JPS5888004A - Separation of liquid mixture - Google Patents

Separation of liquid mixture

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JPS5888004A
JPS5888004A JP18301281A JP18301281A JPS5888004A JP S5888004 A JPS5888004 A JP S5888004A JP 18301281 A JP18301281 A JP 18301281A JP 18301281 A JP18301281 A JP 18301281A JP S5888004 A JPS5888004 A JP S5888004A
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water
separation
cfo
liquid mixture
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JP18301281A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Ukihashi
浮橋 寛
Tatsuro Asawa
浅輪 達郎
Masaaki Yamabe
山辺 正顕
Haruhisa Miyake
三宅 晴久
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance coefficient of separation and a permeation amount per one process, by carrying out vapor separation by using a high molecular membrane comprising a terpolymer constituted from specific components and having a specific ion exchange capacity. CONSTITUTION:In order to separate or concentrate various org. liquid mixtures according to vapor separation, a high molecular membrane, which comprises a terpolymer consisting of a fluorinated olefin compound such as tetrafluoroethylene and different kinds of fluorovinyl ether compounds such as CF2= CFO(CF2)5COOCH3 and CF2=CFO(CF2)COOCH3 or CF2=CFD(CF2)4-COOCH3 and CF2=CFDCF2COOCH3 and has ion exchange capacity of 0.01-3 miliequivalent/ g of dry resin is used. When water/isopropanol or water/ethanol is separated according to vapor separation by this membrane, high coefficient of separation and a high permeation amount are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも有機液体をその構成成分の一つと
する液体混合物(以下、有機液体混合物と略記する)を
、特定の高分子膜を・用いてパーベーパレーションによ
り分離又は濃縮する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for separating a liquid mixture containing at least an organic liquid as one of its components (hereinafter abbreviated as an organic liquid mixture) by pervaporation using a specific polymer membrane. Or related to a method of concentrating.

多孔質でない均一な高分子膜を用いて有機液体混合物を
分離するプロセスは、従来より米国特許第295550
2号明細書などに教示されている。この分離プロセスは
、一般に膜を用いたパーベーパレーションプロセスと呼
ハレ、高分子膜の一次側(高圧側)に処理すべき液体を
供給し、透過し易い物質を二次側(低圧側)に蒸気とし
て優先的に透過させる方法である。この膜分離法は、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、沸点が近接した比揮発度の小さい混合物系
、加熱によって重合や変性を起す物質を含む混合物を分
離又は濃縮する新しい方法として注目されている。
A process for separating organic liquid mixtures using non-porous, uniform polymeric membranes has been previously described in U.S. Pat.
This is taught in Specification No. 2, etc. This separation process is generally called a pervaporation process using a membrane.The liquid to be treated is supplied to the primary side (high pressure side) of the polymer membrane, and substances that are easily permeable are transferred to the secondary side (low pressure side). This is a method of preferentially transmitting it as vapor. This membrane separation method separates or concentrates liquid mixtures that could not be separated using conventional simple methods, such as azeotropic mixtures, mixtures with close boiling points and low relative volatility, and mixtures containing substances that polymerize or modify when heated. It is attracting attention as a new way to do so.

従来、このような分離方法に用いられる高分子膜として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース系高分
子物質、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエス
テル、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン又は
これらの共重合体からなる膜が知られている。しかしな
がら、か〜る膜を用いてパーベーパレーションにより有
機液体混合物を分離する場合には、実用上次の如き難点
が認められる。即ち、 (1)有機液体混合物が高分子膜を1回通過することに
よる濃縮の割合(分離係数”AB )が小さいため、目
的とする濃度まで濃縮又は分離するためには、非常に多
数の膜を通過させなければならない。一般に、分離係数
αAllは次の如舞である0 c2)  有機液体混合物が高分子膜を通過する透過量
(一般に、単位膜表面積、単位膜厚及び単位時間当りの
透過量で表示する)が小さいため、膜表面積を非常に大
きくするか、高分子膜の膜厚を極端に薄くしなければな
らない。従って、前者の場合には装置設備コストが過大
になり。
Conventionally, membranes made of polyethylene, polypropylene, cellulose-based polymers, polyacrylonitrile, polyamide, polyester, polystyrene, polytetrafluoroethylene, or copolymers thereof have been known as polymer membranes used in such separation methods. It is being However, when such a membrane is used to separate an organic liquid mixture by pervaporation, the following practical difficulties are observed. That is, (1) Since the concentration ratio (separation coefficient "AB") caused by an organic liquid mixture passing through a polymer membrane once is small, it is necessary to use a very large number of membranes in order to concentrate or separate the organic liquid mixture to the desired concentration. In general, the separation coefficient αAll is as follows: 0 c2) The amount of permeation of an organic liquid mixture through a polymer membrane (generally, the permeation rate per unit membrane surface area, unit membrane thickness, and unit time) (expressed in quantity) is small, so either the surface area of the membrane must be made very large or the thickness of the polymer membrane must be made extremely thin.Therefore, in the former case, the equipment cost becomes excessive.

後者の場合には膜の強度、耐久性に問題が生じる。In the latter case, problems arise in the strength and durability of the membrane.

而して、前記の改良プロセスとして、高分子基体にスル
ホン酸基などを結合させた高分子膜を用いる方法、特定
のポリアミド膜を用いる方法、アイオノマー系高分子膜
を用いる方法などが、特開昭52−111888号公報
、同52−111889号公報、同54−33278号
公報、同54−33279号公報などに開示されている
、 本発明者は、パーベーパレーションにより各種有機液体
混合物を分離又は濃縮する手段について、種々の研究、
検討を重ねた結果、テトラフルオルエチレンの如きフッ
素化オレフィン化合物とカルボン酸型官能基を有するフ
ルオロビニルエーテル化合物の二種の組合せとの共重合
体からなる高分子膜が、前記難点を解消し得ることを見
出し、本発明として完成したものである。
As the above-mentioned improved process, a method using a polymer membrane in which sulfonic acid groups etc. are bonded to a polymer base, a method using a specific polyamide membrane, a method using an ionomer polymer membrane, etc. are disclosed in Japanese Patent Application Publication No. Disclosed in Japanese Patent No. 52-111888, No. 52-111889, Japanese No. 54-33278, Japanese No. 54-33279, etc., the present inventors have discovered that various organic liquid mixtures can be separated or Various studies have been conducted on means of concentration,
As a result of repeated studies, it was found that a polymer membrane made of a copolymer of two types of combinations of a fluorinated olefin compound such as tetrafluoroethylene and a fluorovinyl ether compound having a carboxylic acid type functional group can overcome the above-mentioned difficulties. This was discovered and completed as the present invention.

即ち、本発明は、少なくとも有機液体をその構成成分の
一つとする液体混合物を、一般式CF、 = CFO(
CFI )+n−Aで表わされるフルオロビニルエーテ
ル化合物(1)と、一般式cr、 =CFO(CFs 
)n−7で表わされるフルオロビニルl−チル化合物(
ロ)と、フッ素化オレフィン化合物(m)との三元共重
合体からなり、イオン交換容量が0.01〜3ミリ当量
/グラム乾燥樹脂である高分子膜を用いて、パーベーパ
レーションによって分離スることを特徴とする液体混合
物の分離方法を新規に提供するものである。
That is, the present invention provides a liquid mixture having at least an organic liquid as one of its constituents, which has the general formula CF, =CFO(
A fluorovinyl ether compound (1) represented by CFI )+n-A and the general formula cr, =CFO(CFs
) n-7 fluorovinyl l-thyl compound (
b) and a fluorinated olefin compound (m), separated by pervaporation using a polymer membrane with an ion exchange capacity of 0.01 to 3 meq/g dry resin. The present invention provides a novel method for separating liquid mixtures, which is characterized by a method of separating liquid mixtures.

上記一般式において、m及びnはいずれも1〜12の整
数であり、m −n≧6、]「=2〜5を満足するもの
であり、A及びにはカルボン酸型官能基である。そして
、A及びIは、−COOH,−COO・−又は加水分解
忙よりこれらの基に転換しつる一CN、 −Cot、−
COOR”%−〇〇NR”RI などのカルボン酸型官
能基であることが重要である。Vはアルカリ金属、アル
カリ土類金属などの金属原子又バーNR’R’R’R’
 % XはMの原子価数、RIは炭素数1〜20のフル
キル基であり、R”、R”、R’、PlR−及びRマは
水素原子又はRIである。
In the above general formula, m and n are both integers of 1 to 12, and satisfy m −n≧6, ]”=2 to 5, and A and are carboxylic acid type functional groups. And A and I are -COOH, -COO-- or -CN, -Cot, - which can be converted into these groups by hydrolysis.
It is important that the functional group is a carboxylic acid type functional group such as COOR"%-〇〇NR"RI. V is a metal atom such as an alkali metal or alkaline earth metal or bar NR'R'R'R'
% X is the valence number of M, RI is a furkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R'', R'', R', PlR- and R are hydrogen atoms or RI.

本発明の特定の三元共重合体中の上記フルオロビニルエ
ーテル化合物(■)とフルオロビニルエーテル化合物(
■)、とフッ素化オレフィン化合物(m)との組成割合
は、高分子膜の性能に結びつくイオン交換容量と関係す
るので重要である。
The above fluorovinyl ether compound (■) and the fluorovinyl ether compound (■) in the specific terpolymer of the present invention
The compositional ratio of (2) and the fluorinated olefin compound (m) is important because it is related to the ion exchange capacity, which is linked to the performance of the polymer membrane.

通常は、後述のイオン交換容量とするために、カルボン
酸型官能基を有する上記(1)と(II)の化″合物の
会計が、共重合体中1〜50モルチ、特には5〜40モ
ルチとなるべく選定される。
Usually, in order to obtain the ion exchange capacity as described below, the amount of the above-mentioned compounds (1) and (II) having a carboxylic acid type functional group in the copolymer is 1 to 50 molt, especially 5 to 50 mol. 40 molti is selected as possible.

(1)と(■)つ化合物の合計量のなかでの(1)と(
n)のそれぞれの化合物の量は、高分子膜の柔軟性、製
膜性などの機械的性能とも関係するので、上記一般式に
おけるm+ 1の値とも関係するが、(1)の化合物/
(■)の化合物(モル比)が、好ま゛しくけ0.1〜5
.0、特には0.2〜2.0となる範囲から選定される
Among the total amount of (1) and (■) compounds, (1) and (
The amount of each compound in (1) is related to the mechanical performance such as flexibility and film formability of the polymer membrane, and is also related to the value of m+1 in the above general formula.
The compound (■) (molar ratio) is preferably 0.1 to 5
.. 0, particularly from the range of 0.2 to 2.0.

以下に1本発明について更に詳述すると、本発明の高分
子膜を構成する単量体化合物であるフルオロビニルエー
テル化合物(1)は、一般式cr、 =c、Fo(cF
、 )m−ムで表わされ、フルオロビニルエーテル化合
物(II)は、一般式CF−CFO(CF2 )11−
人′で表わされる。こ〜でm + n +ム及びA′は
上記の通りであるが、特にtll + nを好ましくは
m≧5、n≦2の範囲から選定する。また、A及びA′
は、共重合性の観点では、−COF・−〇〇〇R1など
が好ましいが、分離すべき有機液体混合物・その他の観
点から選定するのが望ましい。本発明における好ましい
代表的な(I)/(II)の組合わせとしては、CFm
 =cyo(cy、 )s C00CHsとCち=CF
O(IJs )COOCHs 、 C!%=CFO(C
F愈)4COOC11mと、CF、 :CFOC1%C
00CIlsCF、=cro(CP、 )、COFとC
F、=++CFOCF、COF%CF倉=cro(c+
rs)yco。
To explain the present invention in more detail below, the fluorovinyl ether compound (1), which is a monomer compound constituting the polymer membrane of the present invention, has the general formula cr, =c, Fo(cF
, ) mm, and the fluorovinyl ether compound (II) has the general formula CF-CFO(CF2)11-
It is expressed as a person. Here, m + n + m and A' are as described above, but in particular, tll + n is preferably selected from the range of m≧5 and n≦2. Also, A and A'
From the viewpoint of copolymerizability, preferred is -COF. Preferred typical (I)/(II) combinations in the present invention include CFm
=cyo(cy, )s C00CHs and Cchi=CF
O(IJs) COOCHs, C! %=CFO(C
F Yu) 4COOC11m, CF, :CFOC1%C
00CIlsCF, = cro(CP, ), COF and C
F,=++CFOCF,COF%CF warehouse=cro(c+
rs)yco.

q、とCF、 =CFO(CF重)諺cooc−などが
挙げられる。
Examples include q, and CF, =CFO (CF heavy) proverb cooc-.

これらの単量体は既知の任意の手段で製造される。These monomers are produced by any known means.

更に、フッ素化オレフィン化合物(2)は、好ましくは
一般式CF、=CZZ’で表わされ、こ−で2・zIは
−H+’CI+?又は−01であるが、その好ましい代
表例としては、四フフ化エチレン、三フッ化塩化エチレ
ン、六フッ化プロピレン、三フフ化エチレン、フッ化ビ
ニリデン、フッ化ビニルなどがあげられる。通常は、パ
ーフルオロオレフィン化合物が好ましく、特に四フッ化
エチレンが好適である。
Furthermore, the fluorinated olefin compound (2) is preferably represented by the general formula CF, =CZZ', where 2.zI is -H+'CI+? or -01, and representative examples thereof include tetrafluoroethylene, trifluorochloroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, and the like. Generally, perfluoroolefin compounds are preferred, and tetrafluoroethylene is particularly preferred.

上記共重合体の製造に当っては、上記の各化介物の一種
以上を使用し、更にはその他の単量体をも共重合す−る
ことによって、得られる共重合体を改質することができ
る。例えば、CF、=CFOCF、 (CF、 OCF
、←−CF、←−^(Aは上記と同l〜3     0
〜6 じ)、CF、==CνoJ(町は炭素数1〜10のパー
フルオロアルキル基)を併用すること罠より、得られる
膜に更に可撓性を付薦したり、或いはCI’、ICF−
CFmCF、 、 CF、=CF −0(CF、 )、
−6−OCF=CF、などのジビニルモノマーを併用す
ることにより、得られる共重合体を架橋せしめることも
できるなどである。
In producing the above copolymer, the obtained copolymer is modified by using one or more of the above-mentioned compounds and also copolymerizing other monomers. be able to. For example, CF,=CFOCF, (CF, OCF
, ←-CF, ←-^ (A is the same as above l ~ 3 0
〜6 J), CF, ==CνoJ (perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms) can be used in combination to impart further flexibility to the resulting film, or CI', ICF −
CFmCF, , CF, = CF -0(CF, ),
By using a divinyl monomer such as -6-OCF=CF, the resulting copolymer can be crosslinked.

共重合を実施する手段としては、不活性有機溶媒又は水
性溶媒を使用し、又は使用せずに、パーオキシ化合物、
アゾ化合物、紫外線、電離性放射線の如き重合開始源の
作用の下に行なうなどの公知の手段が採用できる。例え
ば、特公昭4B−2223号公報、特公昭4B−207
88号公報、特公昭48−41942号公報に記載され
る方法によって実施できる。重合方式%式% 合などの各種の方式が採用できる。
Means for carrying out the copolymerization include peroxy compounds, with or without inert organic or aqueous solvents;
Known means such as carrying out the reaction under the action of a polymerization initiation source such as an azo compound, ultraviolet rays, or ionizing radiation can be employed. For example, Japanese Patent Publication No. 4B-2223, Japanese Patent Publication No. 4B-207
It can be carried out by the method described in Japanese Patent Publication No. 88 and Japanese Patent Publication No. 48-41942. Various methods such as polymerization method % formula % polymerization can be adopted.

本発明の含フツ素共重合体は、グラフト典重合体又はブ
ロック共重合体でもよいが、カルボン酸型官能基が共重
合体中に均一に分散され、均一なイオン交換容量を有す
る高分子膜が得られる点で、前記各単量体化合物の相互
を直接共重合させて得られた共重合体が特に好ましい。
The fluorine-containing copolymer of the present invention may be a graft polymer or a block copolymer, but the carboxylic acid type functional group is uniformly dispersed in the copolymer, and the polymer film has a uniform ion exchange capacity. A copolymer obtained by directly copolymerizing each of the above-mentioned monomer compounds is particularly preferred in that it provides the following.

本発明において、前記の如き特宇のカルボン酸型官能基
を有する含フツ素共重合体(以下、カルボン酸型フッ素
樹脂と略記する)から高分子膜に製膜する手段も既知の
任意の手段、例えばプレス成型、ロール成型、押出し成
型、溶液流延法、ディスパージョン成型又は粉末成製な
どにより行なわれる。
In the present invention, a means for forming a polymer membrane from a fluorine-containing copolymer having a special carboxylic acid type functional group as described above (hereinafter abbreviated as carboxylic acid type fluororesin) may also be used by any known means. , for example, by press molding, roll molding, extrusion molding, solution casting, dispersion molding, powder molding, or the like.

本発明において、カルボン酸型フッ素樹脂のカルボン酸
型官能基の含有量は、広範囲にわたって採用されるが、
好適な実施態様では、後述のイオン交換容量で0.01
〜3ミリ当量/グラム乾燥樹脂という広い範囲から選定
される。該イオン交換容量は、好ましくは0.1〜2.
2ミリ当量/グラム乾燥樹脂程度が採用される。また、
カルボン酸型フッ素樹脂の分子量は、高分子膜としての
機械的強度の面から、後述のTQの値で表示すると% 
50℃以ト、好ましくは70〜300℃程度とするのが
好適である。
In the present invention, the content of the carboxylic acid type functional group of the carboxylic acid type fluororesin can be adopted over a wide range;
In a preferred embodiment, the ion exchange capacity described below is 0.01.
Selected from a wide range of ~3 meq/g dry resin. The ion exchange capacity is preferably 0.1 to 2.
Approximately 2 milliequivalents/gram dry resin is employed. Also,
From the viewpoint of mechanical strength as a polymer membrane, the molecular weight of carboxylic acid type fluororesin is expressed as TQ value as described below.
The temperature is preferably 50°C or lower, preferably about 70 to 300°C.

本明細書中において、「TQ」なる言葉は、次のようI
IUi;’義されるものである。即ち、重合体の分子量
に関係する容量流速100tj/秒を示す温度が丁Qと
定義される。こ〜において容量流速は、重合体としてカ
ルボン酸型官能基を−COOCHI 基としたものを使
用し、該重合体を30kg/d加圧下、一定温度の径1
mb長さ2nのオリアイスから熔融流出せしめ、流出す
る重合体量を一/秒の単位で示したものである。また、
「イオン交換容量」は次のようにして求めた。即ち、カ
ルボン酸型官能基を一〇〇〇l基としたカルボン酸型フ
ッ素樹脂を、  INのHCI中で60℃、5時間放置
し、完全にH型に転換し、)1clが残存しないように
水で充分洗浄した。その後、このH型の樹脂0.5gを
、0.1NのNaoH25mlに水25rnlを加えて
なる溶液中に、室温で2日間静置した。次いで樹脂を敗
り出して、溶液中のN、ORの量を0.1NのHCIで
逆滴定することにより求めるものである。
In this specification, the term "TQ" is used as follows:
IUi;' is defined. That is, the temperature at which the volumetric flow rate, which is related to the molecular weight of the polymer, is 100 tj/sec is defined as the temperature. In this case, the volumetric flow rate was determined by using a polymer with a -COOCHI group as a carboxylic acid type functional group, and applying the polymer to a diameter of 1 at a constant temperature under a pressure of 30 kg/d.
The amount of polymer melted and flowed out from an oriice with a length of 2n in mb is shown in units of 1/sec. Also,
"Ion exchange capacity" was determined as follows. That is, a carboxylic acid-type fluororesin containing 1000l of carboxylic acid-type functional groups was left in IN HCI at 60°C for 5 hours to completely convert it to H-type, and to make sure that no 1cl remained. Wash thoroughly with water. Thereafter, 0.5 g of this H-type resin was left standing at room temperature for 2 days in a solution prepared by adding 25 rnl of water to 25 ml of 0.1N NaoH. Next, the resin is poured out, and the amount of N and OR in the solution is determined by back titration with 0.1N HCI.

本発明のカルボン酸型フッ素樹脂は、必要に応じて製膜
時にポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィンの
重合体、好ましくはポリテトラフルオロエチレン、エチ
レンとテトラフルオルエチレンとの共重合体などの食フ
ッ素共重合体をブレンドして成型することもで鎗、又こ
れらの重合体からなる布、ネットなどの織物、不織布或
いは多孔性フィルムからなる支持体により共重合体を支
持せしめて膜を補強せしめることができる。尚、か〜る
ブレンド又は支持体を形成する樹脂の重さは、上記イオ
ン交換容量ノ値には算入されない。
The carboxylic acid-type fluororesin of the present invention may be used, if necessary, during film formation with an olefin polymer such as polyethylene or polypropylene, preferably with an edible fluorine copolymer such as polytetrafluoroethylene or a copolymer of ethylene and tetrafluoroethylene. The copolymer can be blended and molded, and the membrane can be reinforced by supporting the copolymer with a support made of cloth, net, or other woven fabric, nonwoven fabric, or porous film made of these polymers. can. It should be noted that the weight of the resin forming the blend or support is not included in the above ion exchange capacity value.

本発明で使用するカルボン酸型フッ素樹脂からなる高分
子膜は、非多孔質の均一膜であり、その膜厚は1〜25
0ミクロン、好ましくは5〜180ミクロン程度が採用
される。膜厚が余りに薄くなると1.膜の強度が不足す
るか耐久性が不充分となる。また、膜厚が余りに厚い場
合には、液体混合物の透過量が小さくなって実用的でな
い。高分子膜の形状は、通常は平膜として用いるが、そ
の他例えば円筒状又は中空繊維状などの形状にして表面
積を大きくして用いることもできる。更に、膜内に布状
物など補強材を埋め込んだり、あるいは多孔質補強体上
に膜を積層するなどの、各種補強手段を適用しても良い
The polymer film made of carboxylic acid type fluororesin used in the present invention is a non-porous uniform film, and the film thickness is 1 to 25 mm.
0 micron, preferably about 5 to 180 micron. If the film thickness becomes too thin, 1. The strength of the membrane is insufficient or its durability is insufficient. Furthermore, if the membrane is too thick, the amount of permeation of the liquid mixture becomes small, making it impractical. The shape of the polymer membrane is usually a flat membrane, but it can also be used in other shapes such as a cylindrical shape or a hollow fiber shape to increase the surface area. Furthermore, various reinforcing means may be applied, such as embedding a reinforcing material such as a cloth in the membrane, or laminating the membrane on a porous reinforcing body.

本発明方法は、前述のカルボン酸型フッ素樹脂膜で、−
次室と二次室に仕切られた装置を使用して実施される。
The method of the present invention uses the above-mentioned carboxylic acid type fluororesin membrane, -
It is carried out using a device that is divided into a secondary chamber and a secondary chamber.

”−次室には分離又は濃縮しようとする有機液体混合物
を液状で入れ、一方二次室は適当な方法で減圧にするか
、又は他の液体もしくは気体を循環する。このようにし
て、有機液体混合物を高分子膜に透過せしめてパーベー
パレーションにより分離又は濃縮する。−次室の内部の
液体は、外部循環や内部循環したり、−次室の内部に適
当な攪拌装置を設けて攪拌したりするのが好ましい。特
定の高分子膜は、適当な方法で一次室と二次室とを仕切
るように保持されるが、例えば補強用の多孔板などでサ
ポートすると耐久性などの点で有利である。−次室より
高分子膜を透過した物質は、二次室から取り出して捕集
する。そして、通常は適当な加熱装置、例えば加熱ジャ
ケットなどにより、−次室及び/又は二次室を適宜加熱
するのが望ましい。
"-The next chamber contains the organic liquid mixture to be separated or concentrated in liquid form, while the secondary chamber is either evacuated by suitable means or other liquids or gases are circulated. In this way, the organic liquid mixture to be separated or concentrated is The liquid mixture is permeated through a polymer membrane and separated or concentrated by pervaporation.-The liquid inside the next chamber can be circulated externally or internally, or stirred by installing an appropriate stirring device inside the next chamber. It is preferable to hold the specific polymer membrane in an appropriate manner to separate the primary chamber and the secondary chamber, but supporting it with a perforated reinforcing plate may improve durability. Advantageously - the substances that have permeated the polymer membrane from the next chamber are removed from the secondary chamber and collected.Then, usually by means of a suitable heating device, e.g. It is desirable to heat the chamber appropriately.

本発明の分離方法は、広範囲にわたる温度のもとで実施
され、通常は0〜200℃、好ましくは室温〜100℃
程度の範囲から選定される。
The separation method of the present invention is carried out over a wide range of temperatures, typically from 0 to 200°C, preferably from room temperature to 100°C.
Selected from a range of degrees.

余りに高温度では高分子膜の形状保持に問題が生じ、ま
た余りに低温度では液体の透過量が小さくなる。一般的
には、高温度で透過量を大にすることができるが、膜透
過による濃縮割合(分離係数)は小さくなる。また、採
用可能な圧力範囲は、通常真空〜100 kg/al、
好ましくは真空〜50に9/cd程度であり、余りに高
圧では高分子膜の形状保持が困難となる。
If the temperature is too high, problems will arise in maintaining the shape of the polymer membrane, and if the temperature is too low, the amount of liquid permeated will be small. Generally, the amount of permeation can be increased at high temperatures, but the concentration ratio (separation coefficient) due to membrane permeation becomes smaller. In addition, the pressure range that can be adopted is usually from vacuum to 100 kg/al,
Preferably, the pressure is from vacuum to about 50 to 9/cd; if the pressure is too high, it becomes difficult to maintain the shape of the polymer membrane.

本発明方法で分離できる有機液体混合物としては、種々
の組合せのものが挙げられ、例えば共沸点が存在するた
めに通常の蒸留方法では分離でとない有機物質の混合物
、沸点が相互に近接しているために蒸留分離が非常に難
しい有機物質の混合物などの場合に特に有効である。ま
た、有機液体混合物は、その全てが相互に均一に溶解し
ていても良いし、一部が溶解度を超えて析出し懸濁状態
になっていてもかまわない。
Organic liquid mixtures that can be separated by the method of the present invention include various combinations, such as mixtures of organic substances that cannot be separated by normal distillation methods due to the presence of azeotropic points, and mixtures of organic substances whose boiling points are close to each other. This is particularly effective in the case of mixtures of organic substances that are difficult to separate by distillation due to their presence. Further, the organic liquid mixture may be entirely dissolved in each other uniformly, or a part of the organic liquid mixture may exceed the solubility and precipitate into a suspended state.

ただし、有機液体混合物は、その混合状態で、前記の実
施温度範囲内圧おいて、常圧もしくは採用圧力範囲内で
、液状であることが必要である。
However, it is necessary that the organic liquid mixture is liquid in its mixed state within the above-mentioned practical temperature range, normal pressure, or within the employed pressure range.

か〜る有機液体混合物を例示すれば、共沸点力を存在す
る混合物としてベンゼン/シクロヘキサン、ベンゼン/
n−ヘキサン、メタノール/アセトン、ベンゼン/メタ
ノール、アセトン/りpl:+ホルムなどの有機物質相
互の混合物;水/イソプロパツール、水/エタノール、
水/n−プロパツール、水/アリルアルコール ーメトキシエタノール、水/イソブタノール、水/nー
ブタノール、水/2ーブタノール、Vフルフリルアルコ
ール、 水/ n−ペンタノール、水/2ーペンタノー
ル、水/4ーメチルー1ーブタノールなどの水/アルコ
ール系混合物;水/テトラヒドロフラン、水/ジオキサ
ン、水/メチルエチルケトンなどの水/有機溶剤系混合
物などが挙げられる。
Examples of such organic liquid mixtures include benzene/cyclohexane, benzene/
Mixtures of organic substances such as n-hexane, methanol/acetone, benzene/methanol, acetone/repl:+form; water/isopropanol, water/ethanol,
Water/n-propertool, water/allyl alcohol-methoxyethanol, water/isobutanol, water/n-butanol, water/2-butanol, V-furfuryl alcohol, water/n-pentanol, water/2-pentanol, water/4 Examples include water/alcohol mixtures such as -methyl-1-butanol; water/organic solvent mixtures such as water/tetrahydrofuran, water/dioxane, and water/methyl ethyl ketone.

マタ、沸点が相互に近接している混合物としては、エチ
ルベンゼン/スチレン、p−クロルエチルベンゼン/p
−クロルスチレン、トルエン/メチルシクロヘキサン、
ブタジェン/ブテン類、ブタジェン/ブタン類、n−ブ
テン/1−ブテンなどが挙げられる。その他、水/グリ
セリン、水/グリコール類、水/プロピレンクロルヒド
リン、水/プpビレンジクpルヒドリン、水/エピクロ
ルヒドリン、水/ヒドラジンなど、あるいは異性体混合
物なども例示され得る。
Mixtures with boiling points close to each other include ethylbenzene/styrene, p-chloroethylbenzene/p
-Chlorstyrene, toluene/methylcyclohexane,
Examples include butadiene/butenes, butadiene/butanes, n-butene/1-butene, and the like. Other examples include water/glycerin, water/glycols, water/propylene chlorohydrin, water/propylene chlorohydrin, water/epichlorohydrin, water/hydrazine, and isomer mixtures.

更に、これらの混合物は、前記の如き二成分系ばかりで
なく、三成分系以上の多成分系であっても、本発明方法
が適用され得る。勿論、本発明方法は、例えば有機液体
を含む廃水の如き有機物質と無機物質を含む混合物に対
しても適用され得る。
Furthermore, the method of the present invention can be applied to these mixtures not only in the above two-component systems but also in multi-component systems, such as ternary or more. Of course, the method of the invention can also be applied to mixtures containing organic and inorganic substances, such as wastewater containing organic liquids.

そして、処理すべき液体混合物の混合割合は任意の範囲
で変更可能であるが、一般的にはその割合が等景況合物
に近いほど濃縮の割合は大きくなる。高分子膜を1回通
過させる(−膜濃縮)だけでは所望の純度が得られない
場合は、同様の装置を多数回通過させて(多段濃縮)、
有機液体混合物を所望程度まで濃縮又は分離することも
できる。
The mixing ratio of the liquid mixture to be treated can be changed within an arbitrary range, but in general, the closer the ratio is to the equivalent situation, the higher the concentration ratio will be. If the desired purity cannot be obtained by passing through a polymer membrane once (-membrane concentration), pass it through a similar device multiple times (multi-stage concentration).
It is also possible to concentrate or separate the organic liquid mixture to the desired degree.

以下に本発明の実施例について更に具体的に説明するが
、か〜る説明によって本発明が何ら限定されるものでな
いことは勿論である。
Examples of the present invention will be described in more detail below, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above description.

実施例1。Example 1.

100mlのステンレス製耐圧反応容器に、75flの
悄=CFO( CFi )a COOCHsと61gの
CF,=CFO(CF.)、COOCH, (仕込みモ
ル比40/60)及び15m9の7ゾビスイソブチロニ
トリルを仕込んだ。脱気した後、70℃で四弗化エチレ
ンを19kl?/cdまで仕込み反応を行なわしめた。
In a 100 ml stainless steel pressure-resistant reaction vessel, 75 fl of CFO (CFi)a COOCHs, 61 g of CF, = CFO (CF.), COOCH, (charged molar ratio 40/60), and 15 m of 7zobisisobutyro. I added nitrile. After degassing, add 19kl of tetrafluoroethylene at 70°C. /cd and the reaction was carried out.

反応中は四弗化エチレンを連続的に導入し,圧力を19
J/iに保持し7.5時間後に16gの共重合体を得た
During the reaction, tetrafluoroethylene was continuously introduced and the pressure was increased to 19
After 7.5 hours of maintaining at J/i, 16 g of copolymer was obtained.

該共重合体を200℃でプレス成形し、厚さ100μの
フィルムとした後、苛性ソー〃゛で加水分解し、純水中
90℃で16時間処理し、次いで70℃で24時間乾燥
してイオン交換容量1、 4 2 maq/g  の膜
を得た。該層を用いてノ(−ペーパレーションにより水
とイソプロノくノールの混合液(インプロパツール/水
=82/18%監量比)を分離した。温度40℃、透過
側圧力10−11118gにおいて得られた水のイソプ
ロパツールに対する分離係数は19.6であり、透過量
は527g/m3・brであった。
The copolymer was press-molded at 200°C to form a film with a thickness of 100μ, which was then hydrolyzed with caustic soda, treated with pure water at 90°C for 16 hours, and then dried at 70°C for 24 hours. A membrane with an ion exchange capacity of 1.42 maq/g was obtained. Using this layer, a mixed solution of water and isopronoquinol (impropanol/water = 82/18% monitoring ratio) was separated by separation. The separation coefficient of the collected water for isopropanol was 19.6, and the amount of permeation was 527 g/m3·br.

実施例2。Example 2.

実施例1と同様の手順で、CFg =CFO( CFi
 )4 COOCHsとCF, =CFOCF,COO
C)& (仕込みモル比45155)及び四弗化エチレ
ンを共重合させて、イオン交換容量1.45ミリ当量/
gの共重合体を得た。
Using the same procedure as in Example 1, CFg=CFO(CFi
)4 COOCHs and CF, =CFOCF,COO
C) & (Preparation molar ratio 45155) and tetrafluoroethylene were copolymerized to obtain an ion exchange capacity of 1.45 meq/
A copolymer of g was obtained.

該共重合体を苛性ソー〃゛中で加水分解した後、塩酸中
で官能基を一COOH型とし、純水中90℃で16時間
処理し、次いで70℃で24時間乾燥した。得られた膜
を用いてパーベーパレーションにより水とエタノールの
混合液(エタノール/水=94/6、重量比)を分離し
た。40℃、10−1朋Hgにおいて得られた水のエタ
ノールに対する分離係数は5.01であり、透過量は9
 9 3 9/m2・hrであった。
After the copolymer was hydrolyzed in caustic soda, the functional group was changed to mono-COOH type in hydrochloric acid, treated with pure water at 90°C for 16 hours, and then dried at 70°C for 24 hours. A mixed solution of water and ethanol (ethanol/water = 94/6, weight ratio) was separated by pervaporation using the obtained membrane. The separation coefficient of water for ethanol obtained at 40°C and 10-1 Hg is 5.01, and the amount of permeation is 9.
It was 9 3 9/m2・hr.

手続補正帯(絋) 昭和57年 4月Z日 特許庁長官 島田春樹殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第183012号 2、発明の名称 液体混合物の分離方法 3、補正をする考 事件との関係  特許出願人 住所  東京都千代田区丸の内二丁目1番2号氏名 (
004)旭硝子株式会社 6、補正により増加する発明の数   なし7、補正の
対象   明細書
Procedural amendment band (text) April Z, 1980 Haruki Shimada, Commissioner of the Patent Office1, Indication of the case 1983 Patent Application No. 1830122, Name of the invention Method for separating liquid mixtures 3, Consideration case for amendment and Relationship Patent applicant address 2-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (
004) Asahi Glass Co., Ltd. 6. Number of inventions increased by amendment None 7. Subject of amendment Specification

Claims (1)

【特許請求の範囲】 少なくとも有機液体をその構成成分の一つとする液体混
合物を、一般式CI% =CFO(CFs )m A 
 で表わされるフルオロビニルエーテル化合物(1)と
、一般式 C12=CFO(CIFりn−A’で表わさ
れるフルオロビニルエーテル化合物(n)と、フッ素化
オレフィン化合物(m)との三元共重合体からなり、イ
オン交換容量が0.01〜3ミリ当量/グラム乾燥樹脂
である高分子膜を用いて、パーベーパレーションによっ
て分離することを特徴とする液体混合物の分離方法。 但し、上記一般式において、m及びnはいずれも1〜1
2の整数であり、m −n≧5・11=2〜5を満足す
るものであり、A及びA′ はカルボン酸型官能基を示
す。
[Claims] A liquid mixture having at least an organic liquid as one of its constituents is defined by the general formula CI%=CFO(CFs)mA
It consists of a terpolymer of a fluorovinyl ether compound (1) represented by the general formula C12=CFO (CIF), a fluorovinyl ether compound (n) represented by n-A', and a fluorinated olefin compound (m). A method for separating a liquid mixture, characterized in that separation is performed by pervaporation using a polymer membrane having an ion exchange capacity of 0.01 to 3 milliequivalents/gram dry resin.However, in the above general formula, m and n are both 1 to 1
It is an integer of 2 and satisfies m −n≧5·11=2 to 5, and A and A′ represent a carboxylic acid type functional group.
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