JPH10180046A - 有機液体混合物の分離方法および装置 - Google Patents
有機液体混合物の分離方法および装置Info
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- JPH10180046A JPH10180046A JP30651597A JP30651597A JPH10180046A JP H10180046 A JPH10180046 A JP H10180046A JP 30651597 A JP30651597 A JP 30651597A JP 30651597 A JP30651597 A JP 30651597A JP H10180046 A JPH10180046 A JP H10180046A
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機液体混合物を膜蒸留法または浸透気化法
で分離する方法において、透過成分を系外へ放出するこ
となく回収し、また膜透過量も多くなり、エネルギー的
極めて有利な方法で有機液体混合物を分離する。 【解決手段】 有機液体混合物から、分離膜を用いて有
機液体成分を分離する方法において、分離膜の二次側に
掃引ガスを、膜面における線速度が０．５〜１０ｍ／秒
の範囲になるように循環させ、二次側で有機液体成分を
トラップを用いて捕集することを特徴とする、有機液体
混合物の分離方法および装置。
で分離する方法において、透過成分を系外へ放出するこ
となく回収し、また膜透過量も多くなり、エネルギー的
極めて有利な方法で有機液体混合物を分離する。 【解決手段】 有機液体混合物から、分離膜を用いて有
機液体成分を分離する方法において、分離膜の二次側に
掃引ガスを、膜面における線速度が０．５〜１０ｍ／秒
の範囲になるように循環させ、二次側で有機液体成分を
トラップを用いて捕集することを特徴とする、有機液体
混合物の分離方法および装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膜蒸留法または浸
透気化法によって有機液体混合物を分離またはその組成
を変化させる方法に関する。
透気化法によって有機液体混合物を分離またはその組成
を変化させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】膜分離技術は、食品工業や医療分野、海
水淡水化や超純水生成分野等の水処理分野等をはじめと
して様々な分野で利用されているが、これまで特に水系
を中心に発達し、工業化されてきた。膜分離技術は、省
資源・省エネルギーおよび低環境負荷技術として注目さ
れている分離技術であり、この膜分離技術を非水系分
野、例えば石油精製プロセスや石油化学工業分野へ適用
することが近年研究され始めている。
水淡水化や超純水生成分野等の水処理分野等をはじめと
して様々な分野で利用されているが、これまで特に水系
を中心に発達し、工業化されてきた。膜分離技術は、省
資源・省エネルギーおよび低環境負荷技術として注目さ
れている分離技術であり、この膜分離技術を非水系分
野、例えば石油精製プロセスや石油化学工業分野へ適用
することが近年研究され始めている。
【０００３】石油精製プロセスや石油化学工業分野にお
ける分離は、蒸留法を主体とする既存の分離技術を組み
合せて行われているが、省資源・省エネルギーおよび低
環境負荷の観点から、より有利な分離技術を開発し適用
することが求められている。このような背景から、省資
源・省エネルギーおよび低環境負荷技術として注目され
ている膜分離法を石油精製プロセスや石油化学工業分野
の技術として開発し実用化することが求められている。
ける分離は、蒸留法を主体とする既存の分離技術を組み
合せて行われているが、省資源・省エネルギーおよび低
環境負荷の観点から、より有利な分離技術を開発し適用
することが求められている。このような背景から、省資
源・省エネルギーおよび低環境負荷技術として注目され
ている膜分離法を石油精製プロセスや石油化学工業分野
の技術として開発し実用化することが求められている。
【０００４】分離膜を用いて有機液体混合物を分離する
プロセスとして、従来より膜蒸留法や浸透気化法が知ら
れている。これらの方法は、膜の一次側に処理すべき混
合液体を供給し、透過しやすい物質を膜の二次側に蒸気
として優先的に透過させる方法である。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
共沸混合物や沸点が近接した比揮発度の小さい混合物を
分離または濃縮する効果的で省エネルギー的な方法とし
て注目されている。
プロセスとして、従来より膜蒸留法や浸透気化法が知ら
れている。これらの方法は、膜の一次側に処理すべき混
合液体を供給し、透過しやすい物質を膜の二次側に蒸気
として優先的に透過させる方法である。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
共沸混合物や沸点が近接した比揮発度の小さい混合物を
分離または濃縮する効果的で省エネルギー的な方法とし
て注目されている。
【０００５】この膜蒸留法や浸透気化法では、二次側の
膜表面の透過蒸気の圧力を下げることによって透過が促
進されると考えられ、現状では、二次側を真空ポンプで
減圧にするか、または二次側膜表面に窒素等の不活性ガ
スや液体を掃引して膜透過を実現している。工業的プロ
セスとしては、特開昭５８−９５５２３号公報等に開示
されているように、多くの場合二次側を減圧に保持する
方法が検討されている。
膜表面の透過蒸気の圧力を下げることによって透過が促
進されると考えられ、現状では、二次側を真空ポンプで
減圧にするか、または二次側膜表面に窒素等の不活性ガ
スや液体を掃引して膜透過を実現している。工業的プロ
セスとしては、特開昭５８−９５５２３号公報等に開示
されているように、多くの場合二次側を減圧に保持する
方法が検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次側
を減圧にして透過成分を除去する方法では、透過成分の
一部が分離装置の系外へ放出される可能性があり、石油
精製プロセスや石油化学工業分野では低環境負荷の観点
から問題がある。また、工業技術的には通常の真空ポン
プで大容量の装置を高真空度に保持することは非常に困
難であり、またエネルギー的にも極めて不利である。
を減圧にして透過成分を除去する方法では、透過成分の
一部が分離装置の系外へ放出される可能性があり、石油
精製プロセスや石油化学工業分野では低環境負荷の観点
から問題がある。また、工業技術的には通常の真空ポン
プで大容量の装置を高真空度に保持することは非常に困
難であり、またエネルギー的にも極めて不利である。
【０００７】そこで本発明の課題は、上記のような従来
技術の欠点を改善するために、環境的にも、エネルギー
的にも有利に有機液体を分離することができる方法およ
び装置を提供することにある。
技術の欠点を改善するために、環境的にも、エネルギー
的にも有利に有機液体を分離することができる方法およ
び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の有機液体混合物の分離方法は、有機液体混
合物から、分離膜を用いて有機液体成分を分離する方法
において、分離膜の二次側に掃引ガスを、膜面における
線速度が０．５〜１０ｍ／秒の範囲になるように循環さ
せ、二次側で有機液体成分をコールドトラップを用いて
捕集することを特徴とする方法からなる。
に、本発明の有機液体混合物の分離方法は、有機液体混
合物から、分離膜を用いて有機液体成分を分離する方法
において、分離膜の二次側に掃引ガスを、膜面における
線速度が０．５〜１０ｍ／秒の範囲になるように循環さ
せ、二次側で有機液体成分をコールドトラップを用いて
捕集することを特徴とする方法からなる。
【０００９】また、本発明に係る有機液体混合物の分離
装置は、分離膜の一次側に有機液体混合物の循環回路、
二次側に掃引ガスの循環回路を備え、該掃引ガスの循環
回路に、掃引ガスの分離膜の膜面における線速度を０．
５〜１０ｍ／秒の範囲に制御する手段と、掃引ガス中の
有機液体成分を捕集する手段とを有することを特徴とす
るものからなる。
装置は、分離膜の一次側に有機液体混合物の循環回路、
二次側に掃引ガスの循環回路を備え、該掃引ガスの循環
回路に、掃引ガスの分離膜の膜面における線速度を０．
５〜１０ｍ／秒の範囲に制御する手段と、掃引ガス中の
有機液体成分を捕集する手段とを有することを特徴とす
るものからなる。
【００１０】このような方法および装置においては、循
環される掃引ガスの膜面における線速度が最適な範囲内
の速度とされ、分離された有機液体成分が掃引ガスの循
環回路からコールドトラップを用いて回路系外に排出さ
れる。したがって、分離膜の二次側をそれ程高い真空度
にすることなく、かつ、分離された成分が不必要に分離
装置の系外に放出されることなく、効率のよい分離が可
能となる。その結果、石油精製プロセスや石油化学工業
分野に工業的に適用することが可能となり、環境的にも
有利な方法および装置を提供できる。
環される掃引ガスの膜面における線速度が最適な範囲内
の速度とされ、分離された有機液体成分が掃引ガスの循
環回路からコールドトラップを用いて回路系外に排出さ
れる。したがって、分離膜の二次側をそれ程高い真空度
にすることなく、かつ、分離された成分が不必要に分離
装置の系外に放出されることなく、効率のよい分離が可
能となる。その結果、石油精製プロセスや石油化学工業
分野に工業的に適用することが可能となり、環境的にも
有利な方法および装置を提供できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発
明の一実施態様に係る有機液体混合物の分離装置の概略
構成を示している。図中、４は分離膜４ａを内蔵した分
離膜モジュールを示しており、その一次側に有機液体混
合物の循環回路が設けられている。該循環回路中、１は
有機液体混合物の供給液槽、２はその循環ポンプ、３は
加温装置を示している。分離膜４ａの二次側には掃引ガ
スの循環回路が設けられ、該循環回路中、５はトラップ
手段としてのコールドトラップ、６は掃引ガス槽、７と
８は圧力調節弁、９は掃引ガス循環用ポンプを示してい
る。コールドラップ５は複数（図示例では２つ）設けら
れており、切換弁１２によって切換使用可能となってい
る。
形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発
明の一実施態様に係る有機液体混合物の分離装置の概略
構成を示している。図中、４は分離膜４ａを内蔵した分
離膜モジュールを示しており、その一次側に有機液体混
合物の循環回路が設けられている。該循環回路中、１は
有機液体混合物の供給液槽、２はその循環ポンプ、３は
加温装置を示している。分離膜４ａの二次側には掃引ガ
スの循環回路が設けられ、該循環回路中、５はトラップ
手段としてのコールドトラップ、６は掃引ガス槽、７と
８は圧力調節弁、９は掃引ガス循環用ポンプを示してい
る。コールドラップ５は複数（図示例では２つ）設けら
れており、切換弁１２によって切換使用可能となってい
る。
【００１２】このような構成を有する装置を用いて、有
機液体混合物からの有機液体成分の分離は次のように行
われる。有機液体混合物を供給液槽１に貯え、循環ポン
プ２により加温装置３で供給液の温度を所定の温度に調
節した後、分離膜モジュール４に供給し、リターン回路
１１から元の供給液槽１に戻し、有機液体混合物を循環
させる。
機液体混合物からの有機液体成分の分離は次のように行
われる。有機液体混合物を供給液槽１に貯え、循環ポン
プ２により加温装置３で供給液の温度を所定の温度に調
節した後、分離膜モジュール４に供給し、リターン回路
１１から元の供給液槽１に戻し、有機液体混合物を循環
させる。
【００１３】分離膜モジュール４（分離膜４ａ）の二次
側では、掃引ガスを膜面における線速度が０．５〜１０
ｍ／秒、好ましくは１〜５ｍ／秒となるように制御し供
給回路１０を介して供給し、透過蒸気をコールドトラッ
プ５に導く。コールドトラップ５で透過蒸気を凝縮させ
て捕集した後、掃引ガス槽６に導くが、もし、掃引ガス
の循環系内に不純物が蓄積されれば圧力調節弁８によっ
て系外に排出される。また、掃引ガスの補充は圧力調節
弁７で行われる。
側では、掃引ガスを膜面における線速度が０．５〜１０
ｍ／秒、好ましくは１〜５ｍ／秒となるように制御し供
給回路１０を介して供給し、透過蒸気をコールドトラッ
プ５に導く。コールドトラップ５で透過蒸気を凝縮させ
て捕集した後、掃引ガス槽６に導くが、もし、掃引ガス
の循環系内に不純物が蓄積されれば圧力調節弁８によっ
て系外に排出される。また、掃引ガスの補充は圧力調節
弁７で行われる。
【００１４】掃引ガス循用ポンプ９は、掃引ガスの膜面
における線速度を０．５〜１０ｍ／秒の速度で送気でき
さえすれば、どのようなタイプのポンプでもかまわない
が、掃引ガスの循環流量と変動範囲、吸い込み側および
吐き出し側の温度、圧力条件、設置場所や騒音規制等を
考慮して決めるべきである。膜面における掃引ガスの線
速度が速いほど濃度分極の影響を低減でき、分離性能が
高くなると考えられるが、一方、配管の圧力損失が大き
くなり、大容量のポンプが必要となることや高い能力の
コールドトラップが要求されるなど不利な点も出てく
る。これらを種々検討した結果、掃引ガスの膜面線速度
は０．５〜１０ｍ／秒の速度が好ましいことがわかっ
た。また、ポンプの位置は、分離膜モジュールの上流
側、下流側いずれに設置してもかまわないが、分離膜モ
ジュールの二次側が減圧されるように設置する方法が分
離性能を向上させるため好ましい。
における線速度を０．５〜１０ｍ／秒の速度で送気でき
さえすれば、どのようなタイプのポンプでもかまわない
が、掃引ガスの循環流量と変動範囲、吸い込み側および
吐き出し側の温度、圧力条件、設置場所や騒音規制等を
考慮して決めるべきである。膜面における掃引ガスの線
速度が速いほど濃度分極の影響を低減でき、分離性能が
高くなると考えられるが、一方、配管の圧力損失が大き
くなり、大容量のポンプが必要となることや高い能力の
コールドトラップが要求されるなど不利な点も出てく
る。これらを種々検討した結果、掃引ガスの膜面線速度
は０．５〜１０ｍ／秒の速度が好ましいことがわかっ
た。また、ポンプの位置は、分離膜モジュールの上流
側、下流側いずれに設置してもかまわないが、分離膜モ
ジュールの二次側が減圧されるように設置する方法が分
離性能を向上させるため好ましい。
【００１５】上記掃引ガスの膜面における線速度は、掃
引ガス槽６内の圧力を、圧力調節弁７、８によって制御
することで達成できる。この二次側の圧力は、上述の膜
面線速度と併せて検討した結果、０．１〜５atm 、さら
に好ましくは０．６〜１．２atm が良いことがわかっ
た。掃引ガスの膜面における線速度は、掃引ガスの流量
を掃引ガスが流れる流路の断面積で除して求められる。
引ガス槽６内の圧力を、圧力調節弁７、８によって制御
することで達成できる。この二次側の圧力は、上述の膜
面線速度と併せて検討した結果、０．１〜５atm 、さら
に好ましくは０．６〜１．２atm が良いことがわかっ
た。掃引ガスの膜面における線速度は、掃引ガスの流量
を掃引ガスが流れる流路の断面積で除して求められる。
【００１６】また、掃引ガスとしては、特に限定される
ものではないが、有機液体成分や膜成分とは顕著な反応
性を有しないことが好ましく、不活性ガスが好適であ
る。不活性ガスとしては乾燥窒素ガス、乾燥空気、乾燥
アルゴンガス等を用いることができるが、安全性と経済
性の観点から乾燥窒素ガスが好ましい。
ものではないが、有機液体成分や膜成分とは顕著な反応
性を有しないことが好ましく、不活性ガスが好適であ
る。不活性ガスとしては乾燥窒素ガス、乾燥空気、乾燥
アルゴンガス等を用いることができるが、安全性と経済
性の観点から乾燥窒素ガスが好ましい。
【００１７】本発明において、とくに対象となる有機液
体混合物は、たとえば、パラフィン系炭化水素、オレフ
ィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香族系炭化水
素のうち、いずれか２つ以上の炭化水素成分を含むもの
である。また、硫黄化合物、窒素化合物、酸素化合物、
金属化合物などの非炭化水素成分を含んでいても差し支
えない。このような有機液体混合物の例として、ナフ
サ、ガソリン、灯油、軽油などの石油留分が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
体混合物は、たとえば、パラフィン系炭化水素、オレフ
ィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香族系炭化水
素のうち、いずれか２つ以上の炭化水素成分を含むもの
である。また、硫黄化合物、窒素化合物、酸素化合物、
金属化合物などの非炭化水素成分を含んでいても差し支
えない。このような有機液体混合物の例として、ナフ
サ、ガソリン、灯油、軽油などの石油留分が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
【００１８】ここで、パラフィン系炭化水素とは、Ｃn
Ｈ2n+2の分子式の飽和鎖状化合物で、分枝のないn-パラ
フィンと枝分かれしたイソパラフィンとがあり、具体的
には、例えば、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、
n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ド
デカン、2-メチルブタン、2,2-ジメチルプロパンなどが
挙げられる。オレフィン系炭化水素とは、二重結合を有
する炭化水素で、二重結合１個の場合はＣn Ｈ2nの一般
式で示される鎖状炭化水素であり、具体的には、例え
ば、1-ペンテン、 1- ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテ
ン、 1- ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン
などが挙げられる。ナフテン系炭化水素とは、１分子中
に少なくとも１個の飽和環を含む炭化水素で、炭素数５
個のシクロペンタンと、炭素数６個のシクロヘキサンが
最も基本となる環状化合物であり、一般式はＣn Ｈ2nで
ある。芳香族系炭化水素とは、１分子中に少なくとも１
個の芳香族環を含む炭化水素のことで、具体的には、例
えば、ベンゼンやベンゼンに側鎖のついたトルエン、キ
シレンなどの単環化合物である。
Ｈ2n+2の分子式の飽和鎖状化合物で、分枝のないn-パラ
フィンと枝分かれしたイソパラフィンとがあり、具体的
には、例えば、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、
n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ド
デカン、2-メチルブタン、2,2-ジメチルプロパンなどが
挙げられる。オレフィン系炭化水素とは、二重結合を有
する炭化水素で、二重結合１個の場合はＣn Ｈ2nの一般
式で示される鎖状炭化水素であり、具体的には、例え
ば、1-ペンテン、 1- ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテ
ン、 1- ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン
などが挙げられる。ナフテン系炭化水素とは、１分子中
に少なくとも１個の飽和環を含む炭化水素で、炭素数５
個のシクロペンタンと、炭素数６個のシクロヘキサンが
最も基本となる環状化合物であり、一般式はＣn Ｈ2nで
ある。芳香族系炭化水素とは、１分子中に少なくとも１
個の芳香族環を含む炭化水素のことで、具体的には、例
えば、ベンゼンやベンゼンに側鎖のついたトルエン、キ
シレンなどの単環化合物である。
【００１９】有機液体混合物の温度は、分離膜モジュー
ル４の前に置く加温装置３で所定の温度に調節すること
ができ、分離膜４ａの透過速度、掃引ガスの膜面線速
度、コールドトラップ５の能力、膜の耐熱性等を考慮し
て、分離性能が高くなるように設定する。
ル４の前に置く加温装置３で所定の温度に調節すること
ができ、分離膜４ａの透過速度、掃引ガスの膜面線速
度、コールドトラップ５の能力、膜の耐熱性等を考慮し
て、分離性能が高くなるように設定する。
【００２０】分離膜モジュール４は、膜蒸留法用あるい
は浸透気化法用であれば、何ら制約されるものではな
い。すなわち、分離膜の形態は平膜、管状膜、中空糸膜
等のいずれの形状のものでもよく、さらに分離膜モジュ
ールの形態も平板型、スパイラル型、プリーツ型、管状
型、中空糸型等いずれの形態でも本発明に用いることが
できる。
は浸透気化法用であれば、何ら制約されるものではな
い。すなわち、分離膜の形態は平膜、管状膜、中空糸膜
等のいずれの形状のものでもよく、さらに分離膜モジュ
ールの形態も平板型、スパイラル型、プリーツ型、管状
型、中空糸型等いずれの形態でも本発明に用いることが
できる。
【００２１】分離膜の素材についても、有機液体混合物
に対して耐久性のある有機高分子であれば特に限定され
ない。このような高分子素材としては、たとえば、ポリ
アクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニ
レンスルフォン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアル
コール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリア
ミド等を用いることができる。
に対して耐久性のある有機高分子であれば特に限定され
ない。このような高分子素材としては、たとえば、ポリ
アクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニ
レンスルフォン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアル
コール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリア
ミド等を用いることができる。
【００２２】コールドトラップ５は、装置の規模が小さ
い場合には、ドライアイス寒剤または液体窒素で冷却す
ることもできるが、工業レベルにおいては冷却温度を任
意に設定できる冷却器を用いることが好ましい。特に限
定されるものではないが、冷却温度は（透過成分の融点
＋５℃）より低いことが好ましい。また、図示の如く、
複数のコールドトラップ５を切換式にして連続的に運転
できることが好ましい。あるいは、複数のコールドトラ
ップ５を直列、多段に接続し、各段の冷却温度を徐々に
下げていく方式も経済的であり採用できる。また、捕集
された分離液体が連続的に取り出されるような配管がな
されていてもよいし、コンセントレータのような方式を
採用してもよい。
い場合には、ドライアイス寒剤または液体窒素で冷却す
ることもできるが、工業レベルにおいては冷却温度を任
意に設定できる冷却器を用いることが好ましい。特に限
定されるものではないが、冷却温度は（透過成分の融点
＋５℃）より低いことが好ましい。また、図示の如く、
複数のコールドトラップ５を切換式にして連続的に運転
できることが好ましい。あるいは、複数のコールドトラ
ップ５を直列、多段に接続し、各段の冷却温度を徐々に
下げていく方式も経済的であり採用できる。また、捕集
された分離液体が連続的に取り出されるような配管がな
されていてもよいし、コンセントレータのような方式を
採用してもよい。
【００２３】
【実施例】以下に、より具体的な実施例を挙げて本発明
を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定さ
れるものではない。
を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定さ
れるものではない。
【００２４】実施例１ 架橋シリコーンを含浸したポリアクリロニトリル中空糸
膜を約20cmの長さに切り、20本を束ねてガラス製のミニ
モジュールに挿入し、有効膜面積 3.8×10-3m2の膜蒸留
用モジュールを作製した。このモジュールを使って、ベ
ンゼンとｎ−ヘプタンを10：90のモル比で混合した有機
液体混合物の分離実験を行なった。有機液体混合物はガ
ラス製供給液槽１から液体クロマトグラフ用ポンプ２で
分離膜モジュール４に供給され、中空糸膜の内側に膜面
線速度0.2m／秒の速さで流した。有機液体混合物は供給
液槽の恒温装置と加温装置３で約５５℃に温調した。そ
して、リターン回路１１から供給液槽に戻し、循環させ
た。中空糸膜の外側には乾燥窒素ガスを往復式圧縮機９
で送気し、膜面線速度を1m／秒とした。膜を透過した蒸
気を含む窒素ガスは、液体窒素のコールドトラップ５で
透過蒸気を凝縮回収した後、掃引ガス槽６を経て、再び
分離膜モジュール４に戻した。この透過液成分の濃度を
ガスクロマトグラフィーで測定したところ、ベンゼンの
モル濃度が２４mol%であった。分離係数は２．８で、膜
透過速度は３．３kg/(m2・hr）であった。
膜を約20cmの長さに切り、20本を束ねてガラス製のミニ
モジュールに挿入し、有効膜面積 3.8×10-3m2の膜蒸留
用モジュールを作製した。このモジュールを使って、ベ
ンゼンとｎ−ヘプタンを10：90のモル比で混合した有機
液体混合物の分離実験を行なった。有機液体混合物はガ
ラス製供給液槽１から液体クロマトグラフ用ポンプ２で
分離膜モジュール４に供給され、中空糸膜の内側に膜面
線速度0.2m／秒の速さで流した。有機液体混合物は供給
液槽の恒温装置と加温装置３で約５５℃に温調した。そ
して、リターン回路１１から供給液槽に戻し、循環させ
た。中空糸膜の外側には乾燥窒素ガスを往復式圧縮機９
で送気し、膜面線速度を1m／秒とした。膜を透過した蒸
気を含む窒素ガスは、液体窒素のコールドトラップ５で
透過蒸気を凝縮回収した後、掃引ガス槽６を経て、再び
分離膜モジュール４に戻した。この透過液成分の濃度を
ガスクロマトグラフィーで測定したところ、ベンゼンの
モル濃度が２４mol%であった。分離係数は２．８で、膜
透過速度は３．３kg/(m2・hr）であった。
【００２５】比較例１ 実施例１において透過蒸気を凝縮回収した後の乾燥窒素
ガスを分離膜モジュール４に戻さないで分離実験を行う
こと以外全く同様な実験を行った。分離係数は２．４、
膜透過速度は２．１kg/(m2・hr）であった。
ガスを分離膜モジュール４に戻さないで分離実験を行う
こと以外全く同様な実験を行った。分離係数は２．４、
膜透過速度は２．１kg/(m2・hr）であった。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機液体
混合物の分離方法および装置によれば、透過成分を系外
へ放出することなく回収できるため、特に石油精製プロ
セスや石油化学工業分野では低環境負荷の観点から有利
になる。また、膜透過量も多くなり、エネルギー的にも
極めて有利な方法で有機液体混合物を工業的に効率よく
分離できる。
混合物の分離方法および装置によれば、透過成分を系外
へ放出することなく回収できるため、特に石油精製プロ
セスや石油化学工業分野では低環境負荷の観点から有利
になる。また、膜透過量も多くなり、エネルギー的にも
極めて有利な方法で有機液体混合物を工業的に効率よく
分離できる。
【図１】本発明の一実施態様に係る有機液体混合物の分
離装置の概略構成図である。
離装置の概略構成図である。
１ 有機液体混合物の供給液槽 ２ 循環ポンプ ３ 加温装置 ４ 分離膜モジュール ４ａ 分離膜 ５ コールドトラップ ６ 掃引ガス槽 ７、８ 圧力調節弁 ９ 掃引ガス循用ポンプ １０ 掃引ガスの供給回路 １１ 供給液のリターン回路 １２ 切換弁
Claims (6)
- 【請求項１】 有機液体混合物から、分離膜を用いて有
機液体成分を分離する方法において、分離膜の二次側に
掃引ガスを、膜面における線速度が０．５〜１０ｍ／秒
の範囲になるように循環させ、二次側で有機液体成分を
トラップを用いて捕集することを特徴とする、有機液体
混合物の分離方法。 - 【請求項２】 有機液体混合物がパラフィン系炭化水
素、オレフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香
族系炭化水素のうち、いずれか２つ以上の炭化水素成分
を含んでいる、請求項１の有機液体混合物の分離方法。 - 【請求項３】 有機液体混合物がナフサ、ガソリン、灯
油、軽油のいずれかである、請求項１または２の有機液
体混合物の分離方法。 - 【請求項４】 複数のトラップを掃引ガスの循環回路に
並設し、トラップの切換により連続的に運転する、請求
項１ないし３のいずれかに記載の有機液体混合物の分離
方法。 - 【請求項５】 二次側の系内圧力が０．１〜５atm の範
囲にある、請求項１ないし４のいずれかに記載の有機液
体混合物の分離方法。 - 【請求項６】 分離膜の一次側に有機液体混合物の循環
回路、二次側に掃引ガスの循環回路を備え、該掃引ガス
の循環回路に、掃引ガスの分離膜の膜面における線速度
を０．５〜１０ｍ／秒の範囲に制御する手段と、掃引ガ
ス中の有機液体成分を捕集する手段とを有することを特
徴とする、有機液体混合物の分離装置。
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| JP29815596 | 1996-10-22 | ||
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-
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