JPH07171B2 - 分離膜の分離性能維持方法 - Google Patents
分離膜の分離性能維持方法Info
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- JPH07171B2 JPH07171B2 JP3184025A JP18402591A JPH07171B2 JP H07171 B2 JPH07171 B2 JP H07171B2 JP 3184025 A JP3184025 A JP 3184025A JP 18402591 A JP18402591 A JP 18402591A JP H07171 B2 JPH07171 B2 JP H07171B2
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- separation membrane
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体混合物をパーベー
パレーション法で分離する際に用いられる高分子分離膜
の分離性能の維持方法に関するものである。
パレーション法で分離する際に用いられる高分子分離膜
の分離性能の維持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パーベーパレーション法は、高分子分離
膜を用いて液体混合物を分離する方法であり、これは高
分子分離膜の高圧側（一次側）に処理すべき液体を供給
し、透過し易い物質を低圧側（二次側）に蒸気として選
択的に透過させる分離方法である。この方法は、従来簡
単な方法では分離できなかった液体混合物、例えばエタ
ノール／水のような共沸混合物或はベンゼン／シクロヘ
キサンのような沸点が近接した比揮発度が１に近い混合
物等を分離濃縮する方法として注目されている。このパ
ーベーパレーション法で用いられる高分子分離膜につい
ては、対象液体混合物毎に多くの高分子分離膜の研究が
なされ、報告されている。
膜を用いて液体混合物を分離する方法であり、これは高
分子分離膜の高圧側（一次側）に処理すべき液体を供給
し、透過し易い物質を低圧側（二次側）に蒸気として選
択的に透過させる分離方法である。この方法は、従来簡
単な方法では分離できなかった液体混合物、例えばエタ
ノール／水のような共沸混合物或はベンゼン／シクロヘ
キサンのような沸点が近接した比揮発度が１に近い混合
物等を分離濃縮する方法として注目されている。このパ
ーベーパレーション法で用いられる高分子分離膜につい
ては、対象液体混合物毎に多くの高分子分離膜の研究が
なされ、報告されている。
【０００３】これらの高分子分離膜を用いたパーベーパ
レーション法の一般的プロセスフロー例を、第２図に示
す。図に示すように、原料タンク１から処理すべき液体
混合物が原料供給ポンプ２により熱交換器３、加熱器４
に順次送られて加熱され、高分子分離膜６からなる膜モ
ジュール５に供給される。膜モジュール５内で高分子 整理番号＝Ａ００４２
（２） 分離膜６を透過し易い物質が、真空ポンプ１１で低圧に
している二次側に蒸気として分離され、一次側では目的
物質が濃縮される。このように、透過し易い物質が蒸気
として分離されるため、蒸発潜熱が奪われ一次側液の温
度が低下するので、一次側液は必要に応じて再び加熱器
４で加熱し、次の膜モジュール５に供給する。最終的に
目的濃度まで濃縮した後、熱交換器３及び冷却器７で冷
却され、製品タンク８に貯蔵される。蒸気として分離さ
れた透過成分は、コンデンサー９で冷却、液化、捕集さ
れ、透過液タンク１０に集められ、ライン１３から回収
される。
レーション法の一般的プロセスフロー例を、第２図に示
す。図に示すように、原料タンク１から処理すべき液体
混合物が原料供給ポンプ２により熱交換器３、加熱器４
に順次送られて加熱され、高分子分離膜６からなる膜モ
ジュール５に供給される。膜モジュール５内で高分子 整理番号＝Ａ００４２
（２） 分離膜６を透過し易い物質が、真空ポンプ１１で低圧に
している二次側に蒸気として分離され、一次側では目的
物質が濃縮される。このように、透過し易い物質が蒸気
として分離されるため、蒸発潜熱が奪われ一次側液の温
度が低下するので、一次側液は必要に応じて再び加熱器
４で加熱し、次の膜モジュール５に供給する。最終的に
目的濃度まで濃縮した後、熱交換器３及び冷却器７で冷
却され、製品タンク８に貯蔵される。蒸気として分離さ
れた透過成分は、コンデンサー９で冷却、液化、捕集さ
れ、透過液タンク１０に集められ、ライン１３から回収
される。
【０００４】パーベーパレーション法に於ける膜モジュ
ールに用いられる高分子分離膜の分離性能は、通常単位
膜面積及び単位時間当たりの透過物質の透過量及び分離
係数で表される。分離係数、例えばＡＢ２成分系に於け
る分離係数（αA B）は、次式により表される。 αA B＝（ｙB／ｙA）／（ｘB／ｘA） 式中、ｘA、ｘBは、それぞれ一次側のＡ成分、Ｂ成分の
濃度を表し、ｙA、ｙBは、それぞれ二次側のＡ成分、Ｂ
成分の濃度を表わす。
ールに用いられる高分子分離膜の分離性能は、通常単位
膜面積及び単位時間当たりの透過物質の透過量及び分離
係数で表される。分離係数、例えばＡＢ２成分系に於け
る分離係数（αA B）は、次式により表される。 αA B＝（ｙB／ｙA）／（ｘB／ｘA） 式中、ｘA、ｘBは、それぞれ一次側のＡ成分、Ｂ成分の
濃度を表し、ｙA、ｙBは、それぞれ二次側のＡ成分、Ｂ
成分の濃度を表わす。
【０００５】上記式から明らかなように、透過量が多
く、且つ分離係数が大きい高分子分離膜が良好な分離膜
といえる。透過量は処理能力に大きく関与し、分離係数
は分離効率に関与する因子であり、パーベーパレーショ
ン法による分離プロセスを安定的に運転していくには、
高分子分離膜の分離性能、即ち、透過量と分離係数を安
定的に維持していく必要がある。パーベーパレーション
法は、その分離操作の特性上、分離操作の際に液体混合
物を加熱して用いるので、常温で用いられている他の液
体処理膜分離プロセス、例えば逆浸透法或は限外濾過法
等と比べて、それだけ熱負荷がかかり、その結果高分子
分離膜の劣化を伴うため、高分子分離膜の分離性能の維
持に関しては、より多くの困難を伴う。整理番号＝Ａ００４２
（３）
く、且つ分離係数が大きい高分子分離膜が良好な分離膜
といえる。透過量は処理能力に大きく関与し、分離係数
は分離効率に関与する因子であり、パーベーパレーショ
ン法による分離プロセスを安定的に運転していくには、
高分子分離膜の分離性能、即ち、透過量と分離係数を安
定的に維持していく必要がある。パーベーパレーション
法は、その分離操作の特性上、分離操作の際に液体混合
物を加熱して用いるので、常温で用いられている他の液
体処理膜分離プロセス、例えば逆浸透法或は限外濾過法
等と比べて、それだけ熱負荷がかかり、その結果高分子
分離膜の劣化を伴うため、高分子分離膜の分離性能の維
持に関しては、より多くの困難を伴う。整理番号＝Ａ００４２
（３）
【０００６】逆浸透法或は限外濾過法等に於ける分離性
能の維持方法は、物理的洗浄法或は薬注処理等により膜
表面に付着した汚染物質を除去することによって、分離
性能を回復させる方法が採用されている。しかしなが
ら、パーベーパレーション法は、技術的に新しく、新規
な高分子分離膜の開発に多くの研究が傾注されている段
階であるので、分離性能を維持する方法としては、処理
液のフイルター濾過による懸濁物質の除去や操作温度、
操作圧力等をできるだけ温和な条件として運転している
のが現状であり、化学的に分離性能を長期間安定的に維
持させる方法については未だ開発されていない。そのた
め、パーベーパレーション法に於いては、分離性能の低
下した高分子分離膜は、多くの労力と費用をかけて新し
い高分子分離膜と交換しなければならなかった。
能の維持方法は、物理的洗浄法或は薬注処理等により膜
表面に付着した汚染物質を除去することによって、分離
性能を回復させる方法が採用されている。しかしなが
ら、パーベーパレーション法は、技術的に新しく、新規
な高分子分離膜の開発に多くの研究が傾注されている段
階であるので、分離性能を維持する方法としては、処理
液のフイルター濾過による懸濁物質の除去や操作温度、
操作圧力等をできるだけ温和な条件として運転している
のが現状であり、化学的に分離性能を長期間安定的に維
持させる方法については未だ開発されていない。そのた
め、パーベーパレーション法に於いては、分離性能の低
下した高分子分離膜は、多くの労力と費用をかけて新し
い高分子分離膜と交換しなければならなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたものであり、パーベーパレーション
法で用いられている高分子分離膜の長期に亘る分離性能
の維持を可能とする方法を提供することを目的とする。
事情に鑑みなされたものであり、パーベーパレーション
法で用いられている高分子分離膜の長期に亘る分離性能
の維持を可能とする方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、液体混合
物をパーベーパレーション法で分離するに際し、パーベ
ーパレーション法に用いられる高分子分離膜の長期に亘
る分離性能の維持方法について鋭意研究の結果、原料液
体混合物を不活性ガスでシールし、膜モジュールに該原
料液体混合物を供給することによって、パーベーパレー
ション用高分子分離膜の分離性能が極めて効果的に維持
できることを見い出し、本発明に到達した。
物をパーベーパレーション法で分離するに際し、パーベ
ーパレーション法に用いられる高分子分離膜の長期に亘
る分離性能の維持方法について鋭意研究の結果、原料液
体混合物を不活性ガスでシールし、膜モジュールに該原
料液体混合物を供給することによって、パーベーパレー
ション用高分子分離膜の分離性能が極めて効果的に維持
できることを見い出し、本発明に到達した。
【０００９】次に、本発明の 高分子分離膜の分離性能
の維持方法を図面に基づいて説明する。図１は、本発明
の一例を示すフロー図である。整理番号＝Ａ００４２
（４） 図中、１は原料タンク、２は原料供給ポンプ、３は熱交
換器、４は加熱器、５は膜モジュール、６は高分子分離
膜、７は冷却器、８は製品タンク、９はコンデンサー、
１０は透過液タンク、１１は真空ポンプ、１２は不活性
ガス供給ラインを示す。
の維持方法を図面に基づいて説明する。図１は、本発明
の一例を示すフロー図である。整理番号＝Ａ００４２
（４） 図中、１は原料タンク、２は原料供給ポンプ、３は熱交
換器、４は加熱器、５は膜モジュール、６は高分子分離
膜、７は冷却器、８は製品タンク、９はコンデンサー、
１０は透過液タンク、１１は真空ポンプ、１２は不活性
ガス供給ラインを示す。
【００１０】処理すべき原料液体混合物としては、例え
ば有機液体／水混合物或は有機液体／有機液体混合物な
どの二成分系以上の液体混合物（ただし、エーテル類は
除く）が用いられる。有機液体／水混合物としては、例
えば、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパ
ノール、ノルマルブタノール、イソブタノール等のアル
コール類と水との混合物或はメチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類と水との混合物等の共
沸を形成する混合物が挙げられる。有機液体／有機液体
混合物としては、例えは、ベンゼン／シクロヘキサン混
合物、キシレン異性体混合物或はエタノール／イソプロ
パノール混合物等の沸点の近接した混合物が挙げられ
る。共沸を形成しない混合物或は沸点の近接していない
混合物、例えばアセトン／水、メタノール／水、エチレ
ングリコール／水混合物等も勿論本発明の処理液体とし
て用いることができる。
ば有機液体／水混合物或は有機液体／有機液体混合物な
どの二成分系以上の液体混合物（ただし、エーテル類は
除く）が用いられる。有機液体／水混合物としては、例
えば、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパ
ノール、ノルマルブタノール、イソブタノール等のアル
コール類と水との混合物或はメチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類と水との混合物等の共
沸を形成する混合物が挙げられる。有機液体／有機液体
混合物としては、例えは、ベンゼン／シクロヘキサン混
合物、キシレン異性体混合物或はエタノール／イソプロ
パノール混合物等の沸点の近接した混合物が挙げられ
る。共沸を形成しない混合物或は沸点の近接していない
混合物、例えばアセトン／水、メタノール／水、エチレ
ングリコール／水混合物等も勿論本発明の処理液体とし
て用いることができる。
【００１１】処理すべき液体混合物を、原料タンク１に
貯え、不活性ガス供給ライン１２から不活性ガス、例え
ば窒素、ヘリウム、メタン等を原料タンク１に供給して
シールし、空気を遮断する。他の分離プロセス、例えば
蒸留或は抽出プロセスから連続してパーベーパレーショ
ン法により分離するような場合は、原料タンクは用いな
くともよい。例えば常圧蒸留法の場合は、凝縮器を介し
て大気開放になっているような還流ドラムから直接パー
ベーパレーション装置に液体混合物を供給する際に、該
還流ドラムに不活性ガス供給ラインを設けてシールして
もよく、この方法も勿論本発明に包含される。不活性ガ
ス供給ラインは、原料タンク内の液体混合物中に直接吹
き込むように供給してもよいし、原料タンク上部に接続
しタンク内に不活性ガスを供給するよ 整理番号＝Ａ００４２
（５） うにしてもよい。
貯え、不活性ガス供給ライン１２から不活性ガス、例え
ば窒素、ヘリウム、メタン等を原料タンク１に供給して
シールし、空気を遮断する。他の分離プロセス、例えば
蒸留或は抽出プロセスから連続してパーベーパレーショ
ン法により分離するような場合は、原料タンクは用いな
くともよい。例えば常圧蒸留法の場合は、凝縮器を介し
て大気開放になっているような還流ドラムから直接パー
ベーパレーション装置に液体混合物を供給する際に、該
還流ドラムに不活性ガス供給ラインを設けてシールして
もよく、この方法も勿論本発明に包含される。不活性ガ
ス供給ラインは、原料タンク内の液体混合物中に直接吹
き込むように供給してもよいし、原料タンク上部に接続
しタンク内に不活性ガスを供給するよ 整理番号＝Ａ００４２
（５） うにしてもよい。
【００１２】不活性ガスでシールされた原料は、原料供
給ポンプ２により、熱交換器３、加熱器４で所定の温
度、例えば、特に限定するものではないが、常温〜１４
０℃に調節し、高分子分離膜６を内装した膜モジュール
５の一次側に供給される。膜モジュールの型式は、高分
子分離膜が平膜の場合は、プレートアンドフレーム型或
はスパイラル型の膜モジュールであり、高分子分離膜が
中空糸或は管状の場合は、中空糸型或は管型の膜モジュ
ールである。本発明の方法に於いては、この膜モジュー
ルの型式は特に限定されない。膜モジュールの二次側
は、コンデンサー９を介して真空ポンプ１１に接続され
ている。二次側の減圧度は特に限定するものではない
が、通常３００mmHg以下、好ましくは３０mmHg以下の減
圧度に保つことにより、原料処理液体中の高分子分離膜
を透過し易い成分が、高分子分離膜の分離性能に対応し
て二次側に蒸気として分離される。透過し易い成分が蒸
気として分離する際に、蒸発潜熱が奪われるため、一次
側の処理液体の温度は、蒸発潜熱に見合った分だけ低下
するので、再び加熱器４で再加熱し、次の膜モジュール
５に供給する。この加熱方法としては、図１に示すよう
な外部加熱器を用いる方法のほか、膜モジュール全体を
熱媒ジャケットで覆い加熱する方法や膜モジュール内に
隔壁を設けて熱媒を直接膜モジュール内に供給し加熱す
る方法などが挙げられるが、加熱方法は特に限定されな
い。膜モジュール５及び加熱器４の数は、処理液体の処
理量や目的濃度に応じて適宜選択し、組み合わせて用い
ればよい。膜モジュールの一次側から流出する目的濃度
まで濃縮された処理液体は、熱交換器３、冷却器７で冷
却され、製品タンク８に貯められる。
給ポンプ２により、熱交換器３、加熱器４で所定の温
度、例えば、特に限定するものではないが、常温〜１４
０℃に調節し、高分子分離膜６を内装した膜モジュール
５の一次側に供給される。膜モジュールの型式は、高分
子分離膜が平膜の場合は、プレートアンドフレーム型或
はスパイラル型の膜モジュールであり、高分子分離膜が
中空糸或は管状の場合は、中空糸型或は管型の膜モジュ
ールである。本発明の方法に於いては、この膜モジュー
ルの型式は特に限定されない。膜モジュールの二次側
は、コンデンサー９を介して真空ポンプ１１に接続され
ている。二次側の減圧度は特に限定するものではない
が、通常３００mmHg以下、好ましくは３０mmHg以下の減
圧度に保つことにより、原料処理液体中の高分子分離膜
を透過し易い成分が、高分子分離膜の分離性能に対応し
て二次側に蒸気として分離される。透過し易い成分が蒸
気として分離する際に、蒸発潜熱が奪われるため、一次
側の処理液体の温度は、蒸発潜熱に見合った分だけ低下
するので、再び加熱器４で再加熱し、次の膜モジュール
５に供給する。この加熱方法としては、図１に示すよう
な外部加熱器を用いる方法のほか、膜モジュール全体を
熱媒ジャケットで覆い加熱する方法や膜モジュール内に
隔壁を設けて熱媒を直接膜モジュール内に供給し加熱す
る方法などが挙げられるが、加熱方法は特に限定されな
い。膜モジュール５及び加熱器４の数は、処理液体の処
理量や目的濃度に応じて適宜選択し、組み合わせて用い
ればよい。膜モジュールの一次側から流出する目的濃度
まで濃縮された処理液体は、熱交換器３、冷却器７で冷
却され、製品タンク８に貯められる。
【００１３】膜モジュールの二次側へ蒸気として透過し
た成分は、コンデンサー９で露点以下に冷却され、凝縮
し、透過液タンク１０に貯められ、ライン１３から回収
される。膜モジュールに用いられる高分子分離膜の素材
は、被処理液の種類に応じて異なるが、セルロース系高
分子、ポリエチレン、ポリビニル、ポリアミド、ポリエ 整理番号＝Ａ００４２
（６） ステル、ポリスルフオン、ポリカーボネート、ポリイミ
ド、ポリエーテル等の通常用いられているものを使用す
ることができるほか、分離目的成分に対する親和性を考
慮して、更に種々の官能基、例えば、アルコール基、カ
ルボン酸基、エーテル基、アミノ基、イミド基、エステ
ル基、ニトリル基等を高分子分離膜に導入した高分子分
離膜或はいわゆるイオン交換膜等を使用することもでき
る。本発明は、これら高分子分離膜の素材に限定されな
い。
た成分は、コンデンサー９で露点以下に冷却され、凝縮
し、透過液タンク１０に貯められ、ライン１３から回収
される。膜モジュールに用いられる高分子分離膜の素材
は、被処理液の種類に応じて異なるが、セルロース系高
分子、ポリエチレン、ポリビニル、ポリアミド、ポリエ 整理番号＝Ａ００４２
（６） ステル、ポリスルフオン、ポリカーボネート、ポリイミ
ド、ポリエーテル等の通常用いられているものを使用す
ることができるほか、分離目的成分に対する親和性を考
慮して、更に種々の官能基、例えば、アルコール基、カ
ルボン酸基、エーテル基、アミノ基、イミド基、エステ
ル基、ニトリル基等を高分子分離膜に導入した高分子分
離膜或はいわゆるイオン交換膜等を使用することもでき
る。本発明は、これら高分子分離膜の素材に限定されな
い。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。 実施例 内容量５リットルの原料タンク１に、９３．５重量％の
エタノール水溶液３．５リットルを仕込み、市販のポリ
ビニルアルコール系水選択透過分離膜６を取着した膜分
離セル（膜モジュール）５（有効膜面積：１２．１９c
m)に、原料供給ポンプ２を用いて、上記エタノール水溶
液を熱交換器３及び加熱器４を介して、温度１１５℃、
圧力４Kg／cm2G、流量３０リットル／hの条件で供給し
た。膜分離セル５の一次側から流出したエタノール水溶
液は、熱交換器３及び冷却器７で冷却後、常圧とし、ラ
イン１４を通って原料タンク１に循環させた。原料タン
ク１に付属しているセプタム付きサンプラー（図示せ
ず）でサンプリングし、一次側の液組成を分析した。膜
分離セルの二次側は真空ポンプ１１及び真空度調節弁
（図示せず）により圧力を１０mmHgに調整した。膜分離
セルで分離膜を介して透過してきた主として水からなる
蒸気は、０ ℃に調整されているコンデンサー９を用いて
透過液タンク１０に液体として捕集した。長期の膜分離
性能試験をする上で、原料エタノール濃度を９３．５重
量％の一定濃度に維持するため、膜分離セルで二次側に
蒸気となって失われる水と同量の水を、加水タンク（図
示せず）から加水ポンプ（図示せず）を使用して原料タ
ンク１に常時添加した。尚、エタノールの透過量は僅か
であるので、３カ月に１回の割合で追加或は交換を行っ
た。
ら説明する。 実施例 内容量５リットルの原料タンク１に、９３．５重量％の
エタノール水溶液３．５リットルを仕込み、市販のポリ
ビニルアルコール系水選択透過分離膜６を取着した膜分
離セル（膜モジュール）５（有効膜面積：１２．１９c
m)に、原料供給ポンプ２を用いて、上記エタノール水溶
液を熱交換器３及び加熱器４を介して、温度１１５℃、
圧力４Kg／cm2G、流量３０リットル／hの条件で供給し
た。膜分離セル５の一次側から流出したエタノール水溶
液は、熱交換器３及び冷却器７で冷却後、常圧とし、ラ
イン１４を通って原料タンク１に循環させた。原料タン
ク１に付属しているセプタム付きサンプラー（図示せ
ず）でサンプリングし、一次側の液組成を分析した。膜
分離セルの二次側は真空ポンプ１１及び真空度調節弁
（図示せず）により圧力を１０mmHgに調整した。膜分離
セルで分離膜を介して透過してきた主として水からなる
蒸気は、０ ℃に調整されているコンデンサー９を用いて
透過液タンク１０に液体として捕集した。長期の膜分離
性能試験をする上で、原料エタノール濃度を９３．５重
量％の一定濃度に維持するため、膜分離セルで二次側に
蒸気となって失われる水と同量の水を、加水タンク（図
示せず）から加水ポンプ（図示せず）を使用して原料タ
ンク１に常時添加した。尚、エタノールの透過量は僅か
であるので、３カ月に１回の割合で追加或は交換を行っ
た。
【００１５】透過液タンク１０に透過捕集された透過液
体の重量と組成を分析し、膜分離セ 整理番号＝Ａ００４２
（７） ル（膜モジュール）５に取り付けた分離膜６の分離性能
を透過量（g/m2・h)と分離係数で表示し、その経時変化を
測定した。結果を図３に示す。図中、○は透過量、△は分
離係数を表す。図より明らかな如く、上記パーベーパレ
ーション条件で、性能の安定した頃の実験開始１８日後
の透過量は、３１２５g/m2・h、分離係数は５００であっ
た。その後、透過量は徐々に増加し、実験開始後２８２
日経過した時点では、３９７８g/m2・hであった。この間
の分離係数は４８４〜６６８の間で安定していたが、２
８０日経過以降急激に透過量が増加し、分離係数が低下
し始めた。３００日経過した時点で、原料タンク１及び
加水タンク（図示せず）を不活性ガスとして窒素を用い
てシールし、更に実験を継続した。この結果、透過量の
増加はゆるやかとなり、分離係数は多少上昇して当初の
分離係数と同じ５００前後で安定した。不活性ガスでシ
ールしない場合は、比較例に示すように、透過量の急激
な増加と分離係数の低下という形で膜分離性能の劣化が
認められるが、不活性ガスのシールにより膜分離性能、
特に分離係数が安定的に維持された。
体の重量と組成を分析し、膜分離セ 整理番号＝Ａ００４２
（７） ル（膜モジュール）５に取り付けた分離膜６の分離性能
を透過量（g/m2・h)と分離係数で表示し、その経時変化を
測定した。結果を図３に示す。図中、○は透過量、△は分
離係数を表す。図より明らかな如く、上記パーベーパレ
ーション条件で、性能の安定した頃の実験開始１８日後
の透過量は、３１２５g/m2・h、分離係数は５００であっ
た。その後、透過量は徐々に増加し、実験開始後２８２
日経過した時点では、３９７８g/m2・hであった。この間
の分離係数は４８４〜６６８の間で安定していたが、２
８０日経過以降急激に透過量が増加し、分離係数が低下
し始めた。３００日経過した時点で、原料タンク１及び
加水タンク（図示せず）を不活性ガスとして窒素を用い
てシールし、更に実験を継続した。この結果、透過量の
増加はゆるやかとなり、分離係数は多少上昇して当初の
分離係数と同じ５００前後で安定した。不活性ガスでシ
ールしない場合は、比較例に示すように、透過量の急激
な増加と分離係数の低下という形で膜分離性能の劣化が
認められるが、不活性ガスのシールにより膜分離性能、
特に分離係数が安定的に維持された。
【００１６】比較例 実施例と同一の装置を用いて、実施例と同様の水選択透
過分離膜を膜分離セルに取着し、温度を最初の１７６日
間は１００℃に、それ以降は１１０℃とし、他の条件は
実施例と同様にして行った。但し、原料タンク、加水タ
ンクは全期間を通じて不活性ガスシールは行わなかっ
た。結果を図４に示す。図中、○は透過量、△は分離係
数を表す。図より明らかな如く、温度を１１０℃にした
時点（１９１日後）の透過量は、１９９３g/m2・hで分離
係数は７６７であった。実験開始後４００日（温度１１
０℃としてから２２４日）経過した頃から透過量が急激
に増加し、分離係数は急激に低下した。実験開始後６１
３日（温度１１０℃としてから４３７日）経過した時点
の透過量は、３４８６g/m2・hであり、温度１１０℃とし
た時点の１．７５倍に、分離係数は、２４４と温度１１
０℃とした時点の３１．８％まで低下した。
過分離膜を膜分離セルに取着し、温度を最初の１７６日
間は１００℃に、それ以降は１１０℃とし、他の条件は
実施例と同様にして行った。但し、原料タンク、加水タ
ンクは全期間を通じて不活性ガスシールは行わなかっ
た。結果を図４に示す。図中、○は透過量、△は分離係
数を表す。図より明らかな如く、温度を１１０℃にした
時点（１９１日後）の透過量は、１９９３g/m2・hで分離
係数は７６７であった。実験開始後４００日（温度１１
０℃としてから２２４日）経過した頃から透過量が急激
に増加し、分離係数は急激に低下した。実験開始後６１
３日（温度１１０℃としてから４３７日）経過した時点
の透過量は、３４８６g/m2・hであり、温度１１０℃とし
た時点の１．７５倍に、分離係数は、２４４と温度１１
０℃とした時点の３１．８％まで低下した。
【００１７】整理番号＝Ａ００４２
（８）
（８）
【効果】パーベーパレーション法で用いられる高分子分
離膜の寿命は、使用状態にもよるが、短いもので数カ
月、長いもので数年と言われている。従来は、分離性能
の低下した膜は、膜の張り替え或は膜モジュールの交換
によって新しい膜に交換していたが、この交換操作は装
置を停止させ、膜モジュールを取り出し、膜を張り替え
るか、或は新しい膜を組み込んだ膜モジュールと交換し
なければならず、そのため多大の労力と経費を必要とし
ていた。本発明によれば、液体混合物を収容するタンク
或はドラム等を不活性ガスでシールするという極めて簡
単な操作によって、その膜分離性能が長期に亘って維持
されるので、装置の停止、膜の張り替え、膜モジュール
の交換等の時期をそれだけ延ばすことができ、その結
果、省力化で省エネルギーで、より安価な液体混合物の
分離システムが実現される。本発明により、処理液体を
不活性ガスでシールすることによって、膜分離性能が長
期に渡って維持される理由は未だ理論的に充分解明され
ていないが、おそらく、処理液中に溶存している酸素が
高分子膜に作用し、高分子鎖や高分子配列等が微妙に変
化したり、酸素により高分子の一部分が酸化されること
により、膜分離性能が劣化するものと思われ、本発明に
よれば、このような劣化が防止されるものと考えられ
る。
離膜の寿命は、使用状態にもよるが、短いもので数カ
月、長いもので数年と言われている。従来は、分離性能
の低下した膜は、膜の張り替え或は膜モジュールの交換
によって新しい膜に交換していたが、この交換操作は装
置を停止させ、膜モジュールを取り出し、膜を張り替え
るか、或は新しい膜を組み込んだ膜モジュールと交換し
なければならず、そのため多大の労力と経費を必要とし
ていた。本発明によれば、液体混合物を収容するタンク
或はドラム等を不活性ガスでシールするという極めて簡
単な操作によって、その膜分離性能が長期に亘って維持
されるので、装置の停止、膜の張り替え、膜モジュール
の交換等の時期をそれだけ延ばすことができ、その結
果、省力化で省エネルギーで、より安価な液体混合物の
分離システムが実現される。本発明により、処理液体を
不活性ガスでシールすることによって、膜分離性能が長
期に渡って維持される理由は未だ理論的に充分解明され
ていないが、おそらく、処理液中に溶存している酸素が
高分子膜に作用し、高分子鎖や高分子配列等が微妙に変
化したり、酸素により高分子の一部分が酸化されること
により、膜分離性能が劣化するものと思われ、本発明に
よれば、このような劣化が防止されるものと考えられ
る。
【００１８】
【図１】本発明の実施例を示すフロー図である。
【図２】従来の方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の方法を使用し、経過日数に応じて透過
量と分離係数とを測定したグラフである。
量と分離係数とを測定したグラフである。
【図４】整理番号＝Ａ００４２
（９） 従来の方法を使用し、経過日数に応じて透過量と分離係
数とを測定したグラフである。
（９） 従来の方法を使用し、経過日数に応じて透過量と分離係
数とを測定したグラフである。
１ 原料タンク ２ 原料供給ポンプ ３ 熱交換器 ４ 加熱器 ５ 膜モジュール ６ 高分子分離膜 ７ 冷却器 ８ 製品タンク ９ コンデンサー １０ 透過液タンク １１ 真空ポンプ １２ 不活性ガス供給ラ
イン １３ ライン １４ ライン
イン １３ ライン １４ ライン
Claims (4)
- 【請求項１】 液体混合物（ただし、エーテル類は除
く）をパーベーパレーション法によって分離するに際し
て、前記液体混合物を不活性ガスでシールし、膜モジュ
ールに該液体混合物を供給することを特徴とするパーベ
ーパレーション用高分子分離膜の分離性能維持方法。 - 【請求項２】 前記液体混合物が、有機液体／水混合物
或は有機液体／有機液体混合物などの二成分系以上の液
体混合物であって、共沸混合物或は沸点が近接した比揮
発度が１に近い混合物である請求項１に記載の高分子分
離膜の分離性能維持方法。 - 【請求項３】前記膜モジュールに用いられる高分子分離
膜の素材が、セルロース系高分子、ポリエチレン、ポリ
ビニル、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルフォン、
ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルである請
求項１に記載の高分子分離膜の分離性能維持方法。 - 【請求項４】前記膜モジュールに用いられる高分子分離
膜の素材が、アルコール基、カルボン酸基、エーテル
基、アミノ基、イミド基、エステル基、ニトリル基を高
分子分離膜に導入した高分子分離膜或はいわゆるイオン
交換膜である請求項３に記載の高分子分離膜の分離性能
維持方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184025A JPH07171B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 分離膜の分離性能維持方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184025A JPH07171B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 分離膜の分離性能維持方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0639247A JPH0639247A (ja) | 1994-02-15 |
| JPH07171B2 true JPH07171B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16146034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184025A Expired - Lifetime JPH07171B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 分離膜の分離性能維持方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07171B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101317571B1 (ko) * | 2011-11-30 | 2013-10-11 | 오씨아이 주식회사 | 중공사막을 이용한 글리콜류의 탈수방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3936052A1 (de) * | 1989-10-28 | 1991-05-02 | Basf Ag | Verfahren zur trennung eines gemisches aus 1-methoxy-propanol-2 und wasser in seine bestandteile |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3184025A patent/JPH07171B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0639247A (ja) | 1994-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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