【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及气体分离方法。
技术介绍
1、以往，作为对原料气体中包含的规定的气体成分进行分离的方法，使用了变压吸附法(pressure swing adsorption法，psa法)(例如参照专利文献1)。psa法是利用吸附剂上吸附的气体成分的吸附量根据气体种类及其分压而不同的情况的分离方法。psa法通常包括使吸附剂吸附气体成分的工序(吸附工序)、为了提高气体成分在吸附剂上的吸附率而将在其他吸附塔解吸后的解吸气体的一部分作为清洗气体进行供给的工序(清洗工序)、以及使吸附的气体成分从吸附剂解吸来回收气体的工序(解吸工序)。
2、上述psa法适用于各种领域，但是大多作为通过吸附原料气体中包含的一种成分制造高浓度的气体的方法利用。psa法具有使用“加压－常压”的压力差的加压方式、使用“常压(或微加压)－减压”的压力差的吸引方式，后者有时也称为vsa法(vacuum swingadsorption)。
3、近年来，已经研究了从炼钢工艺等排出的二氧化碳(co2)制造甲醇等有用的化学品的co2有效利用(carbon dioxide capture and utilization，ccu)工艺。在ccu这样的反应工艺中，即使不是高纯度的原料气体也可以用作原料气体，因此可以实现气体分离设备的低廉化。
4、作为适合于上述ccu的气体分离设备，本申请人在专利文献2中提出了利用从吸附剂解吸的气体解吸时间根据吸附气体种类而不同的特性，基于气体解吸时间之差进行气体分离的方法。根据该方法，例如能够从由炼钢工艺排出的高炉
5、现有技术文献
6、专利文献
7、专利文献1：日本特开平06－144818号公报
8、专利文献2：日本特开2018－114464号公报
技术实现思路
1、通过使用上述专利文献2记载的简单的气体分离方法，可以降低ccu化学品的制造成本。但是，另一方面，通过专利文献2记载的方法分离的气体根据操作方法有时被分离为包含大量杂质的气体。因此，可能影响ccu工艺中的反应器的催化剂性能。
2、ccu中使用的反应器根据其目标反应产物而使用各种催化剂，催化剂性能不仅受到温度、压力等反应条件的影响，还受到原料气体的组成的影响。例如，当使用容易因co2以外的杂质气体成分而失活的催化剂时，需要高纯度的co2。另一方面，如果是不影响催化剂性能的杂质气体成分，则可以直接供给到反应器，因此不需要高纯度的co2。
3、这样，当每个反应器的催化剂所需的原料气体co2的纯度不同时，需要根据co2纯度分别选择适当的co2分离设备。例如，当需要高纯度的co2时，化学吸收法等可得到高纯度co2的co2分离设备是合适的。另外，当不需要高纯度的co2时，可以通过使用例如上述psa法等简单地进行co2分离。
4、另一方面，当这样对每个反应器设置不同的co2分离设备时，产生由于设置多个设备而导致的建设成本增大、操作人员的增加等各种缺点。另外，各反应器的生产量受到co2分离设备的处理能力的限制，因此不能灵活地调整各反应器间的生产量平衡。
5、本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够通过变压吸附法从原料气体中分离并供给分别适合多个气体利用设备的气体的气体分离方法。
6、解决上述课题的本专利技术如下。
7、[1]一种气体分离方法，通过变压吸附法从含有两种以上气体成分的原料气体中吸附分离目标气体成分，该气体分离方法的特征在于，具备如下工序：
8、目标气体成分吸附工序，将上述原料气体导入到填充有吸附剂的吸附塔，使上述目标气体成分吸附于上述吸附剂；
9、目标气体成分解吸工序，使在上述目标气体成分吸附工序中吸附于上述吸附剂的上述目标气体成分解吸，将包含上述目标气体成分的解吸气体从上述吸附塔排出；以及
10、解吸气体供给工序，将在上述目标气体成分解吸工序中从上述吸附塔排出的上述解吸气体供给到两个以上的不同的气体利用设备；
11、上述目标气体成分解吸工序具有解吸气体利用设备切换工序，该解吸气体利用设备切换工序切换上述解吸气体供给工序中的上述解吸气体向上述气体利用设备的供给目的地。
12、[2]根据上述[1]所述的气体分离方法，其特征在于，上述原料气体至少含有二氧化碳和一氧化碳。
13、[3]根据上述[1]或[2]所述的气体分离方法，其特征在于，上述原料气体是从还原炉排出的废气。
14、[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，将上述解吸工序划分为多个时间段，在划分的多个时间段的边界实施上述解吸气体利用设备切换工序中的向上述气体利用设备的供给目的地的切换。
15、[5]根据上述[1]～[4]中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，在上述解吸气体供给工序的前段进一步具备如下工序中的任一者或两者：脱硫工序，从上述原料气体或上述解吸气体中除去硫；以及水煤气变换反应工序，由上述原料气体或上述解吸气体中包含的一氧化碳和水生成二氧化碳。
16、[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的气体分离方法，其中，上述目标气体成分吸附工序进一步具备吸附废气供给工序，该吸附废气供给工序将包含在上述目标气体成分吸附工序中未被上述吸附剂吸附的非吸附气体成分的吸附废气供给到上述两个以上的不同的气体利用设备中的一个。
17、[7]根据上述[6]所述的气体分离方法，其中，上述目标气体成分吸附工序具有吸附废气利用设备切换工序，该吸附废气利用设备切换工序根据上述吸附废气中的上述目标气体成分的浓度来切换上述吸附废气向上述气体利用设备的供给目的地。
18、[8]根据上述[1]～[7]中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，在上述目标气体成分解吸工序的后段且上述解吸气体供给工序的前段进一步具备气体混合工序，该气体混合工序混合从上述吸附塔排出的上述目标气体成分的浓度不同的上述解吸气体。
19、[9]根据上述[1]～[8]中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，上述两个以上的气体利用设备中的一个为甲醇合成反应器。
20、[10]根据上述[1]～[9]中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，上述两个以上的气体利用设备中的一个为甲烷合成反应器。
21、[11]根据上述[1]～[8]中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，上述两个以上的气体利用设备中的一个为co2液化设备。
22、[12]根据引用上述[2]或[3]的上述[10]或者引用上述[2]或[3]的上述[11]所述的气体分离方法，其特征在于，将上述气体利用设备的产物作为上述还原炉中的还原材料供给。
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【技术保护点】
1.一种气体分离方法，通过变压吸附法从含有两种以上气体成分的原料气体中吸附分离目标气体成分，该气体分离方法的特征在于，具备如下工序：
2.根据权利要求1所述的气体分离方法，其特征在于，所述原料气体至少含有二氧化碳和一氧化碳。
3.根据权利要求1或2所述的气体分离方法，其特征在于，所述原料气体是从还原炉排出的废气。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，将所述解吸工序划分为多个时间段，在划分的多个时间段的边界实施所述解吸气体利用设备切换工序中的向所述气体利用设备的供给目的地的切换。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，在所述解吸气体供给工序的前段进一步具备如下工序中的任一者或两者：
6.根据权利要求1～5中任一项所述的气体分离方法，其中，所述目标气体成分吸附工序进一步具备吸附废气供给工序，该吸附废气供给工序将包含在所述目标气体成分吸附工序中未被所述吸附剂吸附的非吸附气体成分的吸附废气供给到所述两个以上的不同的气体利用设备中的一个。
7.根据权利要求6所述的气体分
8.根据权利要求1～7中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，在所述目标气体成分解吸工序的后段且所述解吸气体供给工序的前段进一步具备气体混合工序，该气体混合工序混合从所述吸附塔排出的所述目标气体成分的浓度不同的所述解吸气体。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，所述两个以上的气体利用设备中的一个为甲醇合成反应器。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，所述两个以上的气体利用设备中的一个为甲烷合成反应器。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，所述两个以上的气体利用设备中的一个为CO2液化设备。
12.根据引用权利要求2或3的权利要求10或者引用权利要求2或3的权利要求11所述的气体分离方法，其特征在于，将所述气体利用设备的产物作为所述还原炉中的还原材料供给。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种气体分离方法，通过变压吸附法从含有两种以上气体成分的原料气体中吸附分离目标气体成分，该气体分离方法的特征在于，具备如下工序：
2.根据权利要求1所述的气体分离方法，其特征在于，所述原料气体至少含有二氧化碳和一氧化碳。
3.根据权利要求1或2所述的气体分离方法，其特征在于，所述原料气体是从还原炉排出的废气。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，将所述解吸工序划分为多个时间段，在划分的多个时间段的边界实施所述解吸气体利用设备切换工序中的向所述气体利用设备的供给目的地的切换。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的气体分离方法，其特征在于，在所述解吸气体供给工序的前段进一步具备如下工序中的任一者或两者：
6.根据权利要求1～5中任一项所述的气体分离方法，其中，所述目标气体成分吸附工序进一步具备吸附废气供给工序，该吸附废气供给工序将包含在所述目标气体成分吸附工序中未被所述吸附剂吸附的非吸附气体成分的吸附废气供给到所述两个以上的不同的气体利用设备中的一个。
7.根据权利要求6所述的气体分...
【专利技术属性】
技术研发人员：紫垣伸行，吉川晃平，西川祐太，高桥功一，柏原佑介，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：
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