JP6637747B2 - 分離膜構造体及びパラキシレンの濃縮方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る分離膜構造体10は、C8芳香族化合物を主成分として含む流体混合物からパラキシレンを選択的に透過させる。C8芳香族化合物は、キシレンの三種の異性体(パラキシレン、メタキシレン、オルトキシレン)とエチルベンゼンとして存在する。なお、C8芳香族化合物を主成分として含むとは、流体混合物におけるC8芳香族化合物の濃度が90重量%以上であることをいう。
多孔質支持体20は、ゼオライト膜30を支持する。多孔質支持体20は、表面にゼオライト膜30を膜状に形成(結晶化、塗布、或いは析出)できるような化学的安定性を有する。
ゼオライト膜30は、多孔質支持体20(具体的には、表層23)上に形成される。ゼオライト膜30の厚みは特に制限されるものではないが、例えば0.1μm〜10μmとすることができる。ゼオライト膜30を厚くするとパラキシレン分離性能が向上する傾向があり、ゼオライト膜30を薄くするとパラキシレン透過速度が増大する傾向がある。
分離膜構造体10の製造方法について説明する。
まず、押出成形法、プレス成形法あるいは鋳込み成形法などを用いて、基体21の原料を所望の形状に成形することによって基体21の成形体を形成する。次に、基体21の成形体を焼成(例えば、900℃〜1450℃)して基体21を形成する。
次に、多孔質支持体20の表面にゼオライト膜30を形成する。ゼオライト膜30は、骨格構造に応じた従来既知の手法で形成することができる。
分離膜構造体10によるパラキシレンの濃縮方法について説明する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(1)サンプルNo.1
サンプルNo.1に係る分離膜構造体は、バリウムを含まないFAU型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.2に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ土類金属(カルシウム)を含むFAU型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.3〜5に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ土類金属(カルシウム)を含むFAU型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.6に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属(ナトリウム)を含むFAU型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.7に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属(カリウム)を含むFAU型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.8に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属(カリウム)を含むFAU型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.9に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属(ナトリウム)を含むBEA型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.10〜12に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属(カリウム)を含むBEA型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.13に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属(ナトリウム)を含むBEA型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.13に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属を含まないBEA型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.15に係る分離膜構造体は、バリウムとアルカリ金属を含まないMFI型ゼオライト膜を備える。
サンプルNo.1〜15のゼオライト膜に含まれるSiのモル濃度を重量法(JIS M 8853)によって定量的に測定した。また、サンプルNo.1〜15のゼオライト膜に含まれる他の成分のモル濃度をICP発光分析(堀場製作所製ULTIMA2)によって定量的に測定した。測定結果を表1にまとめて示す。
サンプルNo.1〜15の分離膜構造体を用いて、パラキシレンとオルトキシレンの混合液体からパラキシレンを分離する分離試験を実施した。
20 多孔質支持体
21 基体
22 中間層
23 表層
30 ゼオライト膜
Claims (11)
- 流体混合物中のパラキシレンを選択的に透過させる分離膜構造体であって、
多孔質支持体と、
前記多孔質支持体上に形成され、酸素12員環によって構成される細孔を有するゼオライト膜と、
を備え、
前記ゼオライト膜は、アルミニウム及びバリウムを含み、
前記ゼオライト膜におけるアルミニウム原子に対するバリウム原子のモル比は、0.04以上0.5以下である、
分離膜構造体。 - 前記ゼオライト膜におけるアルミニウム原子に対するシリコン原子のモル比は、2以上50以下である、
請求項1に記載の分離膜構造体。 - 前記ゼオライト膜は、アルカリ金属を含む、
請求項1又は2に記載の分離膜構造体。 - 前記ゼオライト膜におけるバリウム原子に対するアルカリ金属原子のモル比は、0.9以下である、
請求項3に記載の分離膜構造体。 - 前記ゼオライト膜におけるバリウム原子に対するアルカリ金属原子のモル比は、0.01以上である、
請求項3又は4に記載の分離膜構造体。 - 前記ゼオライト膜は、カリウムを含む、
請求項3乃至5のいずれかに記載の分離膜構造体。 - 前記ゼオライト膜は、FAU型ゼオライトによって構成される、
請求項1乃至6のいずれかに記載の分離膜構造体。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の分離膜構造体によって流体混合物中のパラキシレンを分離する工程
を備えるパラキシレンの濃縮方法。 - 前記流体混合物は、C8芳香族化合物を主成分として含む混合物である、
請求項8に記載のパラキシレンの濃縮方法。 - 前記流体混合物の温度は、100℃以上である、
請求項8又は9に記載のパラキシレンの濃縮方法。 - 前記流体混合物の温度は、300℃以下である、
請求項8乃至10のいずれかに記載のパラキシレンの濃縮方法。
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