JPS6330590A - 炭化水素および有機溶媒を含有する流体混合物の分離方法 - Google Patents
炭化水素および有機溶媒を含有する流体混合物の分離方法Info
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
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- C10G31/11—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by dialysis
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- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
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- C10G21/28—Recovery of used solvent
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化水素および有機溶媒を含有する流体混合物
の分離方法に関する。
の分離方法に関する。
種々の炭化水素化合物を含有する供給原料混合物を膜の
片側に接触させそして膜の他方の（透過液）側から／ま
たはそれ以上の炭化水素化合物および／または溶媒を回
収することにより該化合物を含有する供給原料混合物か
ら種々の炭化水素化金物を分離することは知られている
。このようにして慣例的な（フラッシュ）蒸留またはス
トリッピング法に比べて実質的なエネルギー節約を達成
することができる。
片側に接触させそして膜の他方の（透過液）側から／ま
たはそれ以上の炭化水素化合物および／または溶媒を回
収することにより該化合物を含有する供給原料混合物か
ら種々の炭化水素化金物を分離することは知られている
。このようにして慣例的な（フラッシュ）蒸留またはス
トリッピング法に比べて実質的なエネルギー節約を達成
することができる。
該適用のための既知方法では重合体の密な非多孔質膜が
使用される。これら膜の欠点は流体供給原料混合物中に
存在する有機溶媒により惹起される操作条件下でのそれ
らの膨潤にある。更に、該密な膜は、膜を通しての受容
しうる流量を得るためには、好ましくは超薄層（数μｍ
のオーダーの厚さを有する）として適用され、この層は
弱くそして多孔質基材上に支持される必要がある。
使用される。これら膜の欠点は流体供給原料混合物中に
存在する有機溶媒により惹起される操作条件下でのそれ
らの膨潤にある。更に、該密な膜は、膜を通しての受容
しうる流量を得るためには、好ましくは超薄層（数μｍ
のオーダーの厚さを有する）として適用され、この層は
弱くそして多孔質基材上に支持される必要がある。
意外にも、ここに多孔質無機材料が、炭化水素および有
機溶媒を含有する流体混合物の分離方法において高選択
性膜としてそれ自体で適用されうろことが見出された。
機溶媒を含有する流体混合物の分離方法において高選択
性膜としてそれ自体で適用されうろことが見出された。
従って本発明は炭化水素および有機溶媒を含有する流体
混合物を加圧下に膜の片側□この側は該炭化水素に対し
実質的に不透過性の多孔質無機材料で成形される−と接
触させそして膜の他方の側から溶媒を回収することを含
む、該流体混合物の分離方法を提供する。
混合物を加圧下に膜の片側□この側は該炭化水素に対し
実質的に不透過性の多孔質無機材料で成形される−と接
触させそして膜の他方の側から溶媒を回収することを含
む、該流体混合物の分離方法を提供する。
本発明による方法は好ましくは逆浸透−または透析−法
として実施される；しかしそれは例えば透過蒸発（ｐｅ
ｒｖａｐｏｒａｔｉｏ〜法（透過液の少なくとも一部を
膜の１他方の側”から蒸発により除去する方法）として
実施することもできる。膜の両側間の液圧の差を駆動力
として維持する逆浸透法では、浸透圧が比較的高い場合
には平板膜はあまり魅力的でない。そのような平板膜は
、適用される圧力差に耐えるに充分な強度を有するため
には比較的厚いかまたは支持される必要があるでちろう
し、従ってこの場合平板膜を通る透過液流量は比較的小
さいであろう。平板膜と対照的に、管状膜、そして特に
毛管膜は与えられた壁厚において比較的高い内外壁間の
圧力差に耐えることができ、従って本発明による方法に
おいて好ましく適用される。
として実施される；しかしそれは例えば透過蒸発（ｐｅ
ｒｖａｐｏｒａｔｉｏ〜法（透過液の少なくとも一部を
膜の１他方の側”から蒸発により除去する方法）として
実施することもできる。膜の両側間の液圧の差を駆動力
として維持する逆浸透法では、浸透圧が比較的高い場合
には平板膜はあまり魅力的でない。そのような平板膜は
、適用される圧力差に耐えるに充分な強度を有するため
には比較的厚いかまたは支持される必要があるでちろう
し、従ってこの場合平板膜を通る透過液流量は比較的小
さいであろう。平板膜と対照的に、管状膜、そして特に
毛管膜は与えられた壁厚において比較的高い内外壁間の
圧力差に耐えることができ、従って本発明による方法に
おいて好ましく適用される。
更Ｋ、本発明による方法で適用される無機膜は比較的高
い温度に耐えることができ、このことは熱流体混合物を
それで分離することを可能にする。
い温度に耐えることができ、このことは熱流体混合物を
それで分離することを可能にする。
上記管状（毛管状）膜の壁厚は、その用途および使用材
料に依存して、実質的に変えうる；適当な壁厚は７μｍ
ないし！−１好ましくはよμｍないし７００μｍの範囲
である。
料に依存して、実質的に変えうる；適当な壁厚は７μｍ
ないし！−１好ましくはよμｍないし７００μｍの範囲
である。
好ましく適用される管状（例えば毛管状）膜の直径は７
０μｍないし１０ｇｍ、最も好ましくはよ０μｍないし
１ｗｍである。
０μｍないし１０ｇｍ、最も好ましくはよ０μｍないし
１ｗｍである。
有機溶媒から分離すべき炭化水素に対し実質的に不透過
性である限シ、種々の多孔質無機材料を本発明による方
法における膜として使用しうる。
性である限シ、種々の多孔質無機材料を本発明による方
法における膜として使用しうる。
好ましくは、適用される膜は結晶性または実質的に無定
形であることができるセラミック材料、特にアルミナま
たは多孔質ガラスまたは石英を含む。
形であることができるセラミック材料、特にアルミナま
たは多孔質ガラスまたは石英を含む。
上記多孔質膜はそのものとして、即ち（均質な）単層の
形で適当に適用しうる。しかし、例えばシリコーン−お
よび／または炭化水素−含有化合物のような疎水性化合
物で（表面）変性した、または／またはそれ以上の酸−
および／またはアルカリ−化合物での処理にかけた複合
多孔質膜を本発明による方法に適用することもできる。
形で適当に適用しうる。しかし、例えばシリコーン−お
よび／または炭化水素−含有化合物のような疎水性化合
物で（表面）変性した、または／またはそれ以上の酸−
および／またはアルカリ−化合物での処理にかけた複合
多孔質膜を本発明による方法に適用することもできる。
そのような変性は当該技術分野で知られているいかなる
方法でも、例えば噴霧コニチング、含浸、沈＃またはプ
ラズマエツチングにより実施しうる。
方法でも、例えば噴霧コニチング、含浸、沈＃またはプ
ラズマエツチングにより実施しうる。
更に、該多孔質膜はその上に例えば直径７〜１１００ｎ
の無機（例えばシリカ）粒子の非常に微細な分散体全沈
着させることにより被覆することもできる。
の無機（例えばシリカ）粒子の非常に微細な分散体全沈
着させることにより被覆することもできる。
上記変性に加えて、またはその代りに、膜を適当には７
００℃から多孔質膜材料の軟化温度までの温度で実施さ
れる熱処理にかけることができ、この処理は減圧、常圧
または加圧下で、場合により不活性−１酸化性−または
還元性−流体の存在下で実施しうる。
００℃から多孔質膜材料の軟化温度までの温度で実施さ
れる熱処理にかけることができ、この処理は減圧、常圧
または加圧下で、場合により不活性−１酸化性−または
還元性−流体の存在下で実施しうる。
本発明による方法で適用される用意のできた膜は、溶媒
分子を膜を透過させて炭化水素（例えば油）分子を膜の
供給原料側に残留させることにより溶媒を炭化水素から
分離するもくろみを達するためには、好ましくはＯＡ；
−７０００ａｍ、特に／−１００ｎｍの実質的に均一な
寸法（即ち細孔がほぼ円筒形である場合には直径）を有
する細孔を含む。
分子を膜を透過させて炭化水素（例えば油）分子を膜の
供給原料側に残留させることにより溶媒を炭化水素から
分離するもくろみを達するためには、好ましくはＯＡ；
−７０００ａｍ、特に／−１００ｎｍの実質的に均一な
寸法（即ち細孔がほぼ円筒形である場合には直径）を有
する細孔を含む。
流体供給原料混合物と接触する膜の片側（供給原料側）
と他方の（透過液）側との間に適用される差圧は適当に
は２−２００バール、好ましくは１０−ｇθバールであ
る。
と他方の（透過液）側との間に適用される差圧は適当に
は２−２００バール、好ましくは１０−ｇθバールであ
る。
本方法を実施する温度は広い範囲内で変えることができ
そして適用された膜が操作条件に耐えうる限り臨界的で
ない。−≠Ｑ℃ないし＋ｉ、ｔｏｏ℃の流体供給原料温
度が多くの場合適当であシ、−２０℃ないし＋３００℃
の温度が好ましい。
そして適用された膜が操作条件に耐えうる限り臨界的で
ない。−≠Ｑ℃ないし＋ｉ、ｔｏｏ℃の流体供給原料温
度が多くの場合適当であシ、−２０℃ないし＋３００℃
の温度が好ましい。
本発明による方法は有機溶媒として芳香族−および極性
脂肪族−溶媒を含有する流体供給原料混合物が得られる
用途によく適する。これは炭化水素油が該有機溶媒での
溶媒脱ロウ処理にかけられた場合である。そのような処
理中通常トルエン／メチルエチルケトン溶媒混合物がロ
ウ含有油圧添加され、次にロウが（例えば濾過により）
除去される。溶媒は通常脱ロウされた炭化水素油から慣
用のフラッシング法で大きなエネルギーを消費して回収
される。本発明による方法では溶媒の大部分を、または
実質的に全部さえ、膜を通して回収しそして溶媒の残シ
の部分（もしあれば）だけを慣用の手段で分離すること
により、該エネルギー消費を相当に減少させることがで
きる。
脂肪族−溶媒を含有する流体供給原料混合物が得られる
用途によく適する。これは炭化水素油が該有機溶媒での
溶媒脱ロウ処理にかけられた場合である。そのような処
理中通常トルエン／メチルエチルケトン溶媒混合物がロ
ウ含有油圧添加され、次にロウが（例えば濾過により）
除去される。溶媒は通常脱ロウされた炭化水素油から慣
用のフラッシング法で大きなエネルギーを消費して回収
される。本発明による方法では溶媒の大部分を、または
実質的に全部さえ、膜を通して回収しそして溶媒の残シ
の部分（もしあれば）だけを慣用の手段で分離すること
により、該エネルギー消費を相当に減少させることがで
きる。
供給原料混合物中の芳香族溶媒：橿性脂肪族溶媒の重量
比は適当には０．／−１０、好ましくはＯ，Ｓ−Ｓであ
る。
比は適当には０．／−１０、好ましくはＯ，Ｓ−Ｓであ
る。
本発明による方法の他の好ましい用途はフルフラール抽
出法から得られるフルフラール／潤滑油混合物からのフ
ルフラールの分離、および脱歴炭化水素残油フラクショ
ンからの溶媒（例えば液体プロパンおよび／またはブタ
ン）の分離である。
出法から得られるフルフラール／潤滑油混合物からのフ
ルフラールの分離、および脱歴炭化水素残油フラクショ
ンからの溶媒（例えば液体プロパンおよび／またはブタ
ン）の分離である。
供給原料混合物中の有機溶媒：炭化水素重量比は適当に
はＱ、よ−５１好ましくは／−３である。
はＱ、よ−５１好ましくは／−３である。
０．５よシ小さい有機溶媒：炭化水素重量比は通常本方
法にマイナスの影響を有する。というのはそうすると高
い浸透圧のために駆動力が低下して膜の両側間の与えら
れた差圧で膜を通る溶媒流量が受容しえない低さになる
からである。
法にマイナスの影響を有する。というのはそうすると高
い浸透圧のために駆動力が低下して膜の両側間の与えら
れた差圧で膜を通る溶媒流量が受容しえない低さになる
からである。
供給原料混合物中の有機溶媒：炭化水素重量比が溶媒流
量に及ぼす上記影響の故に、本発明による方法を直列流
に配列したいくつかの膜ユニットで実施し、このように
して供給原料混合物の油含量を引続く膜ユニットにおい
て漸次増大させてそして上流の膜ユニットにおいて比較
的高い溶媒比を維持するのが好ましい。このようにして
、処理すべき供給原料混合物の与えられた量に対して必
要な合計膜面積を単一段階膜分離法に比べて減少させる
ことができる。膜のつまりおよび濃度のがたよシを避け
または少なくとも減少させるために、供給原料混合物は
好ましくは少なくとも７つの次の膜の片面に沿って通さ
れる。
量に及ぼす上記影響の故に、本発明による方法を直列流
に配列したいくつかの膜ユニットで実施し、このように
して供給原料混合物の油含量を引続く膜ユニットにおい
て漸次増大させてそして上流の膜ユニットにおいて比較
的高い溶媒比を維持するのが好ましい。このようにして
、処理すべき供給原料混合物の与えられた量に対して必
要な合計膜面積を単一段階膜分離法に比べて減少させる
ことができる。膜のつまりおよび濃度のがたよシを避け
または少なくとも減少させるために、供給原料混合物は
好ましくは少なくとも７つの次の膜の片面に沿って通さ
れる。
濃度のがたよシをよシ良好に防ぐために、膜の片側に沿
って通された供給原料混合物の一部を、同じ膜の鎖側に
沿って通されるべき供給原料混合物中に再導入すること
によって再循環させることができる。
って通された供給原料混合物の一部を、同じ膜の鎖側に
沿って通されるべき供給原料混合物中に再導入すること
によって再循環させることができる。
本発明はまた上記分離方法により得られる炭化水素に関
する。
する。
次の例は本発明を説明する。
等重量の脱ロウブライトストック（減圧残油の脱ロウに
より得られる炭化水素油）、メチルエチルケトンおよび
トルエンを含有する液体供給原料混合物を／り絶対パー
ルおよび２０℃の温度で、３ｎｍの細孔寸法、ｔＡｂｏ
μｍの外径および≠ｊμｍの壁厚を有する多孔質毛管ガ
ラス膜の内部通路と接触させた。
より得られる炭化水素油）、メチルエチルケトンおよび
トルエンを含有する液体供給原料混合物を／り絶対パー
ルおよび２０℃の温度で、３ｎｍの細孔寸法、ｔＡｂｏ
μｍの外径および≠ｊμｍの壁厚を有する多孔質毛管ガ
ラス膜の内部通路と接触させた。
（ここでＸ＝供給原料混合物中の濃度、Ｙ＝透過液甲の
濃度） として定義される選択性（α）２０が得られた。
濃度） として定義される選択性（α）２０が得られた。
Claims (8)
- （１）炭化水素および有機溶媒を含有する流体混合物の
分離方法において、該流体混合物を加圧下に膜の片側−
この側は該炭化水素に対し実質的に不透過性である多孔
質無機材料により形成される−と接触させそして膜の他
方の側から溶媒を回収することを含む前記分離方法。 - （２）毛管膜を使用する特許請求の範囲第１項記載の方
法。 - （３）多孔質ガラス−または多孔質セラミツク−膜を使
用する特許請求の範囲第１または２項記載の方法。 - （４）膜の細孔寸法が０．５−１０００ｎｍ好ましくは
１−１００ｎｍである特許請求の範囲第１−３項のいず
れか記載の方法。 - （５）流体混合物と接触させる膜の片側と他方の側との
間に適用される差圧が２−２００バール好ましくは１０
−８０バールである特許請求の範囲第１−４項のいずれ
か記載の方法。 - （６）有機溶媒が芳香族−および極性脂肪族−溶媒を含
む特許請求の範囲第１−５項のいずれか記載の方法。 - （７）供給原料混合物が炭化水素油を有機溶媒での脱ロ
ウ処理にかけることにより得られたものである特許請求
の範囲第１−６項のいずれか記載の方法。 - （８）供給原料混合物中の有機溶媒：炭化水素重量比が
０．５−５好ましくは１−３である特許請求の範囲第１
−７項のいずれか記載の方法。
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| GB868617592A GB8617592D0 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Separating fluid mixture |
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