JPS627405A - Osmotic evaporation separation method - Google Patents
Osmotic evaporation separation methodInfo
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- JPS627405A JPS627405A JP28544285A JP28544285A JPS627405A JP S627405 A JPS627405 A JP S627405A JP 28544285 A JP28544285 A JP 28544285A JP 28544285 A JP28544285 A JP 28544285A JP S627405 A JPS627405 A JP S627405A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、膜を用いて水−有機液体混合物又は有機−有
機液体混合物を分離する浸透気化分離法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a pervaporative separation method for separating water-organic liquid mixtures or organic-organic liquid mixtures using membranes.
従来、分離膜で区割された二つの室の供給液側(−次側
)に分離されるべき液体混合物を供給し。Conventionally, a liquid mixture to be separated is supplied to the feed liquid side (-next side) of two chambers separated by a separation membrane.
透過液側(二次側)を減圧にするか、又は不活性ガスを
流すことによって低蒸気圧に保ち、膜との親和性の大き
な成分を二次側に蒸気として優先的に透過させる浸透資
化法で水−有機液体混合物を分離する方法が実施されて
おり、このような浸透=、%化法により水−有機液体混
合物を分離した実験’、I@が種々報告されている。例
えば米国特許第2.9s3.so、1jJ−にはセルロ
ースアセテート膜やポリビニルアルコール系膜を用いて
共沸混合液体を分離した実験例、J 、 Polyme
r S CI、 Symposium應41,145−
153 (1973)にはセロファン膜を用いて水−
メタノール混合液体をギ酸ナトリウムの存在下で分車し
た実験例、 Journal of AppliedP
olymer 5cience vol、21i(]9
81)の3223ベージにはグラフト化ポリビニルアル
コール膜ヲ用いて水−メタノー/l/混合液体を分離し
た実験例、又、特公昭5.1−10548.54−10
549号及び特公昭59−49041号にはイオン性基
を導入した合成高分子膜を用いて水−有機液体混合物を
分離した夾5@例が報告されている。The permeate side (secondary side) is maintained at a low vapor pressure by reducing the pressure or by flowing an inert gas, and is used as a permeation resource that allows components with high affinity with the membrane to preferentially permeate into the secondary side as vapor. A method of separating a water-organic liquid mixture by the permeation method has been carried out, and various experiments have been reported in which a water-organic liquid mixture was separated by the permeation method. For example, US Pat. No. 2.9s3. so, 1jJ- is an experimental example in which an azeotropic liquid mixture was separated using a cellulose acetate membrane or a polyvinyl alcohol membrane, J, Polyme
rS CI, Symposium 41,145-
153 (1973) used a cellophane membrane to
Experimental example of dividing methanol mixed liquid in the presence of sodium formate, Journal of Applied P
olymer 5science vol, 21i(]9
81) 3223 page shows an experimental example of separating water-methanol/l/mixed liquid using a grafted polyvinyl alcohol membrane, and Japanese Patent Publication No. 5.1-10548.54-10
No. 549 and Japanese Patent Publication No. 59-49041 report five examples in which a water-organic liquid mixture was separated using a synthetic polymer membrane into which ionic groups were introduced.
浸透気化法は逆浸透法のように浸透圧による濃度的な制
限がないため、低濃度の液体混合物の分離と限定される
ことなく、全ての範囲の濃度の液よ(たとえばオルトと
パフ+Af!E体、シストトランス異性体)の分離が可
能であることなどの特徴を有している。Unlike reverse osmosis, pervaporation is not limited in terms of concentration by osmotic pressure, so it is not limited to separating liquid mixtures with low concentrations, but can be used to separate liquids of all concentration ranges (for example, Ortho and Puff + Af!). It has characteristics such as being able to separate E-isomer, cyst-trans isomer).
しかしながら、従来の浸透気化法に用いられる・分離膜
には次のような問題があり、実用にいたつていない。す
なわち、混合液体が高分子膜を一回通過することKよる
分離の割合〔一般に膜透過後のA成分のB成分に対する
重量比を膜透過前のA成分のB成分に対する重量比で除
した値を分離係数αで表示する。すなわち、
(式中wA及びwBは、それぞれへ成分及びB成分の重
量を示す。)〕が小さいため、目的とする濃度まで分離
または濃縮するには、非常に多数の膜を透過させなけれ
ばならず膜分離法の利点が十分発揮できないことであり
、とくに、高分子膜を透過する透過速度〔一般に、単位
膜表面積及び単位時間当りの透過量、すなわちQ(kg
/ゴhr )で表示する〕が実用性のめる高い値となっ
たとき、分離係数αが非常に低くなってしまうことであ
る。However, the separation membranes used in conventional pervaporation methods have the following problems and are not practical. In other words, the ratio of separation due to K when the mixed liquid passes through the polymer membrane once [generally, the value obtained by dividing the weight ratio of component A to component B after passing through the membrane by the weight ratio of component A to component B before passing through the membrane is expressed by the separation factor α. In other words, (in the formula, wA and wB indicate the weights of component A and component B, respectively)] are small, so in order to separate or concentrate to the desired concentration, it is necessary to pass through a very large number of membranes. In particular, the permeation rate through a polymer membrane [generally, the permeation rate per unit membrane surface area and unit time, that is, Q (kg
/gohr)] reaches a high value that is considered practical, the separation coefficient α becomes extremely low.
上記の膜は、いずれも数lO程度の分離係数を一本発明
の目的は水−有機液体混合物又は有機−有ら液体混合物
を浸透気化法で分離するにあたり、下ある。The above-mentioned membranes all have a separation coefficient of about several 1O, and the object of the present invention is to separate water-organic liquid mixtures or organic-containing liquid mixtures by pervaporation.
仁問題点を解決するための手段〕
本発明者らはかかる目的を達成するため鋭意検討を重ね
、意外にも、イオン化したグリコシド系骨格全主鎖にも
つ高分子から構成された乾燥膜を用いて浸透気化分離を
行うと、極めて高い分離係数を維持しつつ、大きい透過
速度で混合液体を処理することができることを見出し、
本発明に至った。すなわち本発明は、対カチオンとの間
にアルカリ金属塩を形成しているアニオン性基を有する
グリコシド系骨格全主鎖にもつ高分子から構成されてお
り、水分含有量が25重量%以下になるように乾燥され
てなる膜を用いて水−有機液体混合物又は有機−有機液
体混合物を浸透気化分離することを特徴とする浸透気化
分離法である(以下、本発明で使用する膜をアニオン性
多糖類系乾燥膜という)。Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, the present inventors have made extensive studies and have unexpectedly discovered a method using a dry membrane composed of a polymer having an ionized glycoside skeleton in its entire main chain. We discovered that when pervaporative separation is carried out, mixed liquids can be processed at a high permeation rate while maintaining an extremely high separation coefficient.
This led to the present invention. That is, the present invention is composed of a polymer having an anionic group forming an alkali metal salt with a counter cation in the entire main chain of a glycosidic skeleton, and has a water content of 25% by weight or less. This is a pervaporative separation method characterized by pervaporatively separating a water-organic liquid mixture or an organic-organic liquid mixture using a membrane dried as described above. (referred to as saccharide-based dry film).
本発明においては、膜をアルカリ金属塩膜とした後、浸
透気化を行う前に膜を一旦乾燥して用いると水−有機液
体混合物又は有機−有機液体混合、1%125重量%以
下、好ましくは15重盆形以下の1をいう。膜を乾燥す
る方法についてはとくに制限はないが、例えば乾燥空気
中に膜を放置するか、あるいは真空乾燥すればよい。簡
便的には、イオンにヒ多糖類系膜を浸透気化装置に装着
踵浸透気化分離を開始する前に膜の二次側を真空ポンプ
で例えば0.3mmHg で10分間程度減圧に保って
乾燥するか4、水分含有量が0〜20重量%の有機液体
中に浸漬して脱水すればよい。なお、膜が変性しない程
度に加温することは自由である。膜の水分含有量は水分
計により容易に測定することができる。In the present invention, after forming the membrane into an alkali metal salt membrane and once drying the membrane before pervaporation, a water-organic liquid mixture or an organic-organic liquid mixture, preferably 1% or less by weight, 125% by weight or less, is used. Refers to 1 of 15 tray-shaped or smaller. There are no particular restrictions on the method of drying the membrane, but for example, the membrane may be left in dry air or vacuum dried. For convenience, attach a hypopolysaccharide-based membrane to the ion pervaporation device, and before starting heel pervaporation separation, dry the secondary side of the membrane by keeping it under reduced pressure, for example, 0.3 mmHg, for about 10 minutes using a vacuum pump. (4) It may be dehydrated by immersing it in an organic liquid having a water content of 0 to 20% by weight. Note that heating may be freely performed to the extent that the film does not denature. The moisture content of the membrane can be easily measured using a moisture meter.
本発明の方法で使用するアニオン性多糖類系乾燥膜にお
いて、アニオン性基とは、塩を形成し得るアニオン性基
全てを含むが、なかでも実用的には、硫酸エステ)V残
基、スルホン酸8基、カルポン酸残基、リン酸エステ/
V残基及びホヌホン酸残基が好甘しく使用される1、本
発明において使用するアニオン性多糖類系乾燥膜は、前
記イオン基群の中から選ばれた1又は2以上の基を有す
る膜を例えば前述の方法によって乾燥した膜である。In the anionic polysaccharide-based dry membrane used in the method of the present invention, the anionic group includes all anionic groups that can form salts, but among them, for practical purposes, sulfate ester) V residue, sulfone 8 acid groups, carboxyl acid residues, phosphoric acid esters/
V residues and honufonic acid residues are preferably used. 1. The anionic polysaccharide dry membrane used in the present invention is a membrane having one or more groups selected from the above ionic group. is a membrane dried, for example, by the method described above.
本発明に用いるアニオン性多糖類系乾燥膜の具ト(ロイ
チン硫酸、ヒアロン酸、ザンサンガムなどま
−の天然多糖類の塩及びこれらの誘導体、例えば、仄−
F’:Wメチルエステル化アルギン酸、カルボメトキ、
(J−シ(花アルギン酸、リン酸化アルギン酸、アミノ
化耽1!レギン酸等の4.0Mセルロース、硫酸セルロ
ース、リン酸セルロース、スルホエチルセルロース、ホ
スホエチルセルロース、リン酸化グアーガム、リン酸化
キチン等の半合成多糖類の塩等からなる乾燥膜が挙げら
れる。なかでも本発明において、アルギン酸塩、アルギ
ン酸語導体塩及びセルロース誘導体塩からなる乾燥膜は
、製膜性、機械的強度、膜性能の点で好ましく使用され
る膜である。The ingredients of the anionic polysaccharide-based dry membrane used in the present invention (salts of natural polysaccharides such as leucine sulfate, hyalonic acid, xanthan gum, etc., and derivatives thereof, such as
F': W methyl esterified alginic acid, carbomethoxy,
(J-Semi-synthesis of 4.0M cellulose such as flower alginic acid, phosphorylated alginic acid, aminated 1!regic acid, cellulose sulfate, cellulose phosphate, sulfoethylcellulose, phosphoethylcellulose, phosphorylated guar gum, phosphorylated chitin, etc.) Examples include dry films made of polysaccharide salts, etc. Among them, in the present invention, dry films made of alginates, alginic acid conductor salts, and cellulose derivative salts are preferred in terms of film formability, mechanical strength, and film performance. This is the membrane used.
本発明に用いるアニオン性多糖類系乾燥膜とは上記アニ
オン性多糖類系高分子を主成分とする膜を乾燥したもの
であるが、該アニオン性多糖類と相溶性のある高分子と
ブレンドして得られる例えば、PVAやプルラン、デン
粉等の中性多糖類等とのブレンド膜やアクリル酸等の親
水性ビニルモノマーをグラフトしたグラフト膜を乾燥し
た膜も含まれる。The anionic polysaccharide-based dry membrane used in the present invention is a dried film containing the above-mentioned anionic polysaccharide-based polymer as a main component, but is blended with a polymer that is compatible with the anionic polysaccharide. For example, membranes obtained by drying a blend membrane with PVA, pullulan, a neutral polysaccharide such as starch, etc., and a graft membrane grafted with a hydrophilic vinyl monomer such as acrylic acid are also included.
本発明に用いるアニオン性多糖類系乾燥膜にお謔ン酸残
基等である場合、該層に対する対カチオンとしては、リ
チウム、ナトリウム、カリウム、」、ル、ビジウム、セ
シワム等のアルカリ金属のイオン、%L12に発明にお
いては効果的であり、好ましい。又、本発明においては
、同一高分子内にカチオンとアニオンを有し、分子内及
び/又は分子間でイオン化している場合、又対イオンが
ポリイオンである場合(例えばアルギン酸とポリエチレ
ンイミン、L7)vギン酸とキトサン等のイオンコンプ
レックス)等も含まれる。When the anionic polysaccharide-based dry membrane used in the present invention contains citric acid residues, etc., counter cations for the layer include ions of alkali metals such as lithium, sodium, potassium, chloride, vidium, and cesium. , %L12 is effective and preferred in the invention. In addition, in the present invention, when the same polymer has a cation and an anion and is ionized within and/or between molecules, or when the counter ion is a polyion (for example, alginic acid and polyethyleneimine, L7) It also includes ionic complexes such as vginic acid and chitosan).
本発明に用いられるアニオン性多糖類系乾燥膜について
、さらに具体的に説明するために、前記アニオン性多糖
類系乾燥膜のうち、アルギン酸系多糖類膜、セルロース
誘導体膜を例として′そのイオン化法等について、詳細
に述べるが、本発明は、この具体例により、なんら制限
をうけることはない。In order to more specifically explain the anionic polysaccharide dry membrane used in the present invention, we will use an alginate polysaccharide membrane and a cellulose derivative membrane as examples of the anionic polysaccharide dry membranes. etc. will be described in detail, but the present invention is not limited in any way by this specific example.
まずアニオン性多糖類系乾燥膜の例であるアルギン酸系
多糖類膜について述べる。アルギン酸は、コンブなどの
褐藻類から抽出される粘質性ボリウcrン酸テ、β−(
1→4)M合のD−マンヌロン酸j(M)のみが配列す
るMMブロック、α−(1→4)結合のL−グルロン酸
(Glのみが配列するGGブロツニグおよびMとGが交
互に配列するMGブロックの3種のブロックよりなるブ
ロック共重合体である。First, an alginate polysaccharide membrane, which is an example of an anionic polysaccharide dry membrane, will be described. Alginic acid is a sticky polyester extracted from brown algae such as kelp, β-(
1→4) MM block in which only M-linked D-mannuronic acid j (M) is arranged, α-(1→4)-linked L-guluronic acid (GG Brotznig in which only Gl is arranged, and M and G are arranged alternately) It is a block copolymer consisting of three types of arranged MG blocks.
かかるアルギン酸は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなどのアルカリと塩を形成して、水に容°j律に溶解
するので、このアルギン酸塩の溶液をガイラス板上など
に流延し自然乾燥することにより、透明均質なアルギン
酸塩の膜が出来る。また、該アルギン酸塩溶液を水溶性
有機溶剤(例えばエタ:名イレ、イソプロパノー/L/
%アセトンなど)或いは1−厚塩溶液と接触させると該
塩が凝固析出するJL’質を有しているので、これを利
用し湿式凝固膜を作ることもできる。アルギン酸素多糖
類とは、アルギン酸及びこの誘導体をさす。かかるアル
ギン酸素多糖類膜を用いて浸透気化する前に、例えば前
述の方法に従って水分含有量を25重量%以下になるよ
うに乾燥する。膜をイオン化する場合には、同時に複数
種の対カチオンを用いてもよいりこのイオン源としては
、金属イオンの場合には塩又は水酸化物、アンモニウム
イオンの場合は、塩又は、アミン等が用いられる。これ
らのカチオンヲ対カチオンとして有するアニオン性アル
ギン酸系多糖類膜を調整する方法としては、該カチオン
を含有する溶液中にアルギン酸系多糖類膜又はアルギン
酸系多糖類塩膜を浸漬しイオン交換させるか、かかるカ
チオンを含有する混合液体で浸透気化処理することによ
り、順次イオン交換していく方法がある。Such alginic acid forms a salt with an alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide and dissolves in water at a constant volume. Therefore, a solution of this alginate can be cast onto a glass plate or the like and allowed to dry naturally. This creates a transparent homogeneous alginate film. Alternatively, the alginate solution may be mixed with a water-soluble organic solvent (e.g., ether, isopropanol/L/
% acetone, etc.) or a 1-thick salt solution, the salt has the property of coagulating and precipitating, so it can also be used to make a wet coagulated film. Alginic oxygen polysaccharide refers to alginic acid and its derivatives. Before pervaporation using such an alginate oxygen polysaccharide membrane, it is dried to a moisture content of 25% by weight or less, for example, according to the method described above. When ionizing the membrane, multiple types of counter cations may be used at the same time; the ion source may be a salt or hydroxide for metal ions, or a salt or amine for ammonium ions. used. Methods for preparing an anionic alginate polysaccharide membrane having these cations as cations include immersing the alginate polysaccharide membrane or alginate polysaccharide salt membrane in a solution containing the cations and performing ion exchange, or There is a method in which ions are exchanged sequentially by pervaporation treatment with a mixed liquid containing cations.
カーそれぞれ好適な含有量が存在するので、それムぞれ
の糸に応じて適宜選択される。例えば、分離゛±1べき
液体混合物が水−エタノール混合物である場:合には、
カチオン含有量は2モル%以上(アル5ty酸のカルボ
キシル基に対して)イオン化すした膜を使用することが
望ましい。Since each car has a suitable content, it is selected appropriately depending on the yarn. For example, if the liquid mixture to be separated is a water-ethanol mixture:
It is desirable to use an ionized membrane with a cation content of 2 mol % or more (based on the carboxyl group of the al-5ty acid).
該アルギン酸系多糖類系乾燥膜を含め、アニオン性多糖
類系乾燥膜は、親水性であるため、分離すべき液体混合
物が水−有機液体混合物の場合。Anionic polysaccharide dry membranes, including the alginic acid polysaccharide dry membrane, are hydrophilic, so when the liquid mixture to be separated is a water-organic liquid mixture.
水濃度に膜性能は大きく影響を受ける。該アニオン性多
糖類系乾燥膜が高性能を発現する有機液体の濃度は、膜
の種類対イオンの種類及び、有機液体の種類等により、
それぞれ好適な濃度範囲が存在するので、それぞれの糸
に応じて適宜選択される。例えばアルギン酸ナトリウム
からなる乾燥膜を用いて水−エタノール混合液を分離す
る場合には、エタノ−#濃度は、70重量%以上より好
ましくは85重盆形以上で実施するのが望ましい。Membrane performance is greatly affected by water concentration. The concentration of the organic liquid at which the anionic polysaccharide-based dry membrane exhibits high performance depends on the type of membrane, the type of ion, the type of organic liquid, etc.
Since each has its own suitable concentration range, it is selected appropriately depending on each yarn. For example, when a water-ethanol mixture is separated using a dry membrane made of sodium alginate, the ethanol concentration is preferably 70% by weight or more, preferably 85% by weight or more.
アニオン注多糖類膜の耐水性、機械的強度の向上を目指
すにはさらに架橋することが望ましいがかかる架橋法と
しては、有機多塩基酸あるいは、多価アルコールで、多
糖類の分子間でエステル結)を形成せしめる方法、アル
デヒド等を用い分子jltq11でアセタール結合を形
成せしめる方法などかあ、1戸。以上述べたイオ・化法
、及び架橋法等は、他のアニオン性多糖類にも適用出来
る。In order to improve the water resistance and mechanical strength of the anion-injected polysaccharide film, it is desirable to further crosslink it. ), a method of forming an acetal bond with the molecule jltq11 using an aldehyde, etc., etc. The ionization method, crosslinking method, etc. described above can also be applied to other anionic polysaccharides.
]’膜中に金属イオンが配位しているか否かは原子鑑光
法で定量して知ることができるが、摸が塩特、、、、A
の色に着色されることKより、アルギン酸−金属塩膜が
生成していることを確認することができる。] 'Whether or not metal ions are coordinated in the film can be determined quantitatively using atomic spectroscopy, but the
The formation of an alginic acid-metal salt film can be confirmed from the fact that it is colored in this color.
又、セルロース誘導体塩であるカルボキシメチルセルロ
ースは、クロル酢酸をアルカリ条件でセルロースと反応
させることにより、また硫酸セルロースは、クロルスル
ホン酸−ピリジン混合物ト七〃ローヌを反応させること
により、容易に得ることができる。こうして得られたア
ニオン性セルロース誘導体のイオン化は、前述したアル
ギン酸系多糖類のイオン化と同様にして行なうことが出
来る。また架橋法、乾燥法も同様な方法が利用できる。Further, carboxymethylcellulose, which is a cellulose derivative salt, can be easily obtained by reacting chloroacetic acid with cellulose under alkaline conditions, and cellulose sulfate can be easily obtained by reacting a chlorosulfonic acid-pyridine mixture To7-Rhone. can. The anionic cellulose derivative thus obtained can be ionized in the same manner as the ionization of the alginic acid polysaccharide described above. Further, similar crosslinking methods and drying methods can be used.
本発明の方法で使用する分離膜の厚さは、1μ〜300
μ、好ましくは5〜2″00μである。膜厚がこれより
薄くなると膜の強度が不足するか、耐久性が不充分とな
る。また、膜厚がこれより厚い場合には膜を透過する液
体混合物の透過量が小さくくしても充分使用に耐えるも
のとなる。この場合のイオン化多糖類系膜の厚さは0.
1戸程度まで薄ぐ、することができる。前記分1m膜の
形状は、平板な膜(平膜)として用いるが、その他例え
ば円筒1状又は中空糸の形状として膜表面積を大きくし
て用いることもできる。The thickness of the separation membrane used in the method of the present invention is 1μ to 300μ
μ, preferably 5 to 2”00 μ. If the film thickness is thinner than this, the strength of the film will be insufficient or the durability will be insufficient. Also, if the film thickness is thicker than this, the film will not pass through the film. Even if the permeation amount of the liquid mixture is reduced, it can be used sufficiently.In this case, the thickness of the ionized polysaccharide membrane is 0.
It can be thinned down to about one house. The above-mentioned shape of the 1 m membrane is used as a flat membrane (flat membrane), but it can also be used in other shapes such as a cylindrical shape or a hollow fiber shape to increase the membrane surface area.
本発明の浸透気化分離法によって分離することのできる
水−有機液体混合物としては水/メタノ−7y 、水/
エタノール、水/n−プロパノ−/I/、水/イソプロ
パツール、水/n−ブタノール、水/イソブタノール、
水/n−アミルアルコール。Water/organic liquid mixtures that can be separated by the pervaporation separation method of the present invention include water/methanol-7y, water/
Ethanol, water/n-propano-/I/, water/isopropanol, water/n-butanol, water/isobutanol,
Water/n-amyl alcohol.
水/n−ヘキサノール、水/2−エチルヘギサノーノv
、水/n−オクタツール、水/エナレンクリコール、水
/1,3−グロバンジオール、水/1,4−ブタンノオ
ール、水/1,2−プロピレングリコ−lし、水/グリ
セリンなどの水−アルコール系混合物;水/テトラハイ
ドロフラン、水/ジオキサン、水/メチルエチルケトン
、水/アセトン、水/N、N−ジメチルアセトアミド、
水/N、N−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。又
、有機−有機液体混合物としては、酢酸メチ/I//メ
チルアルコール、酢酸エチル/エチルアルコール、ベン
ゼ十゛/シクロヘキサン、メタノール/アセトン、ベナ
トン/クロロホルム、メタノール/アセトン。Water/n-hexanol, water/2-ethylhegisanol
, water/n-octatool, water/enalene glycol, water/1,3-globandiol, water/1,4-butanol, water/1,2-propylene glycol, water/glycerin, etc. - Alcohol mixture; water/tetrahydrofuran, water/dioxane, water/methyl ethyl ketone, water/acetone, water/N,N-dimethylacetamide,
Examples include water/N, N-dimethylformamide. Examples of organic-organic liquid mixtures include methyl acetate/I/methyl alcohol, ethyl acetate/ethyl alcohol, benzene/cyclohexane, methanol/acetone, benatone/chloroform, and methanol/acetone.
エチルベンゼン/スチレン、パラクロμエチルベレゼン
/パラクロルスチレン、トルエン/メチル゛1シクロヘ
キサン等があげられる。Examples include ethylbenzene/styrene, parachloroμ ethylberene/parachlorostyrene, toluene/methylcyclohexane, and the like.
特に、本発明の浸透気化分離法は水−有機液体混合物、
また有機−有機液体混合物の場合には、極4性有機液体
(例えばアルコール、ケトンなど)を含む混合物の分離
において特に有効である。Particularly, the pervaporative separation method of the present invention uses a water-organic liquid mixture;
In the case of organic-organic liquid mixtures, it is particularly effective in separating mixtures containing polar organic liquids (eg alcohols, ketones, etc.).
本発明に用いられる浸透気化装置は特に限定されること
な〈従来公知の装置が用いられ、かかる装置を常法の条
件で運転して有機混合液体を分離することができる。浸
透気化を行うにあたり、供給液側と透過液側の圧力差に
ついては大きければ大きいほど効果的であるが、工業的
に実施するには0.5〜1気圧の圧力差を設けることが
好適である。また供給液側の圧力は大気圧あるいはその
近傍の圧力が好ましく、透過液側の圧力は透過成分の蒸
気圧以下の減圧に保つことが好ましい。透過液側を減圧
に保つ方法としては真空に引いて減圧にするか、構成4
分と反応しないガスを流して低蒸気圧に保つなどの方法
がある。分離温度は40℃以上で、かつ分離すべき有機
混合液体の共沸温度以下の温度が普通であるが特に限定
されない。The pervaporation device used in the present invention is not particularly limited; any conventionally known device can be used, and such a device can be operated under conventional conditions to separate the organic mixed liquid. When performing pervaporation, the larger the pressure difference between the feed liquid side and the permeate side, the more effective it is, but for industrial implementation, it is preferable to provide a pressure difference of 0.5 to 1 atmosphere. be. The pressure on the feed liquid side is preferably at or near atmospheric pressure, and the pressure on the permeate side is preferably maintained at a reduced pressure below the vapor pressure of the permeate component. The method of keeping the permeate side at reduced pressure is to draw a vacuum to reduce the pressure, or use configuration 4.
There are methods such as keeping the vapor pressure low by flowing a gas that does not react with the water. The separation temperature is generally 40° C. or higher and lower than the azeotropic temperature of the organic liquid mixture to be separated, but is not particularly limited.
液体混合物の分離にあたりイオン化多糖類系膜を1回通
過させるだけでは目的の濃度が得られない場合には同様
な装置を連続に設置して多数回通過させたり、蒸留と組
み合せたりして目的の濃度に、4で濃縮分離することが
できる。When separating a liquid mixture, if the desired concentration cannot be obtained by passing it through an ionized polysaccharide membrane once, the desired concentration can be obtained by installing a similar device in series and passing it through multiple times, or by combining it with distillation. The concentration can be concentrated and separated by 4.
し発明の効果〕
本発明の方法を用いれば、従来の膜を用いた分1一方法
にくらべて高い分離係数を維持しつつ、大きい透過速度
で効率よく混合液体を処理することができる。このため
分離システムのコンパクト化。[Effects of the Invention] By using the method of the present invention, a mixed liquid can be efficiently treated at a high permeation rate while maintaining a higher separation coefficient than the conventional separation method using a membrane. This makes the separation system more compact.
処理能力の増大、低コスト化が図られ、本発明は化学工
業などの分離精製プロセスの短縮化や省エネルギー化へ
の膜分離方法の実用化に有効であり、産業上の有用性が
極めて大きいものである。The present invention increases processing capacity and reduces costs, and is effective in practical application of membrane separation methods for shortening separation and purification processes in the chemical industry and saving energy, and has extremely great industrial utility. It is.
次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
実施例1
アルギン酸ナトリウム(半押化学製、1000cps
)を1重近影の水溶液とし、これをガラス板上に流延
し、自然乾燥させることにより均質透明な厚さ10μの
アルギン酸ナトリウム膜を得た。Example 1 Sodium alginate (manufactured by Hanbo Kagaku, 1000 cps
) was made into a single close-up aqueous solution, which was cast onto a glass plate and air-dried to obtain a homogeneous transparent sodium alginate film with a thickness of 10 μm.
抜脱を浸透気化装置(有効膜面積7−OcIりに装着し
、先に真空ポンプで膜の二次側をQ 、 3 rnmH
g で10分間保ち、膜を乾燥させた。抜脱の水分含有
i卜島津電子式水分計(EBB−280MOC形 )で
測定ニジたところ、12重盆形であった。次いで60し
、膜の二次側を0 、3 mm Hgに保って浸透気化
分離を行った。浸透気化分離を開始してから6時間後の
分離係数及び透過速度はそれぞれ29880及、び−2
029/1−hrであった。Attach the extraction to a pervaporation device (effective membrane area 7-OcI), and first use a vacuum pump to pump the secondary side of the membrane to Q, 3 nmH.
g for 10 minutes to dry the membrane. The moisture content of the sample was measured using a Shimadzu electronic moisture meter (EBB-280MOC type), and it was found to be 12-layer tray-shaped. Then, the membrane was heated to 60°C and pervaporative separation was performed while maintaining the secondary side of the membrane at 0.3 mm Hg. The separation coefficient and permeation rate 6 hours after starting pervaporative separation are 29880 and -2, respectively.
It was 029/1-hr.
実施例2
実施例1と同じアルギン酸ナトリウム膜をエタノ−/l
/ /水(5o150重量比)混合液に30℃で13時
nl工浸漬した後、エタノ−1v/水(QO/10重量
比)混合液に1分間浸漬して脱水した。抜脱の水分含有
量を実施例1で用いた水分計で測定したところ14.5
本番%であった。Example 2 The same sodium alginate membrane as in Example 1 was mixed with ethanol/l.
//After immersing in a water (5:150 weight ratio) mixture at 30°C for 13 hours, it was immersed in an ethanol-1v/water (QO/10 weight ratio) mixture for 1 minute to dehydrate. The moisture content of the extracted material was measured using the moisture meter used in Example 1, and found to be 14.5.
The actual performance was %.
抜脱を実施例1と同じ浸透気化装置に装着し、60℃の
エタノール/水(90/lo重量比)混合液を5分間、
膜の片面に供給した。膜の二次側を0.3mmHgに保
って浸透気化分離を行ったところ、浸透気化を開始して
6時間後の分離係数及び透過速度はそれぞれ12900
.250 G/J、hrであった。The extractor was attached to the same pervaporation device as in Example 1, and a 60°C ethanol/water (90/lo weight ratio) mixed solution was applied for 5 minutes.
It was applied to one side of the membrane. When pervaporation separation was performed while maintaining the secondary side of the membrane at 0.3 mmHg, the separation coefficient and permeation rate 6 hours after starting pervaporation were 12900, respectively.
.. It was 250 G/J, hr.
比較例1〜2
実施例1と同じアルギン酸ナトリウム膜ヲ、エタノール
/水(5°150重量比)混合液に30℃で、?3時間
浸漬した後、そのまま乾燥せずに実施例iと同一の浸透
気化装置に装着し、60℃のエタノール/水(9/IO
重量比)混合液を5分間、暎の法°面に供給した後、2
次側を0.3mm)Igに減圧とし、浸透気化分離を行
なった。浸透気化を開始してから6時間後の分離係数及
び透過速度はそれぞれilO,70,510fJ/rr
lhであった(比較例1)。Comparative Examples 1 to 2 The same sodium alginate membrane as in Example 1 was added to a mixed solution of ethanol/water (5°150 weight ratio) at 30°C. After soaking for 3 hours, it was placed in the same pervaporation device as in Example i without drying, and 60°C ethanol/water (9/IO
Weight ratio) After supplying the mixed solution to the slope of the seaweed for 5 minutes,
The pressure on the next side was reduced to 0.3 mm) to perform pervaporative separation. The separation coefficient and permeation rate 6 hours after starting pervaporation are ilO, 70, and 510 fJ/rr, respectively.
lh (Comparative Example 1).
′1又、実施例1と同じアルギン酸ナトリウム膜を、エ
タノール/水(5V50重量比)混合液に30℃で13
時間浸漬し、空気中で放冷した。抜脱の水分含有量は3
0.5盆景%であった。比較例1と同様にして浸透気化
分離を行ったところ、浸透気化を開始して6時間後の分
離係数及び透過速度はそれぞれ432.3z9/J、h
rでめった(比較例2)。'1 Also, the same sodium alginate membrane as in Example 1 was added to a mixed solution of ethanol/water (5V50 weight ratio) at 30°C for 13 minutes.
It was soaked for an hour and allowed to cool in the air. The water content of the extraction is 3
It was 0.5 Bonkei%. When pervaporation separation was performed in the same manner as in Comparative Example 1, the separation coefficient and permeation rate 6 hours after starting pervaporation were 432.3z9/J and h, respectively.
r (Comparative Example 2).
Claims (4)
るアニオン性基を有するグリコシド系骨格を主鎖にもつ
高分子から構成されており、水分含有量が25重量%以
下になるように乾燥させてなる膜を用いて水−有機液体
混合物又は有機−有機液体混合物を浸透気化分離するこ
とを特徴とする浸透気化分離法。(1) It is composed of a polymer whose main chain is a glycosidic skeleton with an anionic group forming an alkali metal salt with a counter cation, and the water content is 25% by weight or less. A pervaporative separation method characterized in that a water-organic liquid mixture or an organic-organic liquid mixture is pervaporatively separated using a dried membrane.
残基、カルボン酸残基、リン酸エステル残基、ホスホン
酸残基からなる群から選ばれた1又は2以上の基である
特許請求の範囲第(1)項記載の浸透気化分離法。(2) A patent claim in which the anionic group is one or more groups selected from the group consisting of sulfuric acid ester residues, sulfonic acid residues, carboxylic acid residues, phosphoric acid ester residues, and phosphonic acid residues. The pervaporative separation method described in scope item (1).
である特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項記載の
浸透気化分離法。(3) The pervaporative separation method according to claim (1) or (2), wherein the polymer is an alginate or an alginic acid derivative salt.
範囲第(1)項又は第(2)項記載の浸透化分離法。(4) The permeation separation method according to claim (1) or (2), wherein the polymer is a cellulose derivative salt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6342985 | 1985-03-29 | ||
JP60-63429 | 1985-03-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS627405A true JPS627405A (en) | 1987-01-14 |
JPH0366932B2 JPH0366932B2 (en) | 1991-10-21 |
Family
ID=13229022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28544285A Granted JPS627405A (en) | 1985-03-29 | 1985-12-20 | Osmotic evaporation separation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS627405A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH025792A (en) * | 1988-03-07 | 1990-01-10 | Toshiba Corp | Turbo molecular pump and its operating method |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28544285A patent/JPS627405A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH025792A (en) * | 1988-03-07 | 1990-01-10 | Toshiba Corp | Turbo molecular pump and its operating method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0366932B2 (en) | 1991-10-21 |
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