JPH04300843A - アルコールの脱水濃縮方法 - Google Patents
アルコールの脱水濃縮方法Info
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
方法、更に詳しくは、アルコールの脱水濃縮時に真空ポ
ンプ等の真空装置の稼働時間を短縮すると共に分離膜を
透過しないアルコールの回収率を上げることができるア
ルコールの脱水濃縮方法に関する。
えば、図2に示す装置を用いてアルコールを濃縮脱水す
るようにしていた。この装置は、同図に示すように、前
工程においてアルコール/水の混合液を蒸発器(図示せ
ず)によって蒸発させた蒸気を膜分離装置1内の分離膜
の一方の側へ受給し、減圧状態に保たれた分離膜の他方
の側(透過側)へ水を選択的に透過させる膜分離装置1
と、この膜分離装置1に連結された配管2の途上に配設
された、多管式熱交換器3と、この熱交換器3によって
凝縮されたアルコール濃度の低い混合液を捕集する、上
記配管2に連結された容器4と、この容器4に配管5を
介して連結され、この容器4、上記分離膜の他方の側を
減圧状態に保持する真空ポンプ6とを備えて構成されて
いる。尚、7は、上記多管式熱交換器3において冷媒を
循環させる冷媒装置である。
る場合には、アルコール/水の混合液を蒸発器で蒸発さ
せてその蒸気を発生させ、この蒸気を膜分離装置1の分
離膜の一方の側へ供給すると、この蒸気の水分が分離膜
によって減圧状態にある他方の側へ選択的に透過する。 これに伴って分離膜の一方の側の蒸気は、水分が除去さ
れてアルコール純度が高くなり図示しないアルコール回
収装置によって回収される。また、真空ポンプ6によっ
て減圧された分離膜の他方の側へ透過した蒸気は、配管
2を流れる間にその途上において多管式熱交換器3によ
って冷却されて凝縮し、水分の濃度が高くなったアルコ
ール純度の低い混合液として容器4に回収され、更に徐
々に系外へと給送される。
アルコールの濃縮脱水方法は、多管式熱交換器3を循環
する冷媒によって膜分離装置1の分離膜を透過した蒸気
を間接的に冷却するようにしているため、蒸気の冷却効
率が低くて蒸気の凝縮、捕集効率が悪く、分離膜の他方
の側を高い真空度のまま安定した状態で保持するために
は真空ポンプ6を稼働させる時間を長くせざるを得ず、
また、これに伴って分離膜を透過せずに分離膜の一方の
側(供給側)から得られる純度の高いアルコールの回収
率が良くないという課題があった。従って、本発明の目
的は、真空ポンプ等の真空装置の稼働時間を短縮するこ
とができると共に、濃縮されたアルコールの回収率を上
げることができるアルコールの濃縮脱水方法を提供する
ことにある。
水の混合液を脱水濃縮する際に、この混合液を蒸発させ
て蒸気を発生させた後、この蒸気を分離膜の一方の側へ
供給して真空装置によって減圧状態に保たれた分離膜の
他方の側へ水を選択的に透過させてアルコールを濃縮脱
水する方法において、上記分離膜を透過した蒸気を、気
液接触塔内において冷却循環液に直接接触させ、該蒸気
を冷却、凝縮して凝縮液を生成させた後、該凝縮液を熱
交換器の冷媒によって間接冷却させた冷却循環液として
上記気液接触塔内へ再循環させて上記蒸気の凝縮作用を
促進させることを特徴とするアルコールの脱水濃縮方法
を提供することにより、上記目的を達成したものである
。
発させて蒸気を発生させた後、この蒸気を分離膜の一方
の側へ供給して真空装置によって減圧状態に保たれた分
離膜の他方の側へ水を選択的に透過させると、この分離
膜を透過した蒸気が気液接触塔内において冷却循環液に
直接接触してこの蒸気が冷却、凝縮されて凝縮液を生成
した後、この凝縮液が熱交換器の冷媒によって更に間接
冷却され、この冷却された液が冷却循環液として気液接
触塔内へ再循環して蒸気の凝縮作用を促進することがで
きる。
説明する。尚、図1は本発明のアルコールの脱水濃縮方
法の一実施態様を実施する際に好適に用いることができ
るアルコールの脱水濃縮装置の概要を示す説明図である
。
れる装置について説明する。この装置は、図1に示すよ
うに、前工程においてアルコール/水の混合液を蒸発器
(図示せず)によって蒸発させた蒸気を膜分離装置1の
分離膜の一方の側(供給側)において受給し、減圧状態
に保たれた分離膜の他方の側(透過側)へ水を選択的に
透過させるポリイミド中空糸膜モジュールからなる膜分
離装置1と、この膜分離装置1に対して配管2を介して
下方において連結され、分離膜を透過した蒸気と冷却循
環液とを向流させてこれら両者を直接接触させて蒸気を
凝縮させる多段棚式の気液接触塔8とを備えて構成され
ている。
を介して真空ポンプ6が連結され、この気液接触塔8及
びこれに連結された分離膜の他方の側(透過側)を高真
空の減圧状態に保持するように構成されている。更に、
この気液接触塔8の下端及び上方において配管9がその
両端で連結され、この気液接触塔8において凝縮された
凝縮液が循環液となって循環する循環路を形成して構成
されている。そして、この配管9には循環液を循環させ
るポンプ10とこのポンプ10の駆動によって配管9内
を循環する循環液を冷却する多管式熱交換器3とが配設
され、上記気液接触塔8の下部に捕集された凝縮液をポ
ンプ10によってこの気液接触塔8の上方へ冷却循環液
として循環させると共に熱交換器3によってこの凝縮液
を冷却するように構成されている。尚、上記膜分離装置
1としては、例えば、特開平2−251221号公報に
記載されたポリイミド中空糸膜モジュールを用いること
ができる。
流する冷却循環液を受水して溢流させる棚81がその内
壁に上下方向に亘って段差を設け且つ上下の棚81、8
1の前縁が重なる位置になるように複数配設され、上方
の棚81を溢流した循環液をその一つ下方の棚81によ
って受け、更にその一つ下方の棚81へ供給するように
構成されている。そして、このように各棚81を溢流し
た循環液は、下方から矢印方向に上昇してくる分離膜1
からの蒸気と気液接触してこの蒸気を冷却循環液によっ
て直接冷却させ、この冷却によって蒸気を凝縮させて凝
縮液を生成し、気液接触塔8の下部にこの凝縮液を捕集
するようになされている。また、この気液接触塔8には
一番上の棚81の上部に位置させてワイヤーメッシュデ
ミスター82が配設され、真空ポンプ6によってこの気
液接触塔8等を高真空にする際に排気流中にミスト(液
滴)が混入しないようにこのワイヤーメッシュデミスタ
ー82によってミストを除去するようになされている。
を用いた本発明の脱水濃縮方法の一実施態様について説
明する。まず、アルコール/水の混合液を蒸発器で蒸発
させてその蒸気を発生させ、この蒸気を膜分離装置1の
分離膜の一方の側(供給側)へ供給すると、この蒸気の
水分が分離膜によって選択的に高真空の減圧状態にある
他方の側へ透過する。これに伴って分離膜の一方の側の
蒸気は、水分が除去されてアルコール純度が高くなり図
示しないアルコール回収装置によって回収される。また
、これに並行して真空ポンプ6によって減圧された分離
膜の他方の側(透過側)へ透過した蒸気は、配管2を流
れて気液接触塔8に下部からその内部に流入して気液接
触塔8内を上昇する。
液がこの気液接触塔8内の各棚81を溢流しているため
、この循環液が上昇する蒸気と気液接触してこの蒸気を
直接冷却して効率的に凝縮させて凝縮液を生成させる。 この凝縮液は、この気液接触塔8の下部において捕集さ
れ、循環液として蓄積される。蓄積された凝縮液は、ポ
ンプ10によって配管9を流れて気液接触塔8の上部へ
還流されるが、この際、熱交換器3によって更に冷却さ
れて気液接触塔8内へ還流され、また、凝縮液が一定量
を保つように部分的に系外へ給送されることになる。
8内を流下する冷却循環液は、常に一定の低温に保持さ
れた状態にあり、この気液接触塔8内を上昇する蒸気を
極め効率よく、しかも常に安定した状態で冷却して凝縮
液を効率よく生成させることができるため、蒸気の残存
量が極めて低くなって気液接触塔8内の高真空状態を安
定化することができ、従来に比べて真空ポンプ6の稼働
時間を短縮することができる。また、このように分離膜
による水分の除去効率が向上するため、分離膜によって
水分が充分に除去されて高純度のアルコール液の回収率
を上げることができる。
を用いた本発明の具体的な実施例及び従来の方法を比較
例として以下に説明する。
下記条件で用いて98wt%エタノールを濃縮脱水した
ところ、膜分離装置1によって水分が除去されたエタノ
ール液のエタノールの濃度が99.7wt%で、その回
収率が95.8%であった。そして、この時の真空ポン
プ6の稼働時間が20 sec/Hrであった。
m2 のポリイミド中空糸膜モジュール分離膜の他方の
側の圧力:22Torr多管式熱交換器3の伝熱面積:
4.3m2 冷媒装置7の冷却能力(冷媒温度:−10
℃):4000Kcal /Hr 気液接触塔8:内径200mm×長さ3200mm、棚
3段還流する冷却循環液(81.3wt%のアルコール
溶液)の温度:1.7℃ 捕集された循環液(81.3wt%のアルコール溶液)
の温度:8.1℃
下記条件で用いて98wt%エタノールを濃縮脱水した
ところ、分離膜によって水分が除去された高純度のエタ
ノール液のエタノールの濃度が99.7wt%で、その
回収率が89.4%であった。そして、この時の真空ポ
ンプ6の稼働時間が60 sec/Hrであった。
m2 のポリイミド中空糸膜モジュール分離膜の他方の
側の圧力:27Torr多管式熱交換器3の伝熱面積:
4.3m2 冷媒装置7の冷却能力(冷媒温度:−10
℃):4000Kcal /Hr 捕集されたアルコール溶液(濃度87.9wt%)の温
度:10℃
例の場合は、比較例の場合と比較して、エタノールの回
収率が高く、また、真空ポンプ6の稼働時間が1/3に
短縮されていることが判る。
、上記実施例に何等制限されるものではなく、アルコー
ル/水の混合液を脱水濃縮する際に、この混合液を蒸発
させて減圧状態に保たれた分離膜の他方の側(透過側)
へ水を選択的に透過させてアルコールを濃縮脱水する方
法において、上記分離膜を透過した蒸気を気液接触塔内
において冷却循環液に直接接触させてこの蒸気を冷却、
凝縮して凝縮液を生成させた後、この凝縮液を熱交換器
の冷媒によって間接冷却させて冷却循環液として上記気
液接触塔内へ再循環させて上記蒸気の凝縮作用を促進さ
せるようにしてあれば、全て本発明に包含される。
に用いられる装置、特に、気液接触塔は、内部において
蒸気と冷却循環液とが直接接触してこの蒸気を循環液に
よって直接冷却するようにしたものであればよく、上述
した多段棚形式に限られるものではない。
れば、真空ポンプ等の真空装置の稼働時間を短縮するこ
とができると共に、濃縮されたアルコールの回収率を上
げることができる。
一実施態様を実施する際に好適に用いることができるア
ルコールの脱水濃縮装置の概要を示す説明図である。
いられるアルコールの脱水濃縮装置の一例の概要を示す
説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 アルコール/水の混合液を脱水濃縮す
る際に、この混合液を蒸発させて蒸気を発生させた後、
この蒸気を分離膜の一方の側へ供給して真空装置によっ
て減圧状態に保たれた分離膜の他方の側へ水を選択的に
透過させてアルコールを濃縮脱水する方法において、上
記分離膜を透過した蒸気を、気液接触塔内において冷却
循環液に直接接触させ、該蒸気を冷却、凝縮して凝縮液
を生成させた後、該凝縮液を熱交換器の冷媒によって間
接冷却させた冷却循環液として上記気液接触塔内へ再循
環させて上記蒸気の凝縮作用を促進させることを特徴と
するアルコールの脱水濃縮方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP8976491A JP2883222B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | アルコールの脱水濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JPH04300843A true JPH04300843A (ja) | 1992-10-23 |
JP2883222B2 JP2883222B2 (ja) | 1999-04-19 |
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ID=13979775
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---|---|---|---|
JP8976491A Expired - Fee Related JP2883222B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | アルコールの脱水濃縮方法 |
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---|---|
JP (1) | JP2883222B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015188816A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社クボタ | 吸収脱水装置および方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60153901A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Lνg排ガスによる造水方法 |
JPS60176201U (ja) * | 1984-05-02 | 1985-11-21 | 石川島播磨重工業株式会社 | 造水装置 |
JPS6266073A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-25 | 木村化工機株式会社 | 吸収器の運転方法 |
JPS6316001A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶剤の脱水処理法 |
JPH01155928A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-19 | Hitachi Zosen Corp | 有機物・水系混合溶液の濃縮・脱水装置 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP8976491A patent/JP2883222B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2015188816A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社クボタ | 吸収脱水装置および方法 |
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