JPS6229991A - エタノ−ル濃縮方法 - Google Patents

エタノ−ル濃縮方法

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JPS6229991A
JPS6229991A JP60170133A JP17013385A JPS6229991A JP S6229991 A JPS6229991 A JP S6229991A JP 60170133 A JP60170133 A JP 60170133A JP 17013385 A JP17013385 A JP 17013385A JP S6229991 A JPS6229991 A JP S6229991A
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JP
Japan
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ethanol
phase equilibrium
supercritical gas
phase
water
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Pending
Application number
JP60170133A
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English (en)
Inventor
Shozaburo Saito
斎藤 正三郎
Kunio Arai
邦夫 新井
Ryuichi Fukusato
福里 隆一
Nobuyuki Imanishi
今西 信之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6229991A publication Critical patent/JPS6229991A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は超臨界ガス抽出法によりエタノールを濃縮する
方法に関し、詳細には蒸留法によって得られるエタノー
ルと同等若しくはそれ以」−の純度までエタノールを濃
縮する方法に関するものである。
[従来の技術] 工業用エタノール殊に飲料用エタノールを製造するに当
たっては、従来発酵もろみを蒸留する方法がとられてい
る。しかるにこの場合にはIKgのエタノールを得るの
に3000〜4000kcalもの大量のエネル、キー
を要する為製造コストが高いという欠点があり、解決課
題の1つとなっている。そこで飲料用エタノールを経済
的に製造する方法について種々検討が加えられ、近年、
超臨界ガス抽出による方法が提案されている(例えば特
開昭 56−5620j号)。即ち」二記方法は、臨界
温度が常温付近にあるガス例えば炭酸ガスを使用し、超
臨界状態(臨界温度、臨界圧力を超えた状態)にある該
炭酸ガスを発酵もろみ(エタノール素浣喬)Lご1力舖
七符イ丁々ノー11.光仙l(八離する方法である。
ところで超臨界ガス抽出法による抽出能力は、性状の類
似した成分で構成される複雑な混合物から目的成分を簡
単に効率良く分離でSるほど高いものではなく、又その
溶解力も一般の液体系溶媒に比較して劣るものと考えな
ければならない。その為既存の各種分離法と競合する場
合にはコスト面での不利に遭遇し、食品等の特殊な用途
以外には実用化されていない。即ち例えば超臨界ガスと
して炭酸ガスを用いた場合におけるエタノール−水−炭
酸ガス系相平衡図(第5図)に示される様に超臨界ガス
抽出法によってエタノール水溶液からエタノールを分離
する場合、抽出分離能力には限界があり、限界濃度(エ
タノール濃度:約90%)以上にはエタノール濃度を高
めることができない。しかるにエタノール製品としては
蒸留法エタノール(エタノール濃度:約95%)と同等
若しくはそれ以上の純度が要求されるので、抽出分離の
後で何らかの濃縮手段を付加することが必要となる。
尚超臨界ガス抽出法は、例えば超臨界ガスとしてVIf
ifAガスを使用する場合、常渥伺近で抽出操作を行な
うことができるので熟エネルギー的に有利であり、溶媒
であるWWAガスが不燃性で無d月1.つ安全である等
の多くのメリットを右している。
従ってエタノール高濃度域における選択性(抽出対象物
と非対象物の選択性)、換言すると限界濃度の改善さえ
はかることができれば、工業的に極めて優れた抽出法と
なりイ1)る可能性を有している。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明はこうした事情に着目して種々検討を重ねた結果
完成されたものであって、超臨界ガス抽出法の実施に際
し、エタノール高濃度域における超臨界ガスの選択性を
改善することによって、蒸留法によって得られる製品エ
タノールと同等以上の純度までエタノールを濃縮しよう
とするものである。
[問題点を解決するための手段] 」−記目的を達成した本発明方法は、超臨界ガス抽出法
によりエタノール水溶液中からエタノールを抽出するに
当たり、下記の相平衡調整剤群から選択される少なくと
も1種を用いる点に要旨を有するものである。
(a)超臨界ガスへの高い溶解性を示し、超臨界ガス相
への水の溶解を抑制する相平衡調整剤。
(、b)水と親和性を有し、超臨界ガス相への水の溶解
を抑制する相平衡調整剤。
(C)エタノール水溶液から超臨界ガスを排除する相平
衡調整剤。  。
(d)エタノールと親和性を有し、エタノール水溶液中
におけるエタノールの溶解を抑制する相平衡調整剤。
[作用] 超臨界ガス抽出法によりエタノール精製を行なうに当た
って、超臨界ガス(以下超臨界ガスとして炭酸ガスを取
りあげて説明を展開する。)の選択性を改善するには、
エタノール−水−炭酸ガス3成分系の相平衡を変化させ
て、第1,2図に示す様な相平衡状態を形成すればよい
と考えられる。即ち第1図は溶解変曲m見をH20頂点
から遠ざかる方向に変位させた例で、該溶解度曲線交に
対してC02頂点から接線kを引いた場合の接点位置を
とると、該接点P1における水の含有量は第5図の同接
点位置における水の含有量より大幅に減少している。即
ち上記接点P1は当該相平衡状態において温度や圧力等
の操作条件を変化させて到達し得る水分含有割合の最小
点に相当し、この点における水分含有量が少なくなる程
製品エタノール中のエタノール濃度が」−昇する。又第
2図は溶解度曲線がC2H5OH−CO2軸に接した例
で、m−n間の点をとらえると水分含有量が零になる相
平衡状態を得ることができる。即ち純度100%の製品
エタノールを得ることができることになる。
本発明においては第1.2図に示す様な相平衡状態を得
るための方法を探求した結果、前記3#を分糸に前記の
相平衡調整剤群から選択される少なくとも1種の相平衡
調整剤を加えることによって目的を達成することに成功
した。
即ち(a)の相平衡調整剤(以下エントレーナという)
は、超臨界ガス例えば超臨界炭酸ガスへの高い溶解性を
示ししかもそのエタノールに対する溶解性が超臨界ガス
よりも大きく、しかも水に対しては超臨界ガスと同等あ
るいはそれよりも低いエントレーナである。該エントレ
ーナを抽出系に添加すると、エントレーナは主として気
相中にあって超臨界ガス中へのエタノールの溶解を促進
するのに対し、水の溶解が抑制されて、水分含有量の少
ない換言すればエタノール濃度の高いエタノール抽出ガ
スを得ることができ、これを気液分離することによって
高純度のエタノールを得ることができる。この様なエン
トレーナ(a)としては、例えば高級アルコール類およ
びその誘導体が挙げられ、より具体的にはフーゼル油の
構成4分であるイソアミルアルコール等が例示される。
(b)のエントレーナは水と親和性を有し、超臨界ガス
相への水の溶解を抑制するエントレーナである。即ち該
エントレーナを抽出系に添加するとエントレーナは液相
にあって水と強く結合し、超臨界炭酸ガスに対する水の
溶解を抑制する。その結果水分含有量の少ない換言すれ
ばエタノール濃度の高いエタノール抽出ガスを得ること
ができ、ひいては高純度エタノールを得ることができる
。この様なエントレーナ(b)としては、塩化カルシウ
ム等が挙げられる。
(c)のエントレーナは、エタノール水溶液中から超臨
界炭酸ガスを刊除する効果のあるエントレーナであり、
これを抽出系に添加すると二相領域の消失点がよりエタ
ノールの高濃度側に移行し、結局エタノール濃度の高い
エタノール抽出ガスひいては高純度エタノールを得るこ
とができる。このようなエントレーナ(C)としては炭
酸ガスに対して親和性が低く水およびエタノールに対し
て溶解性の高いグリセリン等を例示することができる。
(d)のエントレーナは、エタノールと親和性を有し、
主として液相に存在してエタノール水溶液相におけるエ
タノールの溶解度を低下させるエンi・レーナであり、
これを抽出系に添加すると液相からのエタノールの放散
が促進されて、結局エタノール濃度の高いエタノール抽
出ガスひいては高純度エタノールを得ることができる。
この様なエントレーナ(d)としてはシクロヘキサン等
が挙げられる。
本発明においては超臨界ガス抽出法によりエタノールを
抽出するに当たり、上記(a)〜(d)で規定される様
なエントレーナ群から選釈される1挿具」−のエントレ
ーナを用いることにより炭酸ガス−水−エタノールの3
成分系における相平衡を第1図あるいは第2図に示す状
態に移行させることができ、エタノール濃度の高いエタ
ノール抽出ガスひいては高純度エタノールを得ることが
できる。
第3図は本発明方法を概念的に説明する為の模式図で、
抽出塔1は内部を複数段に仕切って構成され、下から4
〜5段をエタノール回収部1a、中間の2〜3段をエタ
ノール濃縮部1b、」二部の1〜2段をエタノール高度
濃縮部1cとしている。かかる抽出塔lにおいてエタノ
ール回収部1aとエタノール濃縮部1bの間へ原料エタ
ノール水溶液Aを導入する一方、塔底部より超臨界ガス
Cを送り込んで両者を向流接触させており、さらにエタ
ノール回収部1bとエタノール高度濃縮部ICの間から
エントレーナBが添加され、塔頂部からエタノール還流
液りが導入されている。この様な抽出塔lにおいて原料
エタノール水溶液Aはエタノール回収部1aにおいて超
臨界炭酸ガスと接触し、大部分の水分が分離除去される
と共に、エタノール濃縮部1bにおいてエタノール水溶
液は第3図に示される限界濃度まで濃縮される。次いで
限界濃度に達したエタノール水溶液はエントレーナBと
接触することにより第1図に示す限界濃度まで高度濃縮
される。塔頂部からエタノール濃度の高いエタノール抽
出ガスを得ることができ、これを気液分離に付すことに
より高純度エタノールを得ることができる。
[実施例] 第4図は未発明のエタノ−Jl/遭婉ホ9↓か滴田1゜
たエタノール製造プロセスを示す模式図で、2は分離塔
、3は圧縮機を夫々示す。上記製造プロセスにおいて、
抽出塔中部より原料エタノール水溶液Aを10Kg/h
丁導入する一方、塔底部から超臨界状態(40°0,1
50atm)の炭酸ガスCを吹込み、且つ塔」一部より
エントレーナとしてイソアミルアルコールBを原料エタ
ノール水溶液導入州の0〜20%に相当する量投入して
、エタノールの製造を行なったところ、エタノール濃度
95%の製品エタノールSが得られた。尚塔頂部からと
り出したエタノール抽出ガスは減圧の後分離塔2で気液
分離され、液相の一部りは抽出塔」二部へ循環されると
共に残部を製品エタノールSとして取出す。一方気相の
炭酸ガスGは圧縮機3で加圧された後、超臨界ガスとし
て循環使用される。その他抽出塔1下部からは分離され
た水Wが適宜抜き出される。
[発明の効果] 本発明は以」二の様に構成されており、蒸留法と同等若
しくはそれ以」−にエタノールを濃縮することができ、
エタノール濃度95%以」―の高純度エタノールを得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1,2図は本発明の実施に当たりl」標とされるエタ
ノール−水−)2 N6ガス3成分系の相平衡を示す状
態図、第3図は本発明方法を概略説明するための模式図
、第4図は本発明実施例に係るエタノール製造プロセス
を示すフロー説明図、第5図は従来の」二記3成分相平
衡状態図である。 1・・・抽出塔     2・・・分離塔A・・・原料
エタノール水溶液 B・・・エントレーナ C・・・ 超臨界炭酸ガス D還流液

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 超臨界ガス抽出法によりエタノール水溶液中からエタノ
    ールを抽出するに当たり、下記の相平衡調整剤群から選
    択される少なくとも1種を用いることを特徴とするエタ
    ノール濃縮方法。 (a)超臨界ガスへの高い溶解性を示し、超臨界ガス相
    への水の溶解を抑制する相平衡 調整剤。 (b)水と親和性を有し、超臨界ガス相への水の溶解を
    抑制する相平衡調整剤。 (c)エタノール水溶液から超臨界ガスを排除する相平
    衡調整剤。 (d)エタノールと親和性を有し、エタノール水溶液中
    におけるエタノールの溶解を抑 制する相平衡調整剤。
JP60170133A 1985-07-31 1985-07-31 エタノ−ル濃縮方法 Pending JPS6229991A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6237063A (ja) * 1985-08-07 1987-02-18 Nec Corp スイツチングレギユレ−タ
JPH01144967A (ja) * 1987-12-02 1989-06-07 Tsusho Sangiyoushiyou Kiso Sangyo Kyokucho エタノールの濃縮方法
JP2004215551A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Mori Seiyu Kk 既製ビールの低アルコール化法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6237063A (ja) * 1985-08-07 1987-02-18 Nec Corp スイツチングレギユレ−タ
JPH01144967A (ja) * 1987-12-02 1989-06-07 Tsusho Sangiyoushiyou Kiso Sangyo Kyokucho エタノールの濃縮方法
JP2004215551A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Mori Seiyu Kk 既製ビールの低アルコール化法

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