JPH04100538A - 吸着剤および極性有機化合物の除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１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。

［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か検討されている
。

その代替物質として、エタノールやイソプロパツールは
、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−酸化炭素の発生量
かガソリンを燃料とした自動車の１７４〜１／３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
に増加することが予想される。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
わけてはなく、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６０−５０１４
９５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、もっばら低濃度
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か払われていない。特に、活
性炭や汎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、−旦吸着された有機化合物の脱離には１
００〜２００℃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け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
物が担持されてなる吸着剤、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、すなゎち、２５℃における
蒸気圧が５ｍｍ１１ｇ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
ほどその担持量か少なくても大きな吸脱着性能か期待で
き、２５℃における水に対して１０ｗｔ％以上の溶解度
を示すものかよく、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、ｌ、３−プロパンジオール、グリセリン、２−ブト
キンエタノール、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２〜２０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活性炭、
ゼオライトその他の吸着剤を使用することができる。ゼ
オライトの場合、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト等の
ようにに５ｉＯｚ／＾１□０９モル比５未満のゼオライ
トは初期の吸脱着量は大きいか、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、ゼオライトを担体として使用する場
合には、５ｊ０２／＾１２０３モル比５以上のものを使
用することが望ましい。

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てきる方法であれば
、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
、吸着割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。

［発明の効果コ 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。

［実施例］ 以下に、本発明の詳細な説明する。

実施例１、比較例１ ８１０２／Ａｌ□０５モル比１０の合成モルデナイト（
Ｎａタイプ）を１０ｖｔ％含有する直径１．５關の円柱
状吸着剤ＺＭＥｉ００、比較例１）および２Ｍ６００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（２Ｍ６００ＧＬ　、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。

く担持方法〉 担体となる吸着剤３０ｇを秤取し、直径９　ａｍのシャ
ーレに分は取った。吸着剤に担持するグリセリンの　１
．５ｇを　１００ｍ１のビーカーに秤取り、４０ｒｄ！
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
ｔｋ　７０１定用のサンプルとした。

く吸脱着試験方法〉 吸着試験は、図１の真空デシケータで行なった。内径１
８ｃｍ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。４５　ｍｒｐのシャーレの蓋込みの空電
Ｍ（＾）を測定し、サンプル約５ｇを入れ精秤（Ｂ）シ
、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−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。ます、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４Ω／ｍｉｎにセットし、そのうち　０４Ω／
ｌｌ１１０はメタノールを入れた３個の６００ｍ１三角
フラスコを通過させ、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、手早くンヤーレに蓋をし、重量（Ｄ）を測
定した。　吸着剤の吸脱着量（ｇ　７１００ｃｃ）は、
次式によって計算した。ここで、■は吸着剤のかさ比重
（ｇ　／ｃｃ）である。

吸脱着ｊｉ　−＋（Ｃ−Ｄ）Ｖ／（Ｂ−Ａ）ｌ　Ｘ　１
００１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。

実施例２〜４、比較例２〜４ 担体となる吸着剤として、下記のＺＹ３９０ＢＭ６９０
およびＡＣ３２Ｘを使用した。　ＺＹ３９０　ハ、５ｉ
０２／Ａｌ　２０３モル比５００のＹ型ゼオライト（Ｈ
タイプ）を８０讐ｔ％含有する直径１．５■璽の円柱状
吸着剤である。８Ｍ８９０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）て、その５ｉＯ
２７Ａ１２０３モル比は　１１０である。

この吸着剤は直径は　１．８＋ｏｍの円柱状であった。

ＡＣ３２Ｘは、武田薬品製の粒状活性炭である。

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　、　８Ｍ８９０ＧＬおよび
ＡＣ３２ＸＧＬという。上記のグリセリンを担持させた
もの（実施例２〜４）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５．６ 上記のＺＹ３９０　１００重二部あたり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
ル七ノエチルエーテル（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ＺＹ
３９０Ｃ＾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。

実施例７〜１０、比較例５ ＡＣ８２Ｘ　　１００重量部あたり、■、５．１０およ
び２０重量部のジエチレングリコールを実施例１と同様
の方法で担持し、それぞれ吸着剤ＡＣ−０１ＤＥ、ＡＣ
−０５ＤＥ　、ＡＣ−１０ＤＥおよびＡＣ−２０ＤＥを
得た。これらの吸着剤についてメチルエチルケトンに対
する吸脱着試験を行った。

メチルエチルケトンに対する吸脱着試験は、吸着試験用
真空デシケータおよび脱離試験用の３個三角フラスコに
メタノールの代わりにメチルエチルケトンを入れた以外
は実施例１と同じ装置及び同じ手順で行った。

比較例５では八Ｃ３２Ｘを吸着剤として、メチルエチル
ケトンに対する吸脱着試験を行った。

結果を表２に示す。

表　　２ 表　　１

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）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てなる、吸着剤。
2. （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。
3. （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重量部未満担持されてなる、請求項（２）記
   載の吸着剤。
4. （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。