧力レベルを酸性ガス圧縮機の段間圧力に一致させると、圧縮システム全体を最適化することができる。
〔技術的思想Ｆ〕：排出流又は再循環流を用いて処理及び炭化水素損失を最小限に抑えること、例えば、再注入又はガス抜きに代えて燃料ガスとして１つ又は２つ以上のＲＣ‐ＰＳＡユニットからの排出流を用いること。
〔技術的思想Ｇ〕：単一の床内に多数の吸着性材料を用いて微量の第１の汚染物質、例えばＨ2Ｓを除去し、その後、第２の汚染物質、例えばＣＯ2を除去し、このようなセグメント化床は、パージ流量が最小であるＲＣ‐ＰＳＡユニットを用いてｐｐｍレベルまでの活発な酸性ガス除去をもたらすことができる。
〔技術的思想Ｈ〕：供給物圧縮を用い、その後１つ又は２つ以上のＲＣ‐ＰＳＡユニットを用いて所望の製品純度を達成する。
〔技術的思想Ｉ〕：酸性ガス汚染物質、例えばメルカプタン、ＣＯ2及びＢＴＥＸを同時に除去し、これを達成するために選択プロセス及び材料を用いる。
〔技術的思想Ｊ〕：気‐固接触器用に構造化吸着剤を用いて従来型充填層と比較した場合に圧力降下を最小限に抑える。
〔技術的思想Ｋ〕：吸着性材料のキネティクスに基づいてサイクル時間及びサイクルステップを選択する。
〔技術的思想Ｌ〕：機器のうちでとりわけ直列の２つのＲＣ‐ＰＳＡユニットを用いるプロセス及び装置を用い、この場合、第１のＲＣ‐ＰＳＡユニットは、供給物流を所望の製品純度まで浄化し、第２のＲＣ‐ＰＳＡユニットは、第１のユニットからの排出物を浄化してメタンを捕捉して高い炭化水素回収率を維持し、この直列設計の利用により、メソ細孔充填材の必要性を減少させることができる。
〔技術的思想Ｍ〕：平行チャネル接触器を用いる（この場合、気‐固接触は、比較的小径の吸着剤内張りチャネル内で起こる。接触器のこの構造により、ガス膜抵抗及び高い気‐固連絡を最小限にすることにより迅速な吸着キネティクスという利点をもたらす。
極めて迅速な気体‐吸着剤キネティクスを提供することが好ましく、即ち、標的種（例えば、標的ガス）が吸着剤壁に接触するよう拡散する距離は、短く、好ましくは１０００ミクロン未満、より好ましくは２００ミクロン未満、最も好ましくは１００ミクロン未満に保たれる。望ましい吸着剤キネティクスは、床圧力降下を許容可能な値に制限しながら、平行チャネル接触器を利用することによって実現でき、この場合、供給物及びパージガスは、吸着性材料の有効厚さに合わせて内張りされた複数本の極めて細い（１０００〜３０ミクロン直径）の開放チャネルに閉じ込められる。
「有効の厚さ」という表現は、大抵の用途に関して約５００ミクロン〜５ミクロンであることを意味する。層状ガス流の最も限定的な場合、極めて細いチャネルは、微量の種に関する最大拡散距離をチャネルの直径の半分（１／２）以下に制限する。所望の種の濃度が気相においてゼロに近い吸着フロントの前縁のところで所望の種を吸着する場合であっても、急峻な吸着フロントをこのような小径平行チャネル構造化吸着床形態の使用により維持することができる。このような形態は、多数の独立した平行チャネルの形態をしていても良く、螺旋巻き設計を用いることによって達成できる極めて幅が広く且つ極めて短いチャネルの形態をしていても良い。
〔技術的思想Ｎ〕：吸着が低い温度で起こり、脱着が高い温度で起こることができるよう空着剤床構造体を迅速に加熱したり冷却したりする手段。この場合、吸着ステップは、高圧で起こり、高温脱着ステップは、オプションとして、吸着スイング能力を高めるために減圧状態で起こる。吸着剤特性に応じて、外部温度制御方式か内部温度制御方式かのいずれかに適した床アーキテクチャを用いることが望ましい場合がある。
「内部温度制御」という表現は、ガス状供給物流に利用される同一の吸着剤内張りチャネルを通って循環させることができる気体又は液体の、好ましくは液体の加熱及び冷却用流体媒体の使用を意味している。内部温度制御では、吸着性材料が温度制御流体の悪影響を受けないことが必要であると共に温度制御流体が加熱ステップ後、先に吸着された種（Ｈ2Ｓ及びＣＯ2）から容易に分離されることが必要である。さらに、内部温度制御に関し、ガス状供給物吸着ステップの実施中、構造化床中の平行チャネルの各々前後の圧力降下は、好ましくは、温度制御流体の各チャネル（又は螺旋巻き設計例の場合では単一のチャネル）を浄化するのに十分高い。加うるに、内部流体流れ温度設計は、好ましくは、温度制御流体を強力に吸着しない吸着剤を利用し、その結果、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2は、有益には、温度制御流体が存在している場合であっても吸着できるようになる。
このような吸着剤の非限定的な例としては、アミン官能化ミクロ細孔及びメソ細孔吸着剤が挙げられる。このような系の非限定的な例は、加熱及び冷却のための高温及び低温水（加圧液又は加熱のための水蒸気として用いられる）の使用により水安定化支持体上での支持アミンの使用である。液体としての水が吸着ステップ中、吸着剤壁内に残される場合があるが、吸着剤壁の厚さが小さく（１０００ミクロン未満、好ましくは２００ミクロン未満、最も好ましくは１００ミクロン未満）に保たれる場合、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2は、１分未満、より好ましくは１０秒未満のタイムスケールで液体としての水を通って拡散して支持アミンによって吸着なることが可能である。脱着ステップ後、上流又は当業者に知られている他の方法を用いてＨ2Ｓ及びＣＯ2を容易に分離することができる。
「外部温度制御」という表現は、加熱及び冷却用の流体のガスを運ぶ吸着剤チャネルに接触しないよう保たれる吸着剤床構造体を意味する。このような構造体は、多管式（プレートアンドチューブ形）熱交換器、平板式（プレートアンドフレーム形）熱交換器若しくは外周部若しくは内周部に流体不透過性バリヤ層を備えた中空ファイバ又は任意他の適当な構造体に似ていると言える。迅速加熱及び冷却を得るためには、熱が温度制御流体から吸着剤層に拡散する距離は、最小限に、理想的には、１０，０００ミクロン未満、より好ましくは１０００ミクロン未満、最も好ましくは２００ミクロン未満に保たれるべきである。
このような外部温度制御床設計の非限定的な例は、外周部に流体不透過性バリヤ層を備えた中空ファイバの使用であり、この場合、中空ファイバは、ポリマー吸着剤と支持アミン吸着剤の混合マトリックス系で構成される。供給物ガスは、多孔質ファイバの内周部を通って流れて低温で吸着剤によって吸着され、他方、低温制御流体は、ファイバの外周部上をこれに沿って流れる。脱着は、高温制御流体を好ましくはファイバ外周部上でこれに沿って向流状態で流し、かくして吸着剤を加熱することによって達成される。サイクルは、高温制御流体と低温流体と交換して吸着剤を収容したファイバを所望の吸着温度に戻すことによって完了する。
好ましい実施形態では、システム中の熱流量は、温度制御流体中の急峻な温度勾配が加熱及び冷却中に形成されてシステムの顕熱を吸着剤床構造体内で回収することができるようにするようなものである。このような非限定的な中空ファイバの例に関し、有用なファイバ外径寸法は、２０，０００ミクロン未満、好ましくは２０００ミクロン未満、最も好ましくは１０００ミクロン未満である。有用な中空ファイバ内径（供給物ガスチャネル）は、適切には所望の吸着及び脱着サイクル時間、供給物吸着種濃度及びこれら種に関する吸着剤層スイング能力に基づき、１０，０００ミクロン未満、好ましくは１０００ミクロン未満、最も好ましくは５００ミクロン未満である。
１つ又は２つ以上の実施形態では、吸着剤床中の非吸着熱質量体と吸着剤の比をできるだけ低く保つことが有利である。この比は、好ましくは、２０未満、より好ましくは１０未満、最も好ましくは５未満である。このように、各サイクル中でスイングされるシステムの顕熱を最小限に保つことができる。
〔技術的思想Ｏ〕：実質的にＨ2Ｓ又はＣＯ2のないクリーンガスの全供給量の約０．０１〜５体積％の比較的低い流量がパージガスとして利用される。このようなガス（即ち、「クリーンガス」）の非限定的な例としては、プロセスの脱着ステップの少なくとも一部分中、供給物の方向とは逆の方向に平行なチャネル中を通って流れる状態で維持されるメタン及び窒素が挙げられる。このクリーンガスの流量は、脱着中のＨ2Ｓ及びＣＯ2の自然な拡散に打ち勝って吸着チャネルの製品側端部を実質的にクリーンな状態に維持するのに十分であることが好ましい。即ち、パージ流は、脱着中のＣＯ2及びＨ2Ｓをチャネル及び／又は細孔から掃過するのに十分な流量を有するべきである。次の各吸着サイクル時に製品流中への標的種、例えばＨ2Ｓ又はＣＯ2の漏出が生じないようにするのは、脱着中におけるこの向流パージ流である。クリーンパージの別の利点又は目的は、吸着剤床のフローチャネル内の汚染物質の分圧を減少させることによって汚染物質の脱着を助けることにある。分圧のこの減少は、汚染物質を吸着剤床から駆動するのに利用できる。
本発明の実施のための好ましいサイクル及び床設計は、吸着剤チャネルの製品側端部（即ち、供給物ガスが流入する端部と反対側の端部）が吸着状態のＨ2Ｓ及びＣＯ2の低い又は理想的には本質的にゼロの濃度を有することである。このように、上述した適当な構造化チャネルを用いると、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2は、供給物ガス流から熾烈に除去される。床の下流側端部は、サイクル中の脱着ステップ、より好ましくは全ての加熱及び冷却ステップ中、実質的にＨ2Ｓ及びＣＯ2のない低い流量のクリーン流体を供給物方向に対して向流の方向に維持することによって上述したようにクリーンに維持できる。さらに、吸着ステップ中、サイクルの吸着部分は、Ｈ2Ｓ及びＣＯ2が付いた吸着剤の前進吸着フロントがチャネルの端部に達しない時間に制限すること、即ち、吸着をＨ2Ｓ及び／又はＣＯ2の漏出に先立って止めて吸着剤チャネルの実質的にクリーンな区分が実質的に標的種のないままであるようにすることが好ましい。ほどほどに急峻な吸着フロントを用いると、これにより吸着剤の５０体積％以上、より好ましくは７５体積％以上、最も好ましくは８５体積％以上を利用することができる。
【００４４】
本明細書において提供されている方法、装置及びシステムは、大型ガス処理施設、例えば１日当たり５００万標準立方フィート（１フィートは、０．３０４８ｍ）（ＭＳＣＦＤ）の天然ガス、１５ＭＳＣＦＤを超える天然ガス、２５ＭＳＣＦＤを超える天然ガス、５０ＭＳＣＦＤを超える天然ガス、１００ＭＳＣＦＤを超える天然ガス、５００ＭＳＣＦＤを超える天然ガス又は１日当たり１０億標準立方フィート（ＢＳＣＦＤ）を超える天然ガス若しくは２ＢＳＣＦＤを超える天然ガスを処理する施設で有用である。
【００４５】
従来の技術と比較して、提供されている方法、装置及びシステムは、低い設備投資、低い経常費、低い物理的スペースしか必要とせず、それにより沖合及び遠隔場所、例えば北極圏での具体化が可能である。提供される方法、装置及びシステムは、従来技術と比較して高い炭化水素回収率を提供しながら以下の利点を提供する。
【００４６】
追加の実施態様Ａ‐Ｔが次のように提供される。
〔実施態様Ａ〕：スイング吸着接触器システムであって、各々が内面及び軸方向開口端部を備えた複数個の中空剛性ライナを含み、隣り合うライナは、互いにしっかりと連結されており、スイング吸着接触器システムは、各ライナ内に設けられたモノリス吸着剤接触器を更に含み、各モノリス吸着剤接触器は、ライナの内面から間隔を置いて位置した外面を有し、スイング吸着接触器システムは、更に、モノリス吸着剤接触器の外面とライナの内面との間の空間内に設けられて空間内のガス流を阻止するシールを形成する結合剤を含むことを特徴とするスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｂ〕：モノリス吸着剤接触器は、少なくとも２つのモノリス吸着剤接触器のスタックを含む、実施態様Ａ記載のスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｃ〕：少なくとも２つのモノリス吸着剤接触器のスタックは、２つのモノリス吸着剤接触器の隣り合う軸方向端部の周りでテープによって互いに保持されている、実施態様Ｂ記載のスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｄ〕：各ライナは、ライナの各軸方向端部から軸方向に突き出た一体形スタンドオフを有する、実施態様Ａ〜Ｃのうちいずれか一に記載のスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｅ〕：各ライナ及びモノリス吸着剤接触器は、互いに合致する多角形断面形状を有する、実施態様Ａ〜Ｄのうちいずれか一に記載のスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｆ〕：結合剤は、ポリマーを主成分とする組成物、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤組成物、例えば接触接着剤又はホットメルト接着剤、ゴム、即ち天然又は合成ゴム、エラストマー又はこれらの組み合わせである、実施態様Ａ〜Ｅのうちいずれか一に記載のスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｇ〕：結合剤は、硬化可能であり、例えばアクリル樹脂、ウレタン及びエポキシである、実施態様Ａ〜Ｆのうちいずれか一に記載のスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｈ〕：硬化可能な結合剤は、硬化時では半剛性である、実施態様Ｇ記載のスイング吸着接触器システム。
〔実施態様Ｉ〕：スイング吸着接触器システムを組み立てる方法であって、複数個の中空剛性ライナを互いにしっかりと連結するステップを含み、ライナの各々は、内面及び軸方向開口端部を有し、この方法は、モノリス吸着剤接触器を各ライナ内に配置するステップを更に含み、各モノリス吸着剤接触器は、外面を有し、配置ステップは、各モノリス吸着剤接触器の外面をライナの内面から間隔を置いて配置するステップを含み、この方法は、更に、結合剤をモノリス吸着剤接触器の外面とライナの内面との間の空間内に配置して空間内にガス流を阻止するシールを形成するステップを含むことを特徴とする方法。
〔実施態様Ｊ〕：結合剤は、ポリマーを主成分とする組成物、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤組成物、例えば接触接着剤又はホットメルト接着剤、ゴム、即ち天然又は合成ゴム、エラストマー又はこれらの組み合わせである、実施態様Ｉ記載の方法。
〔実施態様Ｋ〕：結合剤は、硬化可能であり、例えばアクリル樹脂、ウレタン及びエポキシである、実施態様Ｉ又はＪ記載の方法。
〔実施態様Ｌ〕：硬化可能な結合剤は、硬化時では半剛性である、実施態様Ｋ記載の方法。
〔実施態様Ｍ〕：スイング吸着容器は、複数個の中空剛性ライナを受け入れるハウジングを有し、この方法は、蝋の保護リングをハウジング内にそのベースのところに配置し、その後、複数個の中空剛性ライナをハウジング内に配置して蝋のリングが変形してモノリス吸着剤接触器の外面と各ライナの内面との間の空間の底部を封止するようにするステップを更に含む、実施態様Ｉ〜Ｌのうちいずれか一に記載の方法。
〔実施態様Ｎ〕：結合剤配置ステップの実施前に、蝋の保護層を各モノリス吸着剤接触器の軸方向頂端部上に配置するステップを更に含む、実施態様Ｉ〜Ｍのうちいずれか一に記載の方法。
〔実施態様Ｏ〕：硬化性結合剤を半剛性材料の状態に硬化させることができるステップの実施後に、各モノリス吸着剤接触器の軸方向頂端部上の蝋の保護層とハウジング内の蝋の保護リングの両方を溶融するステップを更に含む、実施態様Ｎ記載の方法。
〔実施態様Ｐ〕：炭化水素を処理する方法であって、（ａ）実施態様Ａ〜Ｈのうちいずれか一に記載の又は添付の図面に示されているスイング吸着接触器システムを含む装置を用意するステップと、（ｂ）少なくとも５００万、少なくとも１５００万、少なくとも２５００万、少なくとも５０００万、少なくとも１億、少なくとも５億、少なくとも１０億又は少なくとも２０億ＳＣＦＤ（１日当たりの標準立法フィート）の天然ガスを回収するステップとを含む、方法。
〔実施態様Ｑ〕：１回又は２回以上の追加のステップは、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）、熱スイング吸着（ＴＳＡ）、か焼及び分圧スイング又は押し退けパージ吸着（ＰＰＳＡ）及びこれらの方法の組み合わせから成る群から選択された反応速度論的スイング吸着方法を利用する利用することを特徴とする実施態様Ｐ記載の方法。
〔実施態様Ｒ〕：１つ又は２つ以上のスイング吸着方法は、迅速サイクルを利用する、実施態様Ｑ記載の方法。
〔実施態様Ｓ〕：ガス状供給物流は、（ａ）所望の露点、（ｂ）所望の解毒レベル、（ｃ）所望の腐食保護組成、（ｄ）所望の脱水レベル、（ｅ）所望のガス発熱量、（ｆ）所望精製レベル又は（ｇ）これらの組み合わせを達成するよう処理される、実施態様Ｐ〜Ｒのうちいずれか一に記載の方法。
〔実施態様Ｔ〕：炭化水素処理装置であって、実施態様Ａ〜Ｈのうちいずれか一に記載の又は添付の図面に示されているスイング吸着接触器システムを含む装置を含み、炭化水素処理装置の能力は、少なくとも５００万、少なくとも１５００万、少なくとも２５００万、少なくとも５０００万、少なくとも１億、少なくとも５億、少なくとも１０億又は少なくとも２０億ＳＣＦＤ（１日当たりの標準立法フィート）の天然ガスを回収する、炭化水素処理装置。
【００４７】
追加の実施態様１〜１４が次の段落に提供される。
１．スイング吸着接触器システムであって、各々が内面及び軸方向開口端部を備えた複数個の中空剛性ライナを含み、隣り合うライナは、互いにしっかりと連結されており、スイング吸着接触器システムは、各ライナ内に設けられたモノリス吸着剤接触器を更に含み、各モノリス吸着剤接触器は、ライナの内面から間隔を置いて位置した外面を有し、スイング吸着接触器システムは、更に、モノリス吸着剤接触器の外面とライナの内面との間の空間内に設けられて空間内のガス流を阻止するシールを形成する結合剤を含むことを特徴とするスイング吸着接触器システム。
２．モノリス吸着剤接触器は、少なくとも２つのモノリス吸着剤接触器のスタックを含む、段落１記載のスイング吸着接触器システム。
３．少なくとも２つのモノリス吸着剤接触器のスタックは、２つのモノリス吸着剤接触器の隣り合う軸方向端部の周りでテープによって互いに保持されている、段落２記載のスイング吸着接触器システム。
４．各ライナは、ライナの各軸方向端部から軸方向に突き出た一体形スタンドオフを有する、段落１〜３のうちいずれか一に記載のスイング吸着接触器システム。
５．各ライナ及びモノリス吸着剤接触器は、互いに合致する多角形断面形状を有する、段落１〜４のうちいずれか一に記載のスイング吸着接触器システム。
６．結合剤は、硬化可能である、段落１記載のスイング吸着接触器システム。
７．硬化可能な結合剤は、硬化時では半剛性である、段落１〜６のうちいずれか一に記載のスイング吸着接触器システム。
８．スイング吸着接触器システムを組み立てる方法であって、複数個の中空剛性ライナを互いにしっかりと連結するステップを含み、ライナの各々は、内面及び軸方向開口端部を有し、この方法は、モノリス吸着剤接触器を各ライナ内に配置するステップを更に含み、各モノリス吸着剤接触器は、外面を有し、配置ステップは、各モノリス吸着剤接触器の外面をライナの内面から間隔を置いて配置するステップを含み、この方法は、更に、結合剤をモノリス吸着剤接触器の外面とライナの内面との間の空間内に配置して空間内にガス流を阻止するシールを形成するステップを含むことを特徴とする方法。
９．結合剤は、硬化可能である、段落８記載の方法。
１０．硬化可能な結合剤を半剛性材料の状態に硬化させることができるステップを更に含む、段落８又は９記載の方法。
１１．スイング吸着容器は、複数個の中空剛性ライナを受け入れるハウジングを有し、この方法は、蝋の保護リングをハウジング内にそのベースのところに配置し、その後、複数個の中空剛性ライナをハウジング内に配置して蝋のリングが変形してモノリス吸着剤接触器の外面と各ライナの内面との間の空間の底部を封止するようにするステップを更に含む、段落８〜１０のうちいずれか一に記載の方法。
１２．結合剤配置ステップの実施前に、蝋の保護層を各モノリス吸着剤接触器の軸方向頂端部上に配置するステップを更に含む、段落８〜１１のうちいずれか一に記載の方法。
１３．互いに隣接して位置する複数個の中空剛性ライナのうちの２つ又は３つ以上を互いにしっかりと連結するステップを更に含む、段落８／１２のうちいずれか一に記載の方法。
１４．しっかりと固定するステップは、複数個の中空剛性ライナのうちの２つ又は３つ以上の外面を溶接するステップを更に含む、段落８〜１３のうちいずれか一に記載の方法。
【００４８】
開示した発明の原理を利用することができる多くの考えられる実施形態を考慮して、例示の実施形態は、本発明の好ましい実施例であるに過ぎず、本発明の範囲を限定するものと解されてはならないことは認識されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ−５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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