JP3044310B2 - 吸着剤および極性有機化合物の除去法 - Google Patents
吸着剤および極性有機化合物の除去法Info
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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、アルコール類，ケトン類，脂肪酸類などの
極性有機化合物の、とくにその高濃度の蒸気回収に有用
な吸着剤およびその使用法に関するものである。
極性有機化合物の、とくにその高濃度の蒸気回収に有用
な吸着剤およびその使用法に関するものである。
［従来の技術］ 特定フロンによる成層圏オゾン層破壊およびこれに起
因する有害紫外線の増加が人体や生態系に与える悪影響
および温室効果による地球温暖化が問題視され、これに
対する対策の実行が急がれている。特に、精密洗浄で広
く使用されている特定フロンの代替物質が検討されてい
る。その代替物質として、エタノールやイソプロパノー
ルは、人体に対する毒性が比較的小さく、生分解性にす
ぐれており、環境汚染のおそれが少ない有機化合物であ
り、精密洗浄分野での利用が期待されている。また、ケ
トン系の有機溶剤は、磁気記録材料の塗工用溶剤として
その使用量が増加している。さらに、メタノールを燃料
として走る自動車は、窒素酸化物および一酸化炭素の発
生量がガソリンを燃料とした自動車の1/4〜1/3と少なく
注目されている。
因する有害紫外線の増加が人体や生態系に与える悪影響
および温室効果による地球温暖化が問題視され、これに
対する対策の実行が急がれている。特に、精密洗浄で広
く使用されている特定フロンの代替物質が検討されてい
る。その代替物質として、エタノールやイソプロパノー
ルは、人体に対する毒性が比較的小さく、生分解性にす
ぐれており、環境汚染のおそれが少ない有機化合物であ
り、精密洗浄分野での利用が期待されている。また、ケ
トン系の有機溶剤は、磁気記録材料の塗工用溶剤として
その使用量が増加している。さらに、メタノールを燃料
として走る自動車は、窒素酸化物および一酸化炭素の発
生量がガソリンを燃料とした自動車の1/4〜1/3と少なく
注目されている。
このように、これら極性有機化合物はその使用量が急
激に増加すことが予想される。しかし、これらアルコー
ル類やケトン類なども地球環境や人体にたいして無害な
わけではなく、大量に排出されれば光化学大気汚染や臭
気公害の原因物資となる。したがって、これら極性有機
化合物に対する対策を早期に確立しておかなければなら
ない。とくに、小規模な洗浄浴や貯槽に取り付ける蒸散
防止装置の開発は急務である。
激に増加すことが予想される。しかし、これらアルコー
ル類やケトン類なども地球環境や人体にたいして無害な
わけではなく、大量に排出されれば光化学大気汚染や臭
気公害の原因物資となる。したがって、これら極性有機
化合物に対する対策を早期に確立しておかなければなら
ない。とくに、小規模な洗浄浴や貯槽に取り付ける蒸散
防止装置の開発は急務である。
これまで、極性有機化合物の回収には他の有機有機化
合物の場合と同様に活性炭が広く使用されてきた。最近
は、新しい吸着剤として疎水性を高めたゼオライトも有
機化合物の吸着に使用されている（特公表 60−501495
号）。
合物の場合と同様に活性炭が広く使用されてきた。最近
は、新しい吸着剤として疎水性を高めたゼオライトも有
機化合物の吸着に使用されている（特公表 60−501495
号）。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、活性炭や疎水性ゼオライトは、もっぱら低濃
度の排ガス浄化に使用されており、高濃度域での吸脱着
性能についてはほとんど注意が払われていない。特に、
活性炭や凡用のゼオライトなどは吸着量そのものはかな
り大きいものの、一旦吸着された有機化合物の脱離には
100〜200℃の高温を必要とする。
度の排ガス浄化に使用されており、高濃度域での吸脱着
性能についてはほとんど注意が払われていない。特に、
活性炭や凡用のゼオライトなどは吸着量そのものはかな
り大きいものの、一旦吸着された有機化合物の脱離には
100〜200℃の高温を必要とする。
本発明は、このように従来除去処理の対象とされてい
なかった高濃度域の、たとえば飽和蒸気圧に対する相対
圧１〜1/10の濃度域で吸着された極性有機化合物をも、
吸着剤層に外気を導入しただけで、すなわち吸着された
有機化合物の分圧を下げるだげで容易に吸着剤から脱離
することができる吸着剤およびその使用法の提供を目的
とするものである。
なかった高濃度域の、たとえば飽和蒸気圧に対する相対
圧１〜1/10の濃度域で吸着された極性有機化合物をも、
吸着剤層に外気を導入しただけで、すなわち吸着された
有機化合物の分圧を下げるだげで容易に吸着剤から脱離
することができる吸着剤およびその使用法の提供を目的
とするものである。
［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明は、25℃における蒸気圧5mmHg以下の親水性有
機化合物が担持され、SiO2/Al2O3モル比５以上のゼオラ
イトからなる、吸着剤、および極性有機化合物を含む気
体を該吸着剤と接触させることによる極性有機化合物蒸
気の除去法、を要旨とするものである。
機化合物が担持され、SiO2/Al2O3モル比５以上のゼオラ
イトからなる、吸着剤、および極性有機化合物を含む気
体を該吸着剤と接触させることによる極性有機化合物蒸
気の除去法、を要旨とするものである。
担持する親水性有機化合物は吸脱着操作の過程で吸着
剤から容易に脱離しないもの、すなわち、25℃における
蒸気圧が5mmHg以下のものでなければならない。また、
該化合物としては、水に対する溶解度の高いものほどそ
の担持量が少なくても大きな吸脱着性能が期待でき、25
℃における水に対して10wt％以上の溶解度を示すものが
よく、とくに水と自由に混合する親水性有機化合物がも
っとも望ましい。さらに、好適には、２つ以上の官能基
を有する有機化合物が使用される。このような親水性有
機化合物として、1,2−プロパンジオール,1,3−プロパ
ンジオール，グリセリン,2−ブトキシエタノール，ジエ
チレングリコール，ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル，ジエチレングリコールモノブチルエーテル，ト
リエチレングリコール，ジアセトンアルコール等を挙げ
ることができる。
剤から容易に脱離しないもの、すなわち、25℃における
蒸気圧が5mmHg以下のものでなければならない。また、
該化合物としては、水に対する溶解度の高いものほどそ
の担持量が少なくても大きな吸脱着性能が期待でき、25
℃における水に対して10wt％以上の溶解度を示すものが
よく、とくに水と自由に混合する親水性有機化合物がも
っとも望ましい。さらに、好適には、２つ以上の官能基
を有する有機化合物が使用される。このような親水性有
機化合物として、1,2−プロパンジオール,1,3−プロパ
ンジオール，グリセリン,2−ブトキシエタノール，ジエ
チレングリコール，ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル，ジエチレングリコールモノブチルエーテル，ト
リエチレングリコール，ジアセトンアルコール等を挙げ
ることができる。
親水性有機化合物の最適な担持量は、親水性有機化合
物の種類、担持させる吸着剤の種類などによって異なる
が、通常吸着剤100重量部あたり１重量部未満の担持量
では、親水性有機化合物の顕著な担持効果は認められ
ず、50重量部以上の担持量では、極性有機化合物の凝縮
により、担持した親水性有機化合物の一部が流出してし
まい好ましくない。したがって、吸着剤100重量部あた
り２〜200重量部の担持量が好適である。
物の種類、担持させる吸着剤の種類などによって異なる
が、通常吸着剤100重量部あたり１重量部未満の担持量
では、親水性有機化合物の顕著な担持効果は認められ
ず、50重量部以上の担持量では、極性有機化合物の凝縮
により、担持した親水性有機化合物の一部が流出してし
まい好ましくない。したがって、吸着剤100重量部あた
り２〜200重量部の担持量が好適である。
親水性有機化合物を担持させる吸着剤としてはSiO2/A
l2O3モル比５以上のゼオライトの吸着剤を使用すること
ができる。Ａ型ゼオライト,X型ゼオライト等のようにに
SiO2/Al2O3モル比５未満のゼオライトは初期の吸脱着量
は大きいが、吸脱着を繰り返すうちに、有効な吸脱着量
は次第に低下する。これは、担体である吸着剤が担持さ
せた親水性有機化合物よりも極性有機化合物に対して強
い吸着力を持ち、吸着剤表面で親水性有機化合物と極性
有機化合物が置換する為だと考えられる。したがって、
SiO2/Al2O3モル比５以上のゼオライトを使用する。
l2O3モル比５以上のゼオライトの吸着剤を使用すること
ができる。Ａ型ゼオライト,X型ゼオライト等のようにに
SiO2/Al2O3モル比５未満のゼオライトは初期の吸脱着量
は大きいが、吸脱着を繰り返すうちに、有効な吸脱着量
は次第に低下する。これは、担体である吸着剤が担持さ
せた親水性有機化合物よりも極性有機化合物に対して強
い吸着力を持ち、吸着剤表面で親水性有機化合物と極性
有機化合物が置換する為だと考えられる。したがって、
SiO2/Al2O3モル比５以上のゼオライトを使用する。
親水性有機化合物を吸着剤に担持する方法としては、
親水性有機化合物蒸気を吸着剤を充填したカラムに流通
させる、親水性有機化合物を吸着剤に噴霧する、水など
を希釈剤として使用し乾燥させる等の方法を採用するこ
とができる。いずれの手段を使用しても最終的に吸着剤
に対して均一に所定量の親水性有機化合物を担持できる
方法であれば、本発明の吸着剤を得ることができる。
親水性有機化合物蒸気を吸着剤を充填したカラムに流通
させる、親水性有機化合物を吸着剤に噴霧する、水など
を希釈剤として使用し乾燥させる等の方法を採用するこ
とができる。いずれの手段を使用しても最終的に吸着剤
に対して均一に所定量の親水性有機化合物を担持できる
方法であれば、本発明の吸着剤を得ることができる。
本発明の吸着剤の好ましい使用方法は、極性有機化合
物蒸気を吸着剤を充填した固定床に導き、極性有機化合
物の吸着を行い、破過が観測された時点で回収を止め、
外気を吸着剤床に導き脱離再生を行うものである。この
際、吸着剤当たりの吸脱着量を大きくするために、付加
的な操作として、加熱や冷却、加圧や減圧またはそれら
の併用操作をおこなうことも有効である。また、さらに
吸着剤を流動させ吸着と再生操作を連続的におこなうこ
とによってシステムの設置面積を小さくすることもでき
る。
物蒸気を吸着剤を充填した固定床に導き、極性有機化合
物の吸着を行い、破過が観測された時点で回収を止め、
外気を吸着剤床に導き脱離再生を行うものである。この
際、吸着剤当たりの吸脱着量を大きくするために、付加
的な操作として、加熱や冷却、加圧や減圧またはそれら
の併用操作をおこなうことも有効である。また、さらに
吸着剤を流動させ吸着と再生操作を連続的におこなうこ
とによってシステムの設置面積を小さくすることもでき
る。
［発明の効果］ 本発明によれば、以上述べたように、極性有機化合物
の高濃度領域における吸脱着性能を高くすることができ
る。これにより、従来困難であった極性有機化合物（ア
ルコール類、ケトン類、脂肪酸類など）蒸気の捕集が簡
単な構造の蒸散防止装置において可能になった。
の高濃度領域における吸脱着性能を高くすることができ
る。これにより、従来困難であった極性有機化合物（ア
ルコール類、ケトン類、脂肪酸類など）蒸気の捕集が簡
単な構造の蒸散防止装置において可能になった。
［実施例］ 以下に、本発明の実施例を説明する。
実施例１、比較例１ SiO2/Al2O3モル比10の合成モルデナイト（Naタイプ）
を10wt％含有する直径1.5mmの円柱状吸着剤ZM600、比較
例１）およびZM600にこれ100重量部あたり５重量部のグ
リセリンを担持させてえたもの（ZM600GL、実施例１）
によるメタノールの吸脱着試験を行なった。グリセリン
の担持およびメタノールに対する吸脱着試験は以下の方
法で行った（以下の例においても、同じ）。
を10wt％含有する直径1.5mmの円柱状吸着剤ZM600、比較
例１）およびZM600にこれ100重量部あたり５重量部のグ
リセリンを担持させてえたもの（ZM600GL、実施例１）
によるメタノールの吸脱着試験を行なった。グリセリン
の担持およびメタノールに対する吸脱着試験は以下の方
法で行った（以下の例においても、同じ）。
それぞれの結果を表１に示す。
＜担持方法＞ 担体となる吸着剤30gを秤取し、直径9cmのシャーレに
分け取った。吸着剤に担持するグリセリンの1.5gを100m
lのビーカーに秤取り、40mlの純水を加え、グリセリン
を完全に溶解させた。このグリセリン水溶液をシャーレ
の吸着剤に注ぎ、120℃の温度にセットした乾燥器で４
時間乾燥させた。グリセリンを担持した吸着剤はデシケ
ータ中で冷却させ、吸脱着量測定用のサンプルとした。
分け取った。吸着剤に担持するグリセリンの1.5gを100m
lのビーカーに秤取り、40mlの純水を加え、グリセリン
を完全に溶解させた。このグリセリン水溶液をシャーレ
の吸着剤に注ぎ、120℃の温度にセットした乾燥器で４
時間乾燥させた。グリセリンを担持した吸着剤はデシケ
ータ中で冷却させ、吸脱着量測定用のサンプルとした。
＜吸脱着試験方法＞ 吸着試験は、図１の真空デシケータで行なった。内径
18cmの真空デシケータにはあらかじめメタノールを張り
込んでおく。45mmのシャーレの蓋込みの空重量（Ａ）を
測定し、サンプル約5gを入れ精秤（Ｂ）し、真空デシケ
ータにセットする。真空デシケータは真空ポンプでメタ
ノールの飽和蒸気圧まで減圧にし、30℃に保持したイン
キュベーターに放置した。22時間後、真空デシケータの
減圧をとき、手早くシャーレーに蓋をし、そのまま重量
（Ｃ）を測定する。
18cmの真空デシケータにはあらかじめメタノールを張り
込んでおく。45mmのシャーレの蓋込みの空重量（Ａ）を
測定し、サンプル約5gを入れ精秤（Ｂ）し、真空デシケ
ータにセットする。真空デシケータは真空ポンプでメタ
ノールの飽和蒸気圧まで減圧にし、30℃に保持したイン
キュベーターに放置した。22時間後、真空デシケータの
減圧をとき、手早くシャーレーに蓋をし、そのまま重量
（Ｃ）を測定する。
脱離試験は30℃に保持したインキュベーター内に図２
の器具をセットし行なった。まず、吸着試験を終えたサ
ンプルを脱離用のデシケータにセットする。脱離用空気
の流量は4l/minにセットし、そのうち0.4l/minはメタノ
ールを入れた３個の600ml三角フラスコに通過させ、混
合器で残り空気と再び混合し、脱離用ガスとしてデシケ
ータに流した。脱離操作を１時間行った後、手早くシャ
ーレに蓋をし、重量（Ｄ）を測定した。吸着剤の吸脱着
量（g/100cc）は、次式によって計算した。ここで、Ｖ
は吸着剤のかさ比重（g/cc）である。
の器具をセットし行なった。まず、吸着試験を終えたサ
ンプルを脱離用のデシケータにセットする。脱離用空気
の流量は4l/minにセットし、そのうち0.4l/minはメタノ
ールを入れた３個の600ml三角フラスコに通過させ、混
合器で残り空気と再び混合し、脱離用ガスとしてデシケ
ータに流した。脱離操作を１時間行った後、手早くシャ
ーレに蓋をし、重量（Ｄ）を測定した。吸着剤の吸脱着
量（g/100cc）は、次式によって計算した。ここで、Ｖ
は吸着剤のかさ比重（g/cc）である。
吸脱着量＝｛（Ｃ−Ｄ）V/（Ｂ−Ａ）｝×100 １回目の吸脱着操作を終えたサンプルは、再びメタノ
ールを張り込んだ真空デシケータにセットし、メタノー
ルの吸着及び脱離試験を行い、同様にして２回目および
３回目の吸脱着量を求める。吸脱着試験の２回目と３回
目の吸脱着を平均し有効吸着量（g/100cc）とした。
ールを張り込んだ真空デシケータにセットし、メタノー
ルの吸着及び脱離試験を行い、同様にして２回目および
３回目の吸脱着量を求める。吸脱着試験の２回目と３回
目の吸脱着を平均し有効吸着量（g/100cc）とした。
実施例２〜３、比較例２〜４ 担体となる吸着剤として、下記のZY390、BM690を使用
した。ZY390は、SiO2/Al2O3モル比500のＹ型ゼオライト
（Ｈタイプ）を80wt％含有する直径1.5mmの円柱状吸着
剤である。BM690は、バインダーレスタイプのモルデナ
イト型ゼオライト（Ｈタイプ）で、そのSiO2/Al2O3モル
比は、110である。この吸着剤は直径は1.8mmの円柱状で
あった。
した。ZY390は、SiO2/Al2O3モル比500のＹ型ゼオライト
（Ｈタイプ）を80wt％含有する直径1.5mmの円柱状吸着
剤である。BM690は、バインダーレスタイプのモルデナ
イト型ゼオライト（Ｈタイプ）で、そのSiO2/Al2O3モル
比は、110である。この吸着剤は直径は1.8mmの円柱状で
あった。
これらの吸着剤それぞれに、実施例１と同様の方法で
これら100重量部あたり５重量部のグリセリンを担持し
て、本発明の吸着剤をえた。それぞれをZY390GL、BM690
GLという。上記のグリセリンを担持させたもの（実施例
２〜３）および担持させないもの（比較例２〜４）につ
いてメタノールに対する吸脱着試験を行った。
これら100重量部あたり５重量部のグリセリンを担持し
て、本発明の吸着剤をえた。それぞれをZY390GL、BM690
GLという。上記のグリセリンを担持させたもの（実施例
２〜３）および担持させないもの（比較例２〜４）につ
いてメタノールに対する吸脱着試験を行った。
結果を表１に示す。
実施例４、５ 上記のZY390 100重量部あたり５重量部のジエチレン
グリコール（実施例５）及びジエチレングリコールモノ
エチルエーテル（実施例６）を実施例１と同様の方法で
担持し、それぞれ吸着剤ZY390DEよびZY390CAを得た。こ
れらの吸着剤についてメタノールに対する吸脱着試験を
行った。
グリコール（実施例５）及びジエチレングリコールモノ
エチルエーテル（実施例６）を実施例１と同様の方法で
担持し、それぞれ吸着剤ZY390DEよびZY390CAを得た。こ
れらの吸着剤についてメタノールに対する吸脱着試験を
行った。
結果を表１に示す。
図１は、実施例１および比較例１における吸着試験の状
況を示す概念図である。図２は、実施例１および比較例
１における脱離試験の状況を示す概念図である。
況を示す概念図である。図２は、実施例１および比較例
１における脱離試験の状況を示す概念図である。
Claims (4)
- 【請求項１】25℃における蒸気圧5mmHg以下の親水性有
機化合物が坦持され、SiO2/Al2O3モル比５以上のゼオラ
イトからなる、吸着剤。 - 【請求項２】親水性有機化合物が25℃における水への溶
解度10wt％以上である、請求項（１）記載の吸着剤。 - 【請求項３】吸着剤100重量部に親水性有機化合物が１
重量部以上50重量部未満坦持されてなる、請求項（２）
記載の吸着剤。 - 【請求項４】極性有機化合物蒸気を含む気体を請求項
（１）〜（３）のいずれかの項記載の吸着剤と接触させ
ることによる、極性有機化合物の除去法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217028A JP3044310B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 吸着剤および極性有機化合物の除去法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217028A JP3044310B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 吸着剤および極性有機化合物の除去法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04100538A JPH04100538A (ja) | 1992-04-02 |
| JP3044310B2 true JP3044310B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=16697707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217028A Expired - Fee Related JP3044310B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 吸着剤および極性有機化合物の除去法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044310B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2217028A patent/JP3044310B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH04100538A (ja) | 1992-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |