KR100851798B1

KR100851798B1 - 질소 가스의 분리 방법 및 분자체 탄소

Info

Publication number: KR100851798B1
Application number: KR1020077004830A
Authority: KR
Inventors: 유키히토 오타
Original assignee: 구라레 케미칼 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2008-08-13
Also published as: CN101010257A; US7670408B2; EP1798197A1; EP1798197A4; RU2355630C2; JP4893944B2; KR20070046155A; US20070261550A1; JPWO2006025198A1; CN100548874C; RU2007110477A; EP1798197B1; WO2006025198A1

Abstract

분자체 탄소의 사용량이 적고, 또한 사용되는 원료 공기가 적은 공업적으로 유리한 PSA 법을 제공하는 것. 분자체 탄소로서 강열 잔분 0,7중량％ 이하에서, 하기 (I 및 II) 식을 만족시키는 분자체 탄소를 사용하고, PSA 법을 실시함으로써 상기 과제를 달성할 수 있다. (1)lnC≤0.325＋5.14×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (I) (2)lnU≤2.124－0.135×lnC (II) 식 중, C 는 제품 질소 중의 산소 농도 (ppm), Q 는 1 분 동안에 제조되는 흡착탑 1 기의 유효 용적당 질소 가스량, P 는 흡착 압력 (MPa), U 는 제조되는 질소 가스량에 대한 원료 공기량의 비율이다.

Description

질소 가스의 분리 방법 및 분자체 탄소{METHOD OF SEPARATING NITROGEN GAS AND MOLECULAR SIEVE CARBON}

본 발명은 질소 가스의 분리 방법 및 분자체 탄소에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 분자체 탄소를 충전한 적어도 2 기의 흡착탑의 일방에 질소를 주성분으로 하는 원료 가스를 가압 하에서 공급하여 고압 흡착을 실시하고, 흡착을 끝낸 흡착탑은 저압 재생을 실시하고, 각각의 흡착탑에서 고압 흡착과 저압 재생을 교대로 반복하여 질소를 제품 가스로서 분리하는 질소 가스의 분리 방법에 있어서, 분자체 탄소로서 강열 잔분이 0.7중량％ 이하에서 하기 (I 및 II) 식을 만족시키는 분자체 탄소를 사용하는 질소 가스의 분리 방법 및 분자체 탄소에 관한 것이다.

(1)lnC≤0.325＋5.14×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (I)

(2)lnU≤2.124－0.135×lnC (II)

식 중, C 는 제품 질소 중의 산소 농도 (ppm), Q 는 1 분 동안에 제조되는 흡착탑 1 기의 유효 용적당 질소 가스량, P 는 흡착 압력 (MPa), U 는 제조되는 질소 가스량에 대한 원료 공기량의 비율이다.

최근, 금속의 처리, 반도체의 제조, 화학 공업에 있어서의 시일 가스 등 각종 분야에서 질소 가스의 수요가 증대하고 있고, 이러한 질소 가스를 제조하는 방 법으로서, 분자체 탄소 등의 탄소 다공체를 사용하여 가압 공기로부터 질소를 분리하는 압력 스윙 흡착법 (이하, PSA 법이라고 약기함.) 이 많이 실시되고 있다. PSA 법이란, 원료 가스를 공기로 하였을 경우에, 통상 2 기 이상의 분자체 탄소를 충전한 흡착탑을 사용하고, 일방의 흡착탑에 가압 공기를 공급하여 산소의 흡착을 실시하여, 질소를 제품 가스로서 취출함과 함께, 그 사이 타방의 흡착탑을 탈착으로 처리하고, 복수의 흡착탑 사이에서 산소의 흡착과 탈착을 교대로 반복하여, 산소와 질소의 흡착 속도의 차를 이용하여 연속적으로 질소를 얻는 방법이다.

흡착탑을 2 기 사용하여 질소를 주성분으로 하는 공기 등의 혼합 가스로부터 PSA 법에 의해 산소를 제거하고, 제품 가스로서 질소를 얻는 상압 (常壓) 재생에 의한 종래의 방식을 도 1 에 의해 설명한다. 먼저, 흡착탑 (4) 의 흡착 공정에서는, 공기 등의 원료 가스를 원료 가스 공급 라인 (1) 으로부터 도입하고, 압축기 (2) 로 압축하여, 냉각기 (3) 를 통해 흡착탑 (4) 으로 도입한다. 각 흡착탑에는 흡착제인 분자체 탄소가 충전되어 있고, 원료 가스 중의 산소가 우선적으로 흡착제로 흡착, 제거되어, 나머지 질소가 제품 저장조 (6) 로 보내지고, 제품 가스 라인 (16) 으로부터 취출된다.

일방의 흡착탑이 흡착으로 처리되어 있을 때에, 타방의 흡착탑은 탈착 공정에 있고 대기에 개방되어 있다. 즉, 흡착탑 (4) 에 의해 흡착되고 있을 때에, 밸브 (7, 10 및 12) 는 열림 상태, 밸브 (8, 9, 11, 13 및 14) 는 닫힘 상태에 있다. 또, 흡착탑 (4) 으로부터 나오는 가스의 일부가 오리피스 (15) 로부터 탈착 공정 중의 탑에 유입되어 세정을 실시한다.

소정의 시간이 경과한 후, 밸브 (7, 10 및 12) 가 닫힘 상태가 된다. 이어진 균압 공정에서는, 밸브 (11 및 14) 를 열림 상태로 하고, 흡착을 끝낸 흡착탑 (4) 의 잔압을 흡착탑 (5) 으로 회수한다. 그 후, 밸브 (8, 9 및 13) 가 열림 상태, 밸브 (7, 10, 11, 12 및 14) 가 닫힘 상태가 되고, 흡착탑 (5) 이 흡착으로 처리되고, 흡착탑 (4) 이 탈착으로 처리된다. 흡착탑 (5) 의 흡착이 끝나면 밸브 (8, 9 및 13) 를 닫힘으로 하고, 밸브 (11 및 14) 를 열림 상태로 하여 균압 공정을 실시하고, 흡착탑 (5) 의 잔압을 흡착탑 (4) 으로 회수한다. 상기의 조작이 정기적으로 반복되어 제품 질소가 제조된다.

이들 밸브는, 타이머에 의해 설정된 시간에 따라 축차 자동적으로 교체되도록 되어 있고, 제품 질소는 제품 저장조 (6) 에 저장되고, 제품 가스 취출 라인 (16) 으로부터 취출되어 소비된다. 분자체 탄소에 흡착된 가스 (산소) 의 탈착은 감압에 의해 실시되고, 밸브 (9 또는 10) 가 열림 상태일 때에 분자체 탄소에 흡착된 가스가 탈착되어, 탈착 가스는 배기 라인 (17) 으로부터 배기된다.

그런데, PSA 법을 공업적으로 유리하게 실시하기 위해서는, 분리 성능이 우수한 분자체 탄소의 관점으로부터의 검토와, PSA 시스템의 합리화에 관련되는 관점으로부터의 검토가 필요하고, 지금까지 많은 PSA 법이 제안되어 있지만 이들 2 관점으로부터 검토된 것은 적다. 예를 들어, 코크스에 톨루엔 등의 탄화수소를 첨가하여 고온에서 처리하고, 코크스의 세공 (細孔) 중에 카본을 침착시켜 세공을 조정한 분자체 탄소의 제조법이 알려져 있어, 공기로부터 산소를 분리하여 질소 가스의 제조에 적용하는 것이 개시되어 있다 (특허 문헌 1).

특허 문헌 1 : 일본 특허공고 소52－18675호

또, 야자 껍질 분말에 콜타르 피치 등을 바인더로서 조립 (造粒) 하여 건류한 후, 염산 세정하고 또한 콜타르 피치 등을 함침하여 열처리하고 분자체 탄소로하여 공기로부터 질소 가스를 제조하는데 사용되는 것이 개시되어 있다 (특허 문헌 2).

특허 문헌 2 : 일본 특허공고 소61－8004호

또한, 야자 껍질 분말에 콜타르 피치 등을 바인더로서 조립하고, 건류한 후 염산 세정하고, 크레오소트유를 함침하여 열처리하고 분자체 탄소로 하여 공기로부터 질소 가스를 제조하는 것이 기재되어 있다 (특허 문헌 3).

특허 문헌 3 : 일본 특허공고 평5－66886호

한편, PSA 시스템의 관점으로부터도 여러 개량된 방식이 제안되어 있고, 예를 들어, 분자체 탄소로서 가압 하에서 단성분 흡착을 실시하였을 때의 산소와 질소의 1 분 후의 흡착 용량비로 규정한 분자체 탄소를 사용하고, 대기압 재생 공정에 있어서 배기 밸브를 여는 시간과 제품 질소 가스를 흡착탑 내에 흘리는 시간이 특정의 관계를 만족시키도록 조작을 실시하는 질소 가스의 분리 방법이 개시되어 있다 (특허 문헌 4).

특허 문헌 4 : 특허 제2619839호

또, 분자체 탄소로서 가압 하에서 단성분 흡착을 실시하였을 때의 산소와 질소의 1 분 후의 흡착 용량비로 규정한 분자체 탄소를 사용하고, 제품 질소 가스의 취출량 및 제품 저장조의 유효 용적과 흡착탑 1 탑당 유효 용적을 규정하고 흡착 공정의 시간을 특정하여 실시하는 질소 가스의 분리 방법도 개시되어 있다 (특허 문헌 5).

특허 문헌 5 : 특허 제2623487호

이들 개량된 PSA 시스템은 분자체 탄소의 개량과 함께 검토함으로써, 더욱 공업적으로 우수한 PSA 법을 개발할 수 있다고 생각되는데, 공업적으로 유리하게 PSA 법을 실시하기 위해서는, 궁극적으로는 PSA 장치 자체가 작고, 바꿔 말하면 분자체 탄소의 사용량이 적고, 또한 사용하는 원료 공기가 적은 PSA 시스템을 개발할 필요가 있다.

최근, 이러한 PSA 시스템을 개발한 예로서, 가압 공정에 있어서의 압력 상승 속도와 균압 공정의 시간을 규정하고, 고순도의 질소 가스를 효율적으로 발생시키는 방법이 제안되어 있다 (특허 문헌 6). 또, 다른 PSA 방식에 관련되는 것으로서, 높이를 0.5∼1.5㎜ 의 범위로 한 주상 (柱狀) 의 분자체 탄소를 사용함으로써 분리 성능을 높인 PSA 장치도 제안되어 있다 (특허 문헌 7).

특허 문헌 6 : 일본 공개특허 2001－342013호

특허 문헌 7 : 일본 공개특허 2003－104720호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

상기 특허 문헌 6 및 특허 문헌 7 에 제안된 PSA 법은 개량된 질소 가스의 분리 방법으로서, 상당히 진전된 PSA 법으로 생각된다. 그러나, 특허 문헌 6 에 개시된 PSA 법에 있어서는, 사용되는 공기량은 적지만 사용되는 분자체 탄소는 그래도 적은 것이라고 만은 할 수 없다. 또, 특허 문헌 7 에 개시된 PSA 법에 의하면, 사용하는 분자체 탄소당 질소의 발생량은 많지만, 공업적 측면에서 보면 공기의 사용량은 반드시 적다고는 할 수 없다.

PSA 법을 공업적으로 유리하게 실시하기 위해서는, 분자체 탄소의 사용량이 적고, 또한 사용하는 원료 공기가 적다는 2 개의 조건을 만족시키는 것이 중요함에도 불구하고, 이들 2 개의 조건을 만족시키는 PSA 시스템은 아직 완성되어 있지 않은 것이 현상이다. 따라서, 본 발명의 목적은, 분자체 탄소의 사용량이 적고, 또한 사용하는 원료 공기가 적은 공업적으로 유리한 PSA 법을 제공함에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여, 지금까지 보고되어 있는 PSA 법에 대해 상세하게 검토한 결과, 공업적으로 유리하게 PSA 법을 개발하기 위해서는, 강열 잔분이 0.7중량％ 이하인 분자체 탄소를 사용하는 것, 및 제품 질소 가스 중의 산소 농도와 1 분 동안에 제조되는 흡착탑 1 기의 유효 용적당 질소 가스량 및 흡착 압력, 그리고 제조되는 질소 가스량에 대한 원료 공기량의 비율과 제품 질소 가스 중의 산소 농도에는 밀접한 관계가 있고, 이들이 특정의 관계를 만족시켜야 한다는 것을 알아내어 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명은 분자체 탄소를 충전한 적어도 2 기의 흡착탑의 일방에 질소를 주성분으로 하는 원료 가스를 가압 하에서 공급하여 고압 흡착을 실시하고, 흡착을 끝낸 흡착탑은 저압 재생을 실시하고, 각각의 흡착탑에서 고압 흡착과 저압 재생을 교대로 반복하여 질소를 제품 가스로서 분리하는 질소 가스의 분리 방법에 있어서, 분자체 탄소로서 강열 잔분이 0.7중량％ 이하에서 하기 (I 및 II) 식을 만족시키는 분자체 탄소를 사용하는 것을 특징으로 하는 질소 가스의 분리 방법이다.

(1)lnC≤0.325＋5.14×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (I)

(2)lnU≤2.124－0.135×lnC (II)

여기서, C 는 제품 질소 중의 산소 농도 (ppm), Q 는 1 분 동안에 제조되는 흡착탑 1 기의 유효 용적당 질소 가스량, P 는 흡착 압력 (MPa), U 는 제조되는 질소 가스량에 대한 원료 공기량의 비율이다.

또, 본 발명의 다른 하나의 발명은, 강열 잔분이 0.7％ 이하인 분자체 탄소 로서, 적어도 2 기의 흡착탑의 일방에 질소를 주성분으로 하는 원료 가스를 가압 하에서 공급하여 고압 흡착을 실시하고, 흡착을 끝낸 흡착탑은 저압 재생을 실시하여, 각각의 흡착탑에서 고압 흡착과 저압 재생을 교대로 반복하여 질소를 제품 가스로서 분리할 때에, 하기 (I' 및 II') 식을 만족시키는 분자체 탄소이다.

(1)lnC≤0.325＋5.14×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (I)

(2)lnU≤2.124－0.135×lnC (II)

발명의 효과

본 발명에 의해, 분자체 탄소의 사용량이 적고, 또한 사용되는 원료 공기가 적은 공업적으로 유리한 PSA 법을 제공할 수 있다. 이러한 PSA 법에 의하면, 사용되는 분자체 탄소 및 원료 공기량을 줄여 고순도 질소를 제조할 수 있으므로 비용적으로 유리하게 PSA 방식을 실시할 수 있다.

도 1 은, PSA 장치 플로우의 일례이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 원료 가스 공급 라인 2 : 압축기

3 : 냉각기 4 : 흡착탑

5 : 흡착탑 6 : 제품 질소 가스 저장조

7∼14 : 밸브 15 : 오리피스

16 : 제품 질소 가스 취출 라인

17 : 배기 가스 라인

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 질소 가스의 분리 방법에 있어서, 분자체 탄소로서 강열 잔분이 0.7중량％ 이하에서 하기 (I 및 II) 식을 만족시키는 분자체 탄소를 사용하는 것이 최대의 특징이다.

(1)lnC≤0.325＋5.14×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (I)

(2)lnU≤2.124－0.135×lnC (II)

lnC 로서는 또한 식 (III) 을 만족시키는 것이 바람직하다.

lnC≤0.0958＋5.25×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (III)

본 발명의 질소 가스의 분리 방법에 있어서, 흡착탑에는 분자체 탄소가 충전되는데, 이러한 분자체 탄소는, 3∼5Å 의 초마이크로 구멍이 존재하고, 세공 직경이 가지런한 목탄, 석탄, 코크스, 야자 껍질, 수지, 피치 등을 원료로 하여 고온에서 탄화하여 제조된 식물계, 석탄계, 수지계, 피치계 등의 탄소질 재료를 탈회, 세공 조정한 것이다. 포함되는 회분을 탈회하기 쉽다는 점에서 식물계 탄소질 재료가 바람직하다. 식물계 탄소질 재료 중에서도 야자 껍질이 바람직하다.

야자 껍질과 같은 식물계 탄소질 재료는 통상 회분을 2.0중량％ 이상 함유하고 있고, 본 발명에 있어서 야자 껍질과 같은 식물계 탄소질 재료를 사용하는 경우에는 회분을 0.7중량％ 이하로 감소시킬 필요가 있다. 회분을 0.7중량％ 이하로 감소시키는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 염산으로 여러 차례 반복 세정하는 방법을 들 수 있다. 본 발명에서 말하는 회분 0.7중량％ 이하란, 활성탄의 원료인 탄소질 재료를 세공 조정하여 분자체 탄소로 하였을 때의 분자체 탄소주 (注) 에 함유되는 회분을 말한다. 회분을 0.7중량％ 이하로 감소시킨 후에 세공 조정을 실시함으로써, 본 발명을 만족시키는 분자체 탄소를 얻을 수 있다.

흡착 시간은 일반적으로 20 초∼120 초로 설정되는데, 40 초∼70 초로 실시 하는 것이 바람직하다. 분자체 탄소의 형상은 제한되는 것은 아니지만, 실용적으로는 외경 (D) 이 0.4∼1.5㎜ 인 구상 또는 원주상 (펠릿상) 으로 형성하여 실시하는 것이 바람직하다. 원주상으로 형성하는 경우의 길이 (L) 는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 L/D=2∼5 정도로 실시된다.

본 발명의 질소 가스의 분리 방법에서 사용되는 분자체 탄소는, 예를 들어 다음과 같이 하여 조제된다. 즉, 야자 껍질 분말을 콜타르 및/또는 콜타르 피치를 바인더로서 조립하여 600℃ ∼ 900℃ 에서 건류한 후, 염산 등의 광산으로 반복 세정하고, 수세, 건조시킨 후, 크레오소트유 등의 세공 처리재를 함침시켜, 600℃ ∼ 900℃ 에서 열처리하고 불활성 가스 중에서 냉각시키면 된다. 이러한 조작에 의해, 회분을 0.7중량％ 이하까지 감소시킬 수 있고, 마이크로 구멍을 바람직하게 조정할 수 있다.

이상과 같이 하여 얻어진 분자체 탄소를 사용하여 PSA 법을 실시함으로써, 공업적으로 유리하게 공기로부터 질소 가스를 제조할 수 있다. 본 발명에 의한 분자체 탄소를 사용함으로써 공업적으로 유리하게 공기로부터 질소 가스를 제조할 수 있는 이유를 반드시 명확하게 설명할 수는 없지만, 탄소질 재료를 미리 탈회 (脫灰) 처리하고 강열 잔분을 0.7중량％ 이하로 함으로써 세공 용적이 증가하여, 산소의 흡착 용량이 증가하고, 또한 세공 조정할 때에 불순물이 적기 때문에, 공기로부터 질소를 분리하는데 적합한 세공이 형성되는 것이 추찰된다. 이하, 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

분자체 탄소 A 의 제조:

미분쇄한 야자 껍질탄 100 중량부에 콜타르 40 중량부 및 물 8 중량부를 가하여 잘 혼련하고, 유압 프레스기로 가압하여 0.8㎜ 의 노즐로부터 압출하고 원주상으로 형성하였다. 얻어진 원주상의 조립탄을 유동식 건류로를 이용하여 600℃ 에서 30 분간 열처리하고 질소 중에서 냉각시켰다.

다음으로, 80℃ 의 0.6N (규정) 의 염산 중에 교반하면서 충분히 침지시킨 후 염산을 배기하였다. 이 염산 세정을 3 회 반복하고, 수세하여 건조시켜서 정제탄을 얻었다. 이 정제탄을 외열식 전기로에 투입하여 900℃ 에서 열처리하고 질소 중에서 냉각시킨 후, 크레오소트유의 140∼260℃ 유분 (留分) 3 중량부를 가하여 로터리킬른에서 소량의 질소 가스 통류 하, 상온으로부터 400℃ 까지 20 분 동안 승온하여 크레오소트유를 충분히 함침시키고, 추가로 700℃ 까지 20분 동안 승온하여 열처리한 후, 상온까지 질소 중에서 냉각시켜 분자체 탄소를 얻었다.

분자체 탄소 B 의 제조:

염산 세정을 실시하지 않는 것 이외에는 분자체 탄소 A 와 동일하게 하여 분자체 탄소를 얻었다.

분자체 탄소 C 의 제조:

염산 세정을 상온에서 1 회 실시하는 것 이외에는 분자체 탄소 A 와 동일하게 하여 분자체 탄소를 얻었다.

분자체 탄소 D 의 제조:

1.6㎜ 의 노즐을 사용하는 것 이외에는 분자체 탄소 A 와 동일하게 하여 분 자체 탄소를 얻었다.

분자체 탄소 E 의 제조:

0.4㎜ 의 노즐을 사용하는 것 이외에는 분자체 탄소 A 와 동일하게 하여 분자체 탄소를 얻었다.

분자체 탄소 F 의 제조:

미분쇄한 야자 껍질탄 100 중량부에 콜타르 40 중량부 및 물 8 중량부를 가하여 잘 혼련하고, 유압 프레스기로 가압하여 0.6㎜ 의 노즐로부터 압출하고 원주상으로 형성하였다. 얻어진 원주상의 조립탄을 후카에 파우텍크 주식회사 제조 하이 스피드 믹서 FS－G 형을 사용하여 60℃, 회전수 400rpm 로 평균 입경 1.0㎜ 의 구상으로 성형하였다. 이 구상탄을 유동식 건류로를 사용하여 600℃ 에서 30 분간 열처리하고 질소 중에서 냉각시켰다. 이후에는 분자체 탄소 A 와 동일하게 처리하여 분자체 탄소 F 를 얻었다. 이상의 분자체 탄소 A∼F 에 대하여, 강열 잔분으로서의 회분, 산소 평형 흡착량을 측정하고 표 1 에 나타내었다. 표 1 에 있어서, mL 는 밀리리터를 나타낸다. 강열 잔분이 적으면 산소 평형 흡착량은 증가하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.

실시예 1∼10, 비교예 1∼4

흡착탑에 상기 분자체 탄소 A∼F 를 각각 3.0L (리터) 충전하고, 도 1 에 나타내는 장치를 사용하여, 표 2 에 나타내는 압력으로 PSA 를 실시하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 표 2 에 있어서, NL 는 노멀 리터이고, 표준 상태에서의 질소 가스량을 나타낸다.

본 발명에 의해, 분자체 탄소의 사용량이 적고, 또한 사용하는 원료 공기가 적은 공업적으로 유리한 PSA 법을 제공할 수 있다. 이러한 PSA 법에 의하면, 사용하는 분자체 탄소 및 원료 공기량을 줄여 고순도 질소를 제조할 수 있기 때문 에, 비용적으로 유리하게 PSA 방식을 실시할 수 있어, 산업상 유용하다.

Claims

분자체 탄소를 충전한 적어도 2 기의 흡착탑의 일방에 질소를 주성분으로 하는 원료 가스를 가압 하에서 공급하여 고압 흡착을 실시하고, 흡착을 끝낸 흡착탑은 저압 재생을 실시하며, 각각의 흡착탑에서 고압 흡착과 저압 재생을 교대로 반복하여 질소를 제품 가스로서 분리하는 질소 가스의 분리 방법에 있어서, 분자체 탄소로서 강열 잔분 0.7중량％ 이하인 분자체 탄소를 사용하여, 하기 (I 및 II) 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 질소 가스의 분리 방법.

(1)lnC≤0.325＋5.14×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (I)

(2)lnU≤2.124－0.135×lnC (II)

(식 중, C 는 제품 질소 중의 산소 농도 (ppm), Q 는 1 분 동안에 제조되는 흡착탑 1 기의 유효 용적당 질소 가스량, P 는 흡착 압력 (MPa), U 는 제조되는 질소 가스량에 대한 원료 공기량의 비율을 나타냄.)
제 1 항에 있어서,

상기 분자체 탄소가 식물계 탄소질 재료를 원료로 하는 분자체 탄소인 것을 특징으로 하는 질소 가스의 분리 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 식물계 탄소질 재료가 야자 껍질인 것을 특징으로 하는 질소 가스의 분리 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 분자체 탄소가 구상 또는 원주상인 것을 특징으로 하는 질소 가스의 분리 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 분자체 탄소의 외경이 0.4∼1.5㎜ 인 것을 특징으로 하는 질소 가스의 분리 방법.
강열 잔분이 0.7％ 이하인 분자체 탄소로서, 적어도 2 기의 흡착탑의 일방에 질소를 주성분으로 하는 원료 가스를 가압 하에서 공급하여 고압 흡착을 실시하고, 흡착을 끝낸 흡착탑은 저압 재생을 실시하고, 각각의 흡착탑에서 고압 흡착과 저압 재생을 교대로 반복하여 질소를 제품 가스로서 분리할 때에, 하기 (I' 및 II') 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 분자체 탄소.

(1)lnC≤0.325＋5.14×ln｛(0.64＋0.098)×Q/(P＋0.098)｝ (I')

(2)lnU≤2.124－0.135×lnC (II')

(식 중, C 는 제품 질소 중의 산소 농도 (ppm), Q 는 1 분 동안에 제조되는 흡착탑 1 기의 유효 용적당 질소 가스량, P 는 흡착 압력 (MPa), U 는 제조되는 질소 가스량에 대한 원료 공기량의 비율을 나타냄.)
제 6 항에 있어서,

상기 분자체 탄소가, 식물계의 탄소재를 원료로 하는 분자체 탄소이고, 세공 조정을 실시하는 공정 이전에 탈회 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 분자체 탄소.
제 7 항에 있어서,

상기 식물계 탄소질 재료가 야자 껍질인 것을 특징으로 하는 분자체 탄소.
제 4 항에 있어서,

상기 분자체 탄소의 외경이 0.4∼1.5㎜ 인 것을 특징으로 하는 질소 가스의 분리 방법.