JP2640380B2 - らせん巻き中空繊維透過膜カートリッジを用いるガス分離方法 - Google Patents

らせん巻き中空繊維透過膜カートリッジを用いるガス分離方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は改善された中空繊維膜カートリッジ及び該中
空繊維膜カートリッジを用いる透過による改善されたガ
ス分離方法に関する。本発明は中空繊維透過器カートリ
ッジ構成体中に用いる中空繊維の活性な長さが透過器カ
ートリッジを通じて本質的に均一であるらせん巻き中空
繊維透過器カートリッジを使用することに関する。ガス
分離方法において、ガス混合物は中空繊維の孔に供給さ
れそして透過物質流の流れは好ましくはガス分離工程の
間に中空繊維の孔を出るラフィネート流（残留流）の流
れに対して向流に維持される。ガス分離工程の間、中空
繊維透過膜カートリッジの透過物質側かあるいは供給原
料側で本質的に軸方向の混合は生じないが、透過物質側
での透過物質流及び供給原料流側での供給原料流の実質
的な放射方向の混合（透過物質流の大部分の流れの軸線
方向に直角な方向の混合）が生じる。
［従来の技術及び発明の解決しようとする課題］ ある成分を選択的に透過することができる透過膜は当
業界でよく知られており、所定の流体分離用途において
有利な分離方法と考えられており、中空繊維膜がもっと
も有利な構造であるとしばしば考えられている。らせん
巻き中空繊維透過膜カートリッジ及び該カートリッジを
組入れるモジュール構成体並びにその用途は当業界でよ
く知られており、また以下に論議する従来技術によって
立証されるように、中空繊維がらせん配置ではなくて、
折り曲げたもの、折り曲げてないものを含めて、並行な
配置で存在している中空繊維カートリッジが知られてい
る。本発明の製品及び方法はらせん巻き中空繊維透過膜
カートリッジに関する。
実際上は、中空繊維透過膜カートリッジは、孔側供給
配置またはシェル側供給配置で構成される。本発明は、
専ら孔側供給透過器の使用に関係し、そこでは、後に限
定する特定の条件下で、供給原料混合物を最初に中空繊
維の内側表面または内部孔に接触させ、透過物質流を中
空繊維の外側表面から回収しそしてラフィネート流を中
空繊維の孔の反対側の端部から回収する。更に、本発明
は、本来的に、少なくとも一種の透過成分を、中空繊維
膜を通じて、透過方法によりガス混合物から分離する分
離用途に関係する。
膜分離用途において最適な流れ動力学的条件を達成す
る重要性はこの分野で十分確認されており、従ってこれ
らの最適の最適な流れ動力学的条件を達成するための中
空繊維透過器の設計及び組み立ての面の重要性は十分に
考察されている。例えば、C.R.アントンソン（Antonso
n）らによる「中空繊維中の透過によるガス分離の解
析」（Ind.Eng.Chem.,Proc.Des.Dev.,16,No.4,P463−46
9（1977年））において、透過によるガス分離用の中空
繊維を使用することがかなり詳細に研究された。研究は
一貫して並行に配置した中空繊維によりされてきたこと
が明らかであるが、文献にはらせん巻きユニットの使用
は示唆されていない。研究された条件として、流れパタ
ーンの影響が挙げられ、６つの流れパターンが考慮され
た。第６図及び第466及び467頁の議論に、彼らの研究の
この面における彼らの発見が報告されている。概して、
著者らは、孔側供給流れパターンがシェル側供給流れパ
ターンにより良好であり、孔側供給の向流が最も高い濃
度比及び最も高い高速ガス回収率を有することを見出し
た。文献は、最適の分離条件を達成するために、ガス混
合の膜の供給原料側及び透過物質側の両側で軸方向に生
じさせるべきでないことを示唆している。
1969年５月６日にJ.E.ゲーリー（Geary），ジュニア
らに付与された米国特許第3,442,002号は、中空単繊維
の束を用い、各々の束中の繊維が実質上並行な配置にあ
る流体分離装置を開示している。該特許は、出発混合物
を中空単繊維の内部に導入すること及び出発混合物を中
空単繊維の外側に導入することの両方を開示している
が、該特許は本来的には液体の分離に係っており且つ最
適な向流ガス分離条件を述べていない。
1983年４月19日にオトストット（Otstot）らに付与さ
れた米国特許第4,380,460号は、中空繊維が、並行な配
置で収容容器のシェルの長手方向に延びている透過器セ
ルに関する。該特許は、本来的には、スリット管を用い
てシェルに挿入されている中空繊維を保護することに関
する。らせん状に巻くことまたは透過物質及びラフィネ
ート流れの放射方向の混合及び軸方向の混合を調整する
ことの重要性はどこにも言及されていない。
1984年２月７日にクズモトらに付与された米国特許第
4,430,219号において、中空繊維の束が互いにほぼ並行
関係にらせん状に巻かれておりそしてユニットは流体分
離方法に用いられる。しかしながら、ユニットを通じて
本質的に均一な中空繊維長を維持する試みはされていな
い；該特許は向流ガス分離用途におけるらせん巻き配置
の適用可能性を記載または認識していない。更に、巻い
た透過ユニットの透過物質側で透過物質流が本質的に完
全な放射方向の混合をすること並びに透過物質側あるい
はラフィネート側のいずれかで本質的に軸線方向（透過
物質側では透過物質流の大部分の流れの軸線方向、ラフ
ィネート側では中空繊維の軸線方向）の温号がないこと
の重要性はこの公表された特許のどこにも確認されてい
ない。
1986年11月18日にクズモトらに付与された米国特許第
4,623,460号において中空繊維が並行に配置されている
流体分離装置が開示されており；中空繊維の束がＵ字型
に形成され、両端が注封されそしてシェル内に収容され
ている。該文献は、中空繊維が本質的に均一な長さを有
しているかもしらないが、らせん巻きユニットを使用す
ることを開示していない。更に、特許権者は処理すべき
流体を中空繊維の孔に導入せずにその外部表面に導入し
ている。
1969年１月14日にE.A.マクレーン（McLain）に付与さ
れた米国特許第3,422,008号において、一般に液体分離
用の透過器カートリッジは、中空繊維をマンドレルの回
りに少なくとも10゜好ましくは30゜のピッチを用いて渦
巻状に巻いくことにより製造される。本質的にすべての
中空繊維が本質的に均一な長さを有するセルを製造する
試みはされていない。該特許は、本来的に液体分離用途
に関しそして供給原料を中空繊維の孔または内部を通じ
て導入することを開示しており、そしてまた繊維のシェ
ル側または外部でシェル側供給することを開示してい
る。また、特許権者は中空繊維の外側へのシェル側供給
を有することを及び中空繊維の孔または内側から透過物
質を回収することが一般に好ましいと述べている（第13
欄14〜19行）。向流配置によるガス分離方法の開示はな
く且つかかる方法中の放射混合及び軸方向混合を調整す
ることの重要性を確認していない。
1974年２月26日にR.J.レオナルド（Leonard）に付与
された米国特許第3,794,468号中に開示されている方法
において用いられる物質移動装置はらせん構造である。
しかしながら該方法において、第１の流体は中空繊維孔
の内部に送られそして第２の流体は中空繊維の外部表面
の周囲に送られる。物質移動は、血液の酸素化方法また
は腎臓透析におけるように、二つの流体の間で生じる。
記載された方法は、必ずしも、本質的に均一な中空繊維
長さをもたらしていないしまた向流の流れ条件によるガ
ス分離用途及び透過分離方法における放射混合及び軸方
向混合の重要性の認識を何ら含んでいない。
1986年12月23日にコプラン（Coplan）らに付与された
米国特許第4,631,128号は、中空繊維が本質的に均一な
長さを有する透過器セルを製造する方法の一つを開示し
ている。しかしながら、この文献は本発明の特記した条
件下で予測されない且つ予期し得ない結果を達成するこ
とをどこにも示唆または開示していない。コプランらの
特許は、透過物質側かあるいは供給原料側のいずれかに
おいての本質的に完全な放射状混合を維持し且つ本質的
に軸方向の混合を維持しない孔側供給の重要性を示唆、
開示または認識していない。
A.ゴラン（Goran）らに付与された米国特許第4,734,1
06号並びに公表番号2,122,103A及び2,022,457A号の特許
出願は中空繊維モジュールによる向流のガス分離を開示
しておりそこでは用いる中空繊維が非対称または複合材
料であり分離層が中空繊維の外側にありそして供給ガス
は中空繊維の孔に導入され、供給透過物質は繊維に沿っ
て接して流れ、中空繊維が並行に隣接する中空繊維の円
柱状の束中に配置されている。これらの公表中、モジュ
ール構造としてらせん巻きを用いる可能性はどこにも言
及されてなくそして膜表面に対して接する流れとは異な
る透過物質流動条件下で達成される向流条件の驚くべき
面はどこにもない。
どの文献も、透過物質側で透過物質流の本質的に完全
な放射混合を維持し且つ透過物質側あるいはラフィネー
ト側のいずれかで本質的に軸方向の混合がないことを維
持しながら、高速ガス含有混合物を正圧で中空繊維の孔
の入り口端の内部に孔側供給し、高速ガス透過物質流を
供給原料流れの方向に対して向流である透過物質の流れ
の方向にて中空繊維の外部表面またはシェル側から取出
し、ラフィネート流を、中空繊維の孔の反対出口端で供
給原料流れ方向に対して並流であるラフィネート流方向
にて取出すことを含む、高速ガス流または成分流を増大
した透過速度で分離する方法であって、本質的にすべて
の中空繊維の長さが均一であるらせん巻き中空繊維透過
膜カートリッジの重要性を認識、示唆または開示してい
ない。
［課題を解決するための手段］ 成分混合物から少なくとも一種の透過成分を分離する
のに高い分離効率をもたらす流動ガス分離方法が、開示
される。該方法は、一般に、与えられた純度で従来技術
に知られた慣用の形のモジュールを用いる方法に比べ
て、高い分離効率または一層高い生産性をもたらす。本
発明の方法において、流動ガス混合物は第１の入口端の
らせん巻き中空繊維透過膜カートリッジの孔に正圧で供
給される。ここに中空繊維透過膜カートリッジは、供給
混合物、高速ガス透過物質流及びラフィネート流用の適
当な入口手段及び出口手段、並びに圧力、温度及び流量
の調整する手段を備える容器中に位置される。繊維の孔
中の流動ガス供給混合物の流れは実際には透過物質流の
流れ方向と十分な角度を採ることになるが、モジュール
中で高速ガス透過物質流の流れが引出される全般的な方
向は供給原料及びラフィネートの入口／出口孔により形
成された軸の方向に対して向流の方向を維持する。また
モジュール中の透過物質流れは膜表面に対して有意の角
度をなしそして接面的でない。ラフィネート流は、中空
繊維孔の流動ガス供給原料の第１の入口端と反対側の孔
の出口端すなわち、モジュール中のラフィネート流の流
れの出口端部で回収される。驚くべきことに、上記ガス
分離方法の間、透過物質側で透過物質流の本質体に完全
なまたは十分な放射方向の混合が維持され且つ中空繊維
膜カートリッジの透過物質側かあるいはラフィネート側
のいずれかで本質的に軸線方向（透過物質側では透過物
質流の大部分の流れの軸線方向、ラフィネート側では中
空繊維の軸線方向）の混合がないことが維持されること
を見出した。透過膜カートリッジを構成するのに用いる
本質的にすべての中空繊維の活性な長さはその構造を通
じて本質的に均一である。
本発明の改善された孔側流動ガス分離方法では、らせ
ん巻き透過器において向流条件が維持され；実際には軸
方向の混合はなく且つ放射混合が高いレベルで存在する
ことが予期せず見出されていた。これにより、ほとんど
理想的な流れ動力学及び分離特性を備えた分離カートリ
ッジが得られる。また、高速成分の純度は慣用手段で構
成されたカートリッジに比べて予期されないほど向上す
ることが見出された。分離操作を、特定構造のらせん巻
き中空繊維透過膜カートリッジを透過器モジュール中で
使用して所定の操作条件で実行すると、向上した性能が
達成された。本発明の方法に用いられる中空繊維に対す
る主な要求はガス流から少なくとも一種の透過成分を分
離する能力にある。多孔質の、密な壁面の、非対称のま
たは複合材料の中空繊維であって、繊維壁のいずれかの
側で分離障壁を有する中空繊維を用いることができる。
らせん巻き繊維透過膜カートリッジ中の中空繊維は上記
カートリッジを通じて本質的に均一な長さを有していな
ければならない。そして、この中空繊維透過膜カートリ
ッジをジュール中に収容し；モジュールに供給混合物用
の適当な入口手段及び透過物質の高速ガス成分流用の適
当な出口手段を装着しそして圧力、温度及び流れを調整
するための手段をシステムに組み込む。流動ガス透過器
モジュールの構造及び構成体は当業者によく知られてお
りそしてここでは種々の知られた構造を理解するために
更に記載する必要はない。
本発明の改善された方法においては、孔側供給を用い
てそして供給ガス混合物をらせん巻き中空繊維透過膜カ
ートリッジの孔の入口端部に正圧で供給する。透過物質
流成分をモジュール中に収容したカートリッジのシェル
側から回収し、そして透過物質流れの方向は孔に入る流
動供給混合物に対して向流であり且つ孔を出るラフィネ
ートの流れに対して向流である。生成物の純度及び回収
率を、通常、特定のプロセスステージカットを維持する
ことにより調節する。モジュールをハウジング内に収容
しそして各チューブシート対して流体漏れ防止用Ｏ−リ
ングシールを備える。供給ガスは、中空繊維の孔の側
に、チューブシート内には開口した中空繊維孔に入る。
供給原料側のガスは中空繊維の長手方向に沿って流れ、
（一層高速の透過ガスで富化した）透過物質ガスは繊維
の壁を通過してモジュールを出る。（一層高速の透過ガ
スが奪われた）残留ガスは供給ガスの入口と反対の端部
から出る。
供給物質入口チューブシートに隣接し、障壁中に開口
を有するカートリッジを取り囲む不透過性の障壁（例え
ば、ポリビニリデンクロリドのような不浸透性のフィル
ム）は、透過ガスを、供給側のガスの大部分の流れの方
向に対して強いて向流に流させる。円筒の、内外面の間
の空間はガスを繊維カートリッジの外側に流すことを許
容するので、透過物出口孔を、供給原料−透過物質流れ
パターンに影響を与えることなく、ハウジングの長手方
向に沿ったどこ（透過物質側）にでも位置させることが
できる。この円筒の内外面の間の空間は、例えば、繊維
カートリッジがハウジング壁に押し付けられたときには
常に必要としなくても良い。この場合、透過物出口孔を
チューブシートの一つに隣接して位置させて向流または
並流の流れをもたらすようにすべきである。
分離方法を、供給ガスを大気圧を超える圧力で導入し
そして透過物を減圧で引き出して実施することができ、
あるいは透過物質を真空条件下で引き出すことができ
る。ガス分離方法の間、中空繊維透過膜カートリッジの
透過物質側で高速ガス透過物質流の本質的に完全な放射
混合が生じ且つ中空繊維透過膜カートリッジの透過物質
側かあるいはラフィネート側で本質的に軸方向の混合は
生じない。いくつかの特定の場合において、特にもし高
い透過速度を有する中空繊維膜を用いるならば、完全な
放射混合が得られないであろう。しかしながら、この発
明者の方法は、なお、慣用型に優るガス分離性能をもた
らすことが期待される。本発明の方法は一般に向上した
高速ガス透過速度をもたらし且つ透過物質流中の高速ガ
スの純度が当業界で知られた種々のモジュールを用いる
ガス分離方法に比べて向上することが観測された。これ
は、特に空気からの窒素の富化において当てはまる。ま
た、本発明の方法は改善された均一なガス流れをもたら
し、従って以前から知られた操作により構成したモジュ
ール中でしばしば経験したある条件での分離効率の低下
を導く膜のチャンネリング（channeling）またはバイパ
ス（by−passing）を防止することをもたらす。
膜モジュールにおける流れ動力学は、最終的なモジュ
ールの性能において極めて重要であることがこの分野に
おいて十分確認されている。さらに、向流がほとんどの
ガス分離用途に関して最適な流れ配置を表わし、並流は
限られた場合のガス分離用途に最適であることが確認さ
れている。向流配置において、供給原料が導入され膜表
面に沿って流れ、そして膜モジュール端でラフィネート
が引き出され、同時に少なくとも一種の透過ガス成分に
富む透過物質が供給／ラフィネート流れ方向に対して向
流に流れる。中空繊維モジュール透過器において向流配
置を達成するのに、代表的には、中空繊維を並行な形に
配置し供給ガスが中空繊維の接面に沿って且つ中空繊維
の外側を流れ、透過物質が向流配置において中空繊維孔
から引き出される。あるいは、供給ガスを中空繊維孔に
供給して、向流配置で透過物をシェル側で引き出し、透
過物質は膜表面に体して接面的に流れる。一般には、向
流配置は理想的な流れ配置を表わしそして、例えば流れ
のチャネリングのような、カートリッジを通じる流れの
不均一によるいずれかの流れパターンの悪分布はモジュ
ール性能を著しく減じる。一般には、供給原料／ラフィ
ネート／透過物質の方向に対して並行な繊維の配置は、
この分野において、向流条件を達成するのに本質的であ
ると考えられている。驚くべきことに、中空繊維モジュ
ールをらせん巻き中空繊維膜で構成することができそし
てガス供給原料を中空繊維孔に導入して操作することが
できそこで向流条件が十分に得られ、その場合にモジュ
ール中の繊維は透過物質流れ方向に接面的ではない有無
の角度をなしそして場合によりほとんど垂直に配置した
状態で操作できることを出願人らは見出した。
この特許出願を通じて、次の用語またはその別の表現
は、この発明を説明するうえで以下示す意味を持つ。
「本質的にすべてが均一の長さ」という用語は、透過器
セル中空繊維の活性流さが互いに約20％より少なく、好
ましくは約10％より少なく変化することを意味する。
「中空繊維透過膜カートリッジ」の用語は、ユニット中
の本質的にすべての中空繊維が均一の長さを有する中空
繊維透過膜がらせん状に巻かれたユニットを意味し；か
かるユニットは既知の手段、例えば米国特許第4,631,12
8号において見られるらせん状に巻く方法により構成す
ることができる。「透過器モジュール」の用語は中空繊
維透過膜カートリッジ及びハウジングまたは容器を含む
ユニットを意味し、ユニットは供給ガス混合物の供給用
並びに透過物質及びラフィネート用のすべての必要な装
置手段、バルブ、及び開口部を備える。モジュールの機
械的な構造体は当業者に知られており、公開された文
献、例えば、米国特許第4,207,192号に十分に記載され
ている。
「巻き角」の用語は次の様に定義される；水平位置に
ある束に関して、巻き角Ｘは繊維が垂直軸に対し束を横
切って置かれる角度として定義される。例えば、90゜の
巻き角で巻いた繊維は、束の端部から端部まて並行で且
つ真直である。モジュール中で同じ巻き角で巻いた繊維
は同じ繊維長さを有する。「放射線方向の混合」の用語
は次のように定義される；もし透過ガスの大部分の流れ
方向に垂直な断面積中のガス組成物が均一及び均質なら
ば中空繊維モジュール中の透過／供給ガスは完全に放射
方向に混合しているとみなされる。透過物質の放射方向
の混合は必ずしも繊維の壁に対して垂直ではない。もし
モジュール中の繊維が45゜の巻き角で巻かれいるなら
ば、その後、繊維のシェル側のガス（孔側供給の場合の
透過ガス）は繊維に対して45゜の角度で放射状に混合す
る。同時に、軸方向の混合を起こすべきでない。透過物
質側で放射混合がないと、供給及び大部分の透過物質流
れパターンを無視して交差型の透過が生じる。殆どの用
途には、向流（及び二三の並流の場合）透過は交差透過
よりも一層有効である。従って、放射状に混合した透過
ガスが殆どいつも望ましい。「軸方向混合」の用語は流
れの方向に沿う混合を意味する。これは本質的に供給ガ
スに関して繊維方向に並行でありそして透過物質流れに
関して供給ガスの入口及びラフィネートの出口孔を結ぶ
軸に並行である。「チャネリング」は流体が膜表面の特
定の部分をバイパスすること、すなわち、流体が透過器
モジュールを高いあるいは低い線速度の場合を生じる不
均一な流れで流れることを意味し、分離効率を低減する
ことによるモジュールの性能の低減を生じる。「ステー
ジカット」の用語は、透過膜を通じて透過される流動供
給混合物中にもともと存在する透過ガスの％で表わした
量を意味する。
「成分」の用語単独、または「透過物質流成分」の用
語中としての「成分」の用語、またはガス若しくはガス
混合物に言及している他の語と組み合わせた「成分」の
用語は、供給混合物中にもともと存在した独立のガス若
しくは物質たは供給混合物中にもともと存在した少なく
とも一種のガス若しくは物質がラフィネート中で濃度を
減じられた場合のガスまたは物質の混合物を意味する。
知られたように、殆どの透過分離方法において、富化を
得るが、完全に分離できない。本発明は、成分透過速度
及び成分純度の富化において重要な且つ予期しなかった
改良をもたらす。ガスの混合物を中空繊維透過器モジュ
ールのシェル側に供給して供給ガスを中空繊維の外部表
面に初期接触させるかあるいは中空繊維の孔側に供給し
て供給ガスを中空繊維の孔の内部表面に初期接触させる
かして、ガスまたは物質を分離することは知られている
けれども、多くの努力はこれらの技術を改良したものに
すぎない。本発明の方法は、総合的な分離特性において
予測しなかった且つ予期できない向上をもたらすもので
ある。
流動ガス供給物の圧力を、約3.5kgG/cm2（50psig）若
しくはそれより低い圧力から約28kgG/cm2（400psig）若
しくはそれより高い圧力、好ましくは約7kgG/cm2（100p
sig〜約200psig）の圧力で供給することができる。知ら
れている様に、特定の実例に関する最も好ましい圧力条
件は、供給原料の組成、用いた中空繊維、中空繊維の透
過材料特性、カートリッジ及び透過器モジュールの寸
法、温度等を含む多くの変数に依存してその既知の工学
計算操作により簡単に決定できる。しかしながら、方法
中で用いる圧力差は中空繊維膜の破壊圧力または欠陥形
成を通して膜の分離特性を減じることになる圧力を超え
るべきでない。
本発明の重要な態様は並行セルを用いないんでらせん
巻き中空繊維透過膜カートリッジを使用することにあ
る。らせん巻き中空線繊維透過膜カートリッジは高速ガ
スの透過速度を増大し、分布を均一化し、チャネリング
を最小化し、一層良好な流れ動力学をもたらし、そして
与えられたステージカットでの一層高い純度または与え
られた純度での一層高い回収率による一層良好な分離を
もたらす。この分離方法において、中空繊維透過膜カー
トリッジの透過物質側で透過物質流の本質的に完全な放
射混合があり且つ中空繊維透過膜カートリッジの透過物
質側あるいはラフィネート側のいずれかの側で本質的に
軸方向の混合がない。経済的な理由として、商業的なガ
ス分離方法において、良好な選択率のみならず、高い生
産速度（高い透過速度に対応）及び製品純度が要求され
る。もし、良好な選択率及び低速度を有するならば、方
法が経済的に生き残るかは極めて疑問であり、もし乏し
い選択率及び高速度を有していても、同じことが当ては
まる。本発明の方法は、予期できない手段において良好
な選択率、高速ガスの増大した透過速落、及び増大した
製品純度を達成する。
本発明の方法の代表的な具体例において、複合材料膜
の孔に空気を7kgG/cm2（100psig）で供給することによ
り窒素を良好な生産性で回収する。かかる膜は多孔質ポ
リスルホン中空繊維をエチルセルロースで塗布して製造
し、カートリッジに巻き入れ且つ容器中に収容したもの
である。透過器モジュールを、透過物質流を空気供給原
料が透過モジュールに導入される端部と同じモジュール
構成体端部に位置した出口手段から回収することを許容
するように構成して、従って上記カートリッジの外部透
過物質側における酸素富化透過物質流と塗布された多孔
ポリスルホン中空繊維透過物カートリッジの孔に供給さ
れた空気とを向流に維持し、空気供給原料がモジュール
に導入される端部と反対のモジュール構成体端部からラ
フィネート流を回収する。
本発明の方法に有用ならせん巻き多孔中空繊維透過膜
カートリッジは、当業者が用いる知られた慣用の手段に
より製造され、製造の間に透過器セル中の本質的にすべ
ての中空繊維が本質的に均一の長さであることを保証す
るのに必要な工程が採用される。中空繊維の長さは互い
に約15％より少ない％から約20％、好ましくは約５％よ
り少ない％から約10％の長さだけ変化すべきである。驚
くべきことに、広い範囲の巻き角をモジュール中の流れ
動力学に悪影響を与えることなく用いることが出来る。
しかしながら、極めて低い角度は長い中空繊維長さをも
たらしそしてこれはモジュール中で過度の圧力降下を生
じることになる。圧力降下は、知られた工学式により容
易に計算され、中空繊維は望ましい圧力降下のレベルを
超えない角度で巻かれる。これらの中空繊維透過膜カー
トリッジの製造は本発明の要旨ではなく、それらを製造
するのに任意の手段を用いることができ、特に米国特許
第4,207,192号に十分に記載された方法が適当である；
その後、らせん巻き多孔中空繊維透過膜カートリッジを
容器に収容して透過器モジュールを形成する。透過器モ
ジュールを、流動ガス供給原料が上記モジュールの第１
の端部に正圧で供給され、中空繊維の入口端部の孔に入
り、高圧ガス成分が透過多孔中空繊維の壁を通じて透過
し、中空繊維の外部表面との間の空間に流入するような
方法で組み立てる。中空繊維は、複合材料に、多孔質
に、非対称にまたは密（非多孔質）にすることができ、
そして薄い分離皮を中空繊維の外側または内側壁上に設
けることができる。透過物質流を、上記モジュールの上
記第１端部付近に位置した透過物質回収手段により回収
し、非透過ガスまたはラフィネート流は上記カートリッ
ジの中空繊維の孔を通じて流れ続け上記モジュールの上
記第１端部と反対側に位置する第２端部から出る。ガス
透過分離方法の間、透過物質流の流れは中空繊維に入る
供給原料流の流れ及び中空繊維を出るラフィネート流に
対して向流でありそして透過器セルの透過物質側での透
過物質流の本質的に完全な放射混合を生じ且つ透過器セ
ルの透過物質側かあるいはラフィネート側化のいずれか
の側での本質的に軸方向の混合を生じない。限られたい
くつかの場合に、並流が一層望ましい操作モードになり
得る。かかる場合に、透過物質出口孔は並流条件を許容
するように構成される；しかしながら、一般には向流が
好ましい。
透過中空繊維の製造及びそれらの製造に用いる材料は
よく知られている。かかる中空繊維は、I.カバッソ（Ca
bsso）による「中空繊維膜」キルクーオーマー:Enc.of
Chem.Tech.,12,Third Ed.,492−517（1980）及びI.カバ
ッソによる「膜」,Enc.of Pol.Sc.＆ Eng.,９,Second E
d.,509−579（1987）に記載された操作により簡単に製
造され、これを援用して本文の記載の一部となす。
中空繊維の壁は、中空繊維を取り扱うのに特殊な装置
を要せず且つそれらを都合よくカートリッジに巻き込む
ことができる程十分厚くするのが有利である。中空繊維
の外側直径を約0.025mm（１ミル）またはそれより小さ
い値から約2.5mm（100ミル）またはそれより大きい値、
好ましくは約0.05〜約2mm（２〜80ミル）に変化させる
ことができる。中空繊維の壁の厚さは、約0.025〜約0.3
mm（0.1〜12ミル）またはそれより大きい値に、好まし
くは少なくとも約0.05〜約0.5mm（２〜約20ミル）まで
に変化させることができる。
望ましい流量をもたらすためには、非対称の、複合材
料の且つ多孔質の中空繊維の壁を、実質的な空間容積を
含むように作成し、特にかかる中空繊維が少なくとも厚
さ約0.05mm（２ミル）の壁を有するように作成する。空
間は、中空繊維内の、中空繊維材料の間隙となる領域で
ある。従って、空間が存在するときは、中空繊維の密度
は中空繊維の材料自体の密度より小さい。中空繊維の空
間容積は、見掛容積、すなわち中空繊維の孔容積を除く
全体の寸法内に含まれる容積を基準にして90％程度、ま
たは約10％〜80％そしてときには約20〜70％にすること
ができる。
多くの例では、多孔中空繊維は、塗布材料により塗布
され且つ多孔中空繊維は表面に塗布される薄膜成形材料
を持つ複合膜の形態である。これは、任意の知られた手
段、例えば、米国特許第4,467,001号中に示されるよう
に、膜形成材料の溶液を塗布して、乾燥終了した塗装を
約7000Åまで、好ましくは約500〜2000Åで多孔中空繊
維の外部表面に付着堆積させる。いくつかの例では、膜
形成材料の多孔中空繊維表面への接着をカップリング剤
及び／または化学的処理により促進している。
チューブシートは固体注射材料中に埋め込まれた中空
繊維束の末端部分を構成する。チューブシートの形成は
任意の適当な方法及び例えば米国特許第3,339,341号、
米国特許第3,442,389号、3,455,460号、米国特許第3,69
0,465号及び米国特許第4,207,192号のような当業界でよ
く知られた操作で実施することができ、これらを援用し
て本文の記載の一部にする。一般的に、注封材料は、チ
ューブシートを製造するときに液状でありそして耐圧
性、漏れのない構造に固化する。
注封材料は無機または有機またはそれらの混合物にす
ることができる。一般に、冷却または硬化する際に固化
する有機樹脂を用い、時に透過中空繊維の外部壁に強力
な接着結合を形成しそして殆ど収縮を示さないものを用
いる。これらの材料はよく知られておりそして文献、例
えば、米国特許第4,369,605号に十分に記載されてお
り、それを援用して本文の記載の一部となす。チューブ
シートを、慣用の手段によってカートリッジ中の中空繊
維端部を露出し且つ十分に開放することを保証して供給
原料流の流入及びラフィネート流の排出が制限されない
ようにする。
記載の便宜として、一般にポリスルホン多孔中空繊維
を用いて本発明を更に記載する。しかしながら、本発明
は、かかる繊維のみに限定されない。
実施例で用いられる多孔ポリスルホン中空繊維を、カ
バッソらにより「複合中空繊維膜」ジャーナル・オブ・
アプライド・ポリマー・サイエンス、第23巻、1509−15
23頁中に記載された操作に従い、当業界でよく知られた
溶媒／非溶媒混合物中ポリスルホンの三成分溶液から糸
状に加工する。よく知られたチューブ・イン・チューブ
・ジェット技術を糸状に加工する操作において用い、約
21℃の水を繊維の外側急冷溶媒にする。繊維の中央孔中
の急冷溶媒は空気であった。急冷後に、繊維を水で洗浄
した。洗浄後、中空繊維を熱空気乾燥カラムに送ること
により30℃で乾燥した。乾燥した中空繊維に、工程を中
断しないですぐにエチルセルロースポリマーの溶液を塗
布する。エチルセルロースポリマー溶液を、イソプパノ
ール中に約１％のエチルセルロースを溶解して製造しそ
の後ポリスルホンに塗布する前に1.5ミリミクロンのガ
ラスフィルターを通じて過する。乾燥した中空繊維
を、塗布容器中に入れた過した塗布溶液に通しそして
その後塗布した繊維をワインダーで巻き取る前に吸気オ
ーブン中で乾燥した。得られたポリスルホン中空繊維複
合膜は厚さ約0.2ミクロンのエチルセルロース膜材料の
塗布を有していた。このようにして、製造した複合膜は
酸素−窒素間で3.85の分離係数を有し且つ約283cm3/cm2
・kgG/cm2・日（0.65フィート3/フィート２・psig・
日）の透過速度を有していた。これらの中空繊維を用い
て透過器カートリッジを構成した。直径約２インチ且つ
チューブシートを除く長さ約９インチのらせん巻き配置
の中空繊維透過膜カートリッジを、米国特許第4,207,19
2号に記載された操作により製造した。上記カートリッ
ジにおいて各々のカートリッジの巻き角を17゜、25゜及
び33゜に変えた。特定のらせん巻き中空繊維透過膜カー
トリッジ中の本質的にすべての中空繊維は本質的に均一
の長さであった。上記カートリッジの両端部を、当業者
に知られた慣用の方法によりエポキシ樹脂チューブシー
ト中に埋め込んだ。
比較の目的で、真直な並行配置の、直径約１インチ且
つ長さ約30cm（12インチ）の透過器カートリッジを、慣
用の操作により両端部をエポキシ樹脂のチューブシート
中に埋め込んで製造した。チューブシートを付与した後
の活性長さは約23cm（９インチ）であり、らせん巻きカ
ートリッジの長さと一致した。透過器モジュールを、ら
せん巻き及び並行な繊維透過器カートリッジの両方によ
り製造した。これらを、ガス混合物を透過モジュールに
孔側供給するために、ガス混合物をモジュールシェルの
一方の端部にそして中空繊維の孔に導入した。ラフィネ
ート流は、該孔の反対の端部から出、透過器をモジュー
ルの他方の端部から回収された。中空繊維の壁を透過し
た透過物質流成分を透過器モジュールシェルの側壁に位
置する手段により回収した。透過器モジュールを構成す
る際に、適当なシールを備えて供給原料流及びラフィネ
ート流を透過物質流から分離する。
各々のモジュールを、空気を分離するために23゜にて
９％と90％の間の多くのステージカットで試験した。孔
側供給圧力を8.1kgG/cm2（115psig）にそして透過物質
成分の出口圧力を1.1kgG/cm2（16psig）（大気圧）に維
持した。
以下の実施例は更に本発明を例示するのに役立つ。
［実施例］ 実施例１ 作業Ａ この実施例において、2.33m2（25フィート２）の膜面
積を有し、エチルセルロースを塗布したポリスルホン中
空繊維から構成したらせん巻き（33゜巻き角）カートリ
ッジを用いて上記の操作により8.1kgG/cm2（115psig）
の空気から向上した純度の窒素成分流を回収した。カー
トリッジ中の本質的にすべての中空繊維は均一の長さで
あり約８％を超える長さの変化はなかった。透過器カー
トリッジを、空気を孔側供給し、酸素透過成分をシェル
側回収しそしてカートリッジユニット他方の端部から向
上した純度の窒素成分ラフィネート流を回収するための
透過器モジュールを構成するのに用いた。モジュールの
ハウジングのシェルに、供給原料流れに対して向流かあ
るいは供給原料流れに対して並流のいずれかによって透
過成分を回収する手段を備えた。
この作業において、酸素透過成分を空気供給原料流れ
に対して向流にてシェル側回収し、窒素ラフィネート成
分を高側供給原料入口と反対の端部の孔から回収した。
本発明に従って運転するとき、ラフィネート流は向上し
た窒素純度を示し、透過物質流は向上した酸素純度を示
した。第１表中のデータは種々のステージカットでのラ
フィネートまたは残留流れ中の窒素純度及びこのカート
リッジで達成できた特定の窒素純度でのもっとも低い％
のステージカットを要約する。またデータは特定の純度
及びステージカットで供給原料流から回収した窒素の％
を示す。本発明に従い、向流モード下で運転するとき
は、残留成分流れ中95％よりも高い純度の窒素が簡単に
得られた。しかしながら、ユニットを並流モードで運転
したとき、残留成分流れ中で得られる最大の窒素純度は
約95％を超えなかった。第１表中のデータは、向流／並
流条件下で運転したときに、酸素／窒素分離係数3.85を
持つ中空繊維モジュール構成に関する理論的な選択自由
な性能に一致する。従って、データは向流モードにおけ
る孔側供給によるモジュールが、透過物質流の本質的に
完全な放射混合を有し且つ中空繊維透過膜カートリッジ
の透過物質側かあるいはラフィネート側かのいずれかで
本質的に軸方向の混合を有さず、そして一層低いステー
ジカットにて増大した窒素純度を生じることを示し、そ
して並流の流れで得ることができるよりも一層高い純度
の窒素が得られることを示す。
（ａ）：並流モードにおいて、残留中の窒素の純度はい
かなるステージカットでも95％を超えなかった。
作業Ｂ 比較の目的で、また、窒素分離を真直な並行中空繊維
配置を有するカートリッジを用いて同様の条件下で評価
した。カートリッジ中の繊維を均等に配列しそしてカー
トリッジ中の中空繊維の充填密度は50％をわずかに超え
る本発明のらせん巻きカートリッジ中の繊維充填密度に
類似していた。同じ純度で回収した窒素の量はかなり一
層低いと考えられた。この一層低い回収率は放射混合の
レベルが低いことに必ずしも帰さないが、並行な繊維配
置のモジュール中のチャネリングの可能性が一層高いこ
とに帰する。一層低い窒素回収率は、同じ量の窒素を与
えられた時間内に与えられた純度で回収するのに一層高
い圧力及び／または一層高い供給原料の容量及び／また
は付加的なカートリッジ面積を要するので、経済的に不
利である。このデータを第２表に要約する。データは作
業Ａで用いたらせん巻き中空繊維透過膜カートリッジに
より得られらのと同じ窒素純度を達成するためには、一
層高いステージカットにする必要があることを示し、そ
して同じ純度にて一層低い窒素回収率を経験したことを
示す。
空気から窒素を回収する際、らせん巻き中空繊維透過
膜における巻き角の効果を研究した。この目的として、
巻き角が17゜（作業Ａ）、25゜（作業Ｂ）及び33゜（作
業Ｃ）である３つのカートリッジを用いた。これらは前
記したものであった。分離を上記の条件下で実施しそし
て各々のカートリッジは約3.3m2（35フィート２）の膜
面積を有していた。第３表のデータは研究された巻き角
の広い範囲で、巻き角は本質的に空気分離効率または回
収した窒素純度に影響しないことを示す。また、巻き角
はいずにしてもモジュール性能にほとんど影響を与えな
いらしいことがわかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−59236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−61902（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガス分離操作における少なくとも一種の高
    速ガス成分を、ガス混合物から分離するガス分離方法で
    あって、 上記高速ガス成分及び少なくとも一種の他のガス成分を
    含むガス混合物を、透過器モジュール中のらせん巻き中
    空繊維透過膜カートリッジであってその中の中空繊維の
    すべてが本質的に均一の長さであるカートリッジの孔の
    入口端部に孔側に供給し、 高速ガス成分の透過物質流を、上記モジュールから供給
    原料流れの方向に対して向流である透過物質の流れの方
    向にて回収し、 ラフィネート流を、上記透過器モジュールから上記らせ
    ん巻き中空繊維透過膜カートリッジの孔の供給原料入口
    と反対側の上記孔の出口端部で、供給原料の流れ方向に
    対して並流であるラフィネート流の流れの方向にて回収
    し、 （ｉ）中空繊維透過膜カートリッジの上記透過物質側で
    透過物質流がその大部分の流れの方向に着角な放射方向
    に十分に混合することを維持し且つ （ii）上記中空繊維透過膜カートリッジ（ａ）透過物質
    側ではその大部分の流れの軸線方向にあるいは（ｂ）ラ
    フィネート側では中空繊維の軸線方向に混合しないこと
    を維持することを含む上記ガス分離方法。
  2. 【請求項２】中空繊維透過膜カートリッジを構成する中
    空繊維の長さが互いに10％より少なく変化する請求項１
    に記載のガス分離方法。
  3. 【請求項３】中空繊維透過膜カートリッジ構成する中空
    繊維の長さが互いに５％より少ない％から10％で変化す
    る請求項１に記載のガス分離方法。
  4. 【請求項４】上記中空繊維透過膜が複合膜である請求項
    １に記載のガス分離方法。
  5. 【請求項５】上記中空繊維がポリスリホンである請求項
    ４に記載のガス分離方法。
  6. 【請求項６】上記複合膜が、エチルセルロースを塗布し
    たポリスルホン中空繊維である請求項４に記載のガス分
    離方法。
  7. 【請求項７】流動供給混合物が空気である請求項１に記
    載のガス分離方法。
  8. 【請求項８】供給ガス圧力が3.5〜28kgG/cm2（50〜400p
    sig）である請求項１に記載のガス分離方法。
  9. 【請求項９】供給ガスが本質的に大気圧であり、透過物
    を大気圧により減じられた圧力の下で引き出す請求項１
    に記載のガス分離方法。
  10. 【請求項１０】ガス分離操作における少なくとも一種の
    高速ガス成分を、ガス混合物から分離するガス分離方法
    であって、 上記高速ガス成分及び少なくとも一種の他のガス成分を
    含有するガス混合物を透過器モジュール中のらせん巻き
    中空繊維透過膜カートリッジであってその中の上記中空
    繊維のすべてが本質的に均一な長さであるカートリッジ
    の孔の入口端部に孔側供給し、 高速ガス成分の透過物質流を、上記モジュールから供給
    原料流れの方向に対して向流である透過物質流れ方向に
    て回収し、 ラフィネート流を、上記透過器モジュールから上記らせ
    ん巻き中空繊維透過膜カートリッジの孔の供給入口と反
    対側の上記孔の出口端部で、供給原料流れ方向に対して
    並流のラフィネート流の流れ方向にて回収することを含
    む上記ガス分離方法。
  11. 【請求項１１】ガス分離操作における少なくとも一種の
    高速ガス成分をガス混合物から分離するガス分離方法で
    あって、 上記高速ガス成分及び少なくとも一種の他のガス成分を
    含有するガス混合物を、透過器モジュール中のらせん巻
    き中空繊維透過膜カートリッジであってその中の上記中
    空繊維のすべてが本質的に均一な長さであるカートリッ
    ジの孔の入口端部に孔側供給し、 高速ガス成分の透過物質流を、上記モジュールから供給
    原料の流れの方向に対して向流である透過物質の流れ方
    向にて回収し、 ラフィネート流を、上記透過器モジュールから上記らせ
    ん巻き中空繊維透過膜カートリッジの孔の供給入口と反
    対側の孔の出口端部で、供給原料流れ方向に対して並流
    であるラフィネート流の流れ方向にて回収し、 上記中空繊維透過膜カートリッジ（ａ）透過物質側では
    その大部分の流れの軸線方向にあるいは（ｂ）ラフィネ
    ート側では中空繊維の軸線方向に混合しないことを維持
    することを含む上記ガス分離方法。
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RU (1) RU1811415C (ja)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5108464A (en) * 1989-09-19 1992-04-28 Bend Research, Inc. Countercurrent dehydration by hollow fibers
US5067971A (en) * 1990-02-12 1991-11-26 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Process for dehydration of gases and composite permeable membranes therefor
ATE152364T1 (de) * 1990-08-29 1997-05-15 Tradotec Sa Vorrichtung um eine hypoxische gasmischung herzustellen
US5084073A (en) * 1990-10-11 1992-01-28 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Membrane drying process and system
US5160042A (en) * 1991-11-05 1992-11-03 Praxair Technology, Inc. Double ended hollow fiber bundle and fluids separation apparatus
US5205842A (en) * 1992-02-13 1993-04-27 Praxair Technology, Inc. Two stage membrane dryer
US5282964A (en) * 1993-02-19 1994-02-01 The Dow Chemical Company Boreside feed hollow fiber membrane device
US5837033A (en) * 1996-03-29 1998-11-17 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane separation apparatus
US5702601A (en) * 1996-03-29 1997-12-30 Praxiar Technology, Inc. Structure enhancing hollow fiber module
US5993515A (en) * 1996-05-14 1999-11-30 New Jersey Institute Of Technology Apparatus and process for selectively removing a component from a multicomponent aqueous solution by pervaporation
US5753009A (en) * 1996-05-14 1998-05-19 New Jersey Institute Of Technology Method and apparatus for selectively removing a component from a multicomponent gas/vapor mixture
US6540813B2 (en) * 2000-06-13 2003-04-01 Praxair Technology, Inc. Method of preparing composite gas separation membranes from perfluoropolymers
US6814780B2 (en) * 2001-05-02 2004-11-09 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Hollow fiber membrane gas separation cartridge and gas purification assembly
US6755894B2 (en) 2001-05-02 2004-06-29 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane gas separation cartridge and gas purification assembly
US6740140B2 (en) * 2001-09-07 2004-05-25 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane system assembly with an internal reflux system
JP5199262B2 (ja) * 2006-09-22 2013-05-15 ポーラス・メディア・コーポレイション 改良された膜モジュール
US7875176B2 (en) * 2009-03-06 2011-01-25 Porous Media Corporation Membrane module for fluid filtration
US8696904B2 (en) * 2010-10-28 2014-04-15 General Electric Company Multi-leaf reverse osmosis element
US9623369B2 (en) 2011-06-08 2017-04-18 Porogen Corporation Hollow fiber apparatus and use thereof for fluids separations and heat and mass transfers
EP3178503A4 (en) * 2014-08-06 2018-05-09 Terumo Kabushiki Kaisha Hollow-fiber membrane bundle, artificial lung, and method for producing hollow-fiber membrane bundle
ES2848117T3 (es) 2015-06-09 2021-08-05 Evonik Fibres Gmbh Cartucho de membranas de fibras huecas y módulo para la separación de fluidos
JP2021506571A (ja) 2017-12-18 2021-02-22 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード 中空繊維膜装置の製造方法及びその使用
US11291954B2 (en) 2020-05-04 2022-04-05 Honeywell International Inc. Hollow fiber membrane module
US11491464B1 (en) 2021-06-24 2022-11-08 Avanpore LLC Mesoporous poly (aryl ether ketone) hollow fiber membranes and use thereof in mass transfer processes
AU2022321663A1 (en) 2021-08-03 2024-03-14 Evonik Operations Gmbh Apparatus and method for simultaneously treating different fluctuating gas flows
CN115385310B (zh) * 2022-08-29 2023-08-15 如东县华盛化工有限公司 高效率制氮方法及制氮系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422008A (en) * 1963-10-24 1969-01-14 Dow Chemical Co Wound hollow fiber permeability apparatus and process of making the same
NL136034C (ja) * 1965-12-22
US3339341A (en) * 1965-12-22 1967-09-05 Du Pont Fluid separation process and apparatus
BE793624A (fr) * 1972-01-10 1973-05-02 Baxter Laboratories Inc Dispositif pour le transfert de masses, presentant une membrane de diffision tubulaire enroulee
FR2227888B2 (ja) * 1972-07-26 1976-04-23 Rhone Poulenc Ind
GB1481064A (en) * 1973-08-30 1977-07-27 Teijin Ltd Membrane apparatus for treating fluids
US4045851A (en) * 1974-09-20 1977-09-06 Albany International Corporation Method of fabrication of hollow filament separatory module
US4336138A (en) * 1975-07-26 1982-06-22 Toyobo Co., Ltd. Permeation separation apparatus
JPS6037029B2 (ja) * 1978-01-10 1985-08-23 東洋紡績株式会社 流体分離用糸条パツケ−ジの製造法
US4315819A (en) * 1978-06-12 1982-02-16 Monsanto Company Hollow fiber permeator apparatus
US4210536A (en) * 1978-09-19 1980-07-01 Albany International Corp. Hollow filament separatory module
US4631128A (en) * 1978-09-19 1986-12-23 Albany International Corporation Permselective hollow fiber bundle
US4207192A (en) * 1978-09-19 1980-06-10 Albany International Corp. Hollow filament separatory module and method of fabrication
SE447633B (sv) * 1978-09-19 1986-12-01 Albany Int Corp Forfarande for separering och modul for genomforande av forfarandet
US4368124A (en) * 1979-04-09 1983-01-11 Brumfield Robert C Method of winding a mass transfer device and product
JPS5735907A (en) * 1980-07-15 1982-02-26 Toyobo Co Ltd Fluid separating element
US4380460A (en) * 1981-12-21 1983-04-19 Monsanto Company Gas separation apparatus
JPS58221338A (ja) * 1982-06-18 1983-12-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 酸素富化空気供給装置
JPS5959236A (ja) * 1982-09-28 1984-04-05 Asahi Chem Ind Co Ltd 湿熱空気の除湿及び熱回収方法
US4734106A (en) * 1985-05-08 1988-03-29 A/G Technology Corporation Gas separating

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Publication number Publication date
MX166517B (es) 1993-01-13
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