发明名称 从一高纯度来源生产不含一氧化碳的氢及氦的方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.05.11
申请号 TW096106565 申请日期 2007.02.26
申请人 气体产品及化学品股份公司 发明人 提蒙斯 克里斯多夫 戈登;汤马士 史坦夫 福瑞斯
分类号 C01B3/56 主分类号 C01B3/56
代理机构 代理人 陈展俊 台北市大安区和平东路2段203号4楼之2;林圣富 台北市大安区和平东路2段203号4楼之2
主权项 一种用于产生基本上不含一氧化碳的氢气流之方法,该方法包含:(a)(i)通过二吸附器中之第一者供入一约99.9体积%高纯度氢气进料流约30分钟或更长,该等吸附器经并联或串联地流体连结,并且各自填充由沸石组成的吸附剂,该沸石以硷土族金属作过阳离子交换而且含有低于约0.5重量%的过渡金属,及(ii)从该第一吸附器回收一氧化碳低于约1 ppm的第一种基本上不含一氧化碳的氢气流;(b)之后经由下列步骤洗净该第一吸附器:(1)使该第一吸附器减压至低于大气压力,及(2)(i)经由该第一吸附器再循环该第一种基本上不含一氧化碳的氢气流的一部分,及/或(ii)经由该第一吸附器供入一钝性气流;及(c)当该第一吸附器被洗净时,通过二吸附器中之第二者供入该高纯度氢气进料流另外的部分约30分钟或更长,并且从该第二吸附器回收一氧化碳低于约1 ppm的第二种基本上不含一氧化碳的氢气流。如申请专利范围第1项之方法,其中:(a)该吸附剂具有小于约5千卡/莫耳的氢吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;及(b)该高纯度氢气进料流系于约30至约1,000巴之间的压力下供入该第一及第二吸附器。如申请专利范围第1项之方法,其中该沸石系选自由沸石A、低矽X型沸石(LSX)、沸石X、沸石Y、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、矽铝钾沸石及斜发沸石所组成的群组。如申请专利范围第1项之方法,其中该二吸附器之中至少一者也有填充下列之一或多者:碳、氧化铝、矽胶或未经阳离子交换的沸石。如申请专利范围第1项之方法,其中该二吸附器系填充具有介于约0.5毫米至约5毫米之间的粒子尺寸之吸附剂粒子。如申请专利范围第5项之方法,其中该吸附剂粒子系选自由CaLSX及CaX所组成的群组。如申请专利范围第1项之方法,其中:(a)该二吸附器系填充选自由CaLSX及CaX所组成的群组之吸附剂粒子;(b)该吸附剂粒子具有(i)介于约0.5毫米至约5毫米之间的粒子尺寸及(ii)小于约5千卡/莫耳的氢吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;(c)该第一吸附器系藉着使彼减压至约0.00001巴至约0.5巴而洗净;及(d)从该二吸附器回收一种一氧化碳低于约1 ppm的基本上不含一氧化碳的氢气流。如申请专利范围第1项之方法,该方法复包含将该第一种及第二种基本上不含一氧化碳的氢气流供入一氢分配系统。如申请专利范围第8项之方法,其中该氢分配系统包括供车辆用的氢燃料站。如申请专利范围第1项之方法,其中该第一种及第二种基本上不含一氧化碳的氢气流含有约500 ppm甲烷及约1,000 ppm氮。如申请专利范围第1项之方法,其中该第一种及第二种基本上不含一氧化碳的氢气流含有约1至10 ppb的全部非氢杂质。如申请专利范围第1项之方法,其中该第一种及第二种基本上不含一氧化碳的氢气流含有约100 ppb至约1,000 ppm的氮。如申请专利范围第12项之方法,其中该第一种及第二种基本上不含一氧化碳的氢气流含有约500 ppm或更少的甲烷。一种用于产生基本上不含一氧化碳的氢气流之方法,该方法包含:(a)(i)通过填充由沸石组成的吸附剂之吸附器供入一约99.9体积%高纯度氢气进料流约30分钟或更长,该沸石以硷土族金属作过阳离子交换而且含有低于约0.5重量%的过渡金属,及(ii)从该吸附器回收一种一氧化碳低于约1 ppm的基本上不含一氧化碳的氢气流;及(b)之后经由下列步骤洗净该吸附器:(1)使该吸附器减压至低于大气压力,及(2)(i)经由该吸附器再循环该基本上不含一氧化碳的氢气流的一部分,及/或(ii)经由该吸附器供入一钝性气流。如申请专利范围第14项之方法,其中:(a)该吸附剂具有小于约5千卡/莫耳的氢吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;及(b)该高纯度氢气进料流系于约30至约1,000巴之间的压力下供入该吸附器。如申请专利范围第14项之方法,其中该沸石系选自由沸石A、低矽X型沸石(LSX)、沸石X、沸石Y、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、矽铝钾沸石及斜发沸石所组成的群组。如申请专利范围第14项之方法,其中该吸附器也有填充下列之一或多者:碳、氧化铝、矽胶或未经阳离子交换的沸石。如申请专利范围第14项之方法,其中该吸附器系填充具有介于约0.5毫米至约5毫米之间的粒子尺寸之吸附剂粒子。如申请专利范围第18项之方法,其中该吸附剂粒子系选自由CaLSX及CaX所组成的群组。如申请专利范围第14项之方法,其中:(a)该吸附器系填充选自由CaLSX及CaX所组成的群组之吸附剂粒子;(b)该吸附剂粒子具有(i)介于约0.5毫米至约5毫米之间的粒子尺寸及(ii)小于约5千卡/莫耳的氢吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;(c)该吸附器系藉着使彼减压至约0.00001巴至约0.5巴而洗净;及(d)从该吸附器回收一种一氧化碳低于约1 ppm的基本上不含一氧化碳的氢气流。如申请专利范围第14项之方法,该方法复包含将该基本上不含一氧化碳的氢气流供入一氢分配系统。如申请专利范围第21项之方法,其中该氢分配系统包括供车辆用的氢燃料站。如申请专利范围第14项之方法,其中该基本上不含一氧化碳的氢气流含有约500 ppm甲烷及约1,000 ppm氮。如申请专利范围第14项之方法,其中该基本上不含一氧化碳的氢气流含有约1至10 ppb的全部非氢杂质。如申请专利范围第14项之方法,其中该基本上不含一氧化碳的氢气流含有约100 ppb至约1,000 ppm的氮。如申请专利范围第1项之方法,该方法复包含在将该高纯度氢气流供入该第一或第二吸附器之前先将该第一及第二吸附器中的吸附剂加热至介于约250℃至约400℃之间的温度。如申请专利范围第14项之方法,该方法复包含在将该高纯度氢气流供入该吸附器之前先将该吸附剂加热至介于约250℃至约400℃之间的温度。如申请专利范围第1项之方法,其中该沸石系呈不含黏合剂的形态。如申请专利范围第14项之方法,其中该沸石系呈不含黏合剂的形态。如申请专利范围第14项之方法,其中该吸附器系在介于约0.00001巴至约0.5巴之间的压力下洗净。一种用于产生基本上不含一氧化碳的氦气流之方法,该方法包含:(a)(i)通过二吸附器中之第一者供入一约99.9体积%高纯度氦气进料流约30分钟或更长,该等吸附器经并联或串联地流体连结,并且各自填充由沸石组成的吸附剂,该沸石以硷土族金属作过阳离子交换而且含有低于约0.5重量%的过渡金属,及(ii)从该第一吸附器回收一氧化碳低于约1 ppm的第一种基本上不含一氧化碳的氦气流;(b)之后经由下列步骤洗净该第一吸附器:(1)使该第一吸附器减压至低于大气压力,及(2)(i)经由该第一吸附器再循环该第一种基本上不含一氧化碳的氦气流的一部分,及/或(ii)经由该第一吸附器供入一钝性气流;及(c)当该第一吸附器被洗净时,通过二吸附器中之第二者供入该高纯度氦气进料流另外的部分约30分钟或更长,并且从该第二吸附器回收一氧化碳低于约1 ppm的第二种基本上不含一氧化碳的氦气流。如申请专利范围第31项之方法,其中:(a)该吸附剂具有小于约5千卡/莫耳的氦吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;及(b)该高纯度氦气进料流系于约30至约1,000巴之间的压力下供入该第一及第二吸附器。如申请专利范围第31项之方法,其中:(a)该二吸附器系填充选自由CaLSX及CaX所组成的群组之吸附剂粒子;(b)该吸附剂粒子具有(i)介于约0.5毫米至约5毫米之间的粒子尺寸及(ii)小于约5千卡/莫耳的氦吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;(c)该第一吸附器系藉着使彼减压至约0.00001巴至约0.5巴而洗净;及(d)从该二吸附器回收一种一氧化碳低于约1 ppm的基本上不含一氧化碳的氦气流。一种用于产生基本上不含一氧化碳的氦气流之方法,该方法包含:(a)(i)通过填充由沸石组成的吸附剂之吸附器供入一约99.9体积%高纯度氦气进料流约30分钟或更长,该沸石以硷土族金属作过阳离子交换而且含有低于约0.5重量%的过渡金属,及(ii)从该吸附器回收一种一氧化碳低于约1 ppm的基本上不含一氧化碳的氦气流;及(b)之后经由下列步骤洗净该吸附器:(1)使该吸附器减压至低于大气压力,及(2)(i)经由该吸附器再循环该基本上不含一氧化碳的氦气流的一部分,及/或(ii)经由该吸附器供入一钝性气流。如申请专利范围第34项之方法,其中:(a)该吸附剂具有小于约5千卡/莫耳的氦吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;及(b)该高纯度氦气进料流系于约30至约1,000巴之间的压力下供入该吸附器。如申请专利范围第34项之方法,其中:(a)该吸附器系填充选自由CaLSX及CaX所组成的群组之吸附剂粒子;(b)该吸附剂粒子具有(i)介于约0.5毫米至约5毫米之间的粒子尺寸及(ii)小于约5千卡/莫耳的氦吸附热、介于约8至约12千卡/莫耳的一氧化碳吸附热及大于约5千卡/莫耳的氮吸附热;(c)该吸附器系藉着使彼减压至约0.00001巴至约0.5巴而洗净;及(d)从该吸附器回收一种一氧化碳低于约1 ppm的基本上不含一氧化碳的氦气流。
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