JPS63294903A - 有機液体水溶液の分離方法 - Google Patents

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］ 本発明は有機液体水溶液の分離方法に関する。

［従来の技術］ 従来浸透気化法による膜分離は、浸透圧の影響を受ける
ことがなく、広い濃度範囲の混合液の分離が可能な方法
としてその利用範囲は広い。かかる浸透気化膜として、
特開昭５９−２０３６１０号公報にエチレン共重合体、
特開昭５８−８９９０１号公報などに酸型官能基を持つ
含フツ素重合体からなるものが提案されている。また、
特開昭６０−７５３０６号公報に特定の置換アセチレン
のポリマーをもちいた浸透気化法が公開されている。こ
れに対して特願昭６０−７２５４３号、同６０−２７８
００４号において種々の置換アセチレンのポリマーから
なる膜を出願した。

ざらに、浸透気化法による分離対象として特に水−エタ
ノールの分離は石油代替エネルギーとしてバイオマスか
ら得られるエタノールを濃縮するという点で注目されて
いる。かかるエタノール透過膜としては、シリコーンゴ
ムおよびポリ（１−トツメチルシリル−１−プロピン）
（特開昭６０−７５３０６号公報）などが代表的なもの
であり、これらは、単膜または支持体上に積層してなる
複合膜として用いられており、供給液側に浸透気化膜が
設けられているものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、シリコーンゴムは、十分な透過速度が得られず
、かつ機械的強度が小さいため、・薄膜形成性にも問題
があるとされている。

またポリ（１−トリメチルシリル−１−プロピン）は、
ポリマー自身の安定性が不良であるなどの問題点を有し
ていた。

かかる従来技術の欠点を解消するために、本発明は、有
機液体水溶液の浸透気化法による分離において、優れた
分離性能、透過速度を有する有機液体選択透過性に優れ
た有機液体水溶液の分離方法を提供する。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は下記の構成を有する
。

［〈１）　　有機液体水溶液を浸透気化法によって分離
するに際し、有機液体透過膜の少なくとも供給液側に、
疎水性高分子からなる多孔性層を設けることを特徴とす
る有機液体水溶液の分離方法。」本発明において、疎水
性高分子とは撥水性、水に不溶の高分子で、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリペンテ
ン、ポリスチレンなどのポリオレフィン系高分子、ポリ
塩化ビニル、ポリビニリデンクロライド、ポリ臭化ビニ
ル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフロ
ライド、ポリフッ化ビニルなどのハロゲン化ポリオレフ
ィン系高分子、ポリメチルアクリレート、ポリエチルア
クリレート、ポリプロピルアクリレート、ポリブチルア
クリレートなどのポリアクリレート系高分子、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリエ
チルアクリレート、ポリブチルメタクリレートなどのポ
リメタクリレート系高分子、ポリエーテルスルフォン、
ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネートなどのポリ
エーテル系高分子、ポリエーテル系高分子などが有効に
用いられ、本発明はこれらの高分子に限定されるもので
はないが、特に好ましい高分子としては、フッ素系高分
子でおる。

ざらに、本発明における疎水性高分子とは、上記ポリマ
ーのホモポリマーあるいはコポリマーであり、上記ポリ
マーを互いにブレンドしたり本発明を損なわない範囲に
おいて他の七ツマ−を共重合したり、他のポリマーをブ
レンドして用いることができる。

また、多孔性層とは、多孔性シート、多孔性フィルムお
よび／または多孔性膜であり、実質的に孔のあいたシー
ト、フィルムおよび／または膜である。実質的な孔とは
、孔径１０Ａ〜１Ｍ、好ましくは２０人〜０．　１１ｆ
ｖｎ、ざらに好ましくは１００人〜１０μｍの円形おる
いは角形の孔である。

また、これらの多孔性層の厚みは、５０人〜５ｍｍが好
ましく、ざらには１００人〜１　ｍｍ、ざらに（ま１０
０人〜４００μｍが特に好ましい。厚みが大きすぎると
透過速度が小さくなる。

本発明における多孔性層を得る方法としては、上記高分
子をもちいて添加物とともに溶融製膜あるいは溶媒に溶
解してキャスト製膜を行ない、後より製脱する相分離法
、シートおるいはフィルムを延伸して裂は目状の孔を作
る延伸法、ポリマーのビーズ、ペレット、粉末、微粒子
を加熱プレスする焼成法などがあげられるが、これらの
方法に限定されるものではない。

また、有機液体透過膜とは、一般に浸透気化法に用いら
れる膜で、水溶性有機物と水の混合液体から水溶性有機
物を選択的に透過させる分離性能を示すものならいかな
るものでもよくシリコーン系高分子、置換アセチレン系
高分子、置換ポリフェニレンオキシド系高分子などが好
ましく用いられる。

ざらに、本発明において有機液体透過膜の少なくとも供
給液側とは浸透気化分離を行なう時に、分離対象となる
液体混合物が接触する面であり、多孔性層を設置する方
法としては上記方法で得られた多孔性層をかさねたりお
るいは積層したりあるいは張合わせて、または上記疎水
性高分子の溶液を直接浸透気化膜上にキャストして製膜
して設置することもできる。さらに、多孔性層上に浸透
気化膜を製膜してもよいが、本発明はこれらの設置方法
に限定されるものではない。

このようにして得られた多孔性層を設置した浸透気化膜
は、平膜としてスパイラル型、プレートアンドフレーム
型、チューブラ−型などの液体分離膜装置に組み込むこ
とができる。また、膜を中空糸状あるいは複合中空糸状
にして使用することもできる。しかし、本発明はこれら
−の膜の形状に左石されるものではない。

本発明にあける被分離液体混合物は水溶性有機物と水の
混合液体であり、また有機液体と有機液体の混合液体に
も用いることができる。水溶性有機物とは、メタノール
、エタノール、ｎ−プロパツール、ｉ−プロパツールな
どの水溶性アルコール、およびエチルエーテル、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、およびア
セトン、メチルエチルケトンなどの水溶性ケトン類、お
よび酢酸などであり、有機液体と有機液体の混合液体と
はメタノール／酢酸メチル、メタノール／酢酸エチル、
エタノール／酢酸エチルなどである。

この中でも特に水溶性有機物と水の混合液体の分離に対
して効果がある。

以下に実施例によって本発明の詳細な説明するが、この
中で分離係数αおよび透過速度Ｑは次の式で計算できる
ものである。

弓＝　（Ｃ１／Ｃ２）／　（Ｃ’　１／Ｃ’　２　）Ｃ
１：透過液中のＡ成分の温度（％） Ｃ２：透過液中のＢ成分の温度（％） Ｃｏｌ：供給液中のＡ成分の濃度（％）Ｃ°２：供給液
中のＢ成分の濃度（％）Ｑ＝Ｗ／Ａ Ｗ：１時間当りの透過量（ｋｇ／１ｒ）Ａ：膜面積（ｍ
２） 比較例１ ポリ（１−オクチルジメチルシリル−１−プロピン）の
フィルムを用いて供給液１０％エタノール水溶液、透過
側圧力０．５〜５ｔｏｒｒ、セル温度５８〜６２°Ｃで
浸透気化分離を行ったところ分離係数α閃γ−６，１３
、透過速度Ｑ＝０．０１６２（ｋＱ／ｍ２ｈ）であった
。

比較例２ デシルジメチルシリル化ポリフェニレンオキシドのフィ
ルムを用いて比較例１と同様の条件で浸透気化分離を行
ったところ、分離係数α鼠τ＝１゜７４、透過速度Ｑ＝
０．０９８３　（ｋｑ／ｍ２　ｈ）でめった。

実施例１ ポリ（１−オクチルジメチルシリル−１−プロピン）の
フィルムを孔径０．１μｍのテフロン多孔性膜（フロロ
ボア）ではさんで比較例１と同様の方法で浸透気化分離
をおこなったところ分離係数α；−９，１５、透過速度
Ｑ＝０．０２０２　（ｋｇ／ｍ２ｈ）であった。

実施例２ デシルジメチルシリル化ポリフェニレンオキシドのフィ
ルムを孔径０．１μｍのテフロン多孔膜（フロロボア）
で挟んで比較例２と同様の方法で浸透気化分離を行った
ところ、分離係数α二：ｏｏ″＝４．２５、透過速度Ｑ
＝０．０２５　（ｋｇ／ｍ２ｈ）であった。

［発明の効果］ 本発明により、膜性能、特に液体分離性能、透過速度に
優れた、有機液体を選択的に透過する有機液体水溶液の
分離方法を提供することができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機液体水溶液を浸透気化法によつて分離するに
   際し、有機液体透過膜の少なくとも供給液側に、疎水性
   高分子からなる多孔性層を設けることを特徴とする有機
   液体水溶液の分離方法。
2. （２）疎水性高分子が、フッ素系高分子であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の浸透気化方法
   。
3. （３）有機液体透過膜が、シリコーン系高分子であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の有機液
   体水溶液の分離方法。
4. （４）有機液体透過膜が、置換アセチレン系高分子であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の有
   機液体水溶液の分離方法。
5. （５）有機液体透過膜が、置換ポリフェニレンオキシド
   系高分子であることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の有機液体水溶液の分離方法。