JPS5889907A - Method for separating liquid mixture - Google Patents

Method for separating liquid mixture

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JPS5889907A
JPS5889907A JP18838781A JP18838781A JPS5889907A JP S5889907 A JPS5889907 A JP S5889907A JP 18838781 A JP18838781 A JP 18838781A JP 18838781 A JP18838781 A JP 18838781A JP S5889907 A JPS5889907 A JP S5889907A
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JP
Japan
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membrane
water
liquid mixture
pervaporation
general formula
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JP18838781A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ukihashi
浮橋 寛
Tatsuro Asawa
浅輪 達郎
Masaaki Yamabe
山辺 正顕
Tomonori Korishima
友紀 郡島
Haruhisa Miyake
三宅 晴久
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To efficiently separate or concentrate an org. liquid mixture through pervaporation, by using a membrane of a ternary polymer of fluorinated olenfin type monomers. CONSTITUTION:A mixture of org. liquids or water and an org. liquid is separated or concentrated by pervaporation, and the membrane to be used is made of a ternary copolymer of fluorinated olefin, fluorovinyl polyether, and fluorovinyl monoether, and it has 0.01-3m.equiv./g ion exchange capacity, thus permitting pervaporation operation to be enhanced in efficiency and rate of separation or concentration. Suitable operation temp. and pressure are 0-200 deg.C and 0- 100kg/cm<2>, respectively. This membrane is superior in flexibility, and good in mechanincal strength, but it may be supported on a porous base plate and used in a reinforced form.

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
、特定の高分子膜な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 or 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. Concerning the method of concentrating.

多孔質でt「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
ハれ、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(・る。
A process for separating organic liquid mixtures using 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, in which 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 fed 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、ボリエ千しン、ポリプロピレン、七)l−ロース系
高分子物質、ボリア、クリロニトリル、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリス千しン。
Conventionally, the polymer membranes used in such separation methods include bolyene, polypropylene, l-lose-based polymers, boria, crylonitrile, polyamide, polyester, and polysene.

ホIJテトラフッ[オロエチレン又はこJlらの共重合
体からなる膜が知ら第1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
才する。即ち、 (11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σAB)が小さいため、目
的とする濃度まで一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αABは次の如きである。
The first known membrane is made of tetrafluoroethylene or a copolymer thereof. However, when such a membrane is used to separate an organic liquid mixture by pervaporation, the following practical difficulties are encountered. In other words, (11) Since the concentration ratio (separation coefficient σAB) caused by an organic liquid mixture passing through a polymer membrane once is small, it takes a very large number of steps to concentrate or separate it to the desired concentration. It must be passed through a membrane. Generally, the separation factor αAB is as follows.

(2)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、膜表面積を非常に犬炊く
するか、高分子膜の膜厚を極端に薄くしなげねばならな
い。従って。
(2) Since the amount of permeation of an organic liquid mixture through a polymer membrane (generally expressed as the permeation amount per unit membrane surface area, unit membrane thickness, and unit time) is small, the membrane surface area must be very small, or The thickness of the polymer membrane must be extremely thin. Therefore.

前者の場合には装置設備コストが過大になり、後者の場
合には膜の強度、耐久性に問題が生じる。
In the former case, the equipment cost becomes excessive, and in the latter case, problems arise in the strength and durability of the membrane.

而して、前記の改良プルセスとして、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、フ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54−55279号公報などに開示されている
As the above-mentioned improved process, a method using a polymer membrane in which a sulfonic acid group or the like is bonded to a polymer base, a method using a specific polyamide membrane, a method using a phonomer polymer membrane, etc. are disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. It is disclosed in Japanese Patent No. 52-111888, Japanese Publication No. 52-111889, Japanese Publication No. 54-33278, Japanese Publication No. 54-55279, etc.

本発明者は、バーヘーバし・−ジョンにより各種有機液
体混合物;1を分離又を丁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−1−チレ
ンの如キフノ素化オレフィン化合物と、力!1ホン酸型
官卵基な有する−7 /L−4−ビニルエーテル化合物
σ)特定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押出した。
As a result of various studies and examinations on means for separating or concentrating various organic liquid mixtures by Verheber oxidation, the present inventors have discovered that fluorinated olefin compounds such as tetrafluoro-1-tyrene and ,Power! It has been demonstrated that a polymer membrane made of a copolymer with a specific combination of a -7/L-4-vinyl ether compound σ) containing a monophonic acid type organic group can solve the above-mentioned problems.

即ち、本発明は、少fr (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cr、=czz’
、 (こ−で、2及び2′は一〇、 −CI 、−F又
は−CF、でilる)で表わさするフッ素化オレフィン
化合物と、一般式 %式%) 4の整数であり、αとrが同時に0になることはなく、
x、x’及びX“は−F又は炭素数 1〜5のパーフル
第1アルキル基であり、Aは−CN 。
That is, the present invention describes a liquid mixture containing an organic liquid as one of its constituents by the general formula cr,=czz'
, (where 2 and 2' are 10, -CI, -F, or -CF), and the general formula (%) is an integer of 4, and α and r will never be 0 at the same time,
x, x' and X'' are -F or a perfluorinated primary alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and A is -CN.

−COF 、−COOHl−COOR’ 、−COO・
←、又は−CON R”R’であり、R1は炭素数1〜
20のアルキル基、問は金属原子又は−NR’R’R’
RI 、 XはMの原子価数であり、Ro、R1、R4
、R“、R“及びRoは水素原子又はRoの一つである
)で表わされるフルオロビニルポリエーテル化合物と、
一般式%式% 数であり、Yは前記Xから選ばね、A′は前記Aから選
ばれる)で表わされるフッしオロビニルモノエーテル化
合物との三元共重合体からなり、そのイオン交換容量が
001〜3ミリ当量77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を新規に提供するも
力である。
-COF, -COOHl-COOR', -COO・
←, or -CON R"R', where R1 has 1 or more carbon atoms
20 alkyl groups, the question is a metal atom or -NR'R'R'
RI, X is the valence number of M, Ro, R1, R4
, R", R" and Ro are hydrogen atoms or one of Ro);
It is made of a terpolymer with a fluorovinyl monoether compound represented by the general formula % formula % number, Y is selected from the above X, and A' is selected from the above A), and its ion exchange capacity It is an object of the present invention to provide a novel method for separating liquid mixtures, which is characterized in that separation is performed by pervaporation using a polymer membrane having a dry resin of 0.001 to 3 milliequivalents (77 grams).

本発明における高分子膜は、柔軟性に優れていると共に
機械的強度も良好である。そして、か−る高分子膜を形
成する共重合体を得る場合、共重合体中の上記フルオロ
ビニルポリエーテル化合物(1)トフルオロビニルモノ
エーテル化合物卯とフッ素化オレフィン化合物面との組
成割合は、膜の性能と結びつくイオン交換容量と関係す
るのであイ)が、上記(1)と00のカルボン酸型官能
基な有するフルオpヒニルエーテル化合物の合計が、共
重合体中、好ましくは0.1〜50モル係、%C(は1
〜40モノ[%程度である場合が好適である。(1)と
(Itlの化合物の合計値のなかでの(1)と卸のそれ
ぞれの化合物の量は、共重合体ひいては高分子膜の揉乾
性、製膜性などの機械的性能とも関係するので重要でル
)す、(1)の化合物/(IOの化合物(モル比)が、
好ましくは。
The polymer membrane in the present invention has excellent flexibility and good mechanical strength. When obtaining a copolymer that forms such a polymer film, the composition ratio of the above fluorovinyl polyether compound (1) trifluorovinyl monoether compound and the fluorinated olefin compound in the copolymer is (a) is related to the ion exchange capacity which is linked to the performance of the membrane, so the sum of the above (1) and the fluorophenyl ether compound having the carboxylic acid type functional group 00 is preferably 0.1 in the copolymer. ~50 molar ratio, %C (is 1
It is preferable that the amount is about 40 mono[%]. The amount of each compound (1) and (Itl) in the total value of the compounds (1) and (Itl) is related to the copolymer and also to the mechanical performance of the polymer membrane, such as tumble-drying properties and film-forming properties. Therefore, it is important that the compound (1)/compound (IO) (molar ratio) is
Preferably.

01〜5,0.特には02〜2.0にせしめるのが好適
である。
01-5,0. In particular, it is preferable to set the value to 02 to 2.0.

以下に1本発明について更に詳述すると、共重合体を構
成する単量体化合物であるフルオロビニルボリエーテル
化合物0)は、上記のように一般式 CF、 =cv−
0−CF、 (CFXOCF、 ) −(CFX’) 
−β (CF、0CFX“) −A γ で表わされ、こkでa、β、f、X、X’、?及びAは
上記した通りであるが、なかでもaは0〜2、βは0〜
5、rは0〜1が特に好ましく、x%X′、X′は入手
性の点から−F、−CF邸が好ましく、またAは重合性
の点がらして−COP、−COOR’が特に好ましい。
To explain the present invention in more detail below, the fluorovinyl polyether compound 0), which is a monomer compound constituting the copolymer, has the general formula CF, =cv- as described above.
0-CF, (CFXOCF, ) -(CFX')
-β (CF, 0CFX") -A γ where a, β, f, is 0~
5. r is particularly preferably 0 to 1, x% Particularly preferred.

その好ましい代表例としては。A preferred representative example is:

cF’、 :CFOCF、 CF(CF、 )OCF、
 CF、 CF、 cooco、、CF、 =cvo(
CF、 )s−OCFCOOCH,、CF。
cF', :CFOCF, CF(CF, )OCF,
CF, CF, cooco, CF, =cvo(
CF, )s-OCFCOOCH,, CF.

CFx =CFO(CFx )40CFCOOCHI 
1CF。
CFx = CFO(CFx)40CFCOOCHI
1CF.

CF、 =crocr、 CF?−0CF、 CF、 
COF 。
CF, =crocr, CF? -0CF, CF,
C.O.F.

■ CF。■ C.F.

CF!=CFOCF* CF(CFI )OCFCOF
CF。
CF! =CFOCF*CF(CFI)OCFCOF
C.F.

などが挙げられる。Examples include.

また、フルオロビニルモ7エーテル化合物(rI)は、
上記のように一般式CF、−CF+(CFY)、−A’
で表わされ、こ−でδ、Y及びA′は上記した通りであ
るが、なかでもδは2〜4が好ましく、−Yは−Fが好
ましく、A′は重合上の容易性から一〇〇F、−COO
R+  が好ましい。かくし−で、その好ましく・代表
例は、 CFs ”” CFO(C’* ) 2〜4−CO0C
Hs 。
In addition, the fluorovinyl mo7 ether compound (rI) is
As above, the general formula CF, -CF+(CFY), -A'
where δ, Y, and A' are as described above, but δ is preferably 2 to 4, -Y is preferably -F, and A' is preferably one from the viewpoint of ease of polymerization. 〇〇F, -COO
R+ is preferred. The preferred/representative example is CFs ""CFO(C'*) 2-4-CO0C
Hs.

CFI =CFO−(CF、)2−4COOCiHa、
CF、 :CFO(CF、 )2〜4−COF。
CFI = CFO-(CF,)2-4COOCiHa,
CF, :CFO(CF, )2-4-COF.

で表わさ才する。Expressed by talent.

更に、7ノ素化オレフィン化合物tnIは、上記0)よ
うに一般式 CF2:CZZ’で表わさ矛1、こ\で2
% 2′は七記しに通りであるが、その好ましい代表例
と[ては、四フッ化ゴ千しン、三フッ化塩化エチレン、
六フッ化プロピレン、三フッ化エチレン、フッ化ヒニリ
テンなどがあ1デらねる。
Furthermore, the 7-nominated olefin compound tnI is represented by the general formula CF2:CZZ' as shown in 0) above.
% 2' is as shown in the table below, and its preferred representative examples include polyethylene tetrafluoride, ethylene trifluorochloride,
Examples include propylene hexafluoride, ethylene trifluoride, and hynyritene fluoride.

通常は、パーフルオロ化合物が好ましく、特に四フッ化
エチレンが好適である。
Generally, perfluoro compounds are preferred, and tetrafluoroethylene is particularly preferred.

尚、本発明の特定高分子膜でのA及びA′は、共重合反
応性などの観点からは前記の如きが選定サレるが、パー
ベーパレーションの対象と′なる有機液体混合物に応じ
ても適宜選定され得る。
Incidentally, A and A' in the specific polymer membrane of the present invention may be selected as described above from the viewpoint of copolymerization reactivity, etc., but may also be selected depending on the organic liquid mixture to be pervaporated. It can be selected as appropriate.

例えば、高分子膜に製膜した後で官能基を適宜形態に転
換することなどが可能である。そして、前記Mとしては
、アルカリ金属、アルカリ土類金属などの金属原子又は
−NR4R″RmR1が例示されるのである。
For example, it is possible to convert the functional groups into an appropriate form after forming a polymer film. Examples of M include metal atoms such as alkali metals and alkaline earth metals, or -NR4R''RmR1.

上記共重合体の製造に当っては、上記の各化合物の一種
以トを使用し、更にはその他θ)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かで般
る。例えば。
In producing the above copolymer, one or more of the above compounds may be used, and the resulting copolymer may also be modified by copolymerizing other θ) monomers. It's common. for example.

CF、 :CFOR,(R,は炭素数1〜10のパーフ
ルオロアルキル基)を併用することにより、得られる膜
に更に可撓性を付与したり、或いはcr、=cll−C
F=Cpg 、CF、=CF−0(CF、)、〜5−O
CF=CF諺などのジヒニルモノマーな併用することに
より。
By using CF, :CFOR, (R is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms) in combination, further flexibility can be imparted to the obtained film, or cr, = cll-C
F=Cpg, CF,=CF-0(CF,), ~5-O
By using dihinyl monomers such as CF=CF.

得られる共重合体を架橋せしめることもできるなとであ
る。更には、スルホン酸型官能基を有する他の官能性単
量体などの一種又は二種以上を併用することもできる。
It is also possible to crosslink the resulting copolymer. Furthermore, one or more types of other functional monomers having a sulfonic acid type functional group can also be used in combination.

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、
アブ化合物、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1%公昭48−2223号公報、特公昭48−207
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とる。重合方式としても、塊状重
合、溶液重合、懸濁重合、沈澱重合などの各種の方式が
採用できろ。
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 ab compound, ultraviolet rays, or ionizing radiation can be employed. For example, 1% Publication No. 48-2223, Special Publication No. 48-207
It is carried out by the method described in Japanese Patent Publication No. 88 and Japanese Patent Publication No. 48-41942. As for the polymerization method, various methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and precipitation polymerization can be adopted.

本発明の含7ノ素共重合体は、グラフト共重合体又はフ
ロック共重合体でもよいが、力11ホン酸型官能基が共
重合体中に均一に分散さね、均一なイオン交換容蓋を有
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 heptad-containing copolymer of the present invention may be a graft copolymer or a flock copolymer, but the 11-phonic acid type functional groups are uniformly dispersed in the copolymer and a uniform ion exchange container lid is formed. A copolymer obtained by directly copolymerizing each of the above-mentioned monomer compounds is particularly preferable in that a polymer membrane having the above-mentioned monomer compounds can be obtained.

本発明において、前記の如き特定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型な
どにより行なわれる。
In the present invention, means for forming a polymer membrane from a fluorine-containing copolymer having a specific carboxylic acid type functional group (hereinafter abbreviated as carboxylic acid type fluororesin) as described above may be any known means, For example, press molding, roll molding, extrusion molding, solution casting, dispersion molding, powder molding, etc. are used.

本発明において、カルホン酸型フッ素樹脂のって採用さ
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、カルホ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T、の値で表示す
ると、50℃以と、好ましくは70〜300℃程度とす
るのが好適である。
In the present invention, a carbonic acid type fluororesin is employed, and in a preferred embodiment, the ion exchange capacity is selected from a wide range of 0.01 to 3 milliequivalents/g dry resin as described below. The ion exchange capacity is preferably 0.
A level of 1 to 2.2 milliequivalents/gram dry resin is employed. In addition, from the viewpoint of mechanical strength as a polymer membrane, the molecular weight of the carbonic acid type fluororesin is preferably 50°C or less, preferably about 70 to 300°C, expressed as the value of T, which will be described later. It is.

本明細書中において、「TQ Jなる言葉は、次のよう
に定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100g++j/秒を示す温度がTQff
i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−COOCH1基としたものを使
用し、該重合体を30kg/ffl  加圧下、一定温
度の経111%長さ2酊のオリフィ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。
In this specification, the term "TQJ" is defined as follows. That is, the temperature at which the volume flow rate of 100 g++j/sec, which is related to the molecular weight of the polymer, is TQff
i defined. In this case, the volumetric flow rate was determined by using a polymer with one -COOCH carboxylic acid type functional group, and melting the polymer from an orifice with a length of 111% and 2 mm at a constant temperature under a pressure of 30 kg/ffl. It shows the amount of polymer flowing out and flowing out in units of 1/sec.

また、「イオン交換容量」は次のようにして求めた。即
ち、カッ1ホン酸型官能基を−COOH基としたカルホ
ン酸型フッ素樹脂を% 1NのHCl中で60℃、5時
間放置し、完全にH型に転換し。
In addition, "ion exchange capacity" was determined as follows. That is, a carbonic acid type fluororesin in which the carbonic acid type functional group was a -COOH group was allowed to stand at 60°C for 5 hours in 1N HCl to completely convert it to the H type.

HClが残存しないように水で充分洗浄した。It was thoroughly washed with water so that no HCl remained.

その後、このH型の樹脂0.5fを0.1NのNaOH
25ml’に水25m1’を加えてなる溶液中に。
After that, 0.5f of this H-type resin was diluted with 0.1N NaOH.
In a solution of 25 ml' and 25 ml of water.

室温で2日間靜Mした。次いで樹脂を取り出して、溶液
中のNa01l υ)1゜を0.1Nの )IcI  
で逆滴定することに、よζ)求めるものである。
It was incubated for 2 days at room temperature. Next, the resin was taken out, and the Na01l υ)1° in the solution was mixed with 0.1N of )IcI.
This is what is required by back titration with ζ).

本発明のカッ[ホン酸型フッ素樹脂は、必要に応じて製
膜時にボリエ千しン、ボリプロヒレンなどのオレフィン
の重合体、好fL<+まポリテトラフルオロふチレン、
エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体などの
含フツ素共重合体をブレンドして成型することもでき、
又はこわらの重合体からなる布、イツトなどの織物。
The phosphoric acid type fluororesin of the present invention may be prepared by using a polymer of olefin such as bolyene, polypropylene, polytetrafluorophylene, etc., as necessary during film formation.
It is also possible to blend and mold fluorine-containing copolymers such as copolymers of ethylene and tetrafluoroethylene.
Or fabrics made of stiff polymers, such as cloth.

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診る。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の値には算入されない。
The membrane can be reinforced by supporting the copolymer with a support made of nonwoven fabric or porous film. The weight of the resin forming the blend or support is:
It is not included in the above ion exchange capacity value.

本発明で使用するカルホ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、好ましくけ5〜180ミクロン程度が採用
される。膜厚が余りに薄ぐなると、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
積を犬トクシ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 membrane made of carbonic acid type fluororesin used in the present invention is a non-porous uniform membrane, and its thickness is 1 to 25 mm.
0 micron, preferably about 5 to 180 micron. If the film thickness is too thin, the film will lack strength or durability. 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、前述のカルホ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 carbonic 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、一方二法案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。
- The next chamber contains the organic liquid mixture to be separated or concentrated in liquid form, while the two chambers are reduced in pressure by an appropriate method, or
or circulating other liquids or gases. In this way, the organic liquid mixture is permeated through the polymer membrane and separated or concentrated by pervaporation. - The liquid inside the next chamber is preferably circulated externally or internally, or - agitated by providing a suitable stirring device inside the next chamber. Certain polymer membranes.

適当な方法で一次室と二次室とを仕切るよう資保持され
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2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
、(・。
The primary chamber and the secondary chamber are partitioned off by a suitable method, but it is advantageous in terms of durability to support them with, for example, a perforated reinforcing plate. - Substances that permeate the polymer membrane from the next chamber are taken out from the second chamber and collected. 2. Usually, it is desirable to appropriately heat the secondary chamber and/or the secondary chamber using a suitable heating device, such as a heating jacket.

本発明の分離方法は、広範囲にわたる温度のもとで実施
さね、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(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〜100kg
/i、好ましくは真空〜30X?/d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 higher the temperature, the greater the amount of permeation (separation coefficient). In addition, the pressure range that can be adopted is usually from vacuum to 100kg.
/i, preferably vacuum ~30X? /d, and 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(・。
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. In addition, all of the organic liquid mixtures may be mutually uniformly dissolved, or some of them 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
施温度範囲内において、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, the organic liquid mixture needs to be in a liquid state in its mixed state within the above-mentioned implementation temperature range and at 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゛が存在す
る混合物としてベンゼン/シクロヘキサノ、ベンゼン/
n−へキサン、メタノーノ【/アセトン、ベンゼン/メ
タノーノL、アセトン7/りppホ/1人などの有機物
質相互の混合物;水/イソプロバノーノ+1水/エタノ
ール、水/n−プロパノ−、rl、水/γリノlアル−
J−)【、水/2−メトギシーL−タノー+1.  水
/イソシタノール、水/n−ブタノ−・1、水/2−シ
タノーl+1水/フッLフリルγ/lコール、水in−
ペンタ/−ル、水/2−ペンタ7−ル、水/4−メチル
ー1−ブタノ−/1などの水/アルコール系混合物:水
/テトラヒドロフラン、水/ジ刊キサン、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/cyclohexano, benzene/
Mixtures of organic substances such as n-hexane, methanol [/acetone, benzene/methanol L, acetone 7/rippho/1 person; water/isopropano+1 water/ethanol, water/n-propano-, rl, water /γrino lal-
J-) [, Water/2-Methogycy L-Tano+1. Water/isositanol, water/n-butano-1, water/2-sitanol + 1 water/fluor L frill γ/l cole, water in-
Water/alcohol mixtures such as pental, water/2-pental, water/4-methyl-1-butano/1: water/tetrahydrofuran, water/water/water such as methyl ethyl ketone, water/methyl ethyl ketone, etc. Examples include organic solvent mixtures.

牙1こ、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−りpルエチルベンイン/
p−りpノLスチレン、トル公ン/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/、I−ブテンなどが挙げられる、その他、水
/グリセリン、水/グリーコール類、水/プルピレンク
ロルヒドリン、水/ブpビレンジクpルヒトリン、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。
1. Mixtures with boiling points close to each other include ethylbenzene/styrene, p-ethylbenzene/
p-ri p-L styrene, torcomine/methylcyclohexane, butadiene/butenes, butadiene/butanes, n
Other examples include water/glycerin, water/glycols, water/purpylene chlorohydrin, water/purpylene chlorohydrin, water/butene/, I-butene, etc.
Examples include epichlorohydrin, water/hydrazine, and isomer mixtures.

更に、こわらの混合物は、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1本発明方法it、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 the mixture of stiff straw not only in a two-component system as described above but also in a multi-component system including a ternary or more component system. Of course, the method according to 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、7般的にはその割合が等葉温合物
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 an isothermal mixture, 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 extent.

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kる説明によって本発明が何ら限定され々)もので
ないことは勿論である3、実施例1゜ CF、二cFocF、cF(cFs )O(CF、 )
s coocHJの40重量部とCF、−Cシ゛0(C
Fw )s COOCHsυ)60重量部とトリクロロ
トリーl刀オロエタン及び触媒として7・/ヒスイソソ
゛−TIJニトリノ【を200mt“のステンレス製耐
圧反応容器に仕込んだ。液体窒素で充分脱気した後、反
応容器を70℃に上げ四フッ化エチレンを仕込ら反応を
行なわしめ1こyころ、18時間後に容爺流速100m
j/秒を示す温度が180℃の三元共重合体が得らtま
た。該三元共重合体を200℃でプレス成形し、厚さ1
00μのフィルムとした。
Examples of the present invention will be described in more detail below, but it goes without saying that the present invention is not limited in any way by such explanations. )O(CF, )
40 parts by weight of scoocHJ and CF, -C
60 parts by weight of Fw)sCOOCHsυ), trichlorotriolethane, and 7./hisisosol-TIJ nitrino as a catalyst were charged into a 200 mt stainless steel pressure-resistant reaction vessel. After sufficiently degassing with liquid nitrogen, the reaction vessel was The temperature was raised to 70°C, and tetrafluoroethylene was charged to carry out the reaction. After 18 hours, the flow rate was 100 m.
A terpolymer having a temperature of 180° C. and a temperature of 180° C. was obtained. The terpolymer was press-molded at 200°C to a thickness of 1
It was made into a film of 00μ.

該フィルムを苛性ソータ中で加水分解した後、純水中9
0℃で16時間処理し、次いで70°Cで24時間乾燥
し、イオン交換容’! 1.10 n+sq//fの膜
を得り。載脱を用いてパーベーパレーションにより水と
イソプロパノ−/Lの混合液(イソプルパノール 水−
82/ 1 B、重量比)を分離L1こ。温度40°0
、透過側圧力10−1闘Hgにおい係数は23.6であ
り、透過量は306 f/ゴ・hrであっ1こ。
After hydrolyzing the film in a caustic sorter,
Treated at 0°C for 16 hours, then dried at 70°C for 24 hours, leaving an ion exchange volume'! 1. Obtain a film of 10 n+sq//f. A mixed solution of water and isopropanol/L (isopropanol water-
82/1 B, weight ratio) is separated L1. Temperature 40°0
, the permeate side pressure is 10-1 to Hg, the odor coefficient is 23.6, and the permeation amount is 306 f/g/hr.

実施例2゜ CF、二CFOCFgCF(CFm )OCPICF(
CFs  )O(CFs )l C00CHxの50重
量部とCF、 =CFO(CF、 )、 C00CH,
の50重量部を用いて、実施例1と同様にして四フッ化
エチレンとの共重合反応な行なわしめ、イオン交換容量
0.98 meq/Pの三元共重合体を得た。
Example 2゜CF, two CFOCFgCF (CFm) OCPICF (
CFs)O(CFs)l 50 parts by weight of C00CHx and CF, =CFO(CF, ), C00CH,
A copolymerization reaction with tetrafluoroethylene was carried out in the same manner as in Example 1, using 50 parts by weight of 50 parts by weight, to obtain a terpolymer having an ion exchange capacity of 0.98 meq/P.

該共重合体をプレス成型して厚さ100μのフィルムと
した。該フィルムな苛性ソー 〃中で加水分解し1こ後
、塩酸中で官能基を−COOH型とし。
The copolymer was press-molded into a film with a thickness of 100 μm. After hydrolyzing the film in a caustic saw, the functional group is changed to -COOH type in hydrochloric acid.

純水中90℃、16時間処理し、70℃で24時間乾燥
させTこ。
Treated in pure water at 90°C for 16 hours and dried at 70°C for 24 hours.

載脱を用いてバーベーバレークヨンにより、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5.94であり、透過
量は742 f/77/・hrであった。
A mixed solution of water and ethanol (ethanol/water = 94/6, weight ratio) was separated using barber ball rayon using a loading/unloading method. The separation coefficient of the water obtained at 40° C. and 10 −1 Hg with respect to ethanol was 5.94, and the permeation amount was 742 f/77/·hr.

手続補正書(斌) 昭和57年 4月2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188387号 2、発明の名称 液体混合物の分離方法 3、補正をする者 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 (bin) April 2, 1980 Haruki Shimada, Commissioner of the Patent Office1, Indication of the case, 1988 Patent Application No. 1883872, Name of the invention Method for separating liquid mixtures3, Person making the amendment Case 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(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CFs−CZZ’(こ!で。 2及び2′は−14,−(:l、−F又は−CF、であ
る)で表わされるフッ素化オレフィン化合物と、一般式
%式%) 4の整数でル)す、aとrが同時に0になることはな(
、x、x’及びX“は−F又は炭素数1〜5のパーフル
オロアルキル基であり、^は一〇N。 −COF 、 −Coo)! 、−COOR’ 、−C
OO・−!−間、又は−〇〇NR”R’であり、R1は
炭素数1〜20のアルキル基、Uは金属原子又は−NR
IR’R’R’ 、  XはMの原子価数であり R1
%Bm、Ha 、 R@、R@及びR’ Gt 水XJ
JX子又はR゛の一つである)で表わされるフルオpビ
ニルポリエーテル化合物と、一般式 %式% 数であり、Yは前記Xから選ばれ、^′は前記^から選
ばれる)で表わされるフルオロビニルモ/エーテル化合
物との三元共重合体からなり、そのイオン交換容量が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、バーベーバレーンヨ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。
[Claims] A liquid mixture having a small amount of organic liquid as one of its constituents is defined by the general formula CFs-CZZ' (here!). 2 and 2' are -14, -(:l, -F or A fluorinated olefin compound represented by the general formula %) is an integer of 4, and a and r cannot be 0 at the same time.
, x, x' and X" are -F or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and ^ is 10N. -COF, -Coo)!, -COOR', -C
OO・-! -, or -〇〇NR"R', R1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and U is a metal atom or -NR
IR'R'R', X is the valence number of M, R1
%Bm, Ha, R@, R@ and R' Gt Water XJ
A fluoropovinyl polyether compound represented by the general formula %, Y is selected from the above X, and ^' is selected from the above ^). It consists of a terpolymer with a fluorovinylmo/ether compound, and its ion exchange capacity is 0.
.. 1. A method for separating a liquid mixture using a polymer membrane having a dry resin of 0.01 to 3 milliequivalents/gram, the separation being carried out using a barbeque rayon.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6913696B1 (en) 1999-03-25 2005-07-05 Pervasiv Ltd Separation of components of organic liquids

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6913696B1 (en) 1999-03-25 2005-07-05 Pervasiv Ltd Separation of components of organic liquids

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