JPS6242723A - Method for dehumidifying mixed gas - Google Patents

Method for dehumidifying mixed gas

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JPS6242723A
JPS6242723A JP60180986A JP18098685A JPS6242723A JP S6242723 A JPS6242723 A JP S6242723A JP 60180986 A JP60180986 A JP 60180986A JP 18098685 A JP18098685 A JP 18098685A JP S6242723 A JPS6242723 A JP S6242723A
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gas
membrane
separation membrane
gas separation
water vapor
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Hiroshi Makino
牧埜 弘
Kanji Nakagawa
中川 貫次
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Ube Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/58Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
    • B01D71/62Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain
    • B01D71/64Polyimides; Polyamide-imides; Polyester-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Abstract

PURPOSE:To miniaturize the apparatus and to control the waste of a dry gas by using a gas separation membrane made of an aromatic polyimide and having more than a specified ratio in the gas permeation velocity of steam to methane and dehumidifying a mixed gas while passing a small amt. of dry gas along the permeated gas side of the membrane. CONSTITUTION:A mixture of an aromatic tetracarboxylic acid component such as biphenyltetracarboxylic dianhydride, and an aromatic diamine component such as a diamino-dimethyl-diphenylen sulfone and 2,6-diaminopyridine are polymerized and iminated to obtain an aromatic polyimide which is formed into a membrane. Consequently, a gas separation membrane having >=200 ratio in the gas permeation velocity of steam to methane can be obtained. The membrane 2 is housed in a gas separator 1 and a steam-contg. mixed gas is supplied from a mixed gas supply port 3. Less then 10vol% dry gas, based on the mixed gas, is supplied from a dry gas supply port 6, passed along the permeated gas side of the membrane 2 and discharged from a discharge port 5 along with the steam permeated through the membrane 2. The dehumidified nonpermeated gas is discharged from a discharge port 4.

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の利用分野〕 この発明は、特定の高性能の選択透過性を有する芳香族
ポリイミド製のガス分離膜(中空糸、スパイラル状膜、
平膜など)を内蔵しているガス分離装置を使用して、水
蒸気を含有する種々の混合ガス(例えば、空気、天然ガ
ス、原油採取の際の随伴ガス、醗酵ガスなど)から水蒸
気を選択的に除去し、混合ガスを乾燥する方法を提供す
るものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] This invention relates to a gas separation membrane (hollow fiber, spiral membrane,
Selective separation of water vapor from various gas mixtures containing water vapor (e.g., air, natural gas, associated gas during crude oil extraction, fermentation gas, etc.) using a gas separation device containing a flat membrane (e.g., flat membrane) The present invention provides a method for removing mixed gas and drying the mixed gas.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

従来、天然ガスなどの炭化水素系ガスの除湿方法として
は、グリコール吸収法、モレキュラシーブ吸着法などが
、一般的に採用されてきた。
Conventionally, glycol absorption methods, molecular sieve adsorption methods, and the like have been generally employed as methods for dehumidifying hydrocarbon gases such as natural gas.

しかし、これらの方法は、すべてかなり大型の装置を必
要とし、設備費が高くなり、また充分な工場建設のため
の敷地が必要であり、スペースの限られている海上での
ガス採取などには適当ではなく、また、操作の複雑さ、
操業上の安全性、保守の困難さなどにおいても問題があ
った。
However, all of these methods require fairly large equipment, high equipment costs, and sufficient land for factory construction, making them difficult to use for offshore gas extraction where space is limited. Not suitable, but also the complexity of operation,
There were also problems in terms of operational safety and difficulty in maintenance.

上記の吸収法または吸着法に対して、小型で軽量な装置
にすることができ、維持管理が容易であって安全性が高
い方法として、最近、ガス分離膜を内蔵するガス分離モ
ジュールを使用して混合ガスの除湿または乾燥を行う方
法が、い(つか提案されている。
In contrast to the above-mentioned absorption or adsorption methods, gas separation modules with built-in gas separation membranes have recently been developed as a method that can be made into small, lightweight equipment, easy to maintain, and highly safe. Some methods have been proposed to dehumidify or dry the mixed gas.

そのようなガス分離膜を使用する混合ガスの除湿方法と
しては、例えば、 fa)  水蒸気を含有する混合ガスを極めて高い圧力
に昇圧してガス分離装置に供給したり、又は、ガス分R
膜の透過側をかなり減圧したりして(特開昭54−15
2679号公報参照)、ガス分離膜の供給側と透過側と
での水蒸気の差圧を大きくなるようにして、混合ガスの
除湿を行う方法、(bl  供給ガスの主成分(例えば
、天然ガスなどではメタンガス)の透過性が比較的高く
、しかもメタンガスに対する水蒸気の選択透過性(PH
20/PCI4)が200〜400であるガス分離膜を
使用して、混合ガスを除湿する方法(特開昭59−19
3835号公報参照)、さらに、(C)  ガス分離膜
のi3過側に大量のパージガスを供給して透過した水蒸
気の分圧を低下させて、混合ガスの除湿をする方法(特
開昭50−2674号公報参照)などが、知られている
Methods for dehumidifying a mixed gas using such a gas separation membrane include, for example, fa) pressurizing a mixed gas containing water vapor to an extremely high pressure and supplying it to a gas separation device;
By significantly reducing the pressure on the permeate side of the membrane (Japanese Patent Laid-Open No. 54-15
2679 Publication), a method of dehumidifying a mixed gas by increasing the pressure difference of water vapor between the supply side and the permeation side of a gas separation membrane (bl. The permeability of water vapor (methane gas) is relatively high, and the selective permeability of water vapor (PH
A method of dehumidifying a mixed gas using a gas separation membrane having a PCI4) of 200 to 400
3835), and (C) a method of dehumidifying the mixed gas by supplying a large amount of purge gas to the i3 side of the gas separation membrane to lower the partial pressure of the permeated water vapor (see Japanese Patent Application Laid-open No. 1983- (see Japanese Patent No. 2674) and the like are known.

しかしながら、前述の公知の方法(a)では、ガス分M
膜のガス透過側における水蒸気の濃度が高くなった区域
(透過ガス排出口付近)では、水蒸気を充分に高い除去
率で混合ガスから除去することができないことがあり、
実用的には適当ではなかったのであり、 また、前述の方法(b)では、この方法に適合するガス
分離性能を有するガス分離膜を製造することが困難であ
ったり、あるいは、混合ガスの主成分である有効なガス
を多量にロスしてしまうという欠点があったのであり。
However, in the above-mentioned known method (a), the gas content M
In areas where the concentration of water vapor is high on the gas permeation side of the membrane (near the permeate gas outlet), water vapor may not be able to be removed from the mixed gas at a sufficiently high removal rate;
In addition, with the method (b) mentioned above, it is difficult to manufacture a gas separation membrane with gas separation performance compatible with this method, or the main component of the mixed gas is The drawback was that a large amount of the effective gas component was lost.

さらに、前述の方法(c)では、かなり大量のパージガ
スを消費してしまうという欠点を有していたのである。
Furthermore, the method (c) described above has the disadvantage of consuming a considerable amount of purge gas.

〔本発明の要件および作用効果〕[Requirements and effects of the present invention]

この発明者らは、前述のような「ガス分離膜を使用する
混合ガスの除湿方法」における欠点が解消された実用的
な除湿方法について鋭意研究した結果、水蒸気の透過性
(速度)が充分に高いと共に、他のガス成分に対する水
蒸気の選択透過性が極めて高い芳香族ポリイミド製のガ
ス分離膜(中空糸膜、またはスパイラル状のガス分離膜
)が内蔵されているガス分離装置を使用し、そのガス分
離装置のガス分離膜のガス透過側に沿って、外部から供
給した乾燥ガスを少量流通させながら、ガス分離膜のガ
ス供給側に沿って混合ガスを流動させて、ガス分離膜を
介して混合ガス中の水蒸気を選択的に透過させることに
よって、混合ガスの除湿または乾燥を効果的に行うこと
ができることを見い出し、この発明を完成した。
As a result of intensive research into a practical dehumidification method that overcomes the shortcomings of the aforementioned "mixed gas dehumidification method using a gas separation membrane," the inventors found that the water vapor permeability (velocity) is sufficiently high. We use a gas separation device that has a built-in gas separation membrane (hollow fiber membrane or spiral gas separation membrane) made of aromatic polyimide, which has high water vapor permeability and extremely high selective permeability for water vapor relative to other gas components. A small amount of dry gas supplied from the outside is passed along the gas permeation side of the gas separation membrane of the gas separation device, while a mixed gas is made to flow along the gas supply side of the gas separation membrane to pass through the gas separation membrane. The present invention was completed based on the discovery that the mixed gas can be effectively dehumidified or dried by selectively permeating water vapor in the mixed gas.

すなわち、この発明は、 ガス分離膜のガス透過側と連通している透過ガス排出口
および乾燥ガス供給口、並びにガス分離膜のガス供給側
と連通している混合ガス供給口および非透過ガス排出口
を有する密封容器の中に、水蒸気とメタンとのガス透過
速度の比(PH20/PCH4)で示される選択透過性
が200以上である芳香族ポリイミド製のガス分離膜が
、内蔵されているガス分離装置を使用し、 水蒸気を含有する混合ガスを、前記ガス分離装置の混合
ガス供給口から供給し、ガス分離膜のガス供給側に沿っ
て流動させ、 一方、前記混合ガスに対して10容量%以下の乾燥ガス
を、前記乾燥ガス供給口から供給し、ガス分離膜のガス
透過側に沿って流通させながら、前記ガス分離膜を透過
した混合ガスの水蒸気を除去することを特徴とする混合
ガスの除湿方法に関する。
That is, this invention provides a permeated gas outlet and a dry gas supply port that communicate with the gas permeation side of the gas separation membrane, and a mixed gas supply port and non-permeated gas exhaust that communicate with the gas supply side of the gas separation membrane. A gas separation membrane made of aromatic polyimide with a permselectivity of 200 or more, expressed as the ratio of gas permeation rates of water vapor and methane (PH20/PCH4), is built into a sealed container with an outlet. Using a separation device, a mixed gas containing water vapor is supplied from the mixed gas supply port of the gas separation device and allowed to flow along the gas supply side of the gas separation membrane, while % or less of dry gas is supplied from the dry gas supply port and is caused to flow along the gas permeation side of the gas separation membrane, while water vapor of the mixed gas that has passed through the gas separation membrane is removed. Relating to a gas dehumidification method.

この発明の方法は、優れた水蒸気の選択透過性を有する
芳香族ポリイミド製のガス分離膜を使用し、しかも、そ
のガス分離膜のガス透過側に乾燥ガスを流通させながら
混合ガスの除湿を行っているので、 (a)  ガス分離装置に内蔵されたガス分離膜を有効
に使用することができ、ガス分離装置全体に内層させる
ガス分離膜の膜面槽を小さくすることができるので、ガ
ス分離装置を小型化することが可能であること、 (′h)比較的低圧の原料ガスを使用することもでき、
また、原料ガス供給側とガス透過側との差圧をそれほど
大きくしなくても、混合ガスの除湿を行うことができる
こと、さらに、 (C)  ガス透過側に外から供給し流通させる乾燥ガ
ス(パージガス)の量を供給ガスに対して比較的少なく
しても充分な除湿を行うことができ、乾燥ガスの浪費を
押さえることができるなどの利点がある。
The method of the present invention uses a gas separation membrane made of aromatic polyimide that has excellent water vapor permselectivity, and dehumidifies a mixed gas while flowing dry gas through the gas permeation side of the gas separation membrane. (a) The gas separation membrane built into the gas separation device can be used effectively, and the membrane tank of the gas separation membrane that is layered inside the entire gas separation device can be made smaller, so the gas separation ('h) It is possible to use relatively low-pressure raw material gas;
In addition, it is possible to dehumidify the mixed gas without increasing the differential pressure between the raw material gas supply side and the gas permeation side so much, and (C) dry gas (supplied from the outside to the gas permeation side and circulated). Advantages include that sufficient dehumidification can be achieved even when the amount of purge gas (purge gas) is relatively small relative to the supply gas, and waste of drying gas can be suppressed.

また、この発明の方法で使用する芳香族ポリイミド製の
ガス分離膜は、耐久性、耐熱性、耐薬品性、耐湿性など
の諸性質が極めて優れているので、この発明の方法は、
混合ガスの除湿を長期間に安定的に実施することができ
るという利点も有している。
Furthermore, the aromatic polyimide gas separation membrane used in the method of the present invention has extremely excellent properties such as durability, heat resistance, chemical resistance, and moisture resistance.
Another advantage is that the mixed gas can be dehumidified stably over a long period of time.

〔本発明の各要件の詳しい説明〕[Detailed explanation of each requirement of the present invention]

以下、この発明の各要件などについて、図面も参考にし
て、さらに詳しく説明する。
Hereinafter, each requirement of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

この発明で使用するガス分離装置は、例えば、第1図に
示すように、特定のガス分離膜(ポリイミド製の中空糸
、または、図示されていないけれどもスパイラル状膜な
ど)2が、密封容器7に内蔵されているガス分離装置1
である。
In the gas separation device used in the present invention, for example, as shown in FIG. Gas separation device 1 built in
It is.

そのガス分離膜は、後述のガス透過試験法によって測定
されたr水蒸気とメタンとのガス遇過速度の比(PH2
0/ PC)Iz ) Jで示される選択透過性(ガス
分離性能)が200以上、好ましくは400以上、さら
に好ましくは500〜50000程度である芳香族ポリ
イミド製のガス分離膜(例えば、中空糸膜、スパイラル
状膜、平膜など)であればよい。
The gas separation membrane has a gas overspeed ratio (PH2) of water vapor and methane measured by the gas permeation test method described below.
A gas separation membrane made of aromatic polyimide (for example, a hollow fiber membrane) having a permselectivity (gas separation performance) indicated by , spiral film, flat film, etc.).

前記ガス分離膜は、25℃の水茎気の透過速度(PH2
0i後述のガス透過試験法による)が、約I X l 
O−5cil/ d ・sec  ・cml1g以上、
特に、1×l Q−’〜5 X 10−2d/cd ・
sec  ・cml1g程度であることが好ましい。
The gas separation membrane has a permeation rate of water stem air at 25°C (PH2
0i (according to the gas permeation test method described below) is approximately I
O-5cil/d ・sec ・cml 1g or more,
In particular, 1×l Q-'~5×10-2d/cd・
It is preferable that the amount is about sec.cm/1 g.

前記ガス分離膜において、その選択透過性(PH20/
 PCI!4 )が200より小さいと、混合ガスの除
湿が充分に効果的に行われないので適当ではない。
In the gas separation membrane, its permselectivity (PH20/
PCI! 4) is less than 200, it is not suitable because the mixed gas cannot be dehumidified sufficiently effectively.

また、前記の密封容器は、ガス分離膜2のガス透過側と
連通している「ガス分離膜を透過した透過ガス(水蒸気
など)の排出口5Jおよび「乾燥ガス(パージガス)の
供給口6J、並びに、ガス分離膜2のガス供給側に連通
している「原料ガス供給口(混合ガス供給口)3Jおよ
びr非通過ガス排出口4」を有する密封容器(例えば、
円筒状容器など)であればよい。
The sealed container also includes an exhaust port 5J for permeated gas (such as water vapor) that has passed through the gas separation membrane and a supply port 6J for dry gas (purge gas), which are in communication with the gas permeation side of the gas separation membrane 2. In addition, a sealed container (for example,
It may be a cylindrical container, etc.).

前記のガス分離装置は、ガス分離膜(中空糸の糸束など
)2の両端が、エラストマー系樹脂、アクリレート系樹
脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの適当な熱硬化
性樹脂を固化して形成された円板状の樹脂壁8,8°で
一体に結束されてガス分離膜エレメントに形成されてお
り、そして、そのエレメントは、(M脂壁内を各中空糸
が貫通して中空糸内部の孔が樹脂壁の外に向かって開口
しており、さらに、そのエレメントが、第1図に示すよ
うに樹脂壁8,8°の部分で、必要であれば接着剤など
を使用して、密封容器7の内壁に密封固着され一体に固
定されていればよい。
In the gas separation device described above, both ends of the gas separation membrane (such as a bundle of hollow fibers) 2 are formed by solidifying a suitable thermosetting resin such as an elastomer resin, an acrylate resin, an epoxy resin, or a phenol resin. The gas separation membrane element is formed by binding the disc-shaped resin walls 8. The hole is open to the outside of the resin wall, and the element is sealed at the 8,8° portion of the resin wall as shown in Figure 1, using adhesive or the like if necessary. It suffices if it is sealed and fixed integrally to the inner wall of the container 7.

前記の芳香族ポリイミド製のガス分離膜としては、芳香
族テトラカルボン酸またはその酸二無水物などの酸成分
と、芳香族ジアミン成分とを、重合(およびイミド化)
して得られた芳香族ポリアミック酸(または芳香族ポリ
ミド)の溶液を使用して、凝固液による湿式製膜法など
で形成される非対称性構造のガス分離膜(均質層と多孔
yR層とを一体に有する膜)、あるいは芳香族ポリイミ
ド溶液などを使用して適当な材質の多孔質膜の表面に薄
い均質層を形成して製造される複合分離膜であり、しか
も水蒸気について前述のような充分なガス分離性能を有
するガス分離膜を挙げることができる。
The gas separation membrane made of aromatic polyimide is produced by polymerizing (and imidizing) an acid component such as an aromatic tetracarboxylic acid or its acid dianhydride and an aromatic diamine component.
Using the aromatic polyamic acid (or aromatic polymide) solution obtained by It is a composite separation membrane manufactured by forming a thin homogeneous layer on the surface of a porous membrane made of a suitable material using an aromatic polyimide solution or an aromatic polyimide solution. Examples include gas separation membranes that have excellent gas separation performance.

前記の芳香族ポリイミドは、特に、r5−1または一3
O2−の二価の基jを内蔵している芳香族ジアミンを2
0〜100モル%、好ましくは40〜100モル%で含
有する芳香族ジアミン成分と、芳香族テトラカルボン酸
成分とを、略等モル、重合およびイミド化して得られる
ものが、水蒸気の透過速度の大きい点において、極めて
好適である。
The aromatic polyimide mentioned above is especially r5-1 or -3
The aromatic diamine containing the divalent group j of O2- is
The product obtained by polymerizing and imidizing approximately equimolar amounts of an aromatic diamine component and an aromatic tetracarboxylic acid component containing 0 to 100 mol%, preferably 40 to 100 mol%, has a water vapor transmission rate. It is extremely suitable in many respects.

前記の芳香族ジアミンとしては、例えば、ジアミノ−ジ
ベンゾチオフェンまたはその誘導体、ジアミノ−ジフェ
ニレンスルホンまたはその誘導体、ジアミノ−ジフェニ
ルスルフィドまたはその誘導体、ジアミノ−ジフェニル
スルホンまたはそのiM4体、ジアミノ−チオキサンチ
ンまたはその誘導体などを挙げることができる。
Examples of the aromatic diamines include diamino-dibenzothiophene or its derivatives, diamino-diphenylene sulfone or its derivatives, diamino-diphenyl sulfide or its derivatives, diamino-diphenyl sulfone or its iM4 form, diamino-thioxanthin or its derivatives, etc. Examples include derivatives.

特に、ジアミノ−ジベンゾチオフェンまたはその誘導体
としては、 一般式 で示されるジアミノ−ジベンゾチオフェン類、又は、一
般式 で示されるジアミノ−ジフェニレンスルホン類を挙げる
ことができる。ただし、前記一般式において、R,R’
 は、水素、炭素数1〜6を有する炭化水素置換基(ア
ルキル基、アルキレン基、アリール基など)、炭素数1
〜6を有するアルコキシ基などを挙げることができ、例
えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが好適であ
る。
In particular, diamino-dibenzothiophenes or derivatives thereof include diamino-dibenzothiophenes represented by the general formula or diamino-diphenylene sulfones represented by the general formula. However, in the above general formula, R, R'
is hydrogen, a hydrocarbon substituent having 1 to 6 carbon atoms (alkyl group, alkylene group, aryl group, etc.), 1 carbon number
Examples include alkoxy groups having 6 to 6, and preferred examples include methyl, ethyl, and propyl groups.

前記のジアミノ−ジベンゾチオフェン類としては、3,
7−ジアミツー2.8−ジメチル−ジベンゾチオフェン
、3,7−ジアミツー2,6−シメチルージベンゾチオ
フエン、2,8−ジアミノ−3,7−シメチルージベン
ゾチオフエン、3,7−ジアミツー2,8−ジエチル−
ジベンゾチオフェンなどを挙げることができ、また、前
記のジアミノ−ジフェニレンスルホン類としては、3,
7−ジアミツー2,8−ジメチル−ジフェニレンスルホ
ン、3.7−ジアミツー2.8−ジエチル−ジフェニレ
ンスルホン、3,7−ジアミツー2,8−ジプロピル−
ジフェニレンスルホン、2.8−ジアミノ−3゜7−シ
メチルージフエニレンスルホン、3,7−ジアミツー2
,8−ジメトキシ−ジフェニレンスルホンなどを挙げる
ことができる。
The diamino-dibenzothiophenes include 3,
7-Diami2,8-dimethyl-dibenzothiophene, 3,7-Diami2,6-dimethyl-dibenzothiophene, 2,8-Diamino-3,7-dimethyl-dibenzothiophene, 3,7-Diami2, 8-diethyl-
Examples of the diamino-diphenylene sulfones include dibenzothiophene, 3,
7-Diamitwo-2,8-dimethyl-diphenylenesulfone, 3,7-diamitwo-2,8-diethyl-diphenylenesulfone, 3,7-diamitwo-2,8-dipropyl-
Diphenylene sulfone, 2,8-diamino-3゜7-dimethyl-diphenylene sulfone, 3,7-diamino-2
, 8-dimethoxy-diphenylene sulfone, and the like.

さらに、前記のジフェニルスルフィドまたはその誘導体
としては、4.4′−ジアミノ−ジフェニルスルホン、
3,3°−ジアミノ−ジフェニルスルホン、3.5−ジ
アミノ−ジフェニルスルホン、3.4″−ジアミノ−ジ
フェニルスルホンなどのジアミノ−ジフェニルスルホン
類、および、4,4′−ジアミノ−ジフェニルスルフィ
ド、3.3”−ジアミノ−ジフェニルスルフィド、3.
5−ジアミノ−ジフェニルスルフィド、3.4゛−ジア
ミノ−ジフェニルスルフィドなどのジアミノ−ジフェニ
ルスルフィド類を挙げることができ、また、前記のジア
ミノ−チオキサンチン又はその誘導体として、3.7−
シアミツ−チオキサンチンー5,5−ジオキシド、2.
8−ジアミノ−チオキサンチン−5,5−ジオキシド、
3.7−シアミツ−チオキサントンー5.5−ジオキシ
ド、2.8−ジアミノ−チオキサントン−5,5−ジオ
キシド、3.7−シアミツ−フェノキサチンー5.5−
ジオキシド、2.8−ジアミノ−フェノキサチン−5,
5−ジオキシド、2.7−シアミツーチアンスレン、2
.8−ジアミノ−チアンスレン、3,7−ジアミツーl
O−メチルーフェノチアジン−5,5−ジオキシド等を
あげることができる。
Furthermore, the diphenyl sulfide or its derivative includes 4,4'-diamino-diphenyl sulfone,
Diamino-diphenyl sulfones such as 3,3°-diamino-diphenyl sulfone, 3,5-diamino-diphenyl sulfone, 3.4″-diamino-diphenyl sulfone, and 4,4′-diamino-diphenyl sulfide; 3. 3”-diamino-diphenyl sulfide, 3.
Diamino-diphenyl sulfides such as 5-diamino-diphenyl sulfide and 3.4'-diamino-diphenyl sulfide can be mentioned;
Cyamitsu-thioxanthin-5,5-dioxide, 2.
8-diamino-thioxanthine-5,5-dioxide,
3.7-cyamino-thioxanthone-5,5-dioxide, 2.8-diamino-thioxanthone-5,5-dioxide, 3.7-cyamino-phenoxanthone-5.5-
Dioxide, 2,8-diamino-phenoxatin-5,
5-dioxide, 2,7-cyamitsuthianthurene, 2
.. 8-Diamino-thianthrene, 3,7-diamitul
O-methyl-phenothiazine-5,5-dioxide and the like can be mentioned.

さらに、芳香族ジアミンとしては、ビス((p−アミノ
フェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス((p−アミ
ノフェノキシ)フェニル〕スルホン等も挙げることがで
きる。
Furthermore, examples of aromatic diamines include bis((p-aminophenoxy)phenyl)sulfide and bis((p-aminophenoxy)phenyl)sulfone.

芳香族ジアミン成分としては、前述の「−3−1または
−502−〇二価の基」を内蔵している芳香族ジアミン
と共に他の芳香族ジアミンを使用することができ、その
ような他の芳香族ジアミンとしては、4.4′−ジアミ
ノ−ジフェニルエーテル、3.3′−ジメチル−4,4
1−ジアミノ−ジフェニルエーテル、3,3゛−ジェト
キシ−4,4゛−ジアミノ−ジフェニルエーテル、3,
3°−ジアミノ−ジフェニルエーテル等のジフェニルエ
ーテル系化合物、4,4゜−ジアミノ−ジフェニルメタ
ン、3,3”−ジアミノ−ジフェニルメタン等のジフェ
ニルメタン系化合物、4I4゛−ジアミノ−ベンゾフェ
ノン、3,3°−ジアミノ−ベンゾフェノン等のベンゾ
フェノン系化合物、2.2−ビス(3−アミノフェニル
)プロパン、2.2−ビス(4−アミノフェニル)プロ
パン、2,2−ビス(4−(4’−アミノフェノキシ)
フェニル〕プロパン等の2,2−ビス(フェニル)プロ
パン系化合物、さらに0−1m−1p−フェニレンジア
ミン、3.5−ジアミノ安息香酸、2,6−ジアミツピ
リジン、o−)リジン等を挙げることができる。
As the aromatic diamine component, other aromatic diamines can be used together with the aromatic diamines containing the above-mentioned "-3-1 or -502-〇 divalent group". Aromatic diamines include 4,4'-diamino-diphenyl ether, 3,3'-dimethyl-4,4
1-diamino-diphenyl ether, 3,3'-jethoxy-4,4'-diamino-diphenyl ether, 3,
Diphenyl ether compounds such as 3°-diamino-diphenyl ether, diphenylmethane compounds such as 4,4°-diamino-diphenylmethane, 3,3”-diamino-diphenylmethane, 4I4′-diamino-benzophenone, 3,3°-diamino-benzophenone benzophenone compounds such as 2,2-bis(3-aminophenyl)propane, 2,2-bis(4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(4-(4'-aminophenoxy)
2,2-bis(phenyl)propane-based compounds such as phenyl]propane, 0-1m-1p-phenylenediamine, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,6-diamitupyridine, o-)lysine, etc. be able to.

前記の芳香族ポリイミドの製造に使用される芳香族テト
ラカルボン酸成分としては、3.3’ 、4.4”−ビ
フェニルテトラカルボン酸、または2,3.3’ 、4
’−ビフェニルテトラカルボン酸、あるいはそれらの二
無水物、またはそれらの低級アルコールエステル化物な
どのビフェニルテトラカルボン酸類、3゜3”、4.4
’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、または2,3.
3’、4“−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、あるい
はそれらの二無水物、またはそれらの低級アルコールエ
ステル化物などのベンゾフェノンテトラカルボン酸類、
さらに、ピロメリット酸、その二無水物、またはそのエ
ステル化物などのピロメリット酸類を挙げることができ
る。
The aromatic tetracarboxylic acid component used in the production of the aromatic polyimide is 3.3', 4.4''-biphenyltetracarboxylic acid, or 2,3.3', 4''-biphenyltetracarboxylic acid.
'-Biphenyltetracarboxylic acids, their dianhydrides, or their lower alcohol esters, 3°3", 4.4
'-benzophenonetetracarboxylic acid, or 2,3.
3′,4″-benzophenonetetracarboxylic acids, their dianhydrides, or benzophenonetetracarboxylic acids such as lower alcohol esters thereof;
Furthermore, pyromellitic acids such as pyromellitic acid, its dianhydride, or its esterified product can be mentioned.

特に、この発明では、ビフェニルテトラカルボン酸類を
50〜100モル%、特に80〜100モル%含有して
いる芳香族テトラカルボン酸成分と、前述の芳香族ジア
ミン成分とから得られた芳香族ポリイミドが、フェノー
ル系化合物のような有機溶媒に対して優れた溶解性をを
しているので、そのような芳香族ポリイミドからなるガ
ス分離膜は、安定な!l!膜用ドープ液の調製および製
膜性などの製膜上の点から好適である。
In particular, in this invention, an aromatic polyimide obtained from an aromatic tetracarboxylic acid component containing 50 to 100 mol%, especially 80 to 100 mol% of biphenyltetracarboxylic acids, and the above-mentioned aromatic diamine component is used. , has excellent solubility in organic solvents such as phenolic compounds, so gas separation membranes made of such aromatic polyimides are stable! l! It is suitable from the viewpoint of film forming, such as preparation of a dope solution for a film and film forming properties.

この発明で使用するガス分離ポリイミド膜は、前述の芳
香族ジアミン成分と芳香族テトラカルボン酸成分とから
得られた芳香族ポリアミック酸(ポリイミド前駆体)、
または有機溶媒可溶性の芳香族ポリイミドなどの有機溶
媒溶液を、製膜用のドープ液として使用して、そのドー
プ液の薄膜を形成し、ドープ液の薄膜から溶媒を除去し
て固化する乾燥工程を主体にして製膜する乾式製膜法、
またはドープ液のta膜を凝固液と接触させて凝固して
製膜する湿式製膜法で、平膜状、または中空糸状に形成
して、種々の構造のポリイミド分離膜として製造するこ
とができる。
The gas separation polyimide membrane used in this invention comprises an aromatic polyamic acid (polyimide precursor) obtained from the above-mentioned aromatic diamine component and aromatic tetracarboxylic acid component;
Alternatively, an organic solvent solution such as aromatic polyimide soluble in an organic solvent is used as a dope solution for film formation, a thin film of the dope solution is formed, and a drying process is performed in which the solvent is removed from the thin film of the dope solution and solidified. Dry film forming method, which mainly forms film.
Alternatively, it is possible to manufacture polyimide separation membranes with various structures by forming them into flat membranes or hollow fibers using a wet membrane-forming method in which the TA membrane of the dope solution is brought into contact with a coagulating liquid to coagulate and form a membrane. .

例えば、この発明で使用するガス分離ポリイミド膜の製
造方法としては、 前述の芳香族ジアミン(他の芳香族ジアミンを含有して
いてもよい)からなる芳香族ジアミン成分と、前述のビ
フェニルテトラカルボン酸類を主として含有する芳香族
テトラカルボン酸成分とを、略等モル、フェノール系化
合物の有機溶媒中、約140℃以上の温度で、一段階で
重合およびイミド化して、芳香族ポリイミドを生成し、
その芳香族ポリイミドの溶液(濃度;約3〜30重量%
)をドープ液として使用して、約30〜150℃の温度
の基材上に塗布または流延あるいは中空糸状に押出して
、ドープ液の薄膜(平膜、または中空糸)を形成し、 次いで、その薄膜を凝固液に浸漬して凝固膜を形成し、 その凝固膜から溶媒、凝固液などを蒸発・除去し、最後
に150〜400℃、特に170〜350℃の温度で充
分に乾燥・熱処理して、芳香族ポリイミド製の非対称性
ガス分離膜を形成する製膜方法を挙げることができる。
For example, the method for producing the gas separation polyimide membrane used in the present invention includes the above-mentioned aromatic diamine component (which may contain other aromatic diamines) and the above-mentioned biphenyltetracarboxylic acids. and an aromatic tetracarboxylic acid component mainly containing approximately equimolar amounts of a phenolic compound in an organic solvent at a temperature of about 140° C. or higher in one step to produce an aromatic polyimide,
A solution of the aromatic polyimide (concentration: about 3 to 30% by weight)
) is used as a dope liquid and coated or cast on a substrate at a temperature of about 30 to 150°C or extruded into a hollow fiber shape to form a thin film (flat film or hollow fiber) of the dope liquid, and then The thin film is immersed in a coagulation liquid to form a coagulation film, and the solvent, coagulation liquid, etc. are evaporated and removed from the coagulation film, and finally, it is thoroughly dried and heat-treated at a temperature of 150 to 400℃, especially 170 to 350℃. For example, a membrane forming method for forming an asymmetric gas separation membrane made of aromatic polyimide can be mentioned.

この発明の方法においては、 前述の芳香族ポリイミド製のガス分離膜が内蔵されてい
るガス分離装置を使用し、 第1図に示すように、水蒸気を含有する混合ガスを、前
記ガス分離装置1の混合ガス供給口3から連続的に供給
し、ガス分離膜2のガス供給側に沿って流動させ、 一方、前記混合ガスに対して10容量%以下、好ましく
は0.5〜8容量%の割合となる量の乾燥ガスを、前記
乾燥ガス供給口6から供給し、ガス分離膜のガス透過側
に沿って流通させながら、前記ガス分離膜2を透過した
混合ガスの水蒸気成分などを前記の乾燥ガスと共に透過
ガス排出口5から排出して除去し、 他方、ガス分離膜を透過しなかった混合ガス(非透過ガ
ス)を非透過ガス排出口4から排出することによって、 混合ガスを除湿し乾燥するのである。
In the method of this invention, a gas separation device incorporating the aforementioned aromatic polyimide gas separation membrane is used, and as shown in FIG. 1, a mixed gas containing water vapor is passed through the gas separation device 1. The mixed gas is continuously supplied from the mixed gas supply port 3 and allowed to flow along the gas supply side of the gas separation membrane 2, while at most 10% by volume, preferably from 0.5 to 8% by volume of the mixed gas. A proportionate amount of dry gas is supplied from the dry gas supply port 6, and while flowing along the gas permeation side of the gas separation membrane, the water vapor components of the mixed gas that has passed through the gas separation membrane 2 are removed as described above. The mixed gas is removed by being discharged from the permeated gas outlet 5 along with the dry gas, and the mixed gas that has not passed through the gas separation membrane (non-permeable gas) is discharged from the non-permeable gas outlet 4, thereby dehumidifying the mixed gas. It dries.

この発明において、前記の混合ガスは、水蒸気が、除湿
の際の温度および圧力において、飽和状態に近い含有率
(例えば、除湿操作の際の温度における原料ガスである
混合ガス中の水蒸気の飽和含有率またはその飽和含有率
の少なくとも7割以上の含有率)で、炭化水素、天然ガ
ス、石油ガスなどを主成分とする混合ガス中に、含有さ
れているものであればよい。
In this invention, the mixed gas has a water vapor content close to a saturated state at the temperature and pressure during dehumidification (e.g., a saturated content of water vapor in the mixed gas that is the raw material gas at the temperature during the dehumidification operation). It is sufficient that it is contained in a mixed gas mainly composed of hydrocarbons, natural gas, petroleum gas, etc., at a content rate of at least 70% or more of its saturated content rate.

この発明において、乾燥ガスの供給量が、原料ガスであ
る混合ガスの供給量に対して、あまりに多くなり過ぎる
と、混合ガスからの水蒸気の除去効率が向上しなくなり
、乾燥ガスの消費量のみが無駄に増加するので適当では
なく、また、乾燥ガスの供給量が余りに少なくなり過ぎ
ると、水蒸気の除去自体が充分に行われなくなるので好
ましくない。この発明では、乾燥ガスの供給量は、原料
ガス(混合ガス)の供給量に対して約0.5〜8容量%
の割合となるような供給量であると同時に、混合ガスの
供給方向に対して向流となるように乾燥ガスを適当なガ
ス速度(好ましくは0.1〜10m/秒、特に好ましく
は、0.5〜8m/秒程度のガス速度)で供給すること
が好適である。
In this invention, if the amount of drying gas supplied is too large compared to the amount of mixed gas supplied as raw material gas, the efficiency of removing water vapor from the mixed gas will not improve, and only the consumption of drying gas will increase. This is not appropriate because the amount increases unnecessarily, and if the amount of drying gas supplied becomes too small, it is not preferable because the water vapor itself will not be removed sufficiently. In this invention, the amount of drying gas supplied is approximately 0.5 to 8% by volume relative to the amount of raw material gas (mixed gas) supplied.
At the same time, the drying gas is supplied at an appropriate gas velocity (preferably from 0.1 to 10 m/sec, particularly preferably from 0.1 to 10 m/sec, particularly preferably from 0.1 to 10 m/sec, so that the supply rate is such that It is preferable to supply the gas at a gas velocity of about .5 to 8 m/sec.

なお、この発明において、乾燥ガスとは、水蒸気の含有
割合が、約300ppm以下、特に200ppa+以下
、さらに1〜1100pp程度であるような原料ガスと
同様な組成の混合ガス、または窒素ガス、アルゴンガス
、ネオンガスなどの不活性ガスであればよく、したがっ
て、場合によっては、第2図に示すように、水蒸気の除
去された非透過ガスの一部を分岐ラインを経て、乾燥ガ
ス供給ラインに流通し、乾燥ガスとしてガス分離膜の透
過ガス側に供給してもよい。
In this invention, the drying gas refers to a mixed gas having the same composition as the raw material gas, in which the water vapor content is approximately 300 ppm or less, particularly 200 ppm or less, and further approximately 1 to 1100 ppm, or nitrogen gas or argon gas. , neon gas, or other inert gas. Therefore, in some cases, as shown in FIG. , it may be supplied as a dry gas to the permeate gas side of the gas separation membrane.

この発明では、ガス分離装置へ供給する混合ガスは、そ
の圧力が、ガス分離膜の透過ガス側への乾燥ガスの供給
量または透過ガスの排出時の圧力によって水蒸気の除去
を調、整することができるので、特に限定されることは
なく広い範囲であってもよいが、この発明では、透過ガ
スの排出時の圧を大気圧付近にする場合には、約5 k
g / cd以上、特に、10〜100kg/c+J程
度であることが、水蒸気の除去率を高くするために、好
ましい。
In this invention, the pressure of the mixed gas supplied to the gas separation device is adjusted to remove water vapor by the amount of drying gas supplied to the permeate gas side of the gas separation membrane or the pressure when the permeate gas is discharged. However, in this invention, when the pressure at the time of exhausting the permeated gas is near atmospheric pressure, the range is not particularly limited and may be within a wide range.
g/cd or more, particularly about 10 to 100 kg/c+J, is preferable in order to increase the water vapor removal rate.

また、前記の混合ガスの供給量は、ガス分離膜の有効面
積に対する供給割合(中空糸のを肋膜面積に対して)が
、約0.05〜100 ad/c+J −see、特に
、0.1〜10cIIl/clI!・sec程度となる
ような供給量であることが好ましい。
Further, the supply amount of the mixed gas is such that the supply ratio to the effective area of the gas separation membrane (the hollow fiber to the membrane area) is approximately 0.05 to 100 ad/c+J-see, particularly 0.1 ~10cIIl/clI! - It is preferable that the supply amount be about sec.

〔実施例〕〔Example〕

この発明において、ガス透過試験は、第1図に示すよう
なガス分離装置を使用し、各芳香族ポリイミド製のガス
分離膜(中空糸)を内蔵させて、水蒸気を含有する混合
ガスを約6〜52kg/cdGの供給圧および25℃の
温度でガス分離装置に供給すると共に、乾燥ガスを中空
糸の内部に供給しながら、ガス分離を行い、ガス分離膜
を透過した気体混合物の各組成および各成分透過量(水
蒸気の分析はデュポン社;303型湿度計で行い、その
他のガスの分析はガスクロマトグラフ法によって行った
)を測定して、ガス分離膜の水蒸気透過速度などを測定
するのである。
In this invention, the gas permeation test uses a gas separation device as shown in Fig. 1, which is equipped with a gas separation membrane (hollow fiber) made of each aromatic polyimide, to conduct a mixed gas containing water vapor for approximately 60 minutes. While supplying to the gas separation device at a supply pressure of ~52 kg/cdG and a temperature of 25°C, gas separation was performed while supplying dry gas to the inside of the hollow fiber, and each composition and The amount of permeation of each component (the analysis of water vapor was performed using a DuPont Model 303 hygrometer, and the analysis of other gases was performed using gas chromatography) was used to measure the rate of water vapor permeation through the gas separation membrane. .

実施例1〜3 芳香族ポリイミド製の中空糸Aを準備した。Examples 1-3 Hollow fiber A made of aromatic polyimide was prepared.

その中空糸Aは、 ビフェニルテトラカルボン酸二無水物100重量部と、
ジアミノ−ジメチル−ジフェニレンスルホン異性体混合
物80重量部および2.6−シアミツビリジン20i!
31部とから形成された芳香族ポリイミド製であり、 有効長さ;5.6eai、外径;305μ、内径;90
μ、そして 測定温度25℃での水蒸気透過速度; 6.5 X10
′″’cl/ cd ・see ・emHg)である。
The hollow fiber A contains 100 parts by weight of biphenyltetracarboxylic dianhydride,
80 parts by weight of diamino-dimethyl-diphenylene sulfone isomer mixture and 20 i of 2,6-cyamitubiridine!
It is made of aromatic polyimide formed from 31 parts, effective length: 5.6eai, outer diameter: 305μ, inner diameter: 90
μ, and the water vapor transmission rate at a measurement temperature of 25°C; 6.5 X10
''''cl/ cd ・see ・emHg).

前記中空糸Aの1本(有効膜面積;0.54cd)が、
その両端をエポキシ系樹脂で密着されて、第1図と同様
の形式の密封容器内に内蔵されているガス分離装置を使
用し、 そのガス分離装置の混合ガス供給口に、第1表に示す水
蒸気を含有しメタンを主成分とする混合ガスを、52k
g/ejGの圧力、約25℃の温度および第1表に示す
ガス流速で供給し、前記中空糸の外面(ガス供給側)に
沿って流動させ、一方、水蒸気を約10ppm程度以下
しか含有していない乾燥アルゴンガス(乾燥ガス)をガ
ス分離装置の乾燥ガス供給口から第1表に示す流速で供
給し、前記中空糸の内部孔の内面(ガス透過側)に沿っ
て流通させながら、前記ガス分離膜を透過した水蒸気な
どを含有する透過ガスを透過ガス排出口から大略常圧で
回収し、さらに、ガス分離膜を透過しなかった非透過ガ
ス(除湿されたガス)をガス分離装置の非透過ガス排出
口から回収した。
One of the hollow fibers A (effective membrane area: 0.54 cd) is
Using a gas separation device whose both ends are sealed with epoxy resin and built into a sealed container of the same type as shown in Figure 1, the mixed gas supply port of the gas separation device is connected to the gas shown in Table 1. 52k of mixed gas containing water vapor and methane as the main component
g/ejG, a temperature of about 25° C., and a gas flow rate shown in Table 1 to flow along the outer surface (gas supply side) of the hollow fiber, while containing only about 10 ppm or less of water vapor. Dry argon gas (dry gas) that has not been used is supplied from the dry gas supply port of the gas separation device at a flow rate shown in Table 1, and while flowing along the inner surface (gas permeation side) of the internal hole of the hollow fiber, The permeated gas containing water vapor, etc. that has permeated through the gas separation membrane is recovered from the permeated gas outlet at approximately normal pressure, and the non-permeated gas (dehumidified gas) that has not permeated through the gas separation membrane is collected in the gas separation device. Collected from non-permeable gas outlet.

前記の透過ガスおよび非透過ガスの組成および流量を測
定し、その結果を第1表に示す。
The compositions and flow rates of the permeate gas and non-permeate gas were measured, and the results are shown in Table 1.

比較例1 乾燥ガスの供給を全く行なわなかった他は、実施例1と
同様にして、混合ガスの水蒸気の除去を行った。その結
果を第1表に示す。
Comparative Example 1 Water vapor was removed from the mixed gas in the same manner as in Example 1, except that no drying gas was supplied. The results are shown in Table 1.

実施例4〜5 芳香族ポリイミド製の中空糸Bを準備した。Examples 4-5 Hollow fiber B made of aromatic polyimide was prepared.

その中空糸Bは、 ビフェニルテトラカルボン酸二無水物90重量部および
ピロメリット酸二無水物10重量部と、ジアミノ−ジメ
チル−ジフェニレンスルホン異性体混合物90M量部お
よび4,4゛−ジアミノジフェニルエーテル10重量部
とから形成された芳香族ポリイミド製であり、 有効長さ;5.15ao、外径;434μ、内径;19
0μ、そして 測定温度25℃での水蒸気透過速度;7.4 Xl 0
−’ad/ cd −sec −aaHg)である。
The hollow fiber B contains 90 parts by weight of biphenyltetracarboxylic dianhydride and 10 parts by weight of pyromellitic dianhydride, 90 M parts of a diamino-dimethyl-diphenylene sulfone isomer mixture and 10 parts by weight of 4,4'-diaminodiphenyl ether. Made of aromatic polyimide formed from parts by weight, effective length: 5.15ao, outer diameter: 434μ, inner diameter: 19
0 μ, and the water vapor transmission rate at a measurement temperature of 25°C; 7.4 Xl 0
-'ad/ cd -sec -aaHg).

前記中空糸Bの1本(有効膜面積50.70aJ)が、
その両端をエポキシ系樹脂で密着されて、第1図と同様
の形式の密封容器内に内蔵されているガス分離装置を使
用し、 そのガス分離装置の混合ガス供給口に、第1表に示す水
蒸気を含有しメタンを主成分とする混合ガスを、第1表
に示すガス流速で供給し、および乾燥アルゴンガス(乾
燥ガス)をガス分離装置の乾燥ガス供給口から第1表に
示す流速で供給したほかは、実施例1と同様にして、透
過ガスを透過ガス排出口から常圧で回収し、さらに非透
過ガス(除湿されたガス)をガス分離装置の非透過ガス
排出口から回収した。
One of the hollow fibers B (effective membrane area 50.70 aJ) is
Using a gas separation device whose both ends are sealed with epoxy resin and built into a sealed container of the same type as shown in Figure 1, the mixed gas supply port of the gas separation device is connected to the gas shown in Table 1. A mixed gas containing water vapor and mainly composed of methane is supplied at the gas flow rate shown in Table 1, and dry argon gas (dry gas) is supplied from the dry gas supply port of the gas separation device at the flow rate shown in Table 1. Except for the supply, the permeated gas was recovered from the permeated gas outlet at normal pressure in the same manner as in Example 1, and the non-permeated gas (dehumidified gas) was recovered from the non-permeated gas outlet of the gas separation device. .

前記の透過ガスおよび非透過ガスの組成および流量を測
定し、その結果を第1表に示す。
The compositions and flow rates of the permeate gas and non-permeate gas were measured, and the results are shown in Table 1.

比較例2 乾燥ガスの供給を全く行なわなかった他は、実施例4と
同様にして、混合ガスの水蒸気の除去を行った。その結
果を第1表に示す。
Comparative Example 2 Water vapor was removed from the mixed gas in the same manner as in Example 4, except that no drying gas was supplied. The results are shown in Table 1.

実施例6〜7 中空糸の有効長さが11.0cmであり、有効膜面積が
1.50cdであるほかは実施例4と同じ形状および材
質の中空糸B′を内蔵しているガス分離装置を使用し、
また、原料ガスとして第1表に示す水蒸気含有率である
混合ガスを使用し、その混合ガスの供給量を第1表に示
すように変えると共に、混合ガスの供給圧を6kg/c
11Gに変え、さらに、乾燥ガスの供給量を変えたほか
は、実施例4と同様にして、混合ガスの水蒸気の除去を
行った。その結果を第1表に示す。
Examples 6 to 7 A gas separation device incorporating hollow fibers B' having the same shape and material as Example 4, except that the effective length of the hollow fibers is 11.0 cm and the effective membrane area is 1.50 cd. using
In addition, a mixed gas having the water vapor content shown in Table 1 was used as the raw material gas, the supply amount of the mixed gas was changed as shown in Table 1, and the supply pressure of the mixed gas was 6 kg/c.
11G and the amount of drying gas supplied was changed in the same manner as in Example 4 to remove water vapor from the mixed gas. The results are shown in Table 1.

比較例3 乾燥ガスの供給を全く行なわなかった他は、実施例6と
同様にして、混合ガスの水蒸気の除去を行った。その結
果を第1表に示す。
Comparative Example 3 Water vapor was removed from the mixed gas in the same manner as in Example 6, except that no drying gas was supplied. The results are shown in Table 1.

実施例8〜10 芳香族ポリイミド製の中空糸Cを準備した。Examples 8-10 Hollow fibers C made of aromatic polyimide were prepared.

その中空糸Cは、 ビフェニルテトラカルボン酸二無水物100重量部と、
ジアミノ−ジメチル−ジフェニレンスルホン異性体混合
物80重量部および2.6−ジアミツピリジン20重量
部から形成された芳香族ポリイミド製であり、 有効長さ;約25.3 C11、外径;454μ、内径
;230μ、そして 測定温度25℃での水蒸気透過速度; 5−6 xl 
0−’ad/ cj−sec−cmHg)である。
The hollow fiber C contains 100 parts by weight of biphenyltetracarboxylic dianhydride,
Made of aromatic polyimide formed from 80 parts by weight of a diamino-dimethyl-diphenylene sulfone isomer mixture and 20 parts by weight of 2,6-diamitupyridine, effective length: approximately 25.3 C11, outer diameter: 454μ, Inner diameter: 230μ, and water vapor transmission rate at a measurement temperature of 25°C: 5-6 xl
0-'ad/cj-sec-cmHg).

前記の中空糸Cの30本の糸束(有効膜面積;108c
111)が、その両端をエポキシ系樹脂で密着されて、
第1図と同様の形式の密封容器内に内蔵されているガス
分離装置を使用し、また、そのガス分離装置の混合ガス
供給口に、第1表に示す水蒸気を含有しメタンを主成分
とする混合ガスを、第1表に示すガス流速で供給し、そ
の混合ガスの供給圧を50kg/cdGとし、そして、
乾燥アルゴンガス(乾燥ガス)をガス分離装置の乾燥ガ
ス供給口から第1表に示す、流速で供給したほかは、実
施例1と同様にして、透過ガスを透過ガス排出口から常
圧で回収し、さらに非透過ガス(除湿されたガス)をガ
ス分離装置の非透過ガス排出口から回収した。
A bundle of 30 hollow fibers C (effective membrane area: 108c)
111), whose both ends are tightly bonded with epoxy resin,
A gas separation device built in a sealed container of the same type as shown in Figure 1 is used, and the mixed gas supply port of the gas separation device contains water vapor shown in Table 1 and contains methane as the main component. A mixed gas of
The permeate gas was recovered at normal pressure from the permeate gas outlet in the same manner as in Example 1, except that dry argon gas (dry gas) was supplied from the dry gas supply port of the gas separation device at the flow rate shown in Table 1. In addition, non-permeable gas (dehumidified gas) was recovered from the non-permeable gas outlet of the gas separation device.

前記の透過ガスおよび非透過ガスの組成および流量を測
定し、その結果を第1表に示す。
The compositions and flow rates of the permeate gas and non-permeate gas were measured, and the results are shown in Table 1.

比較例4 乾燥ガスの供給を全(行なわなかった他は、実施例8と
同様にして、混合ガスの水蒸気の除去を行った。その結
果を第1表に示す。
Comparative Example 4 Water vapor was removed from the mixed gas in the same manner as in Example 8 except that the drying gas was not completely supplied. The results are shown in Table 1.

実施例11〜12 芳香族ポリイミド製の中空糸りを準備した。Examples 11-12 A hollow fiber made of aromatic polyimide was prepared.

その中空糸りは、 ビフェニルテトラカルボン酸二無水vA100重量部と
、ジアミノ−ジメチル−ジフェニレンスルホン異性体混
合物100重量部から形成された芳香族ポリイミド製で
あり、 有効長さ;約4.1 am、外径;22oμ、内径:1
30μ、そして 測定温度25℃での水蒸気透過速度; 5. OXl 
0−’cd / ・see −cmllg)である。
The hollow fibers are made of aromatic polyimide formed from 100 parts by weight of biphenyltetracarboxylic dianhydride vA and 100 parts by weight of a diamino-dimethyl-diphenylene sulfone isomer mixture, and have an effective length of approximately 4.1 am. , outer diameter: 22oμ, inner diameter: 1
30μ and the water vapor transmission rate at a measurement temperature of 25°C; 5. OXl
0-'cd/·see-cmllg).

前記の中空糸りの6本の糸束(有効膜面積;1゜70c
ffl)が、その両端をエポキシ系樹脂で密着されて、
第1図と同様の形式の密封容器内に内蔵されているガス
分離装置を使用し、また、第2図に示すような装置を使
用して、前記ガス分離装置の混合ガス供給口に、第1表
に示す水蒸気を含有しメタンを主成分とする混合ガスを
、第1表に示すガス流速で供給し、その混合ガスの供給
圧を1”01qr/cfflGとし、そして、第2図に
示すように、非透過ガスのラインから一部分岐した非透
過ガスを循環ライン経由で乾燥ガスとしてガス分離装置
の乾燥ガス供給口から第1表に示す流速で供給したほか
は、 実施例1と同様にして、透過ガスを透過ガス排出口から
常圧で回収し、さらに非透過ガス(除湿されたガス)を
ガス分離装置の非透過ガス排出口から回収した。
A bundle of 6 hollow fibers (effective membrane area: 1°70cm)
ffl) is tightly bonded at both ends with epoxy resin,
Using a gas separator built in a sealed container of the same type as shown in FIG. 1, and using a device as shown in FIG. A mixed gas containing water vapor as shown in Table 1 and containing methane as a main component was supplied at the gas flow rate shown in Table 1, the supply pressure of the mixed gas was set to 1"01qr/cfflG, and the gas mixture was as shown in FIG. The procedure was the same as in Example 1, except that the non-permeable gas partially branched from the non-permeable gas line was supplied as dry gas via the circulation line from the dry gas supply port of the gas separation device at the flow rate shown in Table 1. Then, the permeated gas was recovered from the permeated gas outlet at normal pressure, and the non-permeated gas (dehumidified gas) was recovered from the non-permeated gas outlet of the gas separation device.

前記の透過ガスおよび非透過ガスの組成および流量を測
定し、その結果を第1表に示す。
The compositions and flow rates of the permeate gas and non-permeate gas were measured, and the results are shown in Table 1.

比較例5 乾燥ガスの供給を全く行なわなかった他は、実施例11
と同様にして、混合ガスの水蒸気の除去を行った。その
結果を第1表に示す。
Comparative Example 5 Example 11 except that no drying gas was supplied.
Water vapor from the mixed gas was removed in the same manner as above. The results are shown in Table 1.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の方法に使用するガス分離装置の一
例を示す断面図である。 第2図は、この発明の方法において、ガス分離装置の非
透過ガス排出口から出てきた非透過ガス(除湿されたガ
ス)の一部を再循環して乾燥ガスとして使用した場合の
フロー図の概略を示す。 1;ガス分離装置、2;中空糸、3;原料ガス供給口(
混合ガス供給口)、4;非透過ガス排出口、5;透過ガ
ス排出口、6;乾燥ガス供給口、7;密封容器、8;樹
脂壁。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a gas separation apparatus used in the method of the present invention. FIG. 2 is a flow diagram when a part of the non-permeable gas (dehumidified gas) coming out of the non-permeable gas outlet of the gas separation device is recirculated and used as drying gas in the method of the present invention. The outline is shown below. 1; Gas separation device, 2; Hollow fiber, 3; Raw material gas supply port (
mixed gas supply port), 4; non-permeable gas discharge port, 5; permeated gas discharge port, 6; dry gas supply port, 7; sealed container, 8; resin wall.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ガス分離膜のガス透過側と連通している透過ガス排出口
および乾燥ガス供給口、並びにガス分離膜のガス供給側
と連通している混合ガス供給口および非透過ガス排出口
を有する密封容器の中に、水蒸気とメタンとのガス透過
速度の比(PH_2O/PCH_4)で示される選択透
過性が200以上である芳香族ポリイミド製のガス分離
膜が、内蔵されているガス分離装置を使用し、 水蒸気を含有する混合ガスを、前記ガス分離装置の混合
ガス供給口から供給し、ガス分離膜のガス供給側に沿っ
て流動させ、 一方、前記混合ガスに対して10容量%以下の乾燥ガス
を、前記乾燥ガス供給口から供給し、ガス分離膜のガス
透過側に沿って流通させながら、前記ガス分離膜を透過
した混合ガスの水蒸気を除去することを特徴とする混合
ガスの除湿方法。
[Claims] A permeated gas outlet and a dry gas supply port that communicate with the gas permeation side of the gas separation membrane, and a mixed gas supply port and non-permeated gas exhaust that communicate with the gas supply side of the gas separation membrane. A gas separation membrane made of aromatic polyimide with a permselectivity of 200 or more, expressed as the ratio of gas permeation rates of water vapor and methane (PH_2O/PCH_4), is built into a sealed container with an outlet. Using a separation device, a mixed gas containing water vapor is supplied from the mixed gas supply port of the gas separation device and allowed to flow along the gas supply side of the gas separation membrane, while % or less of dry gas is supplied from the dry gas supply port and is caused to flow along the gas permeation side of the gas separation membrane, while water vapor of the mixed gas that has passed through the gas separation membrane is removed. Gas dehumidification method.
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