JPS5892405A - Separation of liquid mixture - Google Patents

Separation of liquid mixture

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JPS5892405A
JPS5892405A JP18925481A JP18925481A JPS5892405A JP S5892405 A JPS5892405 A JP S5892405A JP 18925481 A JP18925481 A JP 18925481A JP 18925481 A JP18925481 A JP 18925481A JP S5892405 A JPS5892405 A JP S5892405A
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water
liquid mixture
copolymer
carboxylic acid
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JP18925481A
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Japanese (ja)
Inventor
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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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To carry out efficient operation, in separating or concentrating an org. liquid mixture by pervaporization, by using a fluorinated olefinic copolymer membrane. CONSTITUTION:In separating or concentrating a mixture of org. liquids or a mixture of water and an org. liquid by pervaporization, a high molecular membrane comprising a copolymer of a fluorovinyl compound containing a carboxylic acid derivative group and having ion exchange capacity of 0.01-3 miliequivalent/g is used to carry out separation or concn. excellent in efficiency and a speed. An operation temp. is pref. 0-200 deg.C, operation pressure is pref. 0- 100kg/cm<2>, the thickness of the membrane is 1-250mu and the membrane may be laminated on a porous support.

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 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295350
2号明細、4Irなどに数示されている。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
スト呼ハレ、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.
Numbers are shown in Specification No. 2, 4Ir, etc. This separation process generally involves a pervaporation process using a membrane, in which the liquid to be treated is supplied to the primary side (high pressure side) of a 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 can separate liquid mixtures that could not be separated using conventional simple methods.
For example, it is attracting attention as a new method for separating or concentrating azeotropic mixtures, mixtures with close boiling points and low specific volatility, and mixtures containing substances that polymerize or modify when heated.

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。
Conventionally, the polymer membranes used in such separation methods are polyethylene and polypropylene.

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。
Cellulose polymer materials, polyacrylonitrile, polyamide, polyester, polystyrene.

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K、分離係数
”ABは次の如きである。
Membranes made of polytetrafluoroethylene or copolymers thereof are known. 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. must be passed.The general K and the separation factor "AB" are 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、後者の場合には膜の強度、耐久性に問題が生じる。
(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 made very large or The thickness of the molecular membrane must be made extremely thin. Therefore, 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
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. It is disclosed in Japanese Patent No. 52-111888, Japanese Publication No. 52-111889, Japanese Publication No. 54-33278, Japanese Publication No. 54-33279, etc.

本発明者ハ、パーベーパレーションによす各種有機液体
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、テトラフルオロエチレンとカルボン
酸型官能基を有する特定のフルオロビニル化合物との共
重合体の如きカルボン酸型官能基を有するフッ累樹脂か
らなる高分子膜が、前記難点を円滑有利に解消し得るこ
とを見出した。
The present inventor has conducted various studies on means of separating or concentrating various organic liquid mixtures by pervaporation.
As a result of repeated studies, it was found that a polymer film made of a fluorocarbon resin having a carboxylic acid type functional group, such as a copolymer of tetrafluoroethylene and a specific fluorovinyl compound having a carboxylic acid type functional group, can overcome the above-mentioned difficulties. We have found that this can be solved advantageously.

本発明は、前記知見に基いて完成されたものであり、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 CF、 = CF−(○&)n−A(但
し、nは1〜10であり、X及びマはフッ素原子又は炭
素数1〜10のパーフルオロアルキル基であり、Aは−
CN 、 −COF。
The present invention has been completed based on the above findings, and a liquid mixture having a small amount of organic liquid as one of its constituents can be prepared using the general formula CF, = CF-(○&)n-A (however, n is 1 to 10, X and Ma are a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and A is -
CN, -COF.

あり、R+は炭素数1〜20のアルキル基であり、Mは
金属原子又は−Nta’n”πであり、mはMの原子価
数であり、R2,R3,R4,B:、 R6及びπは水
素原子又はWである)で表わされるフルオロビニル化合
物とフッ素化オレフィン化合物との少なくとも二成分の
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
ーバレーショ/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のである。
, R+ is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, M is a metal atom or -Nta'n''π, m is the valence number of M, R2, R3, R4, B:, R6 and π is a hydrogen atom or W), and is composed of at least a two-component copolymer of a fluorovinyl compound and a fluorinated olefin compound, and has an ion exchange capacity of 0.01 to 3 milliequivalents/g dry resin. The present invention provides a novel method for separating liquid mixtures using a molecular membrane, which is characterized by separation by pervaporation.

本発明において、特定の高分子膜を構成するフルオロビ
ニル化合物は、上記のように、一般式CF、 = cp
−(c、d)、n−Aで表わされ、式中のn。
In the present invention, the fluorovinyl compound constituting the specific polymer membrane has the general formula CF, = cp, as described above.
-(c, d), represented by n-A, where n in the formula.

X、マ及びAは上記の通りである。こ〜で、nを上記の
ように選ぶことは、本発明の高分子膜の製膜上及び性能
上から重要であり、例えばnがOの場合には、フッ素化
オレフィン化合物との共重合性が太きすぎて、カルボン
酸型官能基が共重合体中に均一に分散したものが得られ
難く、該共重合体から得られた高分子膜は、柔軟性に乏
しくなる。一方、nが余りに太きすぎる場合には、フッ
素化オレフィン化合物との共重合性が小さくなり、充分
なイオン交換容址の高分子膜が得られ難くなる。か〜る
観点からして、nは2〜5の場合が特に好ましい。また
、Aはカルボン酸型官能基であり、即ち−COOH。
X, Ma and A are as described above. In this case, it is important to select n as described above from the viewpoint of film formation and performance of the polymer membrane of the present invention. For example, when n is O, copolymerizability with the fluorinated olefin compound is too thick, it is difficult to obtain a copolymer in which the carboxylic acid type functional groups are uniformly dispersed, and the polymer membrane obtained from the copolymer has poor flexibility. On the other hand, if n is too large, the copolymerizability with the fluorinated olefin compound will decrease, making it difficult to obtain a polymer membrane with sufficient ion exchange capacity. From this point of view, it is particularly preferable that n is 2 to 5. Further, A is a carboxylic acid type functional group, namely -COOH.

換しうるーCN、 −COP、 −COC濯、−coN
aa3などの官能基であることが重要である。Mはアル
カリ金属、アルカリ土類金属などの金属原子又は−Nt
R”itであり、mはMの原子価数、lvは炭素数1〜
20のアルキル基であり、R2,R3,R4a”、 R
6及びR7は水素原子又はR1である。
-CN, -COP, -COC, -coN
It is important that it is a functional group such as aa3. M is a metal atom such as an alkali metal or alkaline earth metal or -Nt
R”it, m is the valence number of M, and lv is the number of carbon atoms from 1 to
20 alkyl groups, R2, R3, R4a'', R
6 and R7 are hydrogen atoms or R1.

本発明では、フッ素化オレフィン化合物との共重合反応
の観点からは、Aは一〇〇F又は−Cool”(’が好
ましい。か〜る観点からのフルオロビニル化合物の好ま
しい代表例としては、CF、 = CFCF、 COO
CH3’t CF、 = CFCF2COF 。
In the present invention, from the viewpoint of copolymerization reaction with the fluorinated olefin compound, A is preferably 100F or -Cool"('. From this viewpoint, preferred representative examples of the fluorovinyl compound include CF , = CFCF, COO
CH3't CF, = CFCF2COF.

CF、 : CP(CF、 )3COFなどが挙げられ
る。
Examples include CF, :CP(CF, )3COF, and the like.

前記においては、入手の容易性や共重合反応性の観点か
ら、特定のフルオロビニル化合物における好適な官能基
を前記の如く例示したが、勿論、パーベーパレーション
時の高分子膜における官能基は、適当な型に転換処理さ
れても良い。か〜る官能基の転換は、通常は高分子膜に
製膜した後に行なわれ、パーベーパレーションにて対象
とする有機液体混合物などに応じて、適宜官能基形態を
選定するのが望ましい。
In the above, preferred functional groups in a specific fluorovinyl compound were exemplified from the viewpoint of availability and copolymerization reactivity, but of course, the functional groups in the polymer membrane during pervaporation are It may be converted into an appropriate type. Such conversion of functional groups is usually carried out after forming a polymer membrane, and it is desirable to select the form of the functional groups as appropriate depending on the organic liquid mixture to be subjected to pervaporation.

一方、本発明で使用されるフッ素化オレフィン化合物と
しては、好ましくは、一般式0式% は−CF3 である)で表わされ、その代表例としては
、四フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、六フッ化
フロピレン、三フッ化ニチレイ、フン化ビニリデン、フ
ン化ビニルなどが挙げられる。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ましい。
On the other hand, the fluorinated olefin compound used in the present invention is preferably represented by the general formula (% is -CF3), and representative examples thereof include tetrafluoroethylene, trifluoroethylene chloride, , fluoropyrene hexafluoride, nithirei trifluoride, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, and the like. Usually, perfluoro compounds are preferred, and tetrafluoroethylene is particularly preferred.

本発明においては、カルボン酸型官能基を有するフッ素
樹脂(以下、カルボン酸型フッ素樹脂と呼ぶ)の構成単
位として、前記のそれぞれを二種以上で使用することも
でき、また前述の如く、これらの他に、他の共重合可能
な成分、例えばエチレン、プロピレン、インブチレンの
如きオレフィン化合物、CF2= ci;’OQ (Q
は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基を示ス)ノ
如キフルオロビニルエーテル、CF2−CF−CF =
 CF2. CF、 = CPo(CF2)−、0CF
= CF2の如きジビニルモノマー、更にはスルホン酸
型官能基など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。勿論、本発明におけ
るカルボン酸型官能基を有するフルオロビニル化合物と
は異なる形能のカルボン酸型官能性単量体、例えばカル
ボン酸型官能基ヲ有スるパーフルオロビニルエーテルな
どを併用しても良い。
In the present invention, two or more of the above can be used as constituent units of the fluororesin having a carboxylic acid type functional group (hereinafter referred to as carboxylic acid type fluororesin), and as described above, these Besides, other copolymerizable components such as olefin compounds such as ethylene, propylene, imbutylene, CF2=ci;'OQ (Q
represents a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as fluorovinyl ether, CF2-CF-CF =
CF2. CF, = CPo(CF2)−,0CF
One or more types of divinyl monomers such as = CF2 and other functional monomers having sulfonic acid type functional groups can also be used in combination. Of course, a carboxylic acid type functional monomer having a different form from the fluorovinyl compound having a carboxylic acid type functional group in the present invention, such as perfluorovinyl ether having a carboxylic acid type functional group, may be used in combination. .

本発明においては、特定のフルオロビニル化合物の含有
量は、後述のイオン交換容量に関係し、ポリマー中含有
量で1〜50モルチ、好ましくは2〜40モルチ程度が
採用され得る。
In the present invention, the content of the specific fluorovinyl compound is related to the ion exchange capacity described below, and may be about 1 to 50 molti, preferably about 2 to 40 molti in the polymer.

本発明における共重合は、不活性有機溶媒又は水性媒体
を使用し或いは使用せずに、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K、周知乃至公知の手段によって行なわれ得る。例え
ば、特公昭48−2223号公報、特公昭48−207
88号公報、特公昭48−41942号公報などに記載
されている方法などによって共重合が実施され得る。重
合方式としても、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化
重合など各種方式が採用され得る。
The copolymerization in the present invention can be carried out using or without the use of an inert organic solvent or an aqueous medium, under the action of a polymerization initiator such as a peroxy compound, an azo compound, ultraviolet light, or ionizing radiation, using well-known or known means. It can be done by For example, Japanese Patent Publication No. 48-2223, Japanese Patent Publication No. 48-207
Copolymerization can be carried out by methods such as those described in Japanese Patent Publication No. 88, Japanese Patent Publication No. 48-41942, and the like. As the polymerization method, various methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization can be adopted.

本発明の含フツ素共重合体は、グラフト共重合体又はブ
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 copolymer 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.

また、特定カルボン酸型フッ素樹脂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。
Further, the means for forming a polymer film from a specific carboxylic acid type fluororesin can be carried out by any known means, such as press molding, roll molding, extrusion molding, solution casting, dispersion molding, or powder molding.

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、ポリプロピレンナトのオレフィンの
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、下記
イオン交換容量の饋には算入されない。
The carboxylic acid-type fluororesin of the present invention may be made of a fluorine-containing copolymer such as an olefin polymer such as polyethylene or polypropylene, preferably polytetrafluoroethylene or a copolymer of ethylene and tetrafluoroethylene, if necessary during film formation. The copolymer can be blended and molded, or 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. . Note that the weight of the resin forming the blend or support is not included in the ion exchange capacity below.

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o、oi
〜3ミル3ミリ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01〜22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’
C以上、好ましくは70〜300°C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 in the carboxylic acid type fluororesin can be adopted over a wide range;
In a preferred embodiment, the ion exchange capacity described below is o, oi
Selected from a wide range of ~3 mils to 3 mg dry resin. The ion exchange capacity is preferably about 01 to 22 meq/g dry resin. In addition, from the viewpoint of mechanical strength as a polymer membrane, the molecular weight of the carboxylic acid type fluororesin is 50' when expressed by the TQ value described below.
C or higher, preferably about 70 to 300°C.

本明細書中において、rTqJなる言葉は、次のように
定義されるものである。即ち、重合体の分子基に関係す
る容量流速1ooml′Il/秒を示す温度がTQと定
義される。こ瓦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−COOCH8基としたものを使用し
、該重合体を30kg/cr!加圧下、一定温度の経1
111m 、長さ’2 mmのオリフィスから熔融流出
せしめ、流出する重合体量をmf/秒の単位で示したも
のである。
In this specification, the term rTqJ is defined as follows. That is, the temperature at which the volumetric flow rate 1 ooml'Il/sec associated with the molecular groups of the polymer is defined as TQ. In the roof tile, a polymer with -COOCH8 carboxylic acid type functional groups was used, and the capacity flow rate of the polymer was 30 kg/cr! Under pressure and at constant temperature 1
The amount of polymer melted and flowed out from an orifice with a length of 111 m and a length of 2 mm is expressed in units of mf/sec.

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−COOH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、HCIが残存しないように
水で充分洗浄した。
In addition, "ion exchange capacity" was determined as follows. That is, a carboxylic acid-type fluororesin whose carboxylic acid-type functional group is a -COOH group is left in IN HCI at 60°C for 5 hours to completely convert to H-type, and then it is thoroughly diluted with water so that no HCI remains. Washed.

その後、このH型の樹脂0.5.!i!を、0.INの
NaOH25mlに水25m1を加えてなる溶液中に、
室温で2日間静置した。次いで樹脂を取り出して、浴液
中のNap(の量を0.INのHCIテ逆滴定すること
により求めるものである。
After that, this H-type resin 0.5. ! i! , 0. In a solution prepared by adding 25 ml of water to 25 ml of IN NaOH,
It was left standing at room temperature for 2 days. Next, the resin is taken out and the amount of Nap in the bath liquid is determined by back titration with 0.IN HCl.

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、膜の強度が不足する
が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
を太き(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, the strength of the film will be insufficient, but the durability will be 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 normally used as 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. Various reinforcing means may be applied, such as embedding a material or laminating a 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、−
火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 divided into a firebox and a secondary chamber.

−火室と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、一方二火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。−火室の内部の液
体は、外部循環や内部循環したり、−火室の内部に適当
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。−火室より高
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、−火室及び/又は二次室を適宜加熱す
るのが望ましい。
- The firebox contains the organic liquid mixture to be separated or concentrated in liquid form, while the second firebox is depressurized 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 firebox is preferably circulated externally or internally, or - is agitated by providing a suitable stirring device inside the firebox. The specific polymer membrane is held in a suitable manner to partition the primary chamber and the secondary chamber, but it is advantageous in terms of durability if it is supported by, for example, a perforated reinforcing plate. - Substances that permeate the polymer membrane from the firebox are removed from the secondary chamber and collected. It is usually desirable to heat the firebox and/or the secondary chamber appropriately 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
され、通常は0〜200’C1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 approximately ℃.

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、高温度で透過量を犬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〜100klil/cr
/l、好ましくは真空〜30Kg/7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 reduced 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 100kli/cr.
/l, preferably about vacuum to 30 kg/7; 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き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。
The 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 because of the presence of azeotropic points, and mixtures of organic substances that cannot be separated by ordinary distillation methods because their boiling points are close to each other. This method is particularly effective in the case of mixtures of organic substances that are difficult to separate by distillation. 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、有機液体混合やは、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, when mixing an organic liquid, it is necessary that the mixed state is liquid within the above-mentioned implementation temperature range and normal pressure or 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/シクロヘキサン、ベンゼン/n
−へキサン、メタノール/アセトン、ベンゼン/メタノ
ール、アセトン/クロロ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
−グロパノール、水水子アリルアル−ル、水/2−メト
キシエタノール、水/イソブタノール、−水/n−ブタ
ノール、水/2−7リノール、水/フルフリルアルコー
ル、水/n−ペンタノール、水/2−ペンタノール1水
/4−メチル−1−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 and benzene/n as mixtures having an azeotropic point.
- Mixtures of organic substances such as hexane, methanol/acetone, benzene/methanol, acetone/chloroform; water/isopropanol, water/ethanol, water/n
-Glopanol, water allylalyl, water/2-methoxyethanol, water/isobutanol, -water/n-butanol, water/2-7 linol, water/furfuryl alcohol, water/n-pentanol, water Examples include water/alcohol mixtures such as 2-pentanol 1 water/4-methyl-1-butanol; water/organic solvent mixtures such as water/tetrahydrofuran, water/dioxane, and water/methyl ethyl ketone.

また、沸点が相互に近接している混合物としテハ、エチ
ルペンゼ//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/ミー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/フロピレンジクロルヒドリン、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。
In addition, mixtures whose boiling points are close to each other are Teha, ethylpenze//styrene, p-chloroethylbenzene/p
-Chlorstyrene, toluene/methylcyclohexane,
Examples include butadiene/butenes, butadiene/butanes, n-butene/mebutene, and the like. Other examples include water/glycerin, water/glycols, water/propylene chlorohydrin, water/propylene dichlorohydrin, water/epichlorohydrin, water/hydrazine, and isomer mixtures.

更にζ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 two-component system as described above but also in a multi-component system of three or more components. 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)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 in any way by such explanations.

実施例1 200m1のステンレス製耐圧反応容器に、201のト
リクロロトリフルオロエタン、20gのCF2: CF
−CF2COOCH3と80■のアゾビスイソブチロニ
トリルを仕込んだ。充分脱気した後、70℃において四
弗化エチレンを18kliF/dまで仕込んで、共重合
反応を行なわしめた。20時間後に7,5gの共重合体
が得られた。該共重合体を180℃でプレス成形して厚
さ100μのフィルムとした。
Example 1 In a 200 ml stainless steel pressure-resistant reaction vessel, 201 trichlorotrifluoroethane and 20 g of CF2: CF
-CF2COOCH3 and 80 μm of azobisisobutyronitrile were charged. After sufficient degassing, tetrafluoroethylene was charged to 18 kliF/d at 70°C to carry out a copolymerization reaction. After 20 hours, 7.5 g of copolymer was obtained. The copolymer was press-molded at 180°C to form a film with a thickness of 100μ.

該フィルムを苛性ソーダ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、イオン交換容量1.30 rreg/、!9の膜を
得た。該膜を用いてパーベーパレーションにより水とイ
ソプロパツールの混合液(インプロパツール/水=82
/18、重量比)を分離した。温度40℃、透過側圧力
10:nm咽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20.2であり、透過量は45697
7Fll−hrであツタ。
After hydrolyzing the film in caustic soda,
Treated at 0°C for 16 hours, then dried at 70°C for 24 hours, yielding an ion exchange capacity of 1.30 rreg/! 9 membranes were obtained. A mixed solution of water and isopropanol (impropanol/water = 82
/18, weight ratio) was separated. The separation coefficient of water obtained at a temperature of 40°C and a permeation side pressure of 10: nm for isopropanol is 20.2, and the amount of permeation is 45697.
Ivy at 7Fll-hr.

実施例2 CF’、 = CF−CF2COOCH3のかわりに2
5gのCF2= CF(CF、 )s coF及び5g
のCF2=CFOC,F、を仕込んだ以外は実施例1と
同様にして共重合反応を実施し、イオン交換容量1.2
0rreg / 9の共重合体を得た。該共重合体を1
800Cでプレス成形して厚さ100μのフィルムとし
た。
Example 2 CF', = 2 instead of CF-CF2COOCH3
5g of CF2 = CF(CF, )s coF and 5g
A copolymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that CF2=CFOC,F was charged, and the ion exchange capacity was 1.2.
A copolymer of 0rreg/9 was obtained. 1 of the copolymer
It was press-molded at 800C to form a film with a thickness of 100μ.

該フィルムを苛性ソーダ中で加水分解した後、塩酸中で
官能基を−COOHとし、純水中90℃で16時間処理
し、次いで70℃で24時間乾燥サセタ。該膜ヲ用いて
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。4
0℃。
After hydrolyzing the film in caustic soda, the functional group was changed to -COOH 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 membrane. 4
0℃.

10−1mm)(j9において得られた水のエタノール
に対する分離係数は5.60であり、透過量は750j
j/−・h「であった。
10-1 mm) (The separation coefficient of water obtained in j9 for ethanol is 5.60, and the amount of permeation is 750j
j/-・h "It was.

実施例3 CF2= CF−CF、 Co0cH,ト四弗化:f−
f L/ 7を共重合させてイオン交換容量0.91 
rreg / 9の共重合体を得た。該共重合体をプレ
ス成形で厚さ100μのフィルムとした。
Example 3 CF2= CF-CF, Co0cH, tetrafluoride: f-
Ion exchange capacity is 0.91 by copolymerizing f L/7.
A copolymer of rreg/9 was obtained. The copolymer was press-molded into a film with a thickness of 100 μm.

該フィルムを水酸化リチウム中で加水分解し、純水中9
0℃で16時間処理した後、70℃で24時間乾燥させ
、官能基が−αηLi型の膜とした。該模を用いて実施
例2と同様の分離実験を行なった結果、分離係数、透過
量はそれぞれ5.59. 53 ’19/rrt ・h
rであった。
The film was hydrolyzed in lithium hydroxide and diluted with pure water at 9%
After processing at 0°C for 16 hours, it was dried at 70°C for 24 hours to obtain a film with -αηLi type functional groups. Using this model, a separation experiment similar to that in Example 2 was conducted, and as a result, the separation coefficient and permeation amount were 5.59. 53 '19/rrt ・h
It was r.

手続補正書彷式) 昭和57年 4月を日 特許庁長官 島田春樹殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第189254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  特許出顆人 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 4、代理人 第二岡田ビル 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
April 1980, Commissioner of the Patent Office Haruki Shimada1, Indication of the case Patent Application No. 189254 of 19892, Name of the invention Method for separating liquid mixtures3, Person making the amendment Case and Relationship of patent issuer Address: 2-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (
004) Asahi Glass Co., Ltd. 4, Agent No. 2 Okada Building 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CF2= cp−(cM)n−A(但し
、nは1〜10であり、X及びマはフッ素原子又は炭素
数1〜10のパーフルオロアルキル基であり、Aは−C
N、 −COF、  −Cα射。 −αη+ffi 、 −coo−!−M又は−CONR
”R:であり、R1は炭素数1〜20のアルキル基であ
り、Mは金属原子又は−NR4−R6R7であり、mは
Mの原子価数であり、R2,R3、R4,R5,all
及びR7は水素原子又はRである)で表わされるフルオ
ロビニル化合物とフッ素化オレフィン化合物との少なく
とも二成分の共重合体からなり、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In2
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。
[Claims] A liquid mixture containing a small amount of an organic liquid as one of its constituents is defined by the general formula CF2=cp-(cM)n-A (where n is 1 to 10, and X and M are A fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and A is -C
N, -COF, -Cα morphism. -αη+ffi, -coo-! -M or -CONR
"R:, R1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, M is a metal atom or -NR4-R6R7, m is the valence number of M, R2, R3, R4, R5, all
and R7 is a hydrogen atom or R) and a fluorinated olefin compound, and has an ion exchange capacity of 0.
Polymer In2 which is 01-3 milliequivalents/gram dry resin
A method for separating a liquid mixture, characterized in that the separation is performed by pervaporation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60135435A (en) * 1983-11-29 1985-07-18 インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー Ion exchange membrane, manufacture and method of increasing surface thereof
JPH0378417B2 (en) * 1983-11-29 1991-12-13 Ici Plc

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