JP2003531250A - 石油脱水方法および装置 - Google Patents

石油脱水方法および装置

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マイケル・アール・スピアマン
ジョン・エイチ・バーバン
マシューズ・サンディル
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ポーラス・メディア・コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】 石油の脱水のための方法および装置が開示されている。水を含む石油流（４０）を無欠損で非多孔質の膜（１８）の一面と接触させることによって脱水する。膜（１８）によって分離室（４２）が供給側と透過側とに区画され、供給側で石油流（４０）が供給されると共に脱水された石油（４４）が回収され、透過側から水（４６）が除去される。真空の存在またはスイープガス（５０）の使用によって、透過側は低い水の分圧に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 発明の技術分野 この発明は、概して潤滑と油圧の産業に関し、特に、石油、より一般的に言え
ば低揮発性液体から、遊離、乳化または溶解した水分を除去するための装置およ
び方法に関する。
【０００２】 従来技術 石油は潤滑および油圧システムに用いられている。広く知られているように、
水の存在はこれらのシステムにおける石油に対して、これらのシステムにおける
部品に対して、またこれらのシステムの作動に対して悪影響を与える。水分によ
る汚染が潤滑または油圧システムに入り込むと、腐食、石油の酸化、化学的摩滅
または消耗、ベアリング疲労寿命の低減、および潤滑損失の原因となることが知
られている。これらの悪影響は、水分が遊離、乳化または溶解して存在すること
に直接的に起因している。
【０００３】 このため、石油から水分を除去して、潤滑および油圧システムを適正に作動さ
せるための多くの努力がこれまでになされてきた。水分汚染除去のためにこれま
でに採用されてきた装置およびシステムの中には、タンクや容器、遠心分離機、
吸水フィルタ、および真空脱水精油機を設置することの提案があった。しかしな
がら、これらは後述するように、その水分除去性能において、操作上の簡易性に
おいて、初期コストにおいて、あるいは作動コストにおいて、顕著な制約を伴う
ものであった。
【０００４】 タンク設置は、石油と水分との間の密度差と重力的解決法に基づいて、多量の
遊離水分を石油から除去するものである。遊離水分の除去を効果的に行うには、
タンク設置は多くの滞在時間と広大な床面積を必要とする。しかしながら、この
方法は石油と水のエマルジョンを分離するには効果がなく、溶解水分を除去する
こともできない。
【０００５】 遠心分離機は、流体に遠心力を与えることによって重力で石油から水分を除去
するものであり、石油から遊離水分を除去するのには効果的である。しかしなが
ら、遠心分離機は一般に高価であり、しかも石油と水のエマルジョンを分離する
能力は限定的である。また、石油から溶解水分を除去することはできない。
【０００６】 吸水フィルタは、石油から水分を吸着する特別な濾材を用いる。水分を吸着す
るにつれて濾材は膨潤し、流動が妨げられ、フィルタを通過するときの圧力低下
が増大する。圧力低下が所定レベルに達すると、吸水フィルタを取り外し、廃棄
して、新たなフィルタをセットしなければならない。この吸水フィルタは遊離水
分の除去には効果的であるが、乳化または溶解水分を石油から除去する効果は二
次的である。さらに、吸水フィルタの吸水力には限界があるので、水で飽和状態
となってしまえば交換しなければならない。これらの理由から、吸水フィルタは
、ごく少量の水が存在する適用形態にしか実際上用いることができない。水分濃
度が比較的高い適用形態にあっては、吸水フィルタを頻繁に交換しなければなら
ないことによるコストが非常に高いものとなってしまう。
【０００７】 幾つかのタイプの真空脱水精油機が石油からの脱水のために用いられている。
これらは概して、真空蒸留法、石油から水分を乾燥空気に大量輸送すること、ま
たはこれら二つの組合せの原理の下で動作する。
【０００８】 真空蒸留法では、真空または減圧を適用することによって水の沸点を下げる。
たとえば、水の沸点は１０１３ヘクトパスカルの気圧（標準気圧）において１０
０℃（華氏２１２度）であるが、１００ヘクトパスカルの減圧雰囲気での沸点は
５０℃（華氏１２２度）にすぎない。石油温度に対して十分な真空度を与えるこ
とにより、石油の中の水分は蒸発して低圧空気（真空）内に解放され、この結果
として石油が脱水される。
【０００９】 真空ポンプにより減圧された接触容器に石油を流入させることが、これを実現
させる主要な手段である。所定の容器における水分蒸発率を最大にするためには
、石油の表面積対容積の比を大きくすることが好ましい。これは、構造パッキン
、ランダムパッキン、カスケードプレート、スピニングディスク等に石油を流す
ことによって、あるいはその他真空蒸留および接触器の分野で公知である他の方
法によって行うことができる。石油は当初は接触器の頂部に入り込むが、重力に
よってパッキンの上方に下降し、比較的薄いフィルムの中に拡がってゆく。石油
は容器の底部に集まり、そこからオイルポンプによって排出される。このような
従来技術は下記特許文献１および２に示されている。必要とされる真空量を低減
させるために石油を加熱してもよい。
【００１０】
【特許文献１】 米国特許第４６０４１０９号明細書
【特許文献２】 米国特許第５１３３８８０号明細書
【００１１】 真空が適用されると水の沸点が下がり、水分除去率が増大する。水分除去率を
増大させるために加熱することができる。しかしながら、温度および／または真
空が上昇して石油中の低分子量炭化水素の沸点より低いレベルになってしまうと
、これら炭化水素も揮発してしまうため、過度の熱および／または真空を適用し
ないように十分な注意が必要となる。水よりも低い沸点を持つすべての液体が同
時に除去されてしまうことを理解しなければならない。このことは適用形態によ
って利点にも不利にもなる。
【００１２】 大量輸送を前提とするシステムも同様の接触容器を用いる。しかしながら、水
分除去を達成するのに蒸留に頼るのとは異なり、下方に流れる石油に対してこれ
を横切るように乾燥空気またはガスを連続的に上昇させて逆流させる。石油中の
水分子は濃度勾配を介して相対的に乾燥している空気に入り込む。これにより湿
潤化された空気は真空ポンプまたは送風機によって接触器から取り出され、大気
に放出される。水分を蒸発させるために水の沸点以上に石油を加熱させる必要が
ない。したがって、この大量輸送システムによれば、真空蒸留システムよりも少
ない熱および／または真空を用いて水分除去を行うことができる。
【００１３】 真空蒸留システムと大量輸送システムはいずれも遊離水分、乳化水分および溶
解水分のいずれをも除去可能であるが、幾つかの不利欠点がこれらの普及を阻害
している。両システム共、石油レベルが低下してオイルポンプが空転することの
内容に、容器内の液レベル制御が用いられる。液レベル制御は、真空容器が石油
で充満してしまうような高い液レベルに達しないように制御する機能をも持つ。
このことは、容器の水分除去効率を低減させることを意味し、場合によっては（
制御が不能となったときには）石油が容器を完全に満たしたり真空ポンプにオー
バーフローしてしまうことにつながる。
【００１４】 真空精油器は、水が石油内で蒸発するときに容器内で生ずる泡立ちに遭遇する
。この泡沫は石油よりも低密度であり、液レベル制御が不調不能になったり、精
油器の性能低下をもたらすことがある。
【００１５】 加熱装置、制御装置、ポンプその他を使用しなければならないために、精油器
は複雑な構造となる。さらに、用いられるパッキンのタイプや石油の粘性および
気流速度が接触容器を通過するときの流速を制限する。このことは通常の場合、
流量に対して相対的にきわめて大きな容器を用いなければならないことにつなが
る。オイルポンプ、真空ポンプ、加熱装置、制御装置、電気パネルおよび電気接
続等、必要とされるすべてを備えるならば、システムはきわめて大型且つ高価な
ものとなる。これらシステムにおける構成部品数の多さと複雑さによって、メン
テナンスおよび作動のためのコストは一般にきわめて大きくなる。
【００１６】 遊離、乳化および溶解の形態にかかわらず石油から水分を除去する能力を持っ
ているため、真空脱水精油器は石油からの水分除去のための方法として好適なも
のとされてきた。しかしながら、真空脱水精油器に付随する欠点のために広く普
及するには至らず、実際のところ潤滑または油圧システムの主流にはなっていな
い。その比較的大きなサイズと高いコストのため、真空脱水精油器は非移動型・
固定型への適用に限られ、可動設備での使用は現実的でない。
【００１７】 また、その初期コストの高さのために、真空脱水精油器は、比較的大型で高価
な潤滑または油圧システムに適用される場合を除いて、一つのシステムに恒久的
に据え付けられることは少ない。そうではなくて、通常の場合、真空脱水精油器
は複数のシステムに共用されて、機械または容器の上の石油を一定時間浄化する
ことに用いられた後、これを他の機械に移して使用する。しかしながら、精油器
がこのような要領で使用されると、精油器に接続された機械の中の石油が水に汚
染される可能性が生ずる。この石油の汚染状態は、精油器が再接続されて石油が
再脱水されるまで継続する。
【００１８】 有機系からの水分除去には膜（メンブレン）をベースとしたシステムが使用さ
れてきた。しかしながら、この目的のために用いられる膜における細孔や欠損の
存在は、結果として、石油の液透過が透過側に生ずることになるということを認
識しなければならない。この状態は石油の損失を意味する。このことはまた、非
揮発性の石油を膜の透過側に被着させることとなって、膜を塞ぎ（ファウリング
）、その透水性を減少させる。
【００１９】 下記特許文献３には、炭化水素またはハロゲン化された炭化水素ガスまたは液
体の脱水方法が記載されている。この方法は銅アンモニア再生セルロース膜をベ
ースとしている。銅アンモニア再生セルロース膜は、相互に連結した通路ないし
細孔を有する構造体として当業界に公知である（米国特許第３８８８７７１号明
細書参照）。この膜はまた、およそ１０〜９０Å、平均で３０Åの細孔分布を有
するとも言われている（米国特許第３８８８７７１号および第５１９２４４０号
の各明細書参照）。この銅アンモニア再生セルロース膜を通して液体有機相から
脱水するためのメカニズムは透析のメカニズムである。透過性の成分は液体のよ
うに膜を通過する。膜は多孔性であるので、それを通過して液透過することを許
容する。水溶性成分も同様に膜を通過する。石油の水に対する可溶性は常に限定
的であるので、この現象は石油を脱水させる上での有用性を損ねる。さらに、再
生セルロース膜の分子構造は水分の存在によって維持される。もしもこのような
膜が閉塞された系の脱水に用いられるならば、膜の水分が徐々に失われてより大
きな「欠損」を生じ、石油の液圧輸送が膜を通して行われることになる。
【００２０】
【特許文献３】 米国特許第４８５７０８１号明細書
【００２１】 下記特許文献４には、エチレングリコールの脱水のためのパーベーパレーショ
ン（pervaporation）方法が記載されている。エチレングリコールは水と完全に
混和させることができ、分離すべき混合物が完全に混和できる場合のパーベーパ
レーション法の特徴である。用いられるスルホン酸ポリエチレン樹脂膜はかなり
の量のエチレングリコールの透過を許容する。当業者にとって、このような量の
エチレングリコールの浸透が分離層における欠損の存在に起因していることは自
明の事項である。非水相の損失は許容できるものであるので、この発明では欠損
のない分離層を要求していない。これは潤滑および油圧システムにおいて石油を
脱水する技術には当てはまらない。
【００２２】
【特許文献４】 米国特許第５１８２０２２号明細書
【００２３】 下記特許文献５には、エチレングリコールの脱水のための膜蒸留技術が記載さ
れている。この方法は多孔膜を用いる。多孔性の支持体は水に浸されて液体を透
過させてしまう可能性があるので、この方法は石油の脱水のためには魅力的では
ない。
【００２４】
【特許文献５】 米国特許第５５５２０２３号明細書
【００２５】 下記特許文献６にはゼオライト膜が開示されており、これは実質的に欠損がな
く、各種液体の脱水目的に使用可能である。しかしながら、欠損の存在は石油の
透過側への液透過につながるので、この膜は石油の脱水目的には使用できない。
【００２６】
【特許文献６】 米国特許第６００１２５７号明細書
【００２７】 本発明は、遊離、乳化または溶解水分を石油等の非揮発性液体から除去するた
めの膜利用システムに関する。本発明はさらに、液透過を許容しない無欠損膜を
提供して、該膜を通じて行われる透過ないし輸送を制限する。本発明はさらに膜
を通じて行われる蒸気透過を除去する。かくして、本発明は、石油中の遊離、乳
化または溶解水分をより効率的に分離するための装置および方法を提供する。
【００２８】 発明の概要 本発明は、石油または他の低揮発性液体から遊離、乳化または溶解水分を除去
するための方法を提供する。この方法は、固定的設備および工程に使用可能であ
るだけでなく、可動設備においてその作動中および移動中にも使用可能である。
必要な設備は小型で単純な構造であるので実用的であり、且つ、あらゆるサイズ
のシステムにとって経済性に優れ、それでいながらも簡単に操作できる。
【００２９】 特に、この発明は膜を用いて石油から水分を選択的に除去する方法に関する。
より詳しくは、この方法は、石油を半透膜の一方の側（入口側）に接触させるこ
とによって、処理対象とする石油流から水分を除去する工程からなる。膜は分離
室を石油供給側（供給側）と水分除去側（透過側）とに区分する。透過側は真空
存在またはスイープガスの使用によって低い水の分圧に維持される。石油中の水
分は溶解された状態であっても、あるいは分離相として乳化、分散または遊離し
た状態であってもよい。膜の材料は、石油に対して適切な化学的親和性を持つと
ともに該膜を通る水分輸送を選択的に許容するものとする。
【００３０】 すなわち、本発明の一つの目的は、従来の石油脱水技術の不利欠点を克服した
新規な装置および方法を提供することにある。
【００３１】 本発明の他の目的は、石油中の水分が遊離、乳化または溶解のいずれの形態で
あっても有効に除去することのできる石油脱水装置を提供することにある。
【００３２】 本発明のさらなる目的は、操作が簡単な石油脱水装置を提供することにある。
【００３３】 本発明のさらなる目的は、比較的小型で構成も単純な石油脱水装置を提供する
ことにある。
【００３４】 本発明のさらなる目的は、経済性に優れた石油脱水装置を提供することにある
。
【００３５】 本発明のさらなる目的は、小型および大型のシステムのいずれにも実際的に使
用できる石油脱水装置を提供することにある。
【００３６】 本発明のさらなる目的は、可動設備においてその作動中および移動中のいずれ
にも使用可能な石油脱水装置を提供することにある。
【００３７】 本発明のその他の目的および利点は下記記述および特許請求の範囲から明らか
になるであろう。ここで、添付図面は明細書の一部として参照すべきものであっ
て、幾つかの図において対応する部品または部分は同一の符号で示されている。
【００３８】 好適な実施例の詳細な説明 添付図面に示され且つ下記に記述されたた特定の装置および方法は、特許請求
の範囲に定義された発明概念の例示的実施例にすぎないと言うことを理解しなけ
ればならない。したがって、ここに記載の実施例に関する特定の寸法や他の物理
的特性は、特許請求の範囲で明示的にそのように記載していない限り、限定的な
ものと考えてはならない。
【００３９】 本発明の好適な実施例を記述する前に、バン・ノストランド・レインホールド
（Van Nostrand Reinhold）により１９９２年に発刊された「メンブレンハンド
ブック（Membrane Handbook）」の３−１５頁および１９９５年「工業メンブレ
ンハンドブック第１版」の５６−６１頁をここに参照する。
【００４０】 本発明によれば、低揮発性の各種液体から水その他の高揮発性溶媒を除去する
に顕著な有用性を持つところの装置および方法が提供される。低揮発性の液体と
は、その通常の沸点が水のそれ（１００℃）より高い液体を言う。水も高揮発性
の液体の範疇に含まれる。単体では低い揮発性を示す成分であっても混合物にお
いては必ずしもその観念通りの特性を示すとは限らないことを認識する必要があ
る。このことは、混合物成分の揮発性はその単体としての揮発性よりも実質的に
高いものとなり得ることを意味している。
【００４１】 より詳しく述べれば、石油からの脱水方法は下記工程、すなわち、半透膜の一
側を少なくとも石油と水を含む液体流と接触させる工程であって、該工程におい
て、半透膜は分離室を混合液が供給される供給側と排水される透過側とに区分す
るところの該工程と、水が優先的に半透膜を供給側から透過側に透過するように
水に対する部分化学ポテンシャル勾配（partial chemical potential gradient
）を維持する工程と、透過した水を半透膜の透過側から除去する工程と、脱水さ
れた石油を半透膜の供給側から除去する方法と、からなる。「化学ポテンシャル
勾配」は「活性勾配（activity gradient）」または「部分ポテンシャル勾配（p
artial potential gradient）」と呼ばれることもある。「分圧勾配（partial p
ressure gradient）」なる用語は、透過側の蒸気圧と石油中の水分濃度に対応す
る平衡蒸気圧との差を意味する。
【００４２】 石油脱水装置は容器を有し、この容器は少なくとも、容器内部を少なくとも一
方の供給側空間と他方の透過側空間とに区画するように容器内に挿入された無孔
の半透膜と、供給側空間に通ずる少なくとも一の入口と、供給側空間に通ずる少
なくとも一の供給側出口と、透過側空間に通ずる少なくとも一の透過側出口とを
有する。このような装置は、石油と水との混合液を入口から流入させ、半透膜の
少なくとも一方の側に接触させ、水が優先的に半透膜を供給側から透過側に透過
するように水に対する化学ポテンシャル勾配（chemical potential gradient）
を維持し、透過した水を半透膜の透過側出口から除去し、脱水された石油を半透
膜の供給側出口から除去するように働く。
【００４３】 膜は、分離に適した表面が提供されるものであれば、その形状や形態を問わな
い。一般的な例を挙げれば、自己支持形フィルム、中空繊維、複合シートおよび
複合中空繊維が含まれる。中空繊維膜は、その繊維同士が互いに概して平衡とな
るように植え付け、または分散させることができる。複合中空繊維膜または中空
繊維膜の繊維は螺旋状に巻き付け、またはよじられたものであってもよい。ある
いはまた、繊維をマット状に織り込んでもよい。平板なシートまたは繊維マット
からなる膜の場合は、該シートまたはマットを渦巻状に織り込んでもよい。さら
に、スペーサを用いてシートまたはマットを非接触に保持するようにしてもよい
。
【００４４】 用いられる膜は、少なくともその一部が、薄く、無欠損の、緻密非多孔質の分
離層（「分離層（discriminating layer）」は場合によっては「スキン」とも呼
ばれる）と支持構造体とから構成される。別の実施形態によれば、分離層は自立
性を有するが、このことは本発明の実施には要求されない。当業者にとっては、
緻密非多孔質の分離層と言っても欠損を有するものと理解されているこのような
分離層を混合気または混合液の分離に用いると、非分離的な輸送（non-discrimi
nating transport）がこれら欠損を通じて生ずる。混合気の分離のためにこのよ
うな分離層が用いられると、「溶解拡散（solution-diffusion）」によって該分
離層を通過する輸送が行われる。これに対して、欠損を通過する輸送はクヌーセ
ン拡散によって行われる。このことはクラウシ（Clausi）の文献によって実証さ
れている（１９９８年）。このような分離層が混合液分離のために用いられると
、非分離的な液圧輸送がこれらの欠損を通過して行われる。これらの欠損を通じ
た液圧透過が行われると、液体は膜の透過側へと透過する。
【００４５】 石油脱水のある場合には、石油が透過側に透過すると系からの石油損失を招き
、このような脱水装置は市場的価値がなくなり、また、膜の透過側を塞ぐことに
なってしまう。分離層が透過側に支持されているならば、液圧浸透した石油が多
孔性の支持体を充満し、水の輸送に対して抵抗を与えることによって膜を塞いで
しまう。さらに、石油はほとんど蒸発せず、あるいは蒸発しても欠損を通じて行
われる液圧浸透速度よりも速い速度で蒸発しないので、欠損の存在は不可逆的に
膜を塞ぎ、脱水速度を減少させる。さらに、もしも膜が完全に無欠損でないとす
ると、水分を追い払うために透過側で用いられるスイープが石油に巻き込まれて
しまうおそれがある。これによって石油に泡沫を生じさせ、これは勿論好ましく
ないことである。
【００４６】 無欠損の、密で、無孔の分離層を通じて行われる輸送のメカニズムは「溶解拡
散」による。当業者に知られているように、「溶解拡散」なる用語は、透過物が
分離層に溶解し、次いで分離層を通って拡散が行われ、次いで分離層の透過側表
面で脱着（de-sorption）が行われることを意味している。膜の供給側には石油
と水とが液相で存在しており、透過物は蒸気相または気相として分離層の透過側
表面から除去される。分離層に欠損が含まれていると、分離層を通って液圧浸透
が行われるので、透過側への液体輸送が結果として生ずる。上述したように、こ
の状況は膜を塞ぎ、系からの石油損失を招くので、市場価値のない製品となって
しまう。
【００４７】 当業者に知られているように、パーベーパレーション（ＰＶ）は、完全な混和
状態にある混合液を密で無孔の分離層を通して分離することを意味している。さ
らに、ＰＶは、成分が分離層を適当な速度で透過して透過側で蒸気として除去さ
れることを意味している。さらに、ＰＶ脱水の場合は、欠損分離層が用いられた
として非水相の透過側への液圧輸送は破滅的ではない。これは、非水相は蒸気圧
が高く簡単に蒸発するからである。このことは、水と混合すると単体の場合と比
べて顕著に非典型的な挙動を示すエチレングリコール等の低揮発成分にも言える
ことである。
【００４８】 精密濾過（microfiltration）、限外濾過（ultrafiltration）および透析（di
alysis）に用いられるような多孔質膜は、低揮発性の液体が孔を透過して膜を塞
ぐ（ファウリング）ので、好ましくない。
【００４９】 適当な膜に含まれるのは、緻密で非多孔質のポリマーフィルムや非対称膜であ
って、支持構造体の片面または両面に比較的緻密な分離層を有するものである。
緻密で非多孔質の膜は位相反転（phase inversion）または溶解キャスティング
（solution casting）のいずれによっても製造可能である。位相反転の場合は、
ポリマー−溶媒−非溶媒（polymer-solvent-nonsolvent）の系を、溶媒を蒸発さ
せ、溶媒を抽出し、または非溶媒を系に導入することによって沈殿ないし凝縮さ
せる。位相反転によれば不均質で多孔質のポリマーマトリクスが得られ、これは
対称構造を有するものもあれば非対称構造を有するものもあり、また、緻密で非
多孔質なポリマー領域を有するものもあれば有しないものもある。緻密で非多孔
質な分離層は、適当な溶媒−非溶媒系および沈殿系の選択によって位相分離法に
より形成することができる。溶解キャスティングの場合は、適当なポリマー−溶
媒系をゲル化させた後に乾燥する。溶解キャストされたポリマーは一般に非多孔
質であって均質なフィルムである。いずれの場合も、緻密で非多孔質のフィルム
を他の支持構造体上に形成することができる。これらの方法で形成された緻密で
非多孔質の分離層は欠損を有することが多い（米国特許第４２３０４６３号明細
書参照）。この分離層から実質的に欠損を減少させるための後処理方法も報告さ
れている（へニスおよびトリポディ、１９８１年）。欠損軽減法の中に、すべて
の欠損が解消されるまで欠損膜を繰り返しコーティングする方法がある。この二
次コーティングは、当初の層と同じポリマーをベースとするものであってもよい
し、異なるポリマーによるものであってもよい。
【００５０】 無欠損で緻密な非多孔質分離層の形成は、十分に厚い均質ポリマーフィルムを
溶解キャスティングすることによって行ってもよい。超肉厚の無欠損緻密非多孔
質分離層を形成できることが実証されている（フロム、１９９４年）。
【００５１】 当業者に知られているように、無欠損で緻密な非多孔質且つ均質なポリマーフ
ィルムを通過する永久ガスの輸送特性は、主としてポリマーに固有の特性である
と考えられる（クラウシ、１９９８年）。たとえばポリマーに固有の透過性は分
離層の厚さとは無関係である。このような分離層が混合ガスの分離に使用され、
そして該分離層が自立性フィルムまたは分離層と比較して無視し得る程度の輸送
抵抗を持つ支持体上の複合体であるならば、特定の混合物における透過性の比も
また、そのような特定の条件下においてはポリマーの固有特性の一つとなる。こ
の比は、特定の気体成分に対するポリマーの内因的選択性（intrinsic selectiv
ity）と呼ばれる。
【００５２】 緻密で非多孔質の分離層が特定の混合ガスに対して「内因的選択性」を示さな
いとすると、この分離層は欠損を含んでいる可能性が大きい。なぜならば、欠損
は、分離されるべき成分が分離されずに輸送されてしまうことを許容するからで
ある。この技術は、当業者に知られているように、多孔質支持体が流れに対して
無視できる程度の抵抗を与える場合において、分離層における欠損の存在を判定
するために一般に用いられている（クラウシ、１９９８年、および米国特許第４
９０２４２２号明細書）。この技術は、また、分離層の形成メカニズムにかかわ
らず、欠損の存在または非存在を判定するためにも用いられる。分離層が無欠損
であることが証明されたならば、それは気体または液体を分離せずに輸送させて
しまうことを許容せず、液体透過の場合には透過物が蒸気として膜から取り除か
れる。
【００５３】 複合膜は支持構造体に取り付けられた緻密層を有する。この複合フィルム、繊
維またはシートは多孔質であっても非多孔質であってもよい。シートは好ましく
は平板状であるが、これは本発明に必須の要件ではない。これらの繊維、フィル
ムまたはシートは片面または両面に設けられて透過空間から供給物を分離する。
このような膜における分離層は、多孔質の有機または無機のポリマー、セラミッ
クスまたはガラスとして構成することができる支持構造体と同一または異なるも
のであってよい。好適な実施形態は、薄く緻密で非多孔性の分離層が支持体の片
面または両面に設けられた複合シートまたは複合中空繊維である。対称または非
対称の膜の場合、好適な実施形態は供給側の境界層を最小化するものであるが、
液体は膜のいずれの側と接触するものであってもよい。
【００５４】 緻密で非多孔質の層またはスキンは膜と一体的な部分であってよく、支持構造
体と少なくとも名目的には同時に形成される。しかしながら、本発明は、緻密で
非多孔質の層が支持構造体と同時に形成されるものであることには限定されない
。緻密で非多孔質の層を膜の構成要素（または複合部分）として形成することに
よって本発明を実施することも可能である。緻密で非多孔質の層は支持構造材と
は別に形成されてもよい。この場合、緻密で非多孔質の層は後に支持構造体に取
り付けられる。
【００５５】 支持構造体は多孔質であっても非多孔質であってもよい。緻密で非多孔質のス
キンまたは支持構造体はその性質において重合体であってよい。緻密で非多孔質
のスキンまたは支持構造体は無機または有機ポリマーであってよい。ポリマーは
線状ポリマー、分岐ポリマー、架橋ポリマー、環状ポリマー（cyclolinear poly
mer）、はしご状ポリマー、シクロマトリクスポリマー（cyclomatrix polymer）
、コポリマー、ターポリマー、グラフトポリマーまたはそれらの混合体であって
よい。
【００５６】 低揮発性の液体は多孔質の支持構造体を湿潤させるかも知れない。あるいは、
多孔質支持構造体が低揮発性液体によって湿潤されるように該支持構造体を処理
してもよい。しかしながら、このことは本発明の実施に必須ではない。本発明は
、多孔質支持構造体が低揮発性液体によって湿潤されない場合にも実施可能であ
る。さらに、多孔質支持構造体が低揮発性液体によって湿潤されるように処理さ
れた場合にも、本発明を実施することができる。多孔質支持構造体は、低揮発性
液体によって湿潤されないような性質のものであることが好ましい。
【００５７】 緻密で非多孔質の層またはスキンが片面にのみ存在する膜である場合、該緻密
非多孔質層における欠損の存在は石油の通過をもたらすことがある。石油が膜を
透過すると、それは水よりも緩慢な速度で蒸発し、あるいは全く蒸発せず、した
がって膜にファウリングを起こし、脱水速度を減少させる。結論として、無欠損
で緻密且つ非多孔質の分離層またはスキンが多孔質の支持構造体の片面または両
面に設けられたものが好ましい実施形態であると考えられる。無欠損で緻密且つ
非多孔質の分離層を有することの利点は、分離層の欠損を通って石油が液圧透過
することがないことである。無欠損で緻密且つ非多孔質の分離層を多孔質支持体
の両面に有することの利点は、石油の液圧輸送の可能性がさらに低減することに
ある。
【００５８】 中空繊維の場合は、供給物が繊維の孔内または繊維の外側で膜と接触し得る。
液体を繊維の外側に供給して操作時の圧力低下を小さくすることが好ましい実施
形態である。
【００５９】 分離層またはスキンは、緻密で非多孔質の層が大量の石油輸送を許容しない限
りは、供給物に対して親和性を有するいかなる種類のポリマーで形成されたもの
であってもよい。緻密で非多孔質の層を形成することのできるポリマーとして、
ポリイミド、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポ
リユリア、ポリエーテルアミド、アモルファス「テフロン（登録商標）」、ポリ
オルガノシラン、アルキルセルロースおよびポリオレフィンをあげることができ
るが、これらに限定されるものではない。
【００６０】 液体は、向流、並流、クロスフローまたはラジカルクロスフローの形式で膜と
接触させることができる。流れは、一方または両方のストリーム（すなわち供給
物と透過物）はよく混合されたものであっても、そうでなくてもよい。供給物の
流れはよく混合されていることが好ましい。
【００６１】 低揮発性液体（すなわち石油）と水とを含む液体流を容器に供給して、膜の無
欠損で緻密且つ非多孔質の層と接触させる。しかしながら、本発明の操作は、液
体を層に供給して緻密非多孔質層に接触させる形態に限定されるものではない。
液体を層に供給して、緻密非多孔質層またはスキンが存在しない側で膜と接触さ
せることによって、本発明を実施してもよい。
【００６２】 真空付与、または低い水蒸気分圧を有する、たとえば二酸化炭素、アルゴン、
水素、ヘリウム、窒素、メタンあるいは好ましくは空気のようなスイープガスの
使用によって、透過側における水の分圧を下げることができる。スイープを含む
透過物の流れは、向流、クロスフローまたはラジカルクロスフローの形式である
ことが好ましい。透過物の圧力は供給物の圧力と同等またはそれよりも小さくて
よい。
【００６３】 あるいはまた、透過物の圧力は供給物の圧力よりも大きくてもよい。透過物の
圧力が供給物の圧力よりも大きい場合の例は、透過物がスイープガスによって除
去される場合である。スイープガスは脱水された圧縮空気または窒素からなるも
のとすることができ、容器の透過側における圧力が供給側における圧力よりも大
きくなる。このシナリオでは一般に、供給側から除去される高揮発性液体の活性
が透過側でよりも供給側で局所的に大きくなる。
【００６４】 膜をベースとした石油脱水の発明に関して言えば、供給される液体を濾過する
ことが好ましい。流れに帯同する粒状物や塊を除去するために濾過を用いること
ができる。流体を濾過するためのあらゆる公知の技術を採用することができる。
これによって、流れに混入する粒状物によって分離槽が破壊されてしまうことを
防止できる。
【００６５】 好ましい実施形態においては、多孔質支持構造体の片面または両面に、緻密で
無欠損且つ非多孔質の分離層が設けられた中空繊維として膜が形成されている。
好ましい実施形態では、供給側の境界層は最小である。加えて、好ましい実施形
態では、供給側を通過するときの圧力低下は最小限に抑えられる。透過した水分
は真空またはスイープによって透過側から取り除かれる。この水分は水蒸気また
は気相である。スイープは気体または液体である。さらに、スイープは水に対す
る活性が低揮発性液体のそれよりも小さいものとされる。
【００６６】 この装置は真空精油器および他の公知の脱水機に適用することができる。この
方法または装置は、「腎臓ループ」と呼ばれる、稼動設備の構成要素の一部であ
る容器に石油脱水機が接続されたシステムにおいて石油を処理するために用いる
ことができる。処理容器から回収した石油を脱水機で処理した後、容器に戻す。
主システムの稼働中または休止中に、石油脱水機を連続的または断続的に運転す
ることができる。この装置はまた、容器内の液体をオフラインで処理するのに用
いることができる。この場合の容器は稼動設備の構成要素のいずれとも接続され
ておらず、流体を調製するための容器として働く。
【００６７】 従来の適用に加えて、この装置はインラインで用いることも可能である。供給
側と透過側の空間が緻密で非多孔質のバリアによって分離されているので、供給
側と透過側に異なる圧力を与えるようにして装置を運転することができる。この
ため、石油の圧力が、この装置が用いられるシステムの圧力と同じになるように
してこの装置を運転することができる。このことは、この装置および方法をイン
ラインで使用することの可能性を開き、これが本発明の好ましい実施形態となっ
ている。従来のオフラインないし腎臓ループのシステムに対するニーズは減少し
てきており、完全になくなるかも知れない。本発明をインラインでシステム圧力
で使用可能であることは、実質的にすべての油圧または潤滑設備においてコンパ
クト且つ軽量で有用な適用を可能にしている。また、付加的な動力やポンプ、制
御装置が必要とされないので、固定設備だけでなく可動設備にも使用可能である
。
【００６８】 同一の要素が同一の符号で参照されているところの図面を参照して、図１は半
透膜１８を平板シート状にした実施形態を示している。この膜１８は分離層また
はスキン２２と支持構造体２４を有する。分離層またはスキン２２は支持構造体
２４の片面のみに存在しても両面に存在してもよい。
【００６９】 図２には、２枚の平板シート状半透膜１８が複数の供給路スペーサ３４によっ
て隔てられているものが示されている。スペーサ３４は、ポット化合物（pottin
g compound）を含む各種の公知の材料で形成することができる。各々の膜１８は
スキン２２と支持構造体２４を有する。供給流と透過流との混合を防止するよう
構成された透過物収集スペーサ２５が膜１８とスペーサ３４との間に設けられる
。膜１８は供給路スペーサ３４によって隔てられている。
【００７０】 図３に示されているのは半透膜２０を中空繊維とした実施形態である。この実
施形態では、中空繊維膜２０が分離層２２と支持構造体２４を有している。分離
層は繊維の内側または外側もしくはそれらの両方に設けることができる。
【００７１】 図４（Ａ）は複数の中空繊維半透膜２０がマット状に織り込まれた実施形態を
示す。織物または織布の技術により、中空膜２０は主として緯糸（weft）を構成
する。中空繊維膜２０をマット状に織り込む（編み込む）ために複数のフィラー
２８が用いられる。フィラー２８はマットまたはウエブを織り込む（編み込む）
ときの伝統的な意味で用いられる。
【００７２】 図４（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図が図４（Ｂ）として示されている。図
４（Ｂ）で用いられる符号は既述した同一符号の要素を示している。中空繊維マ
ットを形成するためには、繊維に損傷を与えない限りにおいてあらゆる種類の織
編法を採用することができる。
【００７３】 図４（Ｃ）ではマット３０が渦巻状に織り込まれている。一般に、ポット化合
物３５のような供給路スペーサ３４がマット３０の端部に近接して適用されてお
り、さらに後述するようにして中空繊維２０間の空間を埋めている。
【００７４】 図４（Ｄ）では２本の中空繊維半透膜２０が渦巻状に織り込まれてロープ３２
を形成している。
【００７５】 図５では、渦巻状織布モジュールにおいて供給側と透過側とに空間を与えるも
のとして知られている公知の渦巻織り形状および技術を用いて、平板シート状の
半透膜１８が渦巻状に織り込まれている。膜１８を渦巻状に巻き付ける前に、供
給路スペーサ３４が分離層２２上に取り付けられる。一つ以上の平板シート状半
透膜１８を同時に渦巻状に巻き付けることができる。複数の平板シート状半透膜
１８は一般に互いに水平に設けられる。膜１８はスペーサ３４によって隔てられ
ていても、そうでなくてもよい。水平に設けられた複数の平板シート状半透膜１
８をコア６０（用いられるならば）に渦巻状に巻き付ける。渦巻状の巻き付けは
一般にできるだけ緊密であることが好ましく、供給路スペーサ３４は透過物収集
スペーサ２５に密接していることが好ましい。
【００７６】 図６には真空透過モードによる本発明の実施形態が示されている。水を含む供
給物４０が膜分離容器４２の供給側に導入され、これによって石油が膜１８に効
果的に接触する。膜１８との接触前に供給物４０を加熱してもよい。脱水された
低揮発性の液体は容器４２から排水路を介して除去される。透過物４６は真空ポ
ンプ４８によって回収される。必要に応じて、供給物４０の流れは膜２０に対し
て並行であっても垂直であってもよく、また、透過物４６の流れも膜２０に対し
て並行であっても垂直であってもよい。これらは並行と垂直の中間の角度方向に
流れるものであってもよい。容器は必要に応じて加熱される。
【００７７】 明らかなことであるが、容器は供給物４０の所望の流速、所望の使用上の圧力
低下および除去すべき水分量に応じて適切なサイズを有するものとしなければな
らない。透過物４６はクロスフローで流れるものとして示されているが、供給物
４０および透過物４６の相対的な流れを向流、並流またはラジカルクロスフロー
としてもよい。
【００７８】 スイープガスの実施形態が図７および図８に示されており、これらの実施形態
では膜２０の透過側にスイープ流体５０のための入口が設けられている。図８に
示されるように、供給流をフィルタ５２で濾過することができる。
【００７９】 図９、図１０、図１１および図１２に記載の実施形態では、中空繊維２０のボ
ア側の流体がポット化合物３４によってシェル側の流体から隔離されている。図
１１では有孔コア６０によって石油が存在する。有孔コア６０は、有孔部分６４
と出口部６８を含むハウジング６２を有する従来公知の有孔コアである。有孔部
分は複数の開孔６６を有する。出口部６８は容器４２の排水路４４に通じている
。開孔は任意の適当な寸法または形状を有するものであってよい。低揮発性の液
体はハウジング６２と有孔部分６４を通って流れる。低揮発性液体は開孔６６か
らハウジング６２内に入り込み、出口６８から有孔コア６０を退出する。
【００８０】 この装置および方法は、潤滑油に限らず、他の種類の流体、たとえば植物油ま
たは食用油、シリコン、その他の低揮発性の流体を脱水するためにも用いること
ができる。
【００８１】 以上の記述に用いた用語や表現は本発明の説明のために用いたものであって、
限定的ではなく、これらの用語や表現を用いたことにおいて図示および記述され
た特徴の等価的変形を排除する意図は全く存在しない。本発明の範囲は特許請求
の範囲によってのみ規定され且つ限定されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いられる膜構造の斜視図である。
【図２】本発明で用いることができる膜の変形例を示す斜視図である。
【図３】本発明で用いることができる膜の他の変形例を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３に示すような複数の中空繊維膜をマット状にしたもの
の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ切断線による矢視方向断面図、（Ｃ）は（Ｂ
）のマットをスパイラル状に巻いた状態図、（Ｄ）は図３に示すような中空繊維
半透膜構造体を２本用いて螺旋状に巻いたものの斜視図である。
【図５】図１に示す構造体を螺旋状に巻いた状態図である。
【図６】本発明の実施形態としての例示的膜分離方法において、真空ポンプ
により水を除去する工程を示す説明図である。
【図７】図６に示す分離工程の変形例であって、スイープガス流により水分
除去する工程を示す説明図である。
【図８】図６に示す分離工程のさらなる変形例であって、上流フィルタによ
って供給流の汚染物から膜を除去する工程を示す説明図である。
【図９】本発明の構造体の実施形態としての中空繊維膜装置であって、供給
流が繊維の穴の中を通る構造のものを示す断面図である。
【図１０】本発明の構造体の実施形態としての中空繊維膜装置であって、供
給流が繊維の外側を通る構造のものを示す断面図である。
【図１１】本発明の構造体の実施形態としての中空繊維膜装置であって、供
給流が繊維の外側を通り且つ出口に向かう石油に対して逆流的に水分除去され、
石油は多孔コアによって抽出される構造のものを示す断面図である。。
【図１２】本発明の構造体の実施形態としての中空繊維膜装置であって、ス
イープガスによって水分が除去される構造のものを示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 71/04 Ｂ０１Ｄ 71/04 71/06 71/06 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 マシューズ・サンディル アメリカ合衆国 テキサス州 77380 ス プリング ソーダスト ＃5205 1475 (72)発明者 マジド・ジア アメリカ合衆国 ミネソタ州 55127 ホ ワイト・ベア・タウンシップ センターヴ ィル・ロード 4695 Ｆターム(参考） 4D006 GA25 HA01 JA52A KA02 KB14 MA01 MA03 MA04 MA06 MA30 MC03 MC04X MC11 MC22 MC28 MC43 MC45 MC48 MC49 MC54 MC58 MC62 NA46 NA50 PB14

Claims (66)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）無欠損で緻密且つ非多孔質の膜の一方の側を、遊離、乳化
    または溶解した水と石油を含む液体流と接触させ、その際に、膜は分離室を、液
    体流が供給される供給側と水が除去される透過側とに区画しており、 ｂ）無欠損で緻密且つ非多孔質の膜は、無欠損で緻密且つ非多孔質の分離層が
    多孔質支持体に支持されてなる中空繊維の一部をなしており、 ｃ）分離層と多孔質支持体はポリマーの性質を有しており、 ｄ）水が溶解拡散によって選択的に供給側から透過側へと分離ポリマー層を透
    過するよう、水の分圧差を維持し、 ｅ）透過側から透過した水蒸気をスイープガスまたは真空によって除去し、 ｆ）石油が液体として透過側に透過しないようにし、 ｇ）脱水された石油を膜の供給側から回収する、ことを特徴とする石油脱水方
    法。
  2. 【請求項２】ａ）無欠損で非多孔質の半透膜の一方の側を、少なくとも水と
    低揮発性液体とを含む液体流と接触させ、その際に、膜は分離室を、液体流が供
    給される供給側と水が除去される透過側とに区画しており、 ｂ）水は供給側から透過側へと膜を透過するが低揮発性液体は透過側に透過し
    ないように水の分圧差を維持し、 ｃ）透過側から透過した水を除去し、 ｄ）脱水された石油を膜の供給側から回収する、ことを特徴とする石油脱水方
    法。
  3. 【請求項３】ａ）流体を収容する容器と、 ｂ）容器に挿入されて容器内部を少なくとも一の供給空間と一つの透過空間と
    に区画する無欠損で緻密な半透膜と、 ｃ）供給空間に通じる少なくとも一の入口と、 ｄ）供給空間に通じる少なくとも一の供給側出口と、 ｆ）透過空間に通じる少なくとも一の透過側出口と、を有することを特徴とす
    る石油脱水装置。
  4. 【請求項４】低揮発性液体が石油であることを特徴とする、請求項２記載の
    方法。
  5. 【請求項５】低揮発性液体が水よりも高い沸点を有する液体として定義され
    ることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  6. 【請求項６】水が低揮発性液体の中に溶解、分散または乳化した状態で、あ
    るいは独立相として存在することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  7. 【請求項７】無欠損で非多孔質の半透膜が、緻密で非多孔質の自立層からな
    ることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  8. 【請求項８】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質中空繊維
    上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなることを特徴とする、請
    求項２記載の方法。
  9. 【請求項９】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質平板シー
    ト上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなることを特徴とする、
    請求項２記載の方法。
  10. 【請求項１０】無欠損で非多孔質の半透膜が、中空繊維の一体的部分として
    緻密で非多孔質の層を含んでおり、該緻密で非多孔質の層は中空繊維における支
    持構造体と同時に形成されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  11. 【請求項１１】無欠損で非多孔質の半透膜が、平板シートの一体的部分とし
    て緻密で非多孔質の層を含んでおり、該緻密で非多孔質の層は平板シート状の支
    持構造体と実質的に同時に形成されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  12. 【請求項１２】無欠損で非多孔質の半透膜が、中空繊維を構成する一部材と
    して緻密で非多孔質の層を含んでおり、該緻密で非多孔質の層は中空繊維状の支
    持構造体とは別個に形成されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  13. 【請求項１３】無欠損で非多孔質の半透膜が、平板シートの一部材として緻
    密で非多孔質の層を含んでおり、該緻密で非多孔質の層は平板シート状の支持構
    造体とは別個に形成されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  14. 【請求項１４】無欠損で非多孔質の半透膜が、中空繊維状の支持構造体を含
    んでおり、該中空繊維の孔内または外周面に緻密で非多孔質の層が設けられるこ
    とを特徴とする、請求項２記載の方法。
  15. 【請求項１５】無欠損で非多孔質の半透膜が、平板シート状の支持構造体を
    含んでおり、該平板シートの片面に緻密で非多孔質の層が設けられることを特徴
    とする、請求項２記載の方法。
  16. 【請求項１６】無欠損で非多孔質の半透膜が、中空繊維状の支持構造体を含
    んでおり、該中空繊維の孔内および外周面に緻密で非多孔質の層が設けられるこ
    とを特徴とする、請求項２記載の方法。
  17. 【請求項１７】無欠損で非多孔質の半透膜が、平板シート状の支持構造体を
    含んでおり、該平板シートの両面に緻密で非多孔質の層が設けられることを特徴
    とする、請求項２記載の方法。
  18. 【請求項１８】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に緻密で非多孔質の層が設けられてなり、低揮発性液体が緻密で非多孔質
    の層の側に供給されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  19. 【請求項１９】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の平板
    シート上に緻密で非多孔質の層が設けられてなり、低揮発性液体が緻密で非多孔
    質の層の側に供給されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  20. 【請求項２０】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、低揮発性液体が
    繊維の外側に供給されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  21. 【請求項２１】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、低揮発性液体が
    繊維の内側に供給されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  22. 【請求項２２】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、繊維が螺旋状に
    巻かれていることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  23. 【請求項２３】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の平板
    シート上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、平板シートが
    螺旋状に巻かれていることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  24. 【請求項２４】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の平板
    シート上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、スペーサが平
    板シートを隔てていることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  25. 【請求項２５】液体流が十分に混合されていることを特徴とする、請求項２
    記載の方法。
  26. 【請求項２６】液体流が十分には混合されていないことを特徴とする、請求
    項２記載の方法。
  27. 【請求項２７】低揮発性液体の全体の流れの少なくとも一部が連続的に供給
    される他のシステムにおいて直列的に実施されることを特徴とする、請求項２記
    載の方法。
  28. 【請求項２８】低揮発性液体の全体の流れの一部が連続的に供給される他の
    システムにおいて「腎臓ループ」として実施されることを特徴とする、請求項２
    記載の方法。
  29. 【請求項２９】他のシステムにおいてオフラインで実施され、低揮発性液体
    が貯蔵装置から供給されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  30. 【請求項３０】供給物が半透膜の表面に対して平行に流れることを特徴とす
    る、請求項２記載の方法。
  31. 【請求項３１】供給物が半透膜の表面に対して直交して流れることを特徴と
    する、請求項２記載の方法。
  32. 【請求項３２】透過側における流れが半透膜の表面に対して平行であること
    を特徴とする、請求項３０記載の方法。
  33. 【請求項３３】透過側における流れが半透膜の表面に対して直交しているこ
    とを特徴とする、請求項３０記載の方法。
  34. 【請求項３４】透過側における流れが半透膜の表面に対して平行であること
    を特徴とする、請求項３１記載の方法。
  35. 【請求項３５】透過側における流れが半透膜の表面に対して直交しているこ
    とを特徴とする、請求項３１記載の方法。
  36. 【請求項３６】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、供給物が中空繊
    維に対して平行に流れることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  37. 【請求項３７】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に一または複数の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、透過側における
    流れが中空繊維に対して平行であることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  38. 【請求項３８】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に少なくとも一の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、透過側における
    流れが中空繊維に対して直交していることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  39. 【請求項３９】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の中空
    繊維上に少なくとも一の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、供給物が中空繊
    維に対して直交して流れることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  40. 【請求項４０】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の平板
    シート上に少なくとも一の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、供給物が平板
    シートに対して平行に流れることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  41. 【請求項４１】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の平板
    シート上に少なくとも一の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、透過側におけ
    る流れが平板シートに対して平行であることを特徴とする、請求項２記載の方法
    。
  42. 【請求項４２】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の平板
    シート上に少なくとも一の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、透過側におけ
    る流れが平板シートに対して直交していることを特徴とする、請求項２記載の方
    法。
  43. 【請求項４３】無欠損で非多孔質の半透膜が、多孔質または非多孔質の平板
    シート上に少なくとも一の緻密で非多孔質の層が設けられてなり、供給物が平板
    シートに対して直交して流れることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  44. 【請求項４４】供給側における流れと透過側における流れが向流であること
    を特徴とする、請求項２記載の方法。
  45. 【請求項４５】供給側における流れと透過側における流れが並流であること
    を特徴とする、請求項２記載の方法。
  46. 【請求項４６】供給側における流れと透過側における流れがクロスフローで
    あることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  47. 【請求項４７】供給側における流れと透過側における流れがラジカルクロス
    フローであることを特徴とする、請求項２記載の方法。
  48. 【請求項４８】無欠損で非多孔質の半透膜が多孔質支持構造体を含み、該多
    孔質支持構造体が低揮発性液体によって湿潤されていることを特徴とする、請求
    項２記載の方法。
  49. 【請求項４９】無欠損で非多孔質の半透膜が多孔質支持構造体を含み、該多
    孔質支持構造体が低揮発性液体によって湿潤されるように処理されることを特徴
    とする、請求項２記載の方法。
  50. 【請求項５０】無欠損で非多孔質の半透膜が多孔質支持構造体を含み、該多
    孔質支持構造体が低揮発性液体によって湿潤されていないことを特徴とする、請
    求項２記載の方法。
  51. 【請求項５１】無欠損で非多孔質の半透膜が多孔質支持構造体を含み、該多
    孔質支持構造体が低揮発性液体によって湿潤されないように処理されることを特
    徴とする、請求項２記載の方法。
  52. 【請求項５２】透過側が供給側より高圧とされることを特徴とする、請求項
    ２記載の方法。
  53. 【請求項５３】透過側が供給側と同圧またはそれより低圧とされることを特
    徴とする、請求項２記載の方法。
  54. 【請求項５４】透過側を通過する気体または液体のスイープが用いられるこ
    とを特徴とする、請求項２記載の方法。
  55. 【請求項５５】アルゴン、メタン、窒素、空気、二酸化炭素、ヘリウム、水
    素およびこれらの任意の混合気からなる群から選ばれるスイープガスが透過側を
    通過することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  56. 【請求項５６】低揮発性液体よりも水に対する活性が低いスイープガスが透
    過側を通過することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  57. 【請求項５７】無欠損で非多孔質の半透膜が、ポリマーである緻密で非多孔
    質の層を有することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  58. 【請求項５８】無欠損で非多孔質の半透膜が、ポリマーである緻密で多孔質
    の支持体を有することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  59. 【請求項５９】無欠損で非多孔質の半透膜が、セラミックスである多孔質の
    支持体を有することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  60. 【請求項６０】無欠損で非多孔質の半透膜が、ガラスである多孔質の支持体
    を有することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  61. 【請求項６１】無欠損で非多孔質の半透膜が、無機ポリマーである多孔質の
    支持体を有することを特徴とする、請求項２記載の方法。
  62. 【請求項６２】低揮発性液体が半透膜と接触する前に濾過されることを特徴
    とする、請求項２記載の方法。
  63. 【請求項６３】半透膜がマット状に織り込まれた複数の中空繊維からなるこ
    とを特徴とする、請求項２記載の方法。
  64. 【請求項６４】流体を収容する容器が加熱されることを特徴とする、請求項
    ３記載の装置。
  65. 【請求項６５】液体流が膜と接触する前に加熱されることを特徴とする、請
    求項２記載の方法。
  66. 【請求項６６】ａ）無欠損で非多孔質の半透膜の一方の側を、少なくとも水
    と石油を含む液体流と接触させ、 ｂ）水は遊離、乳化または溶解した状態で石油中に存在しており、 ｃ）膜は、分離室を、液体流が供給される供給側と水が除去される透過側とに
    区画しており、 ｄ）水は供給側から透過側へと膜を透過するが石油は透過側に透過しないよう
    に水の分圧差を維持し、 ｅ）透過側から透過した水を除去し、 ｆ）脱水された石油を膜の供給側から回収する、ことを特徴とする石油脱水方
    法。
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