JPS61210043A - 有機化合物水溶液の濃縮方法 - Google Patents
有機化合物水溶液の濃縮方法Info
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- JPS61210043A JPS61210043A JP4933585A JP4933585A JPS61210043A JP S61210043 A JPS61210043 A JP S61210043A JP 4933585 A JP4933585 A JP 4933585A JP 4933585 A JP4933585 A JP 4933585A JP S61210043 A JPS61210043 A JP S61210043A
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- concentration
- density fluid
- electrolyte
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野）
本発明は常圧で共沸点を有する有機化合物水溶液の濃縮
方法に関するものである。
方法に関するものである。
従来の技術）
醗酵法などで製造される有機化合物は、しばしば水との
混合物として得られ、かつ低濃度であることが多い。こ
のため、かかる有機化合物を燃料あるいは化学工業用原
料などとして使用するには、濃縮・分離する必要がある
。
混合物として得られ、かつ低濃度であることが多い。こ
のため、かかる有機化合物を燃料あるいは化学工業用原
料などとして使用するには、濃縮・分離する必要がある
。
従来、これら有機化合物水溶液の濃縮方法としては蒸留
法が用いられ、また近年に至って高密度流体を用いて有
機化合物水溶液から有機化合物を抽出・濃縮する技術が
提案されるようになった（特開昭５６−５６２（１１号
公報、同５９−１４１５２８号公報などを参照）。
法が用いられ、また近年に至って高密度流体を用いて有
機化合物水溶液から有機化合物を抽出・濃縮する技術が
提案されるようになった（特開昭５６−５６２（１１号
公報、同５９−１４１５２８号公報などを参照）。
発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、前記蒸留法では、水の蒸発潜、熱が大き
いこともあり熱経済的に不利であるばかりでなく、水と
共沸点を有する有機化合物、例えばエタノール、ｎ−プ
ロパツール、ｎ−フタノールなどのアルコール類、メチ
ルエチルケトンなどのケトン類などは、共沸点組成以上
には濃縮できないという欠点がある。
いこともあり熱経済的に不利であるばかりでなく、水と
共沸点を有する有機化合物、例えばエタノール、ｎ−プ
ロパツール、ｎ−フタノールなどのアルコール類、メチ
ルエチルケトンなどのケトン類などは、共沸点組成以上
には濃縮できないという欠点がある。
また、前記高密度流体を用いる方法でも有機化合物の濃
縮度に限界があり、高濃度に濃縮することは困難である
。
縮度に限界があり、高濃度に濃縮することは困難である
。
本発明は、以上の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、共沸点を有す
る有機化合物水溶液から有機化合物を高度に濃縮あるい
は純粋物質として分離する方法を提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、共沸点を有す
る有機化合物水溶液から有機化合物を高度に濃縮あるい
は純粋物質として分離する方法を提供することにある。
問題点を解決するための手段）
即ち本発明は、常圧で共沸点を有する有機化合物水溶液
に電解質を加えて、臨界点以上あるいは臨界点近傍にあ
る高密度流体と接触せしめ、有機化合物を抽出すること
を特徴とする有機化合物水溶液の濃縮方法を提供するも
のである。
に電解質を加えて、臨界点以上あるいは臨界点近傍にあ
る高密度流体と接触せしめ、有機化合物を抽出すること
を特徴とする有機化合物水溶液の濃縮方法を提供するも
のである。
本発明に適用される有機化合物とは、常圧においてその
水溶液が共沸点を有する有機系化合物であり、具体的に
はエタノール、ｎ−プロパツール、ｎ−ブタノールなど
のアルコール類、メチルエチルケトンなどのケトン類な
どを挙げることができ、これら有機化合物水溶液の濃度
は、通常、１〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％
である。
水溶液が共沸点を有する有機系化合物であり、具体的に
はエタノール、ｎ−プロパツール、ｎ−ブタノールなど
のアルコール類、メチルエチルケトンなどのケトン類な
どを挙げることができ、これら有機化合物水溶液の濃度
は、通常、１〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％
である。
また、本発明の電解質とは、水などの溶媒に溶解して溶
液がイオン電導を行うような通常の電解質であるが、本
発明に適用される有機化合物水溶液に対し溶解性のある
ものが好ましく、例えば塩化カルシウム、塩化コバルｉ
−（ｎ） 、塩化水銀（■）、塩化銅、塩化リチウム、
過塩素酸カルシウム、過塩素酸ストロンチウム、過塩素
酸バリウム、過塩素酸リチウム、臭化カルシウム、臭化
カルシラ仏、臭化ストロンチウム、硝酸カルシウムなど
を挙げることができるが、好ましくは塩化リチウムであ
り、これら電解質は適用される有機化合物水溶液の種類
により適宜選定される。これらの電解質の有機化合物水
溶液中の濃度は、通常、０．５重量％〜飽和溶解度、好
ましくは０．５〜５．０重量％である。
液がイオン電導を行うような通常の電解質であるが、本
発明に適用される有機化合物水溶液に対し溶解性のある
ものが好ましく、例えば塩化カルシウム、塩化コバルｉ
−（ｎ） 、塩化水銀（■）、塩化銅、塩化リチウム、
過塩素酸カルシウム、過塩素酸ストロンチウム、過塩素
酸バリウム、過塩素酸リチウム、臭化カルシウム、臭化
カルシラ仏、臭化ストロンチウム、硝酸カルシウムなど
を挙げることができるが、好ましくは塩化リチウムであ
り、これら電解質は適用される有機化合物水溶液の種類
により適宜選定される。これらの電解質の有機化合物水
溶液中の濃度は、通常、０．５重量％〜飽和溶解度、好
ましくは０．５〜５．０重量％である。
更に、本発明において有機化合物の抽出剤として使用さ
れる高密度流体の種類としては、メタン、エタン、プロ
パン、ブタン、エチレン、プロピレンなどの炭化水素類
、ハロゲン化メタン、ハロゲン化エタンなどのハロゲン
化炭化水素類および二酸化炭素、アンモニア、二酸化硫
黄、亜酸化窒素、塩化水素、硫化水素などの化合物を挙
げることができるが、無臭、無毒など取り扱い性の点か
ら二酸化炭素が最も好ましい。
れる高密度流体の種類としては、メタン、エタン、プロ
パン、ブタン、エチレン、プロピレンなどの炭化水素類
、ハロゲン化メタン、ハロゲン化エタンなどのハロゲン
化炭化水素類および二酸化炭素、アンモニア、二酸化硫
黄、亜酸化窒素、塩化水素、硫化水素などの化合物を挙
げることができるが、無臭、無毒など取り扱い性の点か
ら二酸化炭素が最も好ましい。
これら高密度流体は、臨界点以上あるいは臨界点近傍の
温度、圧力下にあるものであり、例えば二酸化炭素の場
合は、二酸化炭素の臨界点（臨界温度；３１．３℃、臨
界圧カニ７２．８気圧）以上、あるいは該臨界点近傍の
条件下にあるもので、具体的には該二酸化炭素の圧力６
５〜３００気圧、好ましくは７０−１４０気圧、同温度
１５〜６０℃、好ましくは２０〜５０℃である。
温度、圧力下にあるものであり、例えば二酸化炭素の場
合は、二酸化炭素の臨界点（臨界温度；３１．３℃、臨
界圧カニ７２．８気圧）以上、あるいは該臨界点近傍の
条件下にあるもので、具体的には該二酸化炭素の圧力６
５〜３００気圧、好ましくは７０−１４０気圧、同温度
１５〜６０℃、好ましくは２０〜５０℃である。
また、エチレンの場合は、圧力４５〜２００気圧、好ま
しくは５０〜１００気圧、同温度５〜４０℃、好ましく
は８〜４０℃である。
しくは５０〜１００気圧、同温度５〜４０℃、好ましく
は８〜４０℃である。
これら高密度流体により前記有機化合物水溶液を抽出・
濃縮する際の高密度流体と有機化合物水溶液との流量比
は、重量比で、通常、１０〜１ＯＯ１好ましくは１３〜
２０である。
濃縮する際の高密度流体と有機化合物水溶液との流量比
は、重量比で、通常、１０〜１ＯＯ１好ましくは１３〜
２０である。
このように、常圧で共沸点を有する有機化合物水溶液に
電解質を添加し、かかる水溶液を抽出剤である高密度流
体と接触させると、高密度流体への水の溶解性を著しく
抑制するか、および／または高密度流体への有機化合物
の溶解性が著しく向上し、高密度流体相へ有機化合物が
選択的に移動し、高濃度に抽出・濃縮され、次にこの高
密度流体相系を減圧および／または温度変化を与えるこ
とにより、抽出剤と有機化合物とに分離することができ
、高濃度または純粋な有機化合物が得られる。
電解質を添加し、かかる水溶液を抽出剤である高密度流
体と接触させると、高密度流体への水の溶解性を著しく
抑制するか、および／または高密度流体への有機化合物
の溶解性が著しく向上し、高密度流体相へ有機化合物が
選択的に移動し、高濃度に抽出・濃縮され、次にこの高
密度流体相系を減圧および／または温度変化を与えるこ
とにより、抽出剤と有機化合物とに分離することができ
、高濃度または純粋な有機化合物が得られる。
以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。
第１図はエタノール−水系のｘ−ｙ線図（相平衡図）、
第２図は本発明の一実施態様で有機化合物水溶液の濃縮
工程図である。
第２図は本発明の一実施態様で有機化合物水溶液の濃縮
工程図である。
まず、第１図について説明すると、第１図は共沸点を有
する有機化合物水溶液の例としてエタノール水溶液１．
電解質として塩化リチウム、高密度流体として二酸化炭
素を例としたエタノール−水系の相平衡図である。
する有機化合物水溶液の例としてエタノール水溶液１．
電解質として塩化リチウム、高密度流体として二酸化炭
素を例としたエタノール−水系の相平衡図である。
第１図のＡで示す曲線は、圧カフ６０ｍＨｇ下でのエタ
ノール−水系の気液平衡曲線である。
ノール−水系の気液平衡曲線である。
曲線Ａから圧カフ６０ｍＨｇ下ではエタノール濃度９５
．６重量％で共沸組成となり、常圧蒸留法では共沸組成
以上の濃度に濃縮できないことが分かる。また、第１図
のＢで示す曲線は、温度３５℃、圧力１００気圧におけ
る二酸化炭素−水一エタノール系の相平衡関係で各相か
ら二酸化炭素を控除した時の平衡曲線である。エタノー
ルの低濃度域では、高密度二酸化炭素によって効率よく
濃縮が行えることが分かるが、その濃縮限界はエタノー
ル濃度約９１重量％であり、常圧蒸留におけるエタノー
ルの共沸組成９５．６重量％を超えることはできないこ
とが分かる。
．６重量％で共沸組成となり、常圧蒸留法では共沸組成
以上の濃度に濃縮できないことが分かる。また、第１図
のＢで示す曲線は、温度３５℃、圧力１００気圧におけ
る二酸化炭素−水一エタノール系の相平衡関係で各相か
ら二酸化炭素を控除した時の平衡曲線である。エタノー
ルの低濃度域では、高密度二酸化炭素によって効率よく
濃縮が行えることが分かるが、その濃縮限界はエタノー
ル濃度約９１重量％であり、常圧蒸留におけるエタノー
ルの共沸組成９５．６重量％を超えることはできないこ
とが分かる。
これに対し、第１図Ｃで示す曲線は、温度３５℃、圧力
９５気圧で電解質として塩化リチウムを該エタノール水
溶液に３重量％加えた場合の相平衡関係で、各相から二
酸化炭素、塩化リチウムを控除した時の平衡曲線である
。
９５気圧で電解質として塩化リチウムを該エタノール水
溶液に３重量％加えた場合の相平衡関係で、各相から二
酸化炭素、塩化リチウムを控除した時の平衡曲線である
。
曲線Ｃから、電解質として塩化リチウムを系内に導入す
ることによって、エタノールの低濃度域では、電解質を
導入しない方法に比べ高密度二酸化炭素によって更に効
率よく抽出・濃縮が行えることが分かる。また、常圧蒸
留法におけるエタノールの共沸組成９５゜６重量％以上
の濃度に容易に濃縮されることが理解できる。
ることによって、エタノールの低濃度域では、電解質を
導入しない方法に比べ高密度二酸化炭素によって更に効
率よく抽出・濃縮が行えることが分かる。また、常圧蒸
留法におけるエタノールの共沸組成９５゜６重量％以上
の濃度に容易に濃縮されることが理解できる。
このように本発明は電解質を溶解した有機化合物水溶液
に、高密度流体と接触させることによって高度に濃縮あ
るいは純粋物として分離でき、従来法より格段優れた方
法であることが分かる。
に、高密度流体と接触させることによって高度に濃縮あ
るいは純粋物として分離でき、従来法より格段優れた方
法であることが分かる。
次に、第２図に基づいて本発明の実施態様を説明する。
第２図において、抽出塔１は下部セトラー２、 。
棚段、充填物などを内部に有する回収部３、濃縮部４お
よび上部セトラ一部５とにより構成されている。
よび上部セトラ一部５とにより構成されている。
原料となる有機化合物水溶液はポンプ６、加熱器７を経
る間に所定の圧力、温度に調節され、回収部３へ送られ
る。ここで原料となる有機化合物水溶液は、電解質を含
んだ還流液と混合される。
る間に所定の圧力、温度に調節され、回収部３へ送られ
る。ここで原料となる有機化合物水溶液は、電解質を含
んだ還流液と混合される。
また、抽出剤となる流体はポンプ８、加熱器９を通る間
に臨界点以上または臨界点近傍の高密度流体となって回
収部３へ送られる。回収部３で電解質を溶解した有機化
合物水溶液と高密度流体が接触し、有機化合物が高密度
流体相に抽出される。
に臨界点以上または臨界点近傍の高密度流体となって回
収部３へ送られる。回収部３で電解質を溶解した有機化
合物水溶液と高密度流体が接触し、有機化合物が高密度
流体相に抽出される。
濃縮部４では有機化合物を抽出した高密度流体相が還流
液と接触することにより更に濃縮され上部セトラ一部５
を経てパルプ１０に至る。この高密度流体相はパルプ１
０で減圧され高密度流体相に溶解していた有機化合物は
抽出液分離器１１において抽出剤である流体と分離され
る。分離された有機化合物の一部は電解質と混合された
後、ポンプ１２を経て還流液として濃縮部４に戻される
。
液と接触することにより更に濃縮され上部セトラ一部５
を経てパルプ１０に至る。この高密度流体相はパルプ１
０で減圧され高密度流体相に溶解していた有機化合物は
抽出液分離器１１において抽出剤である流体と分離され
る。分離された有機化合物の一部は電解質と混合された
後、ポンプ１２を経て還流液として濃縮部４に戻される
。
他はパルプ１３を経て濃縮液として取り出される。抽出
液分離器１１で濃縮液と分離された抽出剤である流体は
、パルプ１４を経て外部へ放出されるか、または圧縮器
（図示せず）によって再圧縮され高密度流体として再循
環される。
液分離器１１で濃縮液と分離された抽出剤である流体は
、パルプ１４を経て外部へ放出されるか、または圧縮器
（図示せず）によって再圧縮され高密度流体として再循
環される。
一方、回収部３で高密度流体に抽出されなかった抽出液
は下部セトラー２を経てパルプ１５に至る。パルプ１５
で減圧され、抽残液分離器１６で抽残液と抽出剤とに分
離される。分離された抽出剤である流体は、管１７を経
て外部に放出されるか、または圧縮機（図示せず）によ
って再圧縮され、高密度流体となって再循環される。抽
残液分離器１６で抽出剤と分離された抽残液は、逆浸透
膜、蒸発缶などの電解質回収装置１８へ送られる。
は下部セトラー２を経てパルプ１５に至る。パルプ１５
で減圧され、抽残液分離器１６で抽残液と抽出剤とに分
離される。分離された抽出剤である流体は、管１７を経
て外部に放出されるか、または圧縮機（図示せず）によ
って再圧縮され、高密度流体となって再循環される。抽
残液分離器１６で抽出剤と分離された抽残液は、逆浸透
膜、蒸発缶などの電解質回収装置１８へ送られる。
電解質回収装置１８で回収された電解質は、管１９を経
て還流液に混合され、再循環され、余剰の抽残液は管２
０を経て外部へ送出される作用） 本発明は、有機化合物水溶液に電解質を溶解させ、高密
度流体に接触させることにより、高濃度または純粋の有
機化合物を効率的に得るものである。
て還流液に混合され、再循環され、余剰の抽残液は管２
０を経て外部へ送出される作用） 本発明は、有機化合物水溶液に電解質を溶解させ、高密
度流体に接触させることにより、高濃度または純粋の有
機化合物を効率的に得るものである。
実施例）
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例１〜２、比較例１〜２
第２図の工程図に従い、エタノール水溶液を原料、二酸
化炭素を高密度流体、塩化リチウムを電解質としてエタ
ノール水溶液の濃縮を行った。
化炭素を高密度流体、塩化リチウムを電解質としてエタ
ノール水溶液の濃縮を行った。
抽出塔操作条件
圧力；９５気圧
温度；３５℃
高密度流体と原料との流量比（重量比）；２０厘ｌｌＷ
戊 上記の原料を用いて抽出を行った結果を第１表に示す。
戊 上記の原料を用いて抽出を行った結果を第１表に示す。
第１表に示すように、本発明（実施例１〜２）によれば
常圧蒸留法で共沸混合物を生じてしまう共沸濃度９５．
６重量％の場合（比較例１）、高密度流体のみを使用す
る従来の高密度流体による抽出法による濃縮限界濃度９
１．０重量％の場合（比較例２）に比し、これらの濃度
を超える高濃度のエタノールを容易に製造することがで
きる。
常圧蒸留法で共沸混合物を生じてしまう共沸濃度９５．
６重量％の場合（比較例１）、高密度流体のみを使用す
る従来の高密度流体による抽出法による濃縮限界濃度９
１．０重量％の場合（比較例２）に比し、これらの濃度
を超える高濃度のエタノールを容易に製造することがで
きる。
発明の効果）
以上のように本発明によれば、有機化合物水溶液から高
濃度または純粋の有機化合物を分離、濃縮するにあたり
、有機化合物水溶液に電解質を加え、高密度流体と接触
させることによって容易にその抽出・濃縮が行える。ま
た、得られた高濃度または純粋の有機化合物は燃料や化
学工業用原料として広範囲に利用することが可能である
。
濃度または純粋の有機化合物を分離、濃縮するにあたり
、有機化合物水溶液に電解質を加え、高密度流体と接触
させることによって容易にその抽出・濃縮が行える。ま
た、得られた高濃度または純粋の有機化合物は燃料や化
学工業用原料として広範囲に利用することが可能である
。
第１図はエタノール水系のｘ−ｙ線図（相平衡図）、第
２図は本発明の一実施態様であり、を機化合物水溶液の
濃縮工程図である。 １：抽出塔 ３：回収部 ４：濃縮部 １１：抽出液分離器 １６：抽残液分離器１８：電解質
回収装置 特許出願人 三菱化工機株式会社 代理人 弁理士 白 井 重 隆 Ｘ；エタノール１度（波相またｌは重洸稽）（１！分奈
） 第２Ｗｔ
２図は本発明の一実施態様であり、を機化合物水溶液の
濃縮工程図である。 １：抽出塔 ３：回収部 ４：濃縮部 １１：抽出液分離器 １６：抽残液分離器１８：電解質
回収装置 特許出願人 三菱化工機株式会社 代理人 弁理士 白 井 重 隆 Ｘ；エタノール１度（波相またｌは重洸稽）（１！分奈
） 第２Ｗｔ
Claims (1)
- （１）常圧で共沸点を有する有機化合物水溶液に電解質
を加えて、臨界点以上あるいは臨界点近傍にある高密度
流体と接触せしめ、有機化合物を抽出することを特徴と
する有機化合物水溶液の濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4933585A JPS61210043A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 有機化合物水溶液の濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4933585A JPS61210043A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 有機化合物水溶液の濃縮方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210043A true JPS61210043A (ja) | 1986-09-18 |
Family
ID=12828122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4933585A Pending JPS61210043A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 有機化合物水溶液の濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210043A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8580116B2 (en) | 2006-02-07 | 2013-11-12 | Industrial Research Limited | Near-critical fluid extraction process |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP4933585A patent/JPS61210043A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8580116B2 (en) | 2006-02-07 | 2013-11-12 | Industrial Research Limited | Near-critical fluid extraction process |
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