JP2006263561A - 蒸留−膜分離ハイブリッド装置、および蒸留と膜分離を組み合わせた分離方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 二成分以上の液体混合物を分離する蒸留手段3、4と、蒸留手段の塔頂から留出する混合蒸気を分離するためのゼオライト膜を有する膜分離手段13を含む液体混合物の分離装置であって、混合蒸気の一部を蒸留手段の上部へ還流する経路内に配置された圧力調整弁6および2基以上の凝縮器7、8からなる圧力制御手段、および蒸留手段4の塔頂と膜分離手段13の間に配置された過熱度調整手段12を有し、蒸留手段4からの留出蒸気を安定な過熱状態として、膜分離手段13へ供給し、分離性能が高く、分離装置全体の消費エネルギーの低減、設備のコンパクト化を実現する。
【選択図】 図1
Description
α=(PA/PB)/(FA/FB) (1)
式中、FA、FBは、それぞれ供給蒸気中の化合物A、化合物Bの平均濃度(重量%)であり、PA、PBは、それぞれ透過液中の液体A,液体Bの平均濃度(重量%)である。
α=(PW/POH)/(FW/FOH) (2)
式中、FW、FOHは、それぞれ供給蒸気中の水(W)、アルコール(OH)の平均濃度(重量%)であり、PW、POHは、それぞれ透過液中の水(W)、アルコール(OH)の平均濃度(重量%)である。
エタノール濃度50重量%のエタノール/水混合液を出発原料として使用して、原料供給量7kg/hで蒸留手段へ供給し、還流比2.0で蒸留運転および圧力制御を行なった。塔頂から圧力4.4kg/cm2、温度120℃の飽和蒸気が7.6kg/hで留出し、この飽和蒸気のエタノール濃度は、91.0重量%であった。
実施例1における分離操作において、蒸留手段および膜分離手段の圧力制御を行なわないで大気圧とし、塔頂から留出する飽和蒸気のエタノール濃度が、91.0重量%となるよう蒸留条件を調整し、蒸留−膜分離を組み合わせた分離操作を行なった。その結果を表1に示す。
エタノール濃度30重量%のエタノール/水混合液を、原料供給量6kg/hで蒸留手段へ供給し、還流比4.0で蒸留運転および圧力制御を行なった。塔頂から圧力4.4kg/cm2、温度120℃の飽和蒸気が5.0kg/hで留出し、この飽和蒸気のエタノール濃度は、90.5重量%であった。
実施例2における分離操作において、蒸留手段および膜分離手段の圧力制御を行なわないで大気圧とし、塔頂から留出する飽和蒸気のエタノール濃度が、90.5重量%となるよう蒸留条件を調整し、蒸留−膜分離を組み合わせた分離操作を行なった。その結果を表2に示す。
2 熱交換器
3 蒸留塔(塔底側)
4 蒸留塔(塔頂側)
5 リボイラー
6 圧力調整弁
7 凝縮器
8 凝縮器
9 還流タンク
10 還流ポンプ
11 還流調整弁
12 絞り機構を有する圧力調整弁
13 膜モジュール
14 分離膜
15 被透過蒸気室
16 透過蒸気室
17 透過液凝縮器
18 透過液トラップ
19 真空ポンプ
20 透過液ポンプ
21 膜分離圧力調整弁
22 濃縮液凝縮器
23 濃縮液ポンプ
24 供給液調整弁
25 スチームドレイン
26 スチーム調整弁
Claims (3)
- 二成分以上の液体混合物を分離する蒸留手段と、前記蒸留手段の塔頂から留出する混合蒸気を分離するゼオライト膜を有する膜分離手段とからなる分離装置であって、前記混合蒸気の一部を前記蒸留手段へ還流する経路内に配置された圧力調整弁および2基以上の凝縮器からなる圧力制御手段、並びに前記塔頂と前記膜分離手段の間に配置された過熱度調整手段を有する蒸留−膜分離ハイブリッド装置。
- 前記過熱度調整手段が、絞り機構を有する圧力調整弁である請求項1に記載の蒸留−膜分離ハイブリッド装置。
- 二成分以上の液体混合物を分離する方法において、蒸留手段により二成分以上の液体混合物を蒸留し、前記蒸留手段の塔頂から留出する混合蒸気を、前記塔頂と連通してなりゼオライト膜を有する膜分離手段により、膜分離する方法であって、前記混合蒸気の一部を前記蒸留手段へ還流する経路内に配置された、圧力調整弁および2基以上の凝縮器からなる圧力制御手段により、前記混合蒸気の温度を高くする工程、前記塔頂と前記膜分離手段の間に配置された過熱度調整手段により、前記混合蒸気を過熱状態とする工程、並びに前記膜分離手段において、前記混合蒸気を凝縮させずに膜分離する工程を有する蒸留と膜分離を組み合わせた分離方法。
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