JPH04266838A - 低級グリコール含有作用液の処理法 - Google Patents
低級グリコール含有作用液の処理法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0093—Chemical modification
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/01—Preparation of ethers
- C07C41/34—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C41/36—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/04—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen
- C07D301/08—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase
- C07D301/10—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase with catalysts containing silver or gold
-
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- C07D301/32—Separation; Purification
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低級グリコールを含有
する作用液(operative fluid)、特
に使用した作用液から低級グリコールを再生する方法に
関する。本発明の方法は、再生低級グリコールが作用液
において再使用するのに適し得る程に十分な品質の該再
生低級グリコールを提供することができる。
する作用液(operative fluid)、特
に使用した作用液から低級グリコールを再生する方法に
関する。本発明の方法は、再生低級グリコールが作用液
において再使用するのに適し得る程に十分な品質の該再
生低級グリコールを提供することができる。
【0002】
【従来の技術】低級グリコール類、即ちモノエチレング
リコール、1,2−プロピレングリコールおよび1,3
−プロパンジオールには作用液、例えば不凍液、氷結防
止剤、熱交換液、急冷液、ブレーキ液および他の液圧液
、潤滑剤、吸収剤および溶剤としての多数の用途がある
。それ故に作用液は機能を働かせる為に使用される液体
と特徴付けられる。その機能を働かせる関係において、
これらは不純物および/または分解物を含み易い。 例えば、内燃機関の為の不凍液組成物は熱に曝されるだ
けでなく、冷却システムの種々の構造材料並びに汚れ、
漏れ易いヒートガスケットの場合には燃焼ガスおよびこ
れらの類似物に曝される。
リコール、1,2−プロピレングリコールおよび1,3
−プロパンジオールには作用液、例えば不凍液、氷結防
止剤、熱交換液、急冷液、ブレーキ液および他の液圧液
、潤滑剤、吸収剤および溶剤としての多数の用途がある
。それ故に作用液は機能を働かせる為に使用される液体
と特徴付けられる。その機能を働かせる関係において、
これらは不純物および/または分解物を含み易い。 例えば、内燃機関の為の不凍液組成物は熱に曝されるだ
けでなく、冷却システムの種々の構造材料並びに汚れ、
漏れ易いヒートガスケットの場合には燃焼ガスおよびこ
れらの類似物に曝される。
【0003】しばしば作用液はプロセス装置で用いるの
に適さしめる為に腐食防止剤、緩衝液、酸化防止剤およ
び/または他の助剤を含有している。これらの助剤は液
体を用いている間に消費されるかまたは該液体から除か
れ得る。該液体の汚染も使用中または貯蔵中に生じそし
て該液体、特に高温に曝されるものは分解することがあ
る。この分解生成物は、作用液を用いるプロセス装置中
で有害であることがある。助剤の効力を失うと共にまた
は汚れるかまたは過度の量の分解生成物が発生した時に
、作用液は意図する用途にとって容認できなく成る。 作用液が意図する用途にとって容認できなく成った時に
、該液体はしばしば捨てられてきた。これは価値ある低
級グリコールの損失を伴うだけでなく、該液体の捨て方
が環境を汚染しないことが保証されるように注意する必
要がある。場合によっは、低級グリコールは再使用する
為の作用液から回収することができる。分離法、例えば
使用した溶媒の蒸留にはエネルギーを消費することが判
っている。例えば、Chemical Abstra
cts,Vol.111(20);177607q,[
Shub等の“使用済み不凍液の利用(Utiliza
tionof Used Antifreeze)
、Khim,Teknol.Topl.Masel(8
)、16〜18(1989)の要約];米国特許第4,
225,394号明細書;Chemical Abs
tracts,Vol.101(4);25944c[
ハンガリー特許出願公告第29752号明細書、198
4年2月28日の要約];および Chemical
Abstracts,Vol.104(22);1
89629s[Wehner等の東ドイツ特許第226
557号、1985年8月28日“選択的分離プロセス
の為の溶剤再生物からの残留の処理(Processi
ng of Residues fromSol
vent Regeneration for
SelectiveSeparation Proc
esses)″の要約]参照。
に適さしめる為に腐食防止剤、緩衝液、酸化防止剤およ
び/または他の助剤を含有している。これらの助剤は液
体を用いている間に消費されるかまたは該液体から除か
れ得る。該液体の汚染も使用中または貯蔵中に生じそし
て該液体、特に高温に曝されるものは分解することがあ
る。この分解生成物は、作用液を用いるプロセス装置中
で有害であることがある。助剤の効力を失うと共にまた
は汚れるかまたは過度の量の分解生成物が発生した時に
、作用液は意図する用途にとって容認できなく成る。 作用液が意図する用途にとって容認できなく成った時に
、該液体はしばしば捨てられてきた。これは価値ある低
級グリコールの損失を伴うだけでなく、該液体の捨て方
が環境を汚染しないことが保証されるように注意する必
要がある。場合によっは、低級グリコールは再使用する
為の作用液から回収することができる。分離法、例えば
使用した溶媒の蒸留にはエネルギーを消費することが判
っている。例えば、Chemical Abstra
cts,Vol.111(20);177607q,[
Shub等の“使用済み不凍液の利用(Utiliza
tionof Used Antifreeze)
、Khim,Teknol.Topl.Masel(8
)、16〜18(1989)の要約];米国特許第4,
225,394号明細書;Chemical Abs
tracts,Vol.101(4);25944c[
ハンガリー特許出願公告第29752号明細書、198
4年2月28日の要約];および Chemical
Abstracts,Vol.104(22);1
89629s[Wehner等の東ドイツ特許第226
557号、1985年8月28日“選択的分離プロセス
の為の溶剤再生物からの残留の処理(Processi
ng of Residues fromSol
vent Regeneration for
SelectiveSeparation Proc
esses)″の要約]参照。
【0004】米国特許第4,427,507号明細書に
は、エチレンオキサイド−プラントの為のパージ水性流
からエチレングリコールを回収する電気透析システムが
開示されている。その特許権者は、“最後に、本発明の
方法は例えば自動車のグリコール/水−不凍液の再生に
おいて使用できるかもしれない(第4欄、第13〜15
行)”と記載している。
は、エチレンオキサイド−プラントの為のパージ水性流
からエチレングリコールを回収する電気透析システムが
開示されている。その特許権者は、“最後に、本発明の
方法は例えば自動車のグリコール/水−不凍液の再生に
おいて使用できるかもしれない(第4欄、第13〜15
行)”と記載している。
【0005】不凍液混合物からエチレングリコールを回
収する為に電気透析が有効であるという実施例も説明も
ない。非荷電成分、例えばコロイド状金属および有機系
不純物の分離を行うのに電気透析が無能であることを考
慮すると、不凍液混合物からグリコールを回収する有効
な手段としての電気透析の能力には問題がある。Che
mical Abstracts,Vol.104(
20);170054d[特開昭60−216,884
号公報、1985年10月30日の報告]は、ポリエス
テル繊維製造で生じる排水を処理することを提案してい
る。不凍液からエチレングリコールを回収する為に電気
透析を用いる説明も示唆も報告されていない。
収する為に電気透析が有効であるという実施例も説明も
ない。非荷電成分、例えばコロイド状金属および有機系
不純物の分離を行うのに電気透析が無能であることを考
慮すると、不凍液混合物からグリコールを回収する有効
な手段としての電気透析の能力には問題がある。Che
mical Abstracts,Vol.104(
20);170054d[特開昭60−216,884
号公報、1985年10月30日の報告]は、ポリエス
テル繊維製造で生じる排水を処理することを提案してい
る。不凍液からエチレングリコールを回収する為に電気
透析を用いる説明も示唆も報告されていない。
【0006】英国特許第1,463,324号明細書は
、エチレンオキサイド法の為の排水からエチレングリコ
ールを回収する為に半透過性隔膜を用いることを開示し
ている。デュポン(duPont)社が製造した市販の
ポリアミド隔膜は特定の隔膜および隔膜材料だけであっ
た。
、エチレンオキサイド法の為の排水からエチレングリコ
ールを回収する為に半透過性隔膜を用いることを開示し
ている。デュポン(duPont)社が製造した市販の
ポリアミド隔膜は特定の隔膜および隔膜材料だけであっ
た。
【0007】Grunwaldのチェコ特許出願87/
01681はDerwent、88−315268/4
5によって報告されており、不純物を機械的に除き、廃
棄不凍液をカチオン交換体に通しそしてエチレングリコ
ールまたはプロピレングリコールを添加することによっ
て廃棄不凍液を再生することを開示している。
01681はDerwent、88−315268/4
5によって報告されており、不純物を機械的に除き、廃
棄不凍液をカチオン交換体に通しそしてエチレングリコ
ールまたはプロピレングリコールを添加することによっ
て廃棄不凍液を再生することを開示している。
【0008】低級グリコールを回収する別の方法として
は、幾つかの用途の為の作用液体を分析し、そして適当
量の適当な助剤を作用液に添加して、分解生成物または
汚染物質の少なくとも若干の影響を助剤または反対物質
で相殺する。この操作は、大規模な工業的用途では大抵
は実質的に期待できない。分析なしでは、多すぎるかま
たは少なすぎる助剤を液体に添加するかまたは不適当な
助剤を液体に添加する危険がある。かゝる場合には、作
用液の有害な性質が十分に改善できずそして不適当な濃
度の助剤によって悪化さえし得る。更に不純物の存在は
助剤の添加によって処理できない。
は、幾つかの用途の為の作用液体を分析し、そして適当
量の適当な助剤を作用液に添加して、分解生成物または
汚染物質の少なくとも若干の影響を助剤または反対物質
で相殺する。この操作は、大規模な工業的用途では大抵
は実質的に期待できない。分析なしでは、多すぎるかま
たは少なすぎる助剤を液体に添加するかまたは不適当な
助剤を液体に添加する危険がある。かゝる場合には、作
用液の有害な性質が十分に改善できずそして不適当な濃
度の助剤によって悪化さえし得る。更に不純物の存在は
助剤の添加によって処理できない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】それ故に、有害な汚染
物質および分解生成物──いずれにしてもイオンである
──を除くことができそしていかなる助剤──活性状態
または消費された状態──も除くことができる、作用液
から低級グリコールを有効に再生することのできる方法
が要求されている。再生された低級グリコールは次いで
例えば作用液としておよび分析する必要なしに添加され
る標準的な助剤パッケージとして再使用することができ
る。有利にはこの方法は経済的であり、あまりエネルギ
ーを消費する必要がなく且つ信頼できるものでありたい
。
物質および分解生成物──いずれにしてもイオンである
──を除くことができそしていかなる助剤──活性状態
または消費された状態──も除くことができる、作用液
から低級グリコールを有効に再生することのできる方法
が要求されている。再生された低級グリコールは次いで
例えば作用液としておよび分析する必要なしに添加され
る標準的な助剤パッケージとして再使用することができ
る。有利にはこの方法は経済的であり、あまりエネルギ
ーを消費する必要がなく且つ信頼できるものでありたい
。
【0010】かゝる方法が有益であることは、熱交換液
、急冷液および吸収剤の如き工業的用途に有効であるだ
けでなく、使用した自動車用不凍液の限られた場所での
処理の如き小規模用途にも適用できることである。更に
、この方法は一時的に多量の作用液を現場で使用する例
えば飛行機および飛行場滑走路の除氷の用途に使用でき
る方法が要求されている。
、急冷液および吸収剤の如き工業的用途に有効であるだ
けでなく、使用した自動車用不凍液の限られた場所での
処理の如き小規模用途にも適用できることである。更に
、この方法は一時的に多量の作用液を現場で使用する例
えば飛行機および飛行場滑走路の除氷の用途に使用でき
る方法が要求されている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によって、作用液
から低級グリコール(モノエチレングリコール、1,2
−プロピレングリコールおよび1,3−プロパンジオー
ルの1種または複数種)を再生する方法が提供された。 この方法は、エチレングリコール並びに、非イオンの有
機系不純物およびコロイド状金属を含む汚染物から腐食
防止剤、緩衝剤、酸化防止剤およびこれらの類似物の如
き助剤をおよび沢山のグリコール分解生成物、例えば低
級グリコールの酸および若干のエステル類を有効に除く
ことができる。本発明の方法では、作用液を半透過性隔
膜の供給側と接触させそして隔膜の透過側において、高
められた純度の低級グリコールを含有する浸透液が得ら
れる。この半透過性隔膜は、(a) 20容量%の水
の回収と共に25℃および1000ポンド/平方インチ
の圧力損失(標準状態)にて3.5重量%の水溶液状態
で含まれる塩化ナトリウムの少なくとも約70%を透過
拒否することができ、(b) 標準状態のもとで10
重量%の水溶液の状態で含まれるモノエチレングリコー
ルの約30%より少く透過拒否することができ、そして
(c) 標準状態のもとで1.0重量%の水溶液の状
態で含まれる約570の平均分子量の、ノニルフェノー
ルの8モルエトキシラートの少なくとも約90重量%を
透過拒否することができることに特徴がある。従って本
発明の方法は、作用液から低級グリコールを回収するの
に有効である。逆浸透膜分離は、作用液中に存在し得る
イオン成分および非イオン成分を含む広範な種々の成分
、例えば炭化水素(油、燃料、ポリマー等);エーテル
類およびポリエーテル類(グリコールエーテル類、ポリ
エチレングリコール類、高級グリコール類、例えばテト
ラエチレングリコール類);酸類;エステル類;アミン
類;シリコーン類;塩類(ハロゲン化物、アセテート類
、燐酸塩類、硼酸塩類、珪酸塩類、等);コロイド状金
属;染料;およびこれらの類似物を除くのに有効である
。
から低級グリコール(モノエチレングリコール、1,2
−プロピレングリコールおよび1,3−プロパンジオー
ルの1種または複数種)を再生する方法が提供された。 この方法は、エチレングリコール並びに、非イオンの有
機系不純物およびコロイド状金属を含む汚染物から腐食
防止剤、緩衝剤、酸化防止剤およびこれらの類似物の如
き助剤をおよび沢山のグリコール分解生成物、例えば低
級グリコールの酸および若干のエステル類を有効に除く
ことができる。本発明の方法では、作用液を半透過性隔
膜の供給側と接触させそして隔膜の透過側において、高
められた純度の低級グリコールを含有する浸透液が得ら
れる。この半透過性隔膜は、(a) 20容量%の水
の回収と共に25℃および1000ポンド/平方インチ
の圧力損失(標準状態)にて3.5重量%の水溶液状態
で含まれる塩化ナトリウムの少なくとも約70%を透過
拒否することができ、(b) 標準状態のもとで10
重量%の水溶液の状態で含まれるモノエチレングリコー
ルの約30%より少く透過拒否することができ、そして
(c) 標準状態のもとで1.0重量%の水溶液の状
態で含まれる約570の平均分子量の、ノニルフェノー
ルの8モルエトキシラートの少なくとも約90重量%を
透過拒否することができることに特徴がある。従って本
発明の方法は、作用液から低級グリコールを回収するの
に有効である。逆浸透膜分離は、作用液中に存在し得る
イオン成分および非イオン成分を含む広範な種々の成分
、例えば炭化水素(油、燃料、ポリマー等);エーテル
類およびポリエーテル類(グリコールエーテル類、ポリ
エチレングリコール類、高級グリコール類、例えばテト
ラエチレングリコール類);酸類;エステル類;アミン
類;シリコーン類;塩類(ハロゲン化物、アセテート類
、燐酸塩類、硼酸塩類、珪酸塩類、等);コロイド状金
属;染料;およびこれらの類似物を除くのに有効である
。
【0012】本発明の有利な実施形態においては、使用
済み溶剤または作用液体中の低級グリコールの少なくと
も約20重量%が隔膜を透過するように運転する。しば
しば透過液の電導率は隔膜と接触する以前の使用済み溶
剤または作用液の導電率の約50%より小さい。
済み溶剤または作用液体中の低級グリコールの少なくと
も約20重量%が隔膜を透過するように運転する。しば
しば透過液の電導率は隔膜と接触する以前の使用済み溶
剤または作用液の導電率の約50%より小さい。
【0013】本発明の別の有利な実施形態においては、
隔膜が懸垂アニオン基を持つポリマーより成る。アニオ
ン基には、カルボキシル基、スルホン基、スルフィン基
、ホスホン基、ホスフィン基等の一種または複数種が含
まれているが、これらに制限されない。しばしばアニオ
ン基は、隔膜のイオン交換容量が乾燥ポリマー1g当た
り約0.01〜約3ミリ当量、好ましくは約0.5〜約
2ミリ当量であるような濃度で存在している。
隔膜が懸垂アニオン基を持つポリマーより成る。アニオ
ン基には、カルボキシル基、スルホン基、スルフィン基
、ホスホン基、ホスフィン基等の一種または複数種が含
まれているが、これらに制限されない。しばしばアニオ
ン基は、隔膜のイオン交換容量が乾燥ポリマー1g当た
り約0.01〜約3ミリ当量、好ましくは約0.5〜約
2ミリ当量であるような濃度で存在している。
【0014】本発明の別の有利な実施形態においては、
隔膜はポリスルホンより成り、最も有利にはスルホン化
したポリスルホンより成る。本発明の実施形態において
は、低級グリコールによる有害な作用を受ける隔膜を、
半透過性隔膜の供給側において、隔膜に危険な影響を及
ぼす低級グリコール濃度より下の濃度──即ち、隔膜の
供給側への液体の体積を基準としてしばしば約80容量
%以下──を維持することによって用いることができる
。本発明のこの実施形態においては、隔膜が過度に危険
な影響を受けないことを保証するのに十分な希釈剤、例
えば水を隔膜の供給側において使用済み溶剤または作用
液に供給するのがしばしば好都合である。
隔膜はポリスルホンより成り、最も有利にはスルホン化
したポリスルホンより成る。本発明の実施形態において
は、低級グリコールによる有害な作用を受ける隔膜を、
半透過性隔膜の供給側において、隔膜に危険な影響を及
ぼす低級グリコール濃度より下の濃度──即ち、隔膜の
供給側への液体の体積を基準としてしばしば約80容量
%以下──を維持することによって用いることができる
。本発明のこの実施形態においては、隔膜が過度に危険
な影響を受けないことを保証するのに十分な希釈剤、例
えば水を隔膜の供給側において使用済み溶剤または作用
液に供給するのがしばしば好都合である。
【0015】本発明の別の実施形態においては、液体を
分離する為の隔膜の安定性、特に懸垂アニオン基を持つ
隔膜の安定性を、周期的にまたは連続的に安定化量の二
価または多価カチオン、好ましくは二価カチオン、特に
アルカリ土類金属カチオンと隔膜に接触させることによ
って向上する。安定化カチオンは、安定化作用を達成し
得るように膜と接触させる為に媒体中に十分に溶解含有
されているベきである。しばしば溶液を処理する隔膜は
、処理する塩に関して少なくとも約0.01規定度であ
り、そして塩の濃度は処理条件のもとで飽和濃度より小
さく、しばしば該溶液は約0.1〜2規定度である。
分離する為の隔膜の安定性、特に懸垂アニオン基を持つ
隔膜の安定性を、周期的にまたは連続的に安定化量の二
価または多価カチオン、好ましくは二価カチオン、特に
アルカリ土類金属カチオンと隔膜に接触させることによ
って向上する。安定化カチオンは、安定化作用を達成し
得るように膜と接触させる為に媒体中に十分に溶解含有
されているベきである。しばしば溶液を処理する隔膜は
、処理する塩に関して少なくとも約0.01規定度であ
り、そして塩の濃度は処理条件のもとで飽和濃度より小
さく、しばしば該溶液は約0.1〜2規定度である。
【0016】低級グリコールを再生することが要求され
る低級グリコール含有作用液の例には、自動車および固
定水冷エンジン、例えば自動車、トラック、バスの為の
それおよび発電機の不凍液組成物、除氷剤、熱伝達液、
例えば定置エンジン系の為のそれ、急冷液、例えば溶融
金属の為の急冷液、液圧液、潤滑剤、吸収剤、特に再生
可能な吸収剤および溶剤がある。低級グリコールの溶剤
用途には薬学的および他の化学的および生物化学的プロ
セスがある。
る低級グリコール含有作用液の例には、自動車および固
定水冷エンジン、例えば自動車、トラック、バスの為の
それおよび発電機の不凍液組成物、除氷剤、熱伝達液、
例えば定置エンジン系の為のそれ、急冷液、例えば溶融
金属の為の急冷液、液圧液、潤滑剤、吸収剤、特に再生
可能な吸収剤および溶剤がある。低級グリコールの溶剤
用途には薬学的および他の化学的および生物化学的プロ
セスがある。
【0017】作用液はしばしば金属または他の潜在的被
腐食性表面に接触する。それ故に腐食防止剤が液体中に
しばしば含まれている。腐食防止剤には燐酸塩類、硼酸
塩類、珪酸塩類、タングステン酸塩類、モリブデン酸塩
類、安息香酸塩類、亜硝酸塩類、ベンゾトリアゾール類
、トリルトリアゾール類、メルカプトベンゾチアゾール
類、亜ヒ素酸塩類およびこれらの類似物が含まれる。 緩衝剤、例えば約7.5〜9.0のpHとする為の緩衝
剤も、腐食防止剤の性能を向上させる為におよびエチレ
ングリコールの代表的な酸性分解生成物を中和する為に
しばしば存在している。酸化防止剤、消泡剤および界面
活性剤も作用液中に存在していてもよい。しばしば助剤
は液体を使用する間に消費されるかまたは作用液から例
えば蒸発によってまたは作用液が接触する製品、例えば
急冷浴から取り出される冷却された金属と選択的に接触
することによって除かれる。
腐食性表面に接触する。それ故に腐食防止剤が液体中に
しばしば含まれている。腐食防止剤には燐酸塩類、硼酸
塩類、珪酸塩類、タングステン酸塩類、モリブデン酸塩
類、安息香酸塩類、亜硝酸塩類、ベンゾトリアゾール類
、トリルトリアゾール類、メルカプトベンゾチアゾール
類、亜ヒ素酸塩類およびこれらの類似物が含まれる。 緩衝剤、例えば約7.5〜9.0のpHとする為の緩衝
剤も、腐食防止剤の性能を向上させる為におよびエチレ
ングリコールの代表的な酸性分解生成物を中和する為に
しばしば存在している。酸化防止剤、消泡剤および界面
活性剤も作用液中に存在していてもよい。しばしば助剤
は液体を使用する間に消費されるかまたは作用液から例
えば蒸発によってまたは作用液が接触する製品、例えば
急冷浴から取り出される冷却された金属と選択的に接触
することによって除かれる。
【0018】作用液中の汚染物質は、閉じられたループ
状熱伝達系において物質と接触することによって入り込
み得るもの、例えば金属分解物および摩耗物質──その
中には、例えば内燃機関において漏れ易いシールを通っ
て侵入するもの──、除氷液を含む土壌汚染物質の如き
、作用液に接触する物質の上に存在し得るようなものま
で非常に広範囲である。それ故に汚染物質は有機系また
は無機系であり得る。代表的な分解生成物には、エステ
ル類および酸類、例えばエチレングリコール−ジアセテ
ート、エチレングリコールモノアセテート、酢酸および
、エチレングリコールをベースとする作用液についての
これら類似物およびプロピレングリコールをベースとす
る液体についての同属の生成物が含まれる。
状熱伝達系において物質と接触することによって入り込
み得るもの、例えば金属分解物および摩耗物質──その
中には、例えば内燃機関において漏れ易いシールを通っ
て侵入するもの──、除氷液を含む土壌汚染物質の如き
、作用液に接触する物質の上に存在し得るようなものま
で非常に広範囲である。それ故に汚染物質は有機系また
は無機系であり得る。代表的な分解生成物には、エステ
ル類および酸類、例えばエチレングリコール−ジアセテ
ート、エチレングリコールモノアセテート、酢酸および
、エチレングリコールをベースとする作用液についての
これら類似物およびプロピレングリコールをベースとす
る液体についての同属の生成物が含まれる。
【0019】本発明によれば、作用液は半透過性隔膜の
透過側に低級グリコールが透過するのに十分な逆浸透圧
条件のもとで該隔膜の供給側と接触する。水が存在する
場合には、水の少なくとも一部分が低級グリコールと一
緒に透過する。しかしながら隔膜は、供給流から除く必
要のある物質の十分な割合を透過拒否するので、増加し
た純度の透過液が得られる。所望の純度増加を得る為に
、隔膜が標準状態のもとで、3.5重量%濃度水溶液の
状態で塩化ナトリウムの少なくとも約70%を透過拒否
することができる。しばしばこの透過拒否は約90〜9
9.9%、殊に約90〜99.5%である。ここで用い
る透過拒否率は(i)供給液中の成分の濃度の量から透
過液中のその成分の濃度を引き、これを(ii)供給液
中の成分の濃度で割った商を意味する。隔膜はまた作用
液中の有機系成分に関して適当な選択的分離性を示すべ
きである。約570の平均分子量(重量平均分子量)を
有するノニルフェノールのエトキシレートの透過拒否率
は、標準状態のもとで1.0重量%の水溶液の状態で含
まれている場合に、少なくとも約90重量%、好ましく
は少なくとも約95重量%、しばしば約97〜99.9
重量%である。このエトキシラートはノニルフェノール
を接触的にエトキシル化ることによって製造され、それ
故にエトキシラートの混合物として存在している。適す
るノニルフェノール−エトキシラートはUnion
Carbide Chemicalsand P1
astics Campany Inc.、米国、
コネチカット、ダブリンからNP−8として入手できる
。
透過側に低級グリコールが透過するのに十分な逆浸透圧
条件のもとで該隔膜の供給側と接触する。水が存在する
場合には、水の少なくとも一部分が低級グリコールと一
緒に透過する。しかしながら隔膜は、供給流から除く必
要のある物質の十分な割合を透過拒否するので、増加し
た純度の透過液が得られる。所望の純度増加を得る為に
、隔膜が標準状態のもとで、3.5重量%濃度水溶液の
状態で塩化ナトリウムの少なくとも約70%を透過拒否
することができる。しばしばこの透過拒否は約90〜9
9.9%、殊に約90〜99.5%である。ここで用い
る透過拒否率は(i)供給液中の成分の濃度の量から透
過液中のその成分の濃度を引き、これを(ii)供給液
中の成分の濃度で割った商を意味する。隔膜はまた作用
液中の有機系成分に関して適当な選択的分離性を示すべ
きである。約570の平均分子量(重量平均分子量)を
有するノニルフェノールのエトキシレートの透過拒否率
は、標準状態のもとで1.0重量%の水溶液の状態で含
まれている場合に、少なくとも約90重量%、好ましく
は少なくとも約95重量%、しばしば約97〜99.9
重量%である。このエトキシラートはノニルフェノール
を接触的にエトキシル化ることによって製造され、それ
故にエトキシラートの混合物として存在している。適す
るノニルフェノール−エトキシラートはUnion
Carbide Chemicalsand P1
astics Campany Inc.、米国、
コネチカット、ダブリンからNP−8として入手できる
。
【0020】本発明に従う用途で運転可能で且つ期待で
きる隔膜が、標準状態について説明した様な1平方イン
チ当たり1000ポンドの圧力損失に耐えることができ
ないことがあるとが認められる。かゝる場合には、隔膜
を越えての圧力損失が1平方インチ当たり200ポンド
をもたらす択一的な標準状態を用いる。かゝる択一的な
標準状態のもとでは、塩化ナトリウムの透過拒否率を測
定する塩化ナトリウム濃度は3.5重量%の替わりに百
万重量部当たり1100重量部である。他の全ての試験
条件は同じである。
きる隔膜が、標準状態について説明した様な1平方イン
チ当たり1000ポンドの圧力損失に耐えることができ
ないことがあるとが認められる。かゝる場合には、隔膜
を越えての圧力損失が1平方インチ当たり200ポンド
をもたらす択一的な標準状態を用いる。かゝる択一的な
標準状態のもとでは、塩化ナトリウムの透過拒否率を測
定する塩化ナトリウム濃度は3.5重量%の替わりに百
万重量部当たり1100重量部である。他の全ての試験
条件は同じである。
【0021】望ましくは、半透過性隔膜が低級グリコー
ルを回収するのに適する分離特性を示すだけでなく、該
隔膜が分離プロセスの間に隔膜が過度に危険な影響を受
けない程に低級グリコールに対して十分な耐薬品性を有
するべきである。低級グリコールの強い溶解特性の為に
、若干のポリマー製膜は低級グリコールとの接触により
有害な影響を受ける。本発明の実施形態によれば、有利
な隔膜構造、ポリマー組成物および/または運転法を低
級グリコールを回収する為に隔膜を用いる運転性を向上
させる為に使用できる。
ルを回収するのに適する分離特性を示すだけでなく、該
隔膜が分離プロセスの間に隔膜が過度に危険な影響を受
けない程に低級グリコールに対して十分な耐薬品性を有
するべきである。低級グリコールの強い溶解特性の為に
、若干のポリマー製膜は低級グリコールとの接触により
有害な影響を受ける。本発明の実施形態によれば、有利
な隔膜構造、ポリマー組成物および/または運転法を低
級グリコールを回収する為に隔膜を用いる運転性を向上
させる為に使用できる。
【0022】複合隔膜が特に有利な隔膜構造である。複
合隔膜は多孔質の支持体の上に薄い隔膜被覆を設けた構
成である。多孔質支持体は、必要とされる分離特性でな
く所望の強度および耐薬品性を有する材料から製造でき
る。使用でき得る別の種類の隔膜構造物は、隔膜構造物
内に二種類の異なった形態学的領域が存在することに特
徴のある単一の透過性隔膜で実質系に構成される異方性
または非対称性隔膜である。一つの領域は液体混合物の
一つの成分を選択的に透過することのできる薄く比較的
に緻密な半透過性隔膜より成る。他の領域は、加圧下に
半透過性隔膜の薄い膜領域が壊れないように支持して助
ける、余り緻密でない非選択性の多孔質域より成る。
合隔膜は多孔質の支持体の上に薄い隔膜被覆を設けた構
成である。多孔質支持体は、必要とされる分離特性でな
く所望の強度および耐薬品性を有する材料から製造でき
る。使用でき得る別の種類の隔膜構造物は、隔膜構造物
内に二種類の異なった形態学的領域が存在することに特
徴のある単一の透過性隔膜で実質系に構成される異方性
または非対称性隔膜である。一つの領域は液体混合物の
一つの成分を選択的に透過することのできる薄く比較的
に緻密な半透過性隔膜より成る。他の領域は、加圧下に
半透過性隔膜の薄い膜領域が壊れないように支持して助
ける、余り緻密でない非選択性の多孔質域より成る。
【0023】隔膜は色々な形状で製造できそして種々の
組合せで製造できる。例えば(1)フィルタープレスに
類似した一般的な板およびフレームの構造物で支持され
ていてもよい平らなシート状物;(2)隔膜と間隔を持
たせるスペーサー材を用いて螺旋状に巻いた平らなシー
ト状物およびその巻いた隔膜の一方の側で隔膜の反対側
へ供給液の通過を許す螺旋状チャンネルを提供する為に
密封されたアセンブリー;(3)補強された組物(br
aid)の内面を裏張してあるチューブ状物、その組物
自体は時々比較的大きなチューブ状物の一つの成分であ
る;または(4)隔膜を液状の供給混合物が透過するこ
とにより中空繊維の外側面の上の流れを中空繊維の孔の
中のあらゆる流れと分離することを保証するように、末
端開放状態で中空繊維をヘッダープレート(heade
r plates)中に組織化または密封する。
組合せで製造できる。例えば(1)フィルタープレスに
類似した一般的な板およびフレームの構造物で支持され
ていてもよい平らなシート状物;(2)隔膜と間隔を持
たせるスペーサー材を用いて螺旋状に巻いた平らなシー
ト状物およびその巻いた隔膜の一方の側で隔膜の反対側
へ供給液の通過を許す螺旋状チャンネルを提供する為に
密封されたアセンブリー;(3)補強された組物(br
aid)の内面を裏張してあるチューブ状物、その組物
自体は時々比較的大きなチューブ状物の一つの成分であ
る;または(4)隔膜を液状の供給混合物が透過するこ
とにより中空繊維の外側面の上の流れを中空繊維の孔の
中のあらゆる流れと分離することを保証するように、末
端開放状態で中空繊維をヘッダープレート(heade
r plates)中に組織化または密封する。
【0024】中空繊維膜はしばしば本発明の方法で使用
される。しばしば中空繊維は約20〜1,000ミクロ
ン、一般に約50〜500ミクロンの外径を有しそして
少なくとも約5ミクロンの厚さの壁、一般に約50〜約
450ミクロンの厚さの壁を有している。幾つかの中空
繊維の壁の厚さは約200または300ミクロンまでで
ある。隔膜被覆物は約0.01〜約10ミクロンの範囲
の厚さを有していてもよく、好ましくは約0.05〜約
2ミクロンの厚さを有している。中空繊維を通る所望の
流れを提供する為には、少なくとも約50ミクロンの厚
さの壁を持つかゝる中空繊維を用いるのが好ましく、こ
の中空繊維は著しい空隙容積を有していてもよい。空隙
は、中空繊維の材料のない中空繊維の壁の中の域である
。しばしば空隙が望まれる場合には、中空繊維の空隙容
積は表面容積──即ち、中空繊維の総寸法内に含まれる
容積──を基準として約90%まで、一般に約10〜8
0%、しばしば約20または30〜70%である。複合
隔膜の異方性隔膜内の緻密層または隔膜被覆層は比較的
に薄く、適当な透過流速を可能とする。緻密層または隔
膜被覆物──かゝる場合もあり得る──の厚さはしばし
ば約0.01〜約10ミクロン、好ましくは約0.05
〜約2ミクロンである。
される。しばしば中空繊維は約20〜1,000ミクロ
ン、一般に約50〜500ミクロンの外径を有しそして
少なくとも約5ミクロンの厚さの壁、一般に約50〜約
450ミクロンの厚さの壁を有している。幾つかの中空
繊維の壁の厚さは約200または300ミクロンまでで
ある。隔膜被覆物は約0.01〜約10ミクロンの範囲
の厚さを有していてもよく、好ましくは約0.05〜約
2ミクロンの厚さを有している。中空繊維を通る所望の
流れを提供する為には、少なくとも約50ミクロンの厚
さの壁を持つかゝる中空繊維を用いるのが好ましく、こ
の中空繊維は著しい空隙容積を有していてもよい。空隙
は、中空繊維の材料のない中空繊維の壁の中の域である
。しばしば空隙が望まれる場合には、中空繊維の空隙容
積は表面容積──即ち、中空繊維の総寸法内に含まれる
容積──を基準として約90%まで、一般に約10〜8
0%、しばしば約20または30〜70%である。複合
隔膜の異方性隔膜内の緻密層または隔膜被覆層は比較的
に薄く、適当な透過流速を可能とする。緻密層または隔
膜被覆物──かゝる場合もあり得る──の厚さはしばし
ば約0.01〜約10ミクロン、好ましくは約0.05
〜約2ミクロンである。
【0025】上記の説明は中空繊維隔膜に向けられてい
たけれども、フィルム状膜もしばしば構造的特徴を持ち
得る。
たけれども、フィルム状膜もしばしば構造的特徴を持ち
得る。
【0026】隔膜の為に用いられる材料は天然のまたは
合成の固体物質であり得る。隔膜の為の材料の選択は、
隔膜の耐熱性および/または機械的強度、並びに本発明
の分離法および隔膜が委ねられる運転条件によって指示
される別のファクターに基づくことがある。用いる材料
は、多孔質の支持層であるかどうかにかかわらず、消費
される溶剤または作用液中の成分の各々に対して十分な
耐薬品性を有しているべきである。
合成の固体物質であり得る。隔膜の為の材料の選択は、
隔膜の耐熱性および/または機械的強度、並びに本発明
の分離法および隔膜が委ねられる運転条件によって指示
される別のファクターに基づくことがある。用いる材料
は、多孔質の支持層であるかどうかにかかわらず、消費
される溶剤または作用液中の成分の各々に対して十分な
耐薬品性を有しているべきである。
【0027】隔膜の成分は無機材料、例えばガラス、セ
ラミック、焼結金属、またはこれらの類似物(特に支持
体として)、または有機材料、即ちポリマーより成り得
る。ポリマーの場合、隔膜を提供する何らかの適当な方
法で製造することのできる付加−および縮合ポリマーの
両方が含まれる。一般的な有機系ポリマー、または無機
材料(例えばフィラー)とブレンドされていてもよい有
機ポリマーが隔膜の製造に使用される。代表的なポリマ
ーは置換されたポリマーでも非置換のポリマーでもよく
、ポリスルホン類、例えばビスフェノールA−ポリスル
ホン(Amoco Performance Pr
oducts Inc.によって“Udel”の商品
名で市販されている)またはポリエーテルースルホン(
Imperial Chemical Indus
trisesによって“Victrex”の商品名で市
販されている);ポリアクリロニトリル類;ポリエーテ
ル類;ポリアミド類;ポリイミド類;セルロース誘導体
;ポリ(アリーレンオキサイド)、例えばポリ(フェニ
レンオキサイド);ポリエーテルケトン類;ポリスルフ
ィッド類;上記以外のα−オレフィン系不飽和のモノマ
ーから製造されるポリマー、例えばポリ(エチレン)、
ポリ(プロピレン)、ポリ(ブテン−1)、ポリ(4−
メチル−1−ペンテン、ポリビニル類、例えばポリ(ビ
ニルクロライド)、ポリ(ビニルフルオライド)、ポリ
(ビニリデンクロライド)、ポリ(ビニリデンフルオラ
イド)およびこれらの類似物から選択できる。
ラミック、焼結金属、またはこれらの類似物(特に支持
体として)、または有機材料、即ちポリマーより成り得
る。ポリマーの場合、隔膜を提供する何らかの適当な方
法で製造することのできる付加−および縮合ポリマーの
両方が含まれる。一般的な有機系ポリマー、または無機
材料(例えばフィラー)とブレンドされていてもよい有
機ポリマーが隔膜の製造に使用される。代表的なポリマ
ーは置換されたポリマーでも非置換のポリマーでもよく
、ポリスルホン類、例えばビスフェノールA−ポリスル
ホン(Amoco Performance Pr
oducts Inc.によって“Udel”の商品
名で市販されている)またはポリエーテルースルホン(
Imperial Chemical Indus
trisesによって“Victrex”の商品名で市
販されている);ポリアクリロニトリル類;ポリエーテ
ル類;ポリアミド類;ポリイミド類;セルロース誘導体
;ポリ(アリーレンオキサイド)、例えばポリ(フェニ
レンオキサイド);ポリエーテルケトン類;ポリスルフ
ィッド類;上記以外のα−オレフィン系不飽和のモノマ
ーから製造されるポリマー、例えばポリ(エチレン)、
ポリ(プロピレン)、ポリ(ブテン−1)、ポリ(4−
メチル−1−ペンテン、ポリビニル類、例えばポリ(ビ
ニルクロライド)、ポリ(ビニルフルオライド)、ポリ
(ビニリデンクロライド)、ポリ(ビニリデンフルオラ
イド)およびこれらの類似物から選択できる。
【0028】上述の材料は複合隔膜の為に支持物質に使
用してもよいしまたは基体または隔膜被覆層にも使用で
きる。ポリスルホンまたはポリイミドから製造された基
体が特に有利である。
用してもよいしまたは基体または隔膜被覆層にも使用で
きる。ポリスルホンまたはポリイミドから製造された基
体が特に有利である。
【0029】多孔質ポリスルホンまたは他の材料の基体
は慣用の技術によって製造できる。例えば、中空繊維は
一般に所望の繊維用ポリマーのドープ組成物から紡糸し
、急冷し、洗浄しそして乾燥する。Cabasso等に
よってJournal ofApplied Po
lymer Science、第23巻、1509〜
1525(1979)の“Composite Ho
llow Fiber Membranes(複合
中空繊維隔膜)”およびNational Tech
nical Information Servi
ce、U.S.Department of Co
mmerce Publication PB
248,666によって1975年7月に配布されたG
ulf South ResarchInstit
uteの“Research and Devel
opmentof NS−1 and Rela
ted Polysulfone Hollow
Fibers for Reverse Os
mosis Desalination of
Seawater”に開示されている様に、ポリスルホ
ン中空繊維は好ましくは40〜52重量%の総ポリマー
濃度の溶液状態で、ポリスルホン/ポリ(ビニルピロリ
ドン)比比1.5:2.0のポリスルホン、ポリ(ビニ
ルピロリドン)およびジメチルアセトアミドの三成分溶
液から紡糸することができる。周知のチューブ・イン・
チューブ・ジェット技術は、繊維の為の好ましい外側急
冷媒体である約21℃の水を用いる紡糸操作に適してい
ると記載されている。繊維の中心の急冷媒体はしばしば
空気である。急冷に続いて一般には、繊維を約50〜6
0℃の温水での洗浄を行う。かゝる洗浄に続いて、中空
繊維を、隔膜被覆物で被覆して所望の複合隔膜を形成す
る以前に乾燥する。この目的の為には、ポリスルホン中
空繊維を一般に、適当な期間の間、熱気乾燥カラムに通
すことによって乾燥する。
は慣用の技術によって製造できる。例えば、中空繊維は
一般に所望の繊維用ポリマーのドープ組成物から紡糸し
、急冷し、洗浄しそして乾燥する。Cabasso等に
よってJournal ofApplied Po
lymer Science、第23巻、1509〜
1525(1979)の“Composite Ho
llow Fiber Membranes(複合
中空繊維隔膜)”およびNational Tech
nical Information Servi
ce、U.S.Department of Co
mmerce Publication PB
248,666によって1975年7月に配布されたG
ulf South ResarchInstit
uteの“Research and Devel
opmentof NS−1 and Rela
ted Polysulfone Hollow
Fibers for Reverse Os
mosis Desalination of
Seawater”に開示されている様に、ポリスルホ
ン中空繊維は好ましくは40〜52重量%の総ポリマー
濃度の溶液状態で、ポリスルホン/ポリ(ビニルピロリ
ドン)比比1.5:2.0のポリスルホン、ポリ(ビニ
ルピロリドン)およびジメチルアセトアミドの三成分溶
液から紡糸することができる。周知のチューブ・イン・
チューブ・ジェット技術は、繊維の為の好ましい外側急
冷媒体である約21℃の水を用いる紡糸操作に適してい
ると記載されている。繊維の中心の急冷媒体はしばしば
空気である。急冷に続いて一般には、繊維を約50〜6
0℃の温水での洗浄を行う。かゝる洗浄に続いて、中空
繊維を、隔膜被覆物で被覆して所望の複合隔膜を形成す
る以前に乾燥する。この目的の為には、ポリスルホン中
空繊維を一般に、適当な期間の間、熱気乾燥カラムに通
すことによって乾燥する。
【0030】中空繊維基体は一般に実質的に多孔質であ
りそしてその面積の広さおよび嵩空隙率がそれの製造で
用いたドライ/ウエット、ウエット、ドライまたは溶融
押出成形技術に影響される。更に中空繊維の空隙度は溶
剤徐冷−または高温徐冷技術によって変更し得る。多孔
質化発煙性添加物を隔膜基体および/または被覆層を製
造する時に使用してもよい。多孔質化発煙性添加物(p
ore−fumingadditives)は、隔膜を
製造するポリマー溶液中に混入してもよい。しばしば多
孔質化発煙性添加物には溶液の約30〜40重量%より
多く含まない。多孔質化発煙性添加物として使用できる
物質は低分子量有機酸および低分子量の二価および多価
アルコール、例えば46〜150または200の分子量
のそれらが含まれる。好ましい多孔質化発煙性添加物は
ジエチレングリコールおよびグリセリンを含む。複合隔
膜の為の隔膜被覆層は多孔質支持層と接触状態にある実
質的に中断されていない隔膜層の状態存在する。
りそしてその面積の広さおよび嵩空隙率がそれの製造で
用いたドライ/ウエット、ウエット、ドライまたは溶融
押出成形技術に影響される。更に中空繊維の空隙度は溶
剤徐冷−または高温徐冷技術によって変更し得る。多孔
質化発煙性添加物を隔膜基体および/または被覆層を製
造する時に使用してもよい。多孔質化発煙性添加物(p
ore−fumingadditives)は、隔膜を
製造するポリマー溶液中に混入してもよい。しばしば多
孔質化発煙性添加物には溶液の約30〜40重量%より
多く含まない。多孔質化発煙性添加物として使用できる
物質は低分子量有機酸および低分子量の二価および多価
アルコール、例えば46〜150または200の分子量
のそれらが含まれる。好ましい多孔質化発煙性添加物は
ジエチレングリコールおよびグリセリンを含む。複合隔
膜の為の隔膜被覆層は多孔質支持層と接触状態にある実
質的に中断されていない隔膜層の状態存在する。
【0031】隔膜被覆物の為の有利な材料には、制限が
ないが、界面重縮合ポリマー、例えばポリアミド類、例
えば米国特許第4,277,344号明細書および同第
4,830,885号明細書に開示されているものが含
まれ得る(これらの文献に記載された内容をここに引用
したことにする)。
ないが、界面重縮合ポリマー、例えばポリアミド類、例
えば米国特許第4,277,344号明細書および同第
4,830,885号明細書に開示されているものが含
まれ得る(これらの文献に記載された内容をここに引用
したことにする)。
【0032】隔膜被覆物の為の有利な材料には懸垂アニ
オン基を持つポリマーも含まれる。しばしばアニオン基
は、隔膜の交換能力が1gの乾燥ポリマー当たり約0.
01〜約3ミリ当量の濃度で、好ましくは1gの乾燥ポ
リマー当たり約0.5〜約2ミリ当量の濃度で存在して
いる。
オン基を持つポリマーも含まれる。しばしばアニオン基
は、隔膜の交換能力が1gの乾燥ポリマー当たり約0.
01〜約3ミリ当量の濃度で、好ましくは1gの乾燥ポ
リマー当たり約0.5〜約2ミリ当量の濃度で存在して
いる。
【0033】最も有利には、スルホン化ポリスルホンを
複合隔膜の為の隔膜被覆材料として利用する。かゝるス
ルホン化ポリスルホン類は、例えば米国特許第3,70
9,841号明細書、同第4,054,707号明細書
、同第4,207,182号明細書、ヨーロッパ特許出
願第0,202,849号明細書および同第0,165
,077号明細書に記載されている(これら文献に記載
された内容をここに引用したことにする)。スルホン化
ポリスルホン類はJournal of Appl
ied Polymer Science、第20
巻、第1885〜1903頁(1976)のA.Nos
hay等の“Sulfonated Polysul
fone”にも記載されている(この文献に記載された
内容をここに引用したことにする)。スルホン化ポリア
リールエーテルースルホンおよびスルホン化ポリエーテ
ルエーテルースルホン類およびそれらから製造される逆
浸透圧隔膜は米国特許第4,414,368号明細書、
同第4,508,852号明細書、同第4,268,6
50号明細書および同第4,273,903号明細書に
記載されている(これら文献に記載された内容をここに
引用したことにする)。スルホン化ポリエーテルケトン
類およびその塩の製造方法はXigao Jin等に
よって“British Polymer Jou
rnal”、第17巻、第4〜10頁(1985)に見
ることができる。スルホン化ポリエーテルーケトン類か
らの非対称スルホン化ポリエーテルーケトン逆浸透圧隔
膜の製法は米国特許第4,714,725号明細書に記
載されている(この文献に記載された内容をここに引用
したことにする)。
複合隔膜の為の隔膜被覆材料として利用する。かゝるス
ルホン化ポリスルホン類は、例えば米国特許第3,70
9,841号明細書、同第4,054,707号明細書
、同第4,207,182号明細書、ヨーロッパ特許出
願第0,202,849号明細書および同第0,165
,077号明細書に記載されている(これら文献に記載
された内容をここに引用したことにする)。スルホン化
ポリスルホン類はJournal of Appl
ied Polymer Science、第20
巻、第1885〜1903頁(1976)のA.Nos
hay等の“Sulfonated Polysul
fone”にも記載されている(この文献に記載された
内容をここに引用したことにする)。スルホン化ポリア
リールエーテルースルホンおよびスルホン化ポリエーテ
ルエーテルースルホン類およびそれらから製造される逆
浸透圧隔膜は米国特許第4,414,368号明細書、
同第4,508,852号明細書、同第4,268,6
50号明細書および同第4,273,903号明細書に
記載されている(これら文献に記載された内容をここに
引用したことにする)。スルホン化ポリエーテルケトン
類およびその塩の製造方法はXigao Jin等に
よって“British Polymer Jou
rnal”、第17巻、第4〜10頁(1985)に見
ることができる。スルホン化ポリエーテルーケトン類か
らの非対称スルホン化ポリエーテルーケトン逆浸透圧隔
膜の製法は米国特許第4,714,725号明細書に記
載されている(この文献に記載された内容をここに引用
したことにする)。
【0034】芳香族環の一つに少なくとも一つのスルホ
ン酸基を持つポリエーテルスルホンは、本発明で使用で
きる一種以上の共通のスルホン化ポリスルホン類である
。スルホン化ビスフェノールAポリスルホンは、複合隔
膜の為の分離層に対する被覆物として特に適している。
ン酸基を持つポリエーテルスルホンは、本発明で使用で
きる一種以上の共通のスルホン化ポリスルホン類である
。スルホン化ビスフェノールAポリスルホンは、複合隔
膜の為の分離層に対する被覆物として特に適している。
【0035】ポリスルホンのスルホン化は、例えば米国
特許第3,709,841号明細書に記載されている方
法で実施することができる。適するスルホン化剤には有
利なスルホン化剤であるクロロスルホン酸(ClSO3
H)が含まれる。しかしながら例えば三酸化硫黄および
それと、電子供与原子として酸素を含むルイス塩基との
付加生成物を用いることも可能であり、硫酸および発煙
硫酸も使用できる。スルホン化反応は一般に−50℃〜
+80℃、好ましくは−10℃〜+35℃にて、スルホ
ン化反応に対して不活性である、ポリアリールエーテル
ースルホンの為の溶剤中に溶解した状態で実施する。ハ
ロゲン化炭化水素、特にメチレンクロライド、1,2−
ジクロロエタンおよび1,1,2,2−テトラクロロエ
タンが適する溶剤である。
特許第3,709,841号明細書に記載されている方
法で実施することができる。適するスルホン化剤には有
利なスルホン化剤であるクロロスルホン酸(ClSO3
H)が含まれる。しかしながら例えば三酸化硫黄および
それと、電子供与原子として酸素を含むルイス塩基との
付加生成物を用いることも可能であり、硫酸および発煙
硫酸も使用できる。スルホン化反応は一般に−50℃〜
+80℃、好ましくは−10℃〜+35℃にて、スルホ
ン化反応に対して不活性である、ポリアリールエーテル
ースルホンの為の溶剤中に溶解した状態で実施する。ハ
ロゲン化炭化水素、特にメチレンクロライド、1,2−
ジクロロエタンおよび1,1,2,2−テトラクロロエ
タンが適する溶剤である。
【0036】用いられるスルホン化剤の量は一般に、ス
ルホン化剤の硫黄原子の数と非スルホン化ポリアリール
ーエーテルースルホンの硫黄原子との比が約0.3〜約
6、好ましくは約1.2〜4である程度である。非スル
ホン化ポリアリールーエーテルースルホンに固定するこ
とのできるスルホン基の正確な数は勿論、スルホン化条
件、特に温度、反応時間および試薬の濃度を調節するこ
とによって変更できる。生じたスルホン化ポリアリール
−エーテル−スルホンは、例えば米国特許第3,709
,841号明細書または同第3,875,096号明細
書に記載された方法によって単離できる。
ルホン化剤の硫黄原子の数と非スルホン化ポリアリール
ーエーテルースルホンの硫黄原子との比が約0.3〜約
6、好ましくは約1.2〜4である程度である。非スル
ホン化ポリアリールーエーテルースルホンに固定するこ
とのできるスルホン基の正確な数は勿論、スルホン化条
件、特に温度、反応時間および試薬の濃度を調節するこ
とによって変更できる。生じたスルホン化ポリアリール
−エーテル−スルホンは、例えば米国特許第3,709
,841号明細書または同第3,875,096号明細
書に記載された方法によって単離できる。
【0037】スルホン化ポリスルホンの製法および単離
の別の方法は、かゝるスルホン化ポリスルホン類を製造
する為に選択採用できる。
の別の方法は、かゝるスルホン化ポリスルホン類を製造
する為に選択採用できる。
【0038】1gの乾燥ポリマー当たり約1.0〜約2
.5ミリ当量の置換度を有しそして溶剤、例えばメトキ
シエタノール、ニトロメタンおよびアルコール/水−混
合物に溶解するスルホン化ポリアリール−エーテル−ス
ルホン類が複合隔膜の製造に特に有用である。
.5ミリ当量の置換度を有しそして溶剤、例えばメトキ
シエタノール、ニトロメタンおよびアルコール/水−混
合物に溶解するスルホン化ポリアリール−エーテル−ス
ルホン類が複合隔膜の製造に特に有用である。
【0039】乾燥した隔膜支持体または基体は、スルホ
ン化ポリスルホンまたは他の隔膜材料の隔膜被覆溶液で
一般に被覆しそして次に乾燥する。かゝる被覆および乾
燥の手順は、Coplan等によって米国特許第4,4
67,001号明細書で使用され且つ説明されている技
術でもよい(この文献に記載された内容をここに引用し
たことにする)。それ故に乾燥した基体は、被覆用容器
中に入った隔膜被覆溶液に通し、次いで乾燥用炉および
硬化用炉に通す。これらの炉中で複合隔膜は乾燥空気ま
たは他の適当なガスと接触し、次いで高温硬化用空気ま
たは他のガスと接触する。次にこの隔膜を巻取るかまた
はさもなければ、所望の分離法で用いるのに適する隔膜
モジュール中に最終的に組入れる為に加工するかまたは
貯蔵する。スルホン化ポリスルホンで被覆する為には、
約50℃〜約130℃の乾燥温度が一般に用いられる。 当業者は、別の硬化段階を使用することなく支持層の上
で隔膜被覆層を乾燥することも可能であることを評価す
るでしょう。
ン化ポリスルホンまたは他の隔膜材料の隔膜被覆溶液で
一般に被覆しそして次に乾燥する。かゝる被覆および乾
燥の手順は、Coplan等によって米国特許第4,4
67,001号明細書で使用され且つ説明されている技
術でもよい(この文献に記載された内容をここに引用し
たことにする)。それ故に乾燥した基体は、被覆用容器
中に入った隔膜被覆溶液に通し、次いで乾燥用炉および
硬化用炉に通す。これらの炉中で複合隔膜は乾燥空気ま
たは他の適当なガスと接触し、次いで高温硬化用空気ま
たは他のガスと接触する。次にこの隔膜を巻取るかまた
はさもなければ、所望の分離法で用いるのに適する隔膜
モジュール中に最終的に組入れる為に加工するかまたは
貯蔵する。スルホン化ポリスルホンで被覆する為には、
約50℃〜約130℃の乾燥温度が一般に用いられる。 当業者は、別の硬化段階を使用することなく支持層の上
で隔膜被覆層を乾燥することも可能であることを評価す
るでしょう。
【0040】隔膜は一般に隔膜分離装置(またはモジュ
ール)の一部として組み込まれる。隔膜分離装置は液流
混合物から少なくとも1成分を選択的に分離するように
設計されている。この隔膜装置は一般にその中にある囲
い部と隔膜アセンブリーで構成される。隔膜アセンブリ
ーは螺旋状に曲がったカートリッジ、中空繊維束、ひだ
付の平坦なシート状隔膜アセンブリーおよびこれに類似
のアセンブリーの状態で構成することができる。隔膜ア
センブリーは供給側および反対の透過液出口側とを持つ
ように構成されている。囲い部は、供給流混合物が隔膜
供給面側と接触することができるように構成されている
。導管手段は、隔膜を透過しない供給流の一部を除く為
におよび隔膜を透過する透過成分を分離除去する為に装
備されている。
ール)の一部として組み込まれる。隔膜分離装置は液流
混合物から少なくとも1成分を選択的に分離するように
設計されている。この隔膜装置は一般にその中にある囲
い部と隔膜アセンブリーで構成される。隔膜アセンブリ
ーは螺旋状に曲がったカートリッジ、中空繊維束、ひだ
付の平坦なシート状隔膜アセンブリーおよびこれに類似
のアセンブリーの状態で構成することができる。隔膜ア
センブリーは供給側および反対の透過液出口側とを持つ
ように構成されている。囲い部は、供給流混合物が隔膜
供給面側と接触することができるように構成されている
。導管手段は、隔膜を透過しない供給流の一部を除く為
におよび隔膜を透過する透過成分を分離除去する為に装
備されている。
【0041】逆浸透圧法は本発明の液体分離を実施する
手段である。本発明の液体分離──濃厚化も含む──を
行う時、隔膜の出口側を、供給側の圧力より小さい圧力
に維持する。隔膜を通る所望の浸透処理の為の運転力は
隔膜を越えての圧力低下における差である。透過成分、
例えばエチレングリコールおよび水(存在する場合には
)は隔膜を通過しそして透過の為の所望の運転力を維持
する為に隔膜の出口側の付近から除くことができる。 一般に隔膜の運転は供給流の方向または供給によって最
初に接触する隔膜の面に左右されない。
手段である。本発明の液体分離──濃厚化も含む──を
行う時、隔膜の出口側を、供給側の圧力より小さい圧力
に維持する。隔膜を通る所望の浸透処理の為の運転力は
隔膜を越えての圧力低下における差である。透過成分、
例えばエチレングリコールおよび水(存在する場合には
)は隔膜を通過しそして透過の為の所望の運転力を維持
する為に隔膜の出口側の付近から除くことができる。 一般に隔膜の運転は供給流の方向または供給によって最
初に接触する隔膜の面に左右されない。
【0042】隔膜分離器に送られる供給液は、1平方イ
ンチ当たり約10〜約2000ポンド(psig)の範
囲内の圧で隔膜分離器に供給することができ、好ましく
は約50〜約1500psig、最も好ましくは約20
0〜約1000psigの範囲内の圧力で隔膜に供給す
る。透過圧は一般に約周囲圧力〜約2000psigの
間に維持するが、更に低いまたは更に高い浸透圧も利用
することができる。
ンチ当たり約10〜約2000ポンド(psig)の範
囲内の圧で隔膜分離器に供給することができ、好ましく
は約50〜約1500psig、最も好ましくは約20
0〜約1000psigの範囲内の圧力で隔膜に供給す
る。透過圧は一般に約周囲圧力〜約2000psigの
間に維持するが、更に低いまたは更に高い浸透圧も利用
することができる。
【0043】供給液の温度は周囲温度以下〜約120℃
、一般に約10℃〜約100℃、好ましくは約15℃〜
約95℃で変えることができる。
、一般に約10℃〜約100℃、好ましくは約15℃〜
約95℃で変えることができる。
【0044】逆浸透圧法はバッチ式にまたは好ましくは
連続的に行うことができる。しばしば供給液と隔膜との
接触時間は、供給液中の低級グリコールの少なくとも約
50容量%が隔膜を透過する程で充分である。例えば供
給液中の低級グリコールの約50〜98容量%、好まし
くは約60〜95%が透過する。一般に透過する低級グ
リコールの量は、再生される低級グリコール中で許容で
きる不純物の量を基礎として測定される。不純物が隔膜
を通過する速度は該不純物の性質および隔膜の材料中へ
のその透過効率および供給液中の不純物の濃度に依存し
ている。
連続的に行うことができる。しばしば供給液と隔膜との
接触時間は、供給液中の低級グリコールの少なくとも約
50容量%が隔膜を透過する程で充分である。例えば供
給液中の低級グリコールの約50〜98容量%、好まし
くは約60〜95%が透過する。一般に透過する低級グ
リコールの量は、再生される低級グリコール中で許容で
きる不純物の量を基礎として測定される。不純物が隔膜
を通過する速度は該不純物の性質および隔膜の材料中へ
のその透過効率および供給液中の不純物の濃度に依存し
ている。
【0045】逆浸透圧系は一つまたは複数のステージで
構成し得る。複数のステージを用いる場合には、共通の
構成では供給側ステージングと透過側ステージングを有
している。供給側ステージングでは、一つのステージか
らの透過拒否された液体を別のステージの供給側に通し
そして別の低級のグリコール回収物液が得られる。透過
側ステージングでは、一つのステージの透過液が別のス
テージの供給側に通され、更なる純化が達成される。
構成し得る。複数のステージを用いる場合には、共通の
構成では供給側ステージングと透過側ステージングを有
している。供給側ステージングでは、一つのステージか
らの透過拒否された液体を別のステージの供給側に通し
そして別の低級のグリコール回収物液が得られる。透過
側ステージングでは、一つのステージの透過液が別のス
テージの供給側に通され、更なる純化が達成される。
【0046】低級グリコールを含有する作用液中に含ま
れる不純物の多くはイオン状態で存在しているので、透
過液の電導率は再生される低級グリコールの純度の目安
として使用できる。25℃では、蒸留水に低級グリコー
ルを溶解した50%濃度水溶液の電導率は約1.2ミク
ロモー(micromho)(ミクロジーメンス:mi
crosiemens)である。本発明の方法で再生さ
れる低級グリコールは、25℃、50%濃度水溶液にて
、同じ濃度および同じ温度のもとでの供給液の電導率の
約0.5より多くない、例えば約0.3より多くない電
導率を有しているのが有利である。一般にこのような条
件のもとでの再生低級グリコールは約10ミリモーより
多くない、例えば約5ミリモーより多くない、約0.0
02〜3ミリモー(ミリジーメンス)の電導率を有して
いる。
れる不純物の多くはイオン状態で存在しているので、透
過液の電導率は再生される低級グリコールの純度の目安
として使用できる。25℃では、蒸留水に低級グリコー
ルを溶解した50%濃度水溶液の電導率は約1.2ミク
ロモー(micromho)(ミクロジーメンス:mi
crosiemens)である。本発明の方法で再生さ
れる低級グリコールは、25℃、50%濃度水溶液にて
、同じ濃度および同じ温度のもとでの供給液の電導率の
約0.5より多くない、例えば約0.3より多くない電
導率を有しているのが有利である。一般にこのような条
件のもとでの再生低級グリコールは約10ミリモーより
多くない、例えば約5ミリモーより多くない、約0.0
02〜3ミリモー(ミリジーメンス)の電導率を有して
いる。
【0047】上で論じた通り、低級グリコールを回収す
る為に隔膜の使用寿命を向上させる運転法を用いること
ができる。一つの技術は、隔膜が低級グリコールによっ
て過度に危険な影響を受けないことを保証する為に、隔
膜の供給側に十分な希釈剤、好ましくは水を保持するも
のである。低級グリコールを再生するべき作用液はしば
しば既に水を含有している。しかしながらもし十分な水
が存在していない場合には、供給液に水を添加してもよ
い。水は一般的に隔膜を透過しそして低級グリコール透
過液と一緒に存在している。場合によっは、水と低級グ
リコールとの間に沸点差があるので、過度のエネルギー
消費をすることなくまたは低級グリコールが分解する危
険なしに容易に実施することができる蒸留によって水を
除くこともできる。隔膜の供給側における低級グリコー
ルの混入量は供給液の容量を基準としてしばしば約80
容量%より少ない。隔膜への供給液中の水の濃度は、供
給液の全容量を基準として少なくとも約10容量%、例
えば少なくとも約15〜20容量%、更に言えば約15
〜80容量%である。
る為に隔膜の使用寿命を向上させる運転法を用いること
ができる。一つの技術は、隔膜が低級グリコールによっ
て過度に危険な影響を受けないことを保証する為に、隔
膜の供給側に十分な希釈剤、好ましくは水を保持するも
のである。低級グリコールを再生するべき作用液はしば
しば既に水を含有している。しかしながらもし十分な水
が存在していない場合には、供給液に水を添加してもよ
い。水は一般的に隔膜を透過しそして低級グリコール透
過液と一緒に存在している。場合によっは、水と低級グ
リコールとの間に沸点差があるので、過度のエネルギー
消費をすることなくまたは低級グリコールが分解する危
険なしに容易に実施することができる蒸留によって水を
除くこともできる。隔膜の供給側における低級グリコー
ルの混入量は供給液の容量を基準としてしばしば約80
容量%より少ない。隔膜への供給液中の水の濃度は、供
給液の全容量を基準として少なくとも約10容量%、例
えば少なくとも約15〜20容量%、更に言えば約15
〜80容量%である。
【0048】液体分離の為に使用される隔膜、特に懸垂
アニオン基を持つ隔膜の安定性を向上させる別の技術に
は、隔膜の安定性を向上させるのに十分な量の二価−お
よび/または多価カチオンを含有する溶液、好ましくは
二価のカチオンを含む溶液と隔膜を連続的にまたは周期
的に接触させるものである。接触が連続的である場合に
は、安定化カチオンをしばしば100万重量部当たり約
1〜250重量部、殊に約5〜100重量部の量で存在
させる。周期的な接触は、更に濃厚なカチオン溶液にて
一般に行う。例えば安定化カチオンを提供する塩を溶剤
、例えば水中に少なくとも0.01規定度でしばしば存
在させるが、該塩の濃度は処理条件のもとで飽和点より
小さい。塩濃度は大抵は約0.1〜2規定度である。 カチオンに結合するアニオンは溶液中のカチオンを十分
に安定化させることができて、安定化効果をもたらすべ
きである。しばしばカチオンはハロゲン化物、炭酸塩、
硫酸塩、硝酸塩、カルボキシレート(例えば、酢酸塩)
または燐酸塩である。処理溶液は実質的に供給液と同じ
であってもまたは水であってもよい。接触を中断する時
には、接触を少なくとも約0.5分、例えば約0.1〜
100時間、特に約0.1〜50時間の期間の間、一般
に行われる。安定化法は作用液から低級グリコールを回
収するのに有益であるが、逆浸透圧、特にアニオン基を
持つ隔膜を用いる逆浸透圧によって実質的にあらゆる液
体分離に非常に広く利用できる。
アニオン基を持つ隔膜の安定性を向上させる別の技術に
は、隔膜の安定性を向上させるのに十分な量の二価−お
よび/または多価カチオンを含有する溶液、好ましくは
二価のカチオンを含む溶液と隔膜を連続的にまたは周期
的に接触させるものである。接触が連続的である場合に
は、安定化カチオンをしばしば100万重量部当たり約
1〜250重量部、殊に約5〜100重量部の量で存在
させる。周期的な接触は、更に濃厚なカチオン溶液にて
一般に行う。例えば安定化カチオンを提供する塩を溶剤
、例えば水中に少なくとも0.01規定度でしばしば存
在させるが、該塩の濃度は処理条件のもとで飽和点より
小さい。塩濃度は大抵は約0.1〜2規定度である。 カチオンに結合するアニオンは溶液中のカチオンを十分
に安定化させることができて、安定化効果をもたらすべ
きである。しばしばカチオンはハロゲン化物、炭酸塩、
硫酸塩、硝酸塩、カルボキシレート(例えば、酢酸塩)
または燐酸塩である。処理溶液は実質的に供給液と同じ
であってもまたは水であってもよい。接触を中断する時
には、接触を少なくとも約0.5分、例えば約0.1〜
100時間、特に約0.1〜50時間の期間の間、一般
に行われる。安定化法は作用液から低級グリコールを回
収するのに有益であるが、逆浸透圧、特にアニオン基を
持つ隔膜を用いる逆浸透圧によって実質的にあらゆる液
体分離に非常に広く利用できる。
【0049】本発明の一つの実施形態においては、低級
グリコールを含有する作用液を隔膜に供給する以前に濾
過して、さもないと例えば隔膜に有害な影響を及ぼし得
る粒子および破片を除いてもよい。しばしばこの濾過で
、約5ミクロンより大きい、例えば約1ミクロンより大
きい、若干の場合には約0.1ミクロンより大きい有効
濾過粒度を持つ粒子および破片が除かれる。
グリコールを含有する作用液を隔膜に供給する以前に濾
過して、さもないと例えば隔膜に有害な影響を及ぼし得
る粒子および破片を除いてもよい。しばしばこの濾過で
、約5ミクロンより大きい、例えば約1ミクロンより大
きい、若干の場合には約0.1ミクロンより大きい有効
濾過粒度を持つ粒子および破片が除かれる。
【0050】以下の実施例で本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらによって制限されるものでない。 他に指摘のない限り、固体の全ての部および%は重量に
そして液体のそれらは容量に基づく。
るが、本発明はこれらによって制限されるものでない。 他に指摘のない限り、固体の全ての部および%は重量に
そして液体のそれらは容量に基づく。
【0051】
【実施例】以下の実施例において、得られる結果を評す
る為に用いた単位を以下に規定する。
る為に用いた単位を以下に規定する。
【0052】“ステージ・カット(Stage Cu
t)”は、分離器モジュールがどのくらい多い供給液を
処理することができるかの目安である。ステージ・カッ
トが多ければ多い程、エチレングリコールの回収量が多
く且つラフィネート中の不純物の濃度が高い。
t)”は、分離器モジュールがどのくらい多い供給液を
処理することができるかの目安である。ステージ・カッ
トが多ければ多い程、エチレングリコールの回収量が多
く且つラフィネート中の不純物の濃度が高い。
【0053】“透過拒否率(%)”は、個々の溶質のど
のくらい多くが隔膜によって透過拒否されてラフィネー
ト中に残留するかの目安である。ここで使用する通り、
これを数式1のように規定する:
のくらい多くが隔膜によって透過拒否されてラフィネー
ト中に残留するかの目安である。ここで使用する通り、
これを数式1のように規定する:
【0054】
【数1】
【0055】指摘されたものは除いて、供給液または透
過液の中の塩の濃度はそれの電導率(ミリモー)によっ
て測定する。
過液の中の塩の濃度はそれの電導率(ミリモー)によっ
て測定する。
【0056】“MEG”はモノエチレングリコールであ
る。
る。
【0057】“DEG”はジエチレングリコールである
。
。
【0058】理論上、逆浸透圧分離は、大きいステージ
・カットの為には高い溶質拒絶と大きな透過速度とを結
び付けるべきである。
・カットの為には高い溶質拒絶と大きな透過速度とを結
び付けるべきである。
【0059】後記の表に示した試験結果の為に、利用し
た個々の隔膜を説明する。導電率の測定は、イリノイ州
シカゴのCole Parmer Instrum
entCompanyから入手できるデジタル電導率測
定器のN−01481−90型を用いて白金セルで行っ
た。 実施例で使用される不凍液組成物の組成を表Iに示す。 この不凍液は約22℃〜25℃の温度および約500p
sigの圧力のもとで、モジュール中にある外側の中空
繊維隔膜に供給した。中空繊維は、約0.5ミクロンの
厚さのスルホン化ポリスルホン被覆を持つ多孔質ポリス
ルホンで構成されており、スルホン化ポリスルホンは1
g当たり1.9ミリ当量のイオン交換容量を有している
。上記モジュールは約0.06平方フィートの隔膜表面
積を有している。各モジュール中の中空繊維は、エポキ
シ製プラグに嵌め込まれた末端を持つ螺旋状の約16イ
ンチの長さの中空繊維8本である。この束はステンレス
製シェルに収容されている。隔膜は熱硬化の程度で相違
している。熱硬化を80℃〜160℃で1時間行い、要
求された塩透過拒否率をもたらしている。表IIには各
隔膜モジュールの詳細が記載してある。
た個々の隔膜を説明する。導電率の測定は、イリノイ州
シカゴのCole Parmer Instrum
entCompanyから入手できるデジタル電導率測
定器のN−01481−90型を用いて白金セルで行っ
た。 実施例で使用される不凍液組成物の組成を表Iに示す。 この不凍液は約22℃〜25℃の温度および約500p
sigの圧力のもとで、モジュール中にある外側の中空
繊維隔膜に供給した。中空繊維は、約0.5ミクロンの
厚さのスルホン化ポリスルホン被覆を持つ多孔質ポリス
ルホンで構成されており、スルホン化ポリスルホンは1
g当たり1.9ミリ当量のイオン交換容量を有している
。上記モジュールは約0.06平方フィートの隔膜表面
積を有している。各モジュール中の中空繊維は、エポキ
シ製プラグに嵌め込まれた末端を持つ螺旋状の約16イ
ンチの長さの中空繊維8本である。この束はステンレス
製シェルに収容されている。隔膜は熱硬化の程度で相違
している。熱硬化を80℃〜160℃で1時間行い、要
求された塩透過拒否率をもたらしている。表IIには各
隔膜モジュールの詳細が記載してある。
【0060】隔膜モジュールAはノニルフェノールの8
モルエトキシラート(UnionCarbide C
hemicals and Plastics
Campany Inc.から入手できるNP−8)
の透過拒否率を示している
モルエトキシラート(UnionCarbide C
hemicals and Plastics
Campany Inc.から入手できるNP−8)
の透過拒否率を示している
【0061】実施例1〜6において隔膜の透過側は実験
室の周囲条件(即ち、実質的に大気圧で約22℃〜25
℃)にある。各隔膜を使用する前に、これらを蒸留水に
塩化ナトリウムを溶解した0.5重量%溶液に浸漬して
置く。表IIIに結果を総括掲載する。
室の周囲条件(即ち、実質的に大気圧で約22℃〜25
℃)にある。各隔膜を使用する前に、これらを蒸留水に
塩化ナトリウムを溶解した0.5重量%溶液に浸漬して
置く。表IIIに結果を総括掲載する。
【0062】
【0063】
【0064】
【0065】12個の隔膜モジュールを製造する。8個
のモジュールはモジュールAで用いたのと同じ種類の隔
膜(D)を用いる。4個のモジュールは同じ隔膜(E)
を用いるが、2.2gal/ft2/日の水流量、約9
9.09%の塩透過拒否率および1gの乾燥樹脂当たり
約1.9ミリ当量のイオン交換容量を有する。これら4
個のモジュールではマグネシウム反対イオンと−緒に実
験に用いる。残りの8個ではナトリウムおよび鉄の反対
イオンと一緒に実験に用いる。各隔膜を使用する以前に
、これらを所定の反対イオンを含む塩溶液に浸漬して置
く。ナトリウム反対イオン含有隔膜は、蒸留水に0.5
重量%の塩化ナトリウムを溶解した溶液に約2〜4日間
浸漬することによって製造する。マグネシウム反対イオ
ン含有隔膜は、25重量%の硫酸マグネシウム七水和物
を含む蒸留水溶液に約10日間浸漬することによって製
造する。隔膜モジュールの二つは、蒸留水に1重量%の
硫酸第二鉄を溶解した溶液に約10日間浸漬する。これ
らのモジュールを表IVに報告した実験に用いる。モジ
ュールの二つを、蒸留水に0.5重量%の硫酸第二鉄を
溶解した溶液に約10日間浸漬する。これらのモジュー
ルを表Vに報告した実験に用いる。
のモジュールはモジュールAで用いたのと同じ種類の隔
膜(D)を用いる。4個のモジュールは同じ隔膜(E)
を用いるが、2.2gal/ft2/日の水流量、約9
9.09%の塩透過拒否率および1gの乾燥樹脂当たり
約1.9ミリ当量のイオン交換容量を有する。これら4
個のモジュールではマグネシウム反対イオンと−緒に実
験に用いる。残りの8個ではナトリウムおよび鉄の反対
イオンと一緒に実験に用いる。各隔膜を使用する以前に
、これらを所定の反対イオンを含む塩溶液に浸漬して置
く。ナトリウム反対イオン含有隔膜は、蒸留水に0.5
重量%の塩化ナトリウムを溶解した溶液に約2〜4日間
浸漬することによって製造する。マグネシウム反対イオ
ン含有隔膜は、25重量%の硫酸マグネシウム七水和物
を含む蒸留水溶液に約10日間浸漬することによって製
造する。隔膜モジュールの二つは、蒸留水に1重量%の
硫酸第二鉄を溶解した溶液に約10日間浸漬する。これ
らのモジュールを表IVに報告した実験に用いる。モジ
ュールの二つを、蒸留水に0.5重量%の硫酸第二鉄を
溶解した溶液に約10日間浸漬する。これらのモジュー
ルを表Vに報告した実験に用いる。
【0066】6個のモジュールを、表VIに指摘したこ
とを除いて、50容量%のモノエチレングリコールの溶
液に浸漬する。これらのモジュールを浸漬媒体から周期
的に取り出し、0.5重量%濃度塩化ナトリウム水溶液
を約25℃、430平方ポンドの供給圧(ゲージ圧)、
雰囲気透過圧および5%より小さいステージ・カットに
て処理する為に用いる。結果を表IVに総括掲載する。
とを除いて、50容量%のモノエチレングリコールの溶
液に浸漬する。これらのモジュールを浸漬媒体から周期
的に取り出し、0.5重量%濃度塩化ナトリウム水溶液
を約25℃、430平方ポンドの供給圧(ゲージ圧)、
雰囲気透過圧および5%より小さいステージ・カットに
て処理する為に用いる。結果を表IVに総括掲載する。
【0067】6個のモジュールを表Vに示したことを除
いて、用いた不凍液Bに浸漬する。これらのモジュール
を浸漬媒体から周期的に取り出し、0.5重量%濃度塩
化ナトリウム水溶液を約25℃、430平方ポンドの供
給圧(ゲージ圧)、雰囲気透過圧および5%より小さい
ステージ・カットにて処理する為に用いる。結果を表V
に総括掲載する。表から判る通り、隔膜の性能が二価の
および多価のカチオンの存在下に改善される。
いて、用いた不凍液Bに浸漬する。これらのモジュール
を浸漬媒体から周期的に取り出し、0.5重量%濃度塩
化ナトリウム水溶液を約25℃、430平方ポンドの供
給圧(ゲージ圧)、雰囲気透過圧および5%より小さい
ステージ・カットにて処理する為に用いる。結果を表V
に総括掲載する。表から判る通り、隔膜の性能が二価の
および多価のカチオンの存在下に改善される。
【0068】
【0069】この実験では、隔膜を最後の欄に別に記載
した場合を除いて50%濃度のMEG水溶液に浸漬して
いる。周期的に中空繊維隔膜を430psiおよび25
℃で0.5%濃度溶液で試験する。
した場合を除いて50%濃度のMEG水溶液に浸漬して
いる。周期的に中空繊維隔膜を430psiおよび25
℃で0.5%濃度溶液で試験する。
【0070】
【0071】この実験では、隔膜を最後の欄に別に記載
した場合を除いて、用いた不凍液に浸漬している。周期
的に中空繊維隔膜を430psiおよび25℃で0.5
%濃度溶液で試験する。
した場合を除いて、用いた不凍液に浸漬している。周期
的に中空繊維隔膜を430psiおよび25℃で0.5
%濃度溶液で試験する。
Claims (29)
- 【請求項1】 半透過性隔膜の透過側に低級グリコー
ルを透過させるのに十分な逆浸透圧条件のもとで該半透
過性隔膜の供給側と低級グリコールおよび少なくとも一
種類の溶解した成分を含む液体を接触させて、上記液体
から実質的にモノエチレングリコール、1,2−プロピ
レングリコールおよび1,3−プロパンジオールの一種
または複数種より成る低級グリコールを再生する方法に
おいて透過した低級グリコールが少なくとも一種類の溶
解した上記成分を上記隔膜の供給側と接触する液体中の
濃度に比較して低下した濃度で含有し、上記隔膜が(a
) 標準状態のもとで3.5重量%の水溶液状態で含
まれる塩化ナトリウムの少なくとも約70%を透過拒否
することができ、(b) 標準状態のもとで10重量
%の水溶液の状態で含まれるモノエチレングリコールの
約30%より少なく透過拒否することができ、そして(
c) 標準状態のもとで1.0重量%の水溶液の状態
で含まれる約570の平均分子量の、ノニルフェノール
の8モルエトキシラートの少なくとも約90重量%を透
過拒否することができることを特徴とする 前記方法
。 - 【請求項2】 浸透膜と接触する液体中の低級グリコ
ールの少なくとも約40重量%を透過させる請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】 液体が水性不凍液である請求項1に記
載の方法。 - 【請求項4】 液体が隔膜の性能を向上させるのに十
分な程に水を含有する水性液である請求項1に記載の方
法。 - 【請求項5】 液体が少なくとも約15容量%の水を
含む請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 隔膜が懸垂アニオン基を含むポリマー
より成る請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 懸垂アニオン基がカルボキシル基、ス
ルホン基、スルフィン基、ホスホン基およびホスフィン
基の少なくとも一種類を含む請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 隔膜のイオン交換容量が1gの乾燥ポ
リマー当たり約0.01〜約3ミリ当量であるような濃
度で懸垂アニオン基が存在している請求項6に記載の方
法。 - 【請求項9】 隔膜のイオン交換容量が1gの乾燥ポ
リマー当たり約0.5〜約2ミリ当量であるような濃度
で懸垂アニオン基が存在している請求項6に記載の方法
。 - 【請求項10】 隔膜がスルホン化ポリスルホンより
成る請求項6に記載の方法。 - 【請求項11】 隔膜が複合隔膜である請求項6に記
載の方法。 - 【請求項12】 隔膜が隔膜被覆層と多孔質基体とよ
り成る複合隔膜である請求項1に記載の方法。 - 【請求項13】 多孔質基体が隔膜被覆層よりエチレ
ングリコールに対して大きな耐薬品性を有する請求項1
2に記載の方法。 - 【請求項14】 透過したエチレングリコールが25
℃で50%濃度の水溶液の状態で約10ミリモーより少
ない電導率を示す請求項1に記載の方法。 - 【請求項15】 隔膜の安定性を向上させる為に隔膜
の供給側に十分な水を保持する請求項8に記載の方法。 - 【請求項16】 低級グリコールを含有する液体を1
ステージより多いステージ数で含まれる隔膜を用いて逆
浸透圧法に委ねる請求項2に記載の方法。 - 【請求項17】 隔膜を含む少なくとも二つのステー
ジが供給側ステージングにある請求項16に記載の方法
。 - 【請求項18】 隔膜を含む少なくとも二つのステー
ジが透過側ステージングにある請求項16に記載の方法
。 - 【請求項19】 隔膜を含む少なくとも二つのステー
ジが透過側ステージングにある請求項17に記載の方法
。 - 【請求項20】 低級グリコールがモノエチレングリ
コールを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項21】 隔膜が懸垂アニオン基を含むポリマ
ーより成るポリマー逆浸透隔膜の安定性を向上させるに
当たって、該隔膜を少なくとも一つの多価カチオンを安
定化する量含有する溶液と接触させることを特徴とする
、上記ポリマー逆浸透隔膜の安定性の向上法。 - 【請求項22】 懸垂アニオン基がカルボキシル基、
スルホン基、スルフィン基、ホスホン基およびホスフィ
ン基の少なくとも一種類を含む請求項21に記載の方法
。 - 【請求項23】 隔膜のイオン交換容量が1gの乾燥
ポリマー当たり約0.01〜約3ミリ当量であるような
濃度で懸垂アニオン基が存在している請求項21に記載
の方法。 - 【請求項24】 隔膜のイオン交換容量が1gの乾燥
ボリマー当たり約0.5〜約2ミリ当量であるような濃
度で懸垂アニオン基が存在している請求項21に記載の
方法。 - 【請求項25】 隔膜がスルホン化ポリスルホンより
成る請求項21に記載の方法。 - 【請求項26】 カチオンとの接触が周期的である請
求項21に記載の方法。 - 【請求項27】 カチオンを含む溶液が少なくとも0
.01の規定度を有している請求項26に記載の方法。 - 【請求項28】 カチオンが二価のカチオンより成る
請求項21に記載の方法。 - 【請求項29】 二価のカチオンがアルカリ土類金属
カチオンである請求項28に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/654,121 US5102549A (en) | 1989-12-27 | 1991-02-14 | Treatment of lower glycol-containing operative fluids |
US07/654,121 | 1991-02-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04266838A true JPH04266838A (ja) | 1992-09-22 |
JP2524545B2 JP2524545B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=24623508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3128862A Expired - Lifetime JP2524545B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-03-16 | 低級グリコ―ル含有作用液の処理法 |
Country Status (6)
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EP (1) | EP0498969A1 (ja) |
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JP2014027937A (ja) * | 2006-02-10 | 2014-02-13 | Dupont Tate & Lyle Bio Products Company Llc | 再生ベースの生分解性1,3−プロパンジオールを含む生分解性組成物 |
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