KR100495114B1 - 증기투과 시스템 - Google Patents

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KR100495114B1 KR1019970038614A KR19970038614A KR100495114B1 KR 100495114 B1 KR100495114 B1 KR 100495114B1 KR 1019970038614 A KR1019970038614 A KR 1019970038614A KR 19970038614 A KR19970038614 A KR 19970038614A KR 100495114 B1 KR100495114 B1 KR 100495114B1
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스코트 비. 맥크레이
데이비드 디. 뉴볼드
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Abstract

본 발명에 따르면, 유체 공급액 유동으로부터 증기를 선택적으로 제거하기 위한 멤브레인에 근거한 증발투과 시스템이 제공되는데, 여기서는, 제거되어질 증기의 특정한 부분압을 갖는 역류 스윕 유동이 사용된다.

Description

증기투과 시스템
증기 투과(vapor permeation)는 증기 혼합물을 분리하는데 사용될 수 있는 멤브레인에 근거한 공정이다. 그러한 공정의 일례에서는, 증기 A 및 증기 B의 증기상 혼합물은 멤브레인의 공급측으로 공급되는 한편, 진공펌프 또는 가스상 스윕 유동(sweep stream)은, 보통 응축기와 조합하여 상기 멤브레인의 투과액측에 증기 B에 대한 충분히 낮은 부분압을 유지하여, 상기 막에 걸쳐 증기 B에 대한 화학적 포텐셜 기울기를 제공한다. 주로 증기 B 및 약간의 증기 A는 상기 멤브레인의 투과액측으로 이송되어 증기상 투과액을 형성한다.
저비용 및 효과적인 증기투과 공정의 개발에 대한 핵심은, 상기 멤브레인의 투과액층 상에 증기 B의 낮은 부분압을 유지하는데 사용되는 방법이다. 종래기술은, 멤브레인의 투과액측에 진공을 적용하여, 투과액의 전체 압력을 감소시킴으로써, 멤브레인의 투과액측에서의 증기 B의 부분압을 감소시키는 방법에 대해 기술하고 있다. 그러나, 수많은 적용예에 있어서는, 진공 시스템의 비용과 복잡함에 의해 이것이 비현실적인 것으로 밝혀졌다. 더욱이, 진공 구동 시스템은 종종 누출되어, 공기가 상기 시스템으로 유입되도록 한다. 수많은 분리과정, 특히 산소에 민감한 화합물 또는 높은 가연성을 갖는 화합물에 대해서는, 산소의 존재는 바람직하지 않거나 위험을 초래한다. 따라서, 여타의 방법이 바람직하다.
미합중국 특허 제 4,978,430호에는, 유기화합물을 함유한 액상 용액을 탈수 및 농축시켜, 투과액을 감압하로 유지하거나 부분압을 감소시키기 위해 "건조된 불활성 가스(dry inert gas)"를 사용할 수 있는 증기투과 공정에 대해 개시되어 있다.
미합중국 특허 제 5,226, 932호에는, 멤브레인의 투과측에 낮은 진공 레벨과 건조된 역류 스윕가스를 사용하는 공기, 질소, 이상화탄소 또는 암모니아와 같은 비응축성 가스를 건조시키기 위한 멤브레인 공정에 대해 개시되어 있다. 또한, 본 출원인과 공유의 미합중국 특허 제 5,108,464 호에는, 스윕가스가 중공형 화이버 멤브레인 모듈의 투과측으로 잔류액 말단으로 도입되어, 그것이 멤브레인을 따라 통과할 때 투과액과 혼합된 후, 잔류액 말단으로 도입되어, 그것이 멤브레인을 따라 통과할 때 투과액과 혼합된 후, 상기 모듈의 공급단에서 유찰하는, 역류 스윕가스를 사용하여 저분자량의 탄화수소 또는 산성가스와 같은 비응축성 가스를 건조시키기 위한 멤브레인 공정에 대해 개시되어 있다.
미합중국 특허 제 5,034,025호에는, 멤브레인에 걸쳐 수증기 부분압 차이를 유지하고, 상기 멤브레인의 저압 및 투과액측을, 바람직하게는 역류 유동 모드에서 물과 섞일 수 없는 건조된 유기상 응축성 스윕가스와 접촉시켜, 투과된 수분을 함유하는 스윕가스를 수집 및 응축시킴으로써, 2상의 유기상-수용액상의 액상 응축액을 형성한 다음, 유기 및 수용액 상을 분리하는 과정을 포함하는, 공기, 이산화수소 또는 천연가스와 같은 수증기가 함유된 비응축성 가스를 건조시키기 위한 멤브레인 공정에 대해 개시되어 있다.
상기한 내용으로부터 명백한 것 같이, 상기 종래기술은 분리 멤브레인의 투과액 측에서 역류 가스상 스윕유동의 이용을 제안한 바 있다. 그러나, 이러한 스윕 가스가 어떠한 특성을 가져야 하는지에 대해서는 어떠한 가이드라인도 제시된 바 없다. 투과액측에서의 역류 가스상 스윕유동의 사용이 현실적으로 되기 위해서는, 상기 멤브레인의 투과액 측에서 증기 B의 낮은 농도 또는 낮은 부분압을 가져야한 한다는 것이 밝혀진 바 있다. 더욱이, 고성능의 효율적인 저비용의 시스템을 유지하기 위해서는, 낮은 농도의 증기 B를 함유한 가스상 스윕을 생성하는 방법이 주의 깊게 선택되어야만 한다.
본 발명은 증기의 혼합물을 함유한 공급 유동으로부터 제 1 증기를 선택적으로 제거하기 위한 증기투과 공정을 포함하는데, 상기 공정은,
(a) 공급액 및 투과액측을 갖는 멤브레인을 제공하는 단계와,
(b) 공급액 유동을 상기 멤브레인의 공급액측으로 향하게 하여, 멤브레인의 공급액 측으로부터 제 1 증기가 고갈된 잔류액 유동을 회수하고, 상기 멤브레인의 투과액 측으로부터 제 1 증기가 풍부한 투과액 유동을 회수하는 단계와,
(c) 가스상 스윕 유동을 상기 멤브레인의 투과액측으로 향하게 하여, 스윕 유동을 상기 공급액 유동의 흐름에 대해 역류로 흐르게 하는 단계를 포함하되, 상기 스윕 유동 내부의 제 1 증기의 부분압은 충분히 낮아, 잔류액 유동 내부의 제 1 증기의 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 제 1 증기의 부분압의 비율이 0.9보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명과 밀접하게 연관된 일면은, 상기 스윕 유동을 생성하는데 사용되는 방법이다. 본 발명은, 가스상 스윕 유동이 용기에 담긴 정제된 가스 및 액화된 가스의 증발에 의해 생성된 가스로부터 얻어진 가스의 막 분리, 흡착, 응축으로부터 선택된 방법을 포함한다.
본 발명과 밀접하게 연관된 또 다른 일면은, 제 1 증기가 풍부한 투과액 유동에 대해 증기 제거공정을 사용하는 것이다. 상기 증기제거 공정은 응축, 흡착 및 막 분리로부터 선택된다. 또한, 상기 증기제거 공정은, 증발투과 공정으로 다시 재순환되어 상기 단계 (c)에서 스윕 가스로서 도입될 수 있는 고갈된 가스상 유동을 생성하기 위해 사용될 수도 있다.
도 1 ∼ 도 10은 본 발명의 다양한 실시예를 나타낸 개략도이다.
본 발명을 위해, 다음과 같은 용어의 정의가 사용된다.
증기: 임계점 이하에서 가스상을 갖고 -100℃보다 큰 끓는점을 갖는 유체.
스윕: 가스상 유체, 즉 공정의 작동 조건에서는 액체가 아니고, 그것이 증기 B의 낮은 농도 또는 부분압을 가지는 한 증기일 수 있는 증기상 유체.
증기 B가 풍부한 투과액: 투과액 유동에서의 증기 B의 부분압 및 증기 A의 부분압의 합계로 나눈 투과액 유동 내부의 증기 B의 부분압은 공급액 유동 내부의 동일한 비율보다 크다. 투과액은 또한 가스상의 스윕유동을 포함하기 때문에, 이러한 용어는 반드시 투과액에서의 증기 B의 부분압이 공급액에서의 증기 B의 부분압보다 크다는 것을 의미하지는 않는다.
예시적 목적을 위하여, 공급액 유동은 2가지 증기, 즉 증기 A 및 증기 B를 함유하는 것으로 가정한다. 더욱이, 멤브레인은 증기 A에 대해서보다 증기 Bdp 대해서 더 투과성을 갖는다고 가정한다.
증기의 제거에 있어서 역류 스윕 유동의 사용이 효과적으로 되기 위해서는, 잔류액에서의 보다 좋은 투과성의 증기 성분의 부분압에 대한 스윕에서의 보다 좋은 투과성을 지닌 증기의 부분압의 비율이 0.9보다 작고, 바람직하게는 0.5보다 작아야만 한다는 것이 밝혀졌다. 만일, 이러한 부분압이 0.9보다 크면, 멤브레인의 공급액 측으로부터 투과액/스윕 유동으로의 증기의 이송에 대한 구동력이 용인할 수 없을 정도로 낮아지고, 이것은 한편으로 낮은 공급액 유동속도를 생기게 하여 잔류액 유동에 대한 일정한 레벨의 순도를 달성할 수 없게 한다. 그러나, 투과액의 부분압 비율이 0.9보다 작으면, 구동력이 충분히 높아 받아들일 수 있는 정도의 높은 잔류액 순도를 얻는데 적당한 공급액 유동 속도가 사용될 수 있도록 하여, 효과적이면서도 저비용의 시스템을 제공할 수 있다.
상기 공급액의 온도는 특정한 분위기에서 그것의 응축온도보다 커야 하며, 한편으로는 대기 온도보다 커야하고, 가장 바람직하게는 40℃보다 높아야 하는 한편, 전체 공급액의 압력은 대기압보다 커야하고, 바람직하게는 10atm 보다 작아야 한다.
본 발명의 증기투과 공정에 의해 달성될 수 있는 분리과정은 가장 바람직하게는 유기 증기로부터의 수증기의 제거이지만, 수분으로부터의 휘발성 화합물의 제거 또는 유기 및 무기 증기 화합물의 분리에도 적용될 수 있다. 일반적으로, 사용되는 멤브레인은 상기 공급액 유동의 미량 성분이 멤브레인에 의해 선택적으로 제거되도록 선정되지만, 본 발명은 이것에 한정될 필요는 없다.
스윕 입구 포트에서의 스윕 유동의 용량적 유동은 희망하는 효율을 제공하도록 조정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 스윕 유동의 용량적 유동은, 상기 모듈의 잔류액 말단에 있는 멤브레인의 투과액측 상에서의 보다 투과성을 갖는 성분의 부분압을 상기 모듈의 잔류액 말단에 있는 멤브레인의 공급액측에서의 수치의 약 90% 또는 그 이하로 낮게 감소시키기에 충분하다. 따라서, 사용된 스윕의 양은 작동 조건 및 잔류액 유동 내부의 더욱 투과성을 지닌 성분의 희망하는 농도에 의존한다. 일반적으로, 스윕 유동의 용량적 유동은 혼합된 투과액측 혼합물의 용량적 유동의 적어도 0.5% 이어야 한다. 잔류액 유동에서의 희망하는 농도가 매우 낮고 멤브레인의 선택성이 높은 경우에는, 상기 스윕 유동의 용량적 유동은 혼합된 투과액측 혼합물의 용량 유동의 99% 또는 그 이상이 될 수 있다.
사용되는 스윕 유동은 공급액 유동으로부터 제거되어질 저 농도의 증기를 함유한 임의의 가스 또는 응축성 증기일 수 있다. 예를 들어, 가연성 용제를 덮기 위해 불활성 가스인 질소가 사용되는 응용분야에 있어서는, 질소 가스가 스윕 유동으로서 사용될 수 있다. 스윕 유동으로서 사용될 수 있는 유체의 또 다른 예는, 불활성 가스인 아르곤 및 헬륨, 수소, 공기, 증기, 이산화탄소 및 일산화 탄소이다.
상기 증기투과 공정을 위해 선택된 멤브레인에 대한 공급액 유동을 포함하는 증기상 혼합물은, 산업공정의 배출(vent) 유동, 증류공정으로부터의 증기상 상층액(overhead), 환류과정에서의 상층액, 산업공정으로부터의 증기화된 액체, 증기화된 산업공정의 배출 유동, 화학공정의 액체, 정밀화학 생성물, 제약 생성물, 천연물로부터의 향료 및 방향제의 제거 또는 정제와, 발효 공정을 포함하는 다양한 발생원으로부터 유도될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 증기상 공급액 혼합물을 함유하는 증기는 실제로 증기상으로 존재할 수 있는 충분한 휘발성을 갖는 임의의 화합물일 수 있다. 일반적으로, 이들은, 1 기압에서 약 200℃보다 낮은, 바람직하게는 상온보다 크지만 180℃보다 낮은, 가장 바람직하게는 40℃보다 크지만 150℃보다 낮은 끓는점을 갖는 화합물을 포함한다. 본 발명의 공정에 의해 증기상 공급액 혼합물로부터 제거될 수 있는, 화합물의 예로는, 수분, 프레온 또는 할론(Halon)과 같은 염화불화탄소; 염화 메틸렌, 트리클로로에틸렌, 트리클로로에탄, 사염화 탄소 및 염화벤젠과 같은 염소화 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸 벤젠, 시클로헥산, 헥산 및 옥탄과 같은 비염소화 소수성 유기물; 메탄올, 에탄올, 이소플로필 알코올 및 기타 알코올; 아세톤, 에틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 메틸 t-부틸 케톤 및 기타 케톤; 니트로벤젠; 페놀 및 크레졸; 포름산, 아세트산 및 기타 유기산; 트리에틸아민 및 피리딘을 포함하는 아민, 아세토니트릴; 디메틸 포름아미드, 디메틸아세트아미드 및 N-메틸피롤리디논과 같은 비염소환된 친수성 유기물과; 암모니아, 브롬, 요오드, 이산화황 및 염화 티오닐(thionyl chloride)과 같은 휘발성 무기 화합물을 포함하지만, 이것에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 사용하는데 적절한 멤브레인의 형태는, 그들의 선택적인 투과적 속성을 위해 사용되는 분리막으로서 광범위하게 기술될 수 있으며, 특히, 공급액 유동 내부의 다른 증기에 대해 하나의 증기에 대해 상대적으로 투과성을 지니며, 제거되도록 희망하는 증기와 어떠한 화학 반응 또는 변환에 기여하거나 일으키지 않는다는 의미에서 관심이 되는 증기와 "반응성이 없는" 분리막으로서 기술될 수 있다. 상기 멤브레인은 투과선택적인(permselective)재질로 전부 또는 다공성 멤브레인, 직물 또는 스크린 상에 지지될 수 있는 투과선택적인 재질로 제조될 수 있다. 이와 같은 분리과정에 유용한 투과선택적인 재질의 예로는, 폴리비닐 알코올, 셀룰로오스 물질, 키틴 및 그것의 유도체; 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아민, 폴리(아크릴산), 폴리(아크릴레이트), 폴리(비닐 아세테이트) 및 폴리에테르를 포함하는 친수성 물질; 천연 고무, 니트릴 고무, 폴리스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리(부타디엔아크릴로니트릴) 고무; 폴리우레탄, 폴리아미드; 폴리아세틸렌; 폴리(트리메틸실릴프로핀); 불소 고무(fluoroelastomer); 폴리(염화비닐); 폴리(포스파진)[poly(phosphazene)], 특히 유기 치환체를 갖는 것; 폴리(비닐리덴 플루오라이드)및 폴리(테트라플르오로에틸렌)과 같은 할로겐화 폴리머와; 실리콘 고무를 포함하는 폴리실록산(polysiloxane)과 같은 소수성 물질을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 이온교환 멤브레인 또한 몇몇 응용분야을 위해 사용될 수 있다. 이들 물질의 블렌드(blend), 공중합체 및 가교된 변형물 또한 유용하다. 공급액 유동의 성분에 의한 팽화 또는 분해에 대해 충분한 저항성을 제공하기 위해 대부분의 경우에 있어서 폴리머가 가교가 바람직한다.
상기 멤브레인은 등방성을 지니거나 비대칭성을 지닐 수 있다. 더욱이, 상기 멤브레인은 균일하거나 다층의 복합체(composite)일 수 있다. 대부분의 경우에 있어서, 공급액 유동의 성분에 의한 팽화 또는 분해에 대해 충분한 저항성을 제공하기 위해 상기 멤브레인 물질은 가교되는 것이 바람직하다. 상기 멤브레인은 용매 상전이 공정(solvent phase-inversion process), 열적으로 유도된 상전이 공정, 용융 압출 공정 또는 습식 또는 건식 용매주조 공정에 의해 제조될 수 있다. 다중 복합체의 경우에는, 상기 선택 층은 침적코팅, 페인팅, 분사코팅, 용액 코팅 또는 계면 중합에 의해 형성될 수 있다.
다층 복합체에 있어서는, (선택투과층에 반해) 상기 복합체에 기계적 강도를 제공하는 지지층은 기술적으로 가능한 것 같이 상기 선택층을 통한 투과종의 이송에 대해 가능한한 작은 저항을 제공하여야 한다. 더욱이, 상기 지지층은 화학적 및 열적으로 저항을 지녀, 다양한 화학 성분을 함유한 뜨거운 공급액 유동에서 작동할 수 있어야 한다. 상기 지지체 멤브레인에 적합한 재질은, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(비닐리덴플루오라이드), 폴리(에테르이미드), 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리(에테르술폰), 폴리(아릴술폰), 폴리(페닐귀노잘린)[(poly(phenylquinoxaline)], 폴리벤즈이미다졸과, 이들 물질의 공중합체 및 블렌드와 같은 유기 폴리머와, 다공성 글래스, 탄소, 세라믹 및 금속과 같은 무기물질을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
상기 멤브레인은 평판 시이트 또는 중공형 화이버 또는 튜브 형태로 사용될 수 있다. 평판 시이트 멤브레인에 대해서는, 상기 멤브레인은 공급액 유동에 대해 투과액 유동의 역류 흐름을 허용하도록 설계된 플레이트-앤-프레임 모듈(plate-and-frame module) 내부에 배치된다. 나선상으로 감긴 모듈은 그들이 역류 유동을 허용하지 않기 때문에 적절하지 않다. 중공형 화이버 또는 튜브에 대해서는, 상기 공급액 유동은 화이버의 외측(쉘 측) 또는 내측(튜브 측)에 위치할 수 있다. 특히, 튜브측 공급책 중공형 화이버 멤브레인 모듈인 것이 바람직하다. 상기 멤브레인 모듈에서 사용되는 재질은 장기간의 작동을 허용하기 위해 충분한 화학적 및 열적 저항성을 가져야 한다.
실시예 1
도 2에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 시스템을 사용하여, 0.1바아(게이지압)의 압력 및 95℃의 온도에서 이소프로필 알코올(IPA)에 용해된 4.8wt% 의 수분을 함유한 증기상 공급액 용액을 2.8㎡의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브레인의 관 내부로 7.8 kg/hr의 속도로 공급하였다. 상기 중공형 화이버의 내면은 폴리비닐 알코올과 블렌드된 친수성의 가교 폴리아미드의 선택층으로 코팅하였다.
95℃의 온도를 갖고 6.9바아(게이지압)에서 -29℃의 이슬점을 갖는 건조 공기를 함유한 스윕 유동을, 6.9바아(게이지압)의 압축 공기를 오레곤, 밴드(Bend, Oregon)의 아쿠아에어사 (AquaAir, Inc.)에서 제조된 공기 탈수 모듈(air dehydration module: ADU)을 통과시켜 생성하였다. 이 스윕 유동의 압력을 스로틀 밸브를 사용하여 대기압으로 줄이고, 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입구 포트에서 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 상기 공급액의 흐름에 대해 실질적으로 역류로 280L (STP)/ min의 속도로 흐르도록 하였다.
상기한 작동 조건 하에서, 상기 잔류액 유동은 0.00338바아 (절대압)의 수분 부분압을 갖는 한편, 스윕 유동 입구는 0. 0005바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율은 0. 015이었다. 이것은 01.wt%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데, 이는 97.9%의 수분 제거율에 해당한다.
실시예 2
도 5에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 시스템을 사용하여, 0.05바아(게이지압)의 압력 및 90℃의 온도에서 IPA에 용해된 5.9wt%의 수분을 함유한 증기상 공급액 용액을 2.8㎡의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브레인의 관 내부로 4.4kg/hr의 속도로 공급하였다. 상기 중공형 화이버의 내면은 상기 실시예 1의 가교된 친수성 폴리머의 선택층으로 코팅하였다.
기본적으로 대기압 및 90℃에서 가스 실린더로부터 질소를 함유한 스윕 유동을, 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입구 포트에서 상기 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 공급액의 유동에 대해 실질적으로 역류로 136L (STP)/min로 흐르도록 하였다.
이들 작동 조건 하에서, 상기 잔류액 유동은 0.00048바아(절대압)의 수분 부분압을 갖는 한편, 스윕 유동 입구는 0.00002바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율은 0.032 이었다. 이것은 0.01wt%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데, 이는 99.8%의 수분 제거율에 해당한다.
실시예 3
도 10에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 시스템을 사용하여, 0.3바아 (게이지압)의 압력 및 91℃의 온도에서 IPA에 용해된 7.6wt%의 수분을 함유한 증기상 공급액 용액을 2.8㎡의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브레인의 관 내부로 8.5kg/hr의 속도로 공급하였다. 상기 중공형 화이버의 내면은 상기 실시예 1의 가교된 친수성 폴리머의 선택층으로 코팅하였다.
91℃의 온도 및 0.3바아(절대압)의 압력을 갖고 6.9바아(게이지압)에서 -30℃의 이슬점을 갖는 건조 공기를 함유한 스윕 유동을, 6.9바아(게이지압)의 압축공기를 상기 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 ADU 모듈을 통과시켜 생성하였다. 이 모듈에 의해 생성된 건조 공기의 스윕 유동을 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입구 포트에서 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 상기 공급액의 흐름에 대해 실질적으로 역류로 127L(STP)/min의 속도로 흐르도록 하였다. 상기 투과액 유동의 압력을 0.3바아(절대압)로 감소기키기 위해 진공 펌프를 사용하였다.
이러한 조건 하에서, 상기 잔류액 유동은 0.00203바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율은 0.024이었다. 이것은 0.1wt%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데, 이는 99.2%의 수분 제거율에 해당한다.
실시예 4
다음을 제외하고는, 실시예 3을 반복적으로 수행하였다: 0.1 바아(게이지)의 압력에서 9.4wt%의 수분을 함유하는 증기상 공급액을 상기 중공형 화이버 멤브레인 모듈에 6.0kg/hr의 속도로 공급하 였으며, 스윕 유동은 91℃ 및 0.3바아(절대압)에서 57 L(STP)min로 흐르는 질소이었다.
이들 조건 하에서, 잔류액 유동은 0.00008바아(절대압)의 수분 부분압을 갖는 한편, 스윕 유동 입구는 0.00002바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윔 유동 내부의 수분 부분압의 비율은 0.2이었다. 이것은 0.002wt%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데, 이는 99.9%의 수분 제거율에 해당한다.
실시예 5
도 10에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 시스템을 사용하여 0.3바아(게이지압)의 압력 및 95℃의 온도에서 에틸 아세테이트에 용해된 3.3wt%의 수분을 함유한 증기상 공급액 용액을 232㎠의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브레인의 관 내부로 0.14kg/hr의 속도로 공급하였다. 상기 중공형 화이버의 내면은 상기 실시예 1에서와 같은 선택층으로 코팅하였다.
95℃ 및 0.3바아(절대압)에서 가스 실린더로부터 질소를 함유한 스윕 유동을, 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입구 포트에서 상기 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 공급액의 유동에 대해 실질적으로 역류로 0.6 L(STP)/min로 흐르도록 하였다. 상기 투과액 유동의 압력을 0.3바아(절대압)로 감소시키기 위해 진공 펌프를 사용하였다.
이러한 작동 조건 하에서, 상기 잔류액 유동은 0.01524바아(절대압)의 수분 부분압을 갖는 한편, 스윕 유동 입구는 0.00002바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율은 0.001이었다. 이것은 0.1wt%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데, 이는 89.9%의 수분 제거율에 해당한다.
실시예 6
도 10에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 시스템을 사용하여, 0.2바아(게이지압)의 압력 및 91℃의 온도에서 애탄올에 용해된 12.2wt%의 수분 함유한 증기상 공급액 용액을 232k㎡의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브레인의 관 내부로 0.07kg/hr의 속도로 공급하였다. 상기 중공형 화이버의 내면은 상기 실시예 1에서와 같은 선택층으로 코팅하였다.
91℃ 및 0.3바아(절대압)에서 가스 실린더로부터 질소를 함유한 스윕 유동을, 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입구 포트에서 상기 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 공급액의 유동에 대해 실질적으로 역류로 0.6 L(STP)min로 흐르도록 하였다. 상기 투과액 유동의 압력을 0.3바아(절대압)로 감소시키기 위해 진공 펌프를 사용하였다.
상기한 작동 조건 하에서, 상기 잔류액 유동은 0.00460바아(절대압)의 수분 부분압을 갖는 한편, 스윕 유동 입구는 0.00002바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율은 0.003이었다. 이것은 0.2wt%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데, 이는 98.7%의 수분 제거율에 해당한다.
실시예 7
도 10에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 시스템을 사용하여, 0.1바아(게이지압)의 압력 및 80℃의 온도에서 테트라히드로푸란에 용해된 7.5wt%의 수분을 함유한 증기상 공급액 용액을 1.4㎡의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브레인의 관 내부로 1.8kg/hr의 속도를 공급하였다. 상기 중공형 화이버의 내면은 상기 실시예 1에서와 같은 선택층으로 코팅하였다.
80℃ 및 0.3바아(절대압)에서 가스 실린더로부터 질소를 함유한 스윕 유동을, 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입구 포트에서 상기 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 공급액이 유동에 대해 실질적으로 역류도 85 L(STP)min로 흐르도록 하였다. 상기 투과액 유동의 압력을 0.3바아(절대압)로 감소시키기 위해 공 펌프를 사용하였다.
상기 작동 조건 하에서, 상기 잔류액 유동은 0.00686바아(절대압)으 수분 부분압을 갖는 한편, 스윕 유동 입구는 0.00002바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율은 0.002이었다. 이것은 0.01wt%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데. 이는 99.9%의 수분 제거율에 해당한다.
실시예 8
다음을 제외하고는, 실시예 3을 반복적으로 수행하였다. 0.1바아(게이지)의 압력 및 95℃의 온도에서 12.7wt%의 수분을 함유하는 증기상 공급액을 사용하고, 스윕 유동은 95℃ 및 0.3바아(절대압)에서 57 L(STP)min로 흐르는 가스 실린더로부터의 질소이었다.
이러한 작동 조건 하에서, 잔류액 유동은 0.00047바아(절대압)의 수분 부분압을 갖는 한편, 스윕 유동 입구는 0.00002바아(절대압)의 수분 부분압을 가져, 잔류액 유동 내부의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율 0.032이었다. 이것은 0.014tw%의 잔류액 유동 수분 농도를 형성하였는데, 이는 99.9% 의 수분 제거율에 해당한다.
비교예 1
비교를 위해, 상기 실시예 8에서 설명된 시스템과 모듈을 역류 투과액 유동으로 동일한 작동 조건 하에서, 그러나 어떠한 질소도 상기 멤브레인 모듈에 스윕 가스로서 도입되지 않도록 질소의 스윕 유동을 제로로 설정하여 가동하였다. 이들 조건 하에서. 잔류액 유동은 5.2wt%의 수분 농도를 가져, 60%에 지나지 않은 수분 제거율에 해당하였다.
실시예 9
다양한 파라미터를 이용하여 시스템의 성능을 예측하기 위해. 도 8에 도시된 컴퓨터화된 수치 모델의 시스템을 준비하여 사용하였다. 0.1바아(게이지압)의 압력 및 95℃의 온도에서 IPA에 용해된 18wt%의 수분을 함유한 증기상 공급액 용액을 2.8㎡의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브레인의 관 내부로 8.9kg/hr의 속도로 공급하였으며, 상기 중공형 화이버의 내면은 전술한 실시예에서 사용된 것과 동일한 형태의 선택층으로 코팅하였다.
95℃ 및 기본적으로 대기압에서 있으며, 0.0007바아(절대압)의 수증기 부분압을 갖는 질소의 스윕 유동을, 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입구 포트에서 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 공급액의 유동에 대해 실질적으로 역류로 516 L(STP)min로 흐르도록 하였다.
이들 조건 하에서, 상기 모듈을 벗어나는 투과액은 0.047바아(절대압)의 계산된 수증기 부분압을 갖는다. 이 유동을 압축기로 공급하여, 압력을 6.9바아(게이지압)로 증가시켰다. 결과적인 고압의 유동을 0℃의 온도에서 동작하는 응축기로 보내어, 여기서 수증기를 응축하였다. 상기 응축기를 벗어나는 비응축성 유동을 스로틀 밸브로 사용하여 대기압으로 감소시켰다. 결과적인 대기압의 유동은 0.0005 바아(절대압)의 수증기 부분압을 갖는 것으로 추정된다. 그후, 상기 유동을 95℃로 가열하여, 역류 스윕유동으로서 상기 모듈 내부로 도입하였다.
이러한 작동 조건 하에서, 잔류액 유동은 0.05wt%의 계산된 수분 농도를 갖는데, 이는 0.00014바아(절대압)의 수증기 부분압에 해당한다. 따라서, 상기 모듈은 99.7%의 계산된 수분 제거율을 지니며, 잔류액 유동 내부의 수증기 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 부분압의 비율은 0.36인 것으로 계산되었다.
실시예 10
다양한 파라미터를 이용하여 시스템의 성능을 예측하기 위해, 도 7에 도시된 컴퓨터화된 수치 모델의 시스템을 준비하여 사용하였다. 상기 실시예 9에서와 동일한 공급액 용액을 동일한 방식으로 동일한 가상적인 중공형 화이버 멤브레인 모듈로 동일한 속도로 공급하였으며, 실시예 9와 동일한 스윕유동을 사용하여, 0.047바아(절대압)의 계산된 수증기 부분압을 갖고 모듈을 벗어나는 투과액을 생성하였다. 이 유동을 압축기로 공급하여, 압력을 6.9바아(게이지압)로 증가시켰다.
결과적인 고압의 유동은 74℃의 [6.9바아(게이지압)에서] 이슬점을 갖는 것으로 계산되었다. 그후, 이 유동을 멤브레인 가스건조 모듈로 향하게 하여, 가스의 이슬점을 [6.9바아(게이지압)에서] 0℃로 감소시켰다. 그후, 이 유동의 압력을 스로틀 밸브를 사용하여 대기압으로 감소시켰으며, 103L (STP)/min의 유속으로 가스실린더로 부터의 보충 질소를 이 유동과 혼합하였다. 그후, 0.0005바아(절대압)의 계산된 수증기 부분압을 갖는 상기 혼합된 유동을 95℃로 가열하고, 스윕 유동으로서 상기 모듈 내부로 도입하였다.
이러한 작동 조건 하에서, 잔류액 유동은 0.05wt%의 계산된 수분 농도를 갖는데, 이는 0.00014바아(절대압)의 수증기 부분압에 해당한다. 따라서, 상기 모듈은 99.7%의 계산된 수분 제거율을 지니며, 잔류액 유동 내부의 수증기 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수증기 부분압의 비율은 0.36이었다.
실시예 11
다양한 피라미터를 이용하여 시스템의 성능을 예측하기 위해, 도 9에 도시된 컴퓨터화된 수치 모델의 시스템을 준비하여 사용하였다. 상기 실시예 9에서와 동일한 증기상 공급액 용액을 동일한 방식으로 동일한 모듈에 동일한 속도로 동일한 스윕 유동을 사용하여 공급하여, 0.047바아(절대압)의 계산된 수증기 부분압을 갖고 모듈을 벗어나는 투과액을 생성하였다. 이 유동을 압축기로 공급하여, 압력을 6.9바아(게이지압)로 증가시켰다. 결과적인 고압의 유동을 건조제 베드로 보내어, 수분을 0℃의 압력 이슬점으로 제거하였다. 그후, 상기 건조제에 의해 건조된 질소의 압력을 스로틀 밸브를 사용하여 대기압으로 감소시켰다. 결과적인 대기압 유동은 0.0005바아(절대압)의 계산된 수증기 부분압을 갖는다. 그후, 상기 유동을 95℃로 가열하고, 스윕 유동으로서 상기 모듈 내부로 도입하였다.
이러한 작동 조건 하에서, 잔류액 유동은 0.05wt%의 계산된 수분 농도를 갖는데, 이는 0.00014바아(절대압)의 수증기 부분압에 해당한다. 따라서, 상기 모듈은 99.7%의 계산된 수분 제거율을 지니며, 잔류액 유동 내부의 수증기 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수증기 부분압의 비율은 0.36이었다
실시예 12 내지 실시예 17
다양한 파라미터를 이용하여 시스템의 성능을 예측하기 위해, 도 10에 도시된 컴퓨터화된 수치 모델의 시스템을 준비하여 사용하였다. 0.1바아(게이지)의 압력 및 95℃의 압력에서 IPA에 용해된 10wt%의 수분을 함유하는 증기상 공급액 용액을 2.8㎡의 유효 멤브레인 면적을 갖는 모듈 내부의 중공형 화이버 멤브례인의 관 내부로 공급하였으며, 상기 중공형 화이버의 내면은 전술한 실시예에서 사용된 것과 동일한 형태의 선택층으로 코팅하였다. 이 공급액 유동의 유속을 하기 표 1에 나타내고 이하 서술하는 것과 같이 변화시켰다.
95℃ 및 0.2바아(절대압)의 압력에서, 하기 표 1에 나타낸 다양한 수증기 부분압을 갖는 질소의 스윕 유동을, 상기 모듈의 잔류액 말단 근처에 위치한 입고 포트에서 멤브레인의 투과액측으로 도입하여, 공급액의 유동에 대해 실질적으로 역류로 57 L(STP)/min로 흐르도록 하였다.
증기상 공급액의 유속을 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 변화시킨 결과, 특정한 작동 조건 하에서, 상기 잔류액 유동은 0.0039바아(절대압)의 수분 부분압을 가졌는데, 이는 0.1wt% 수분의 잔류액 유동 수분농도에 해당하고, 99%의 수분 제거율에 해당한다. 하기 표 1의 결과는, 잔액 유동에서의 수분 부분압에 대한 스윕 유동 내부의 수분 부분압의 비율이 약 0.9보다 큰 경우에는, 희망하는 잔류액 수분 농도를 얻기 위해서는 상기 모듈로의 공급액 유속이 매우 낮아져, 높은 비용의 비효율적이 시스템을 낳게 된다는 것을 나타낸다. 희망하는 잔류액 수분 농도를 얻기 위해서는 상기 모듈로의 공급액 유속이 매우 낮은 이유는, 상기 비율이 0.9보다 크게 되면, 상기 멤브레인에 걸친 수증기의 이송에 대한 부분압의 구동력 또한 매우 낮아지기 때문이다. 따라서, 일정한 잔류액 수분농도를 얻기 위해서는, 상기 모듈에 대한 공급액의 유속을 수분이 공급액으로부터 제어되는데 충분한 시간을 허용하도록 감소시켜야 한다. >0.9의 비율이 높은 비용의 비효율적인 시스템을 낳게 되는 이유는, 상기 비율이 0.9보다 크게 되면, 상기 모듈에 대한 공급액의 유속이 상기 비율이 0.9보다 작은 경우에 비해 낮아지기 때문이다. 결과적으로, 일정한 용적의 공급액을 처리하기 위해서는, 더욱 큰 멤브레인 면적이 요구되어 덜 효율적이고, 더욱 큰 멤브레인 표면적에 대한 요구는 더 높은 멤브레인 비용을 유발하고, 궁극적으로 더 높은 비용의 시스템을 낳게 된다.
[표 1]
Figure pat00001
이상 설명한 본 발명에 따르면, 증기의 혼합물을 함유한 공급 유동으로부터 제 1 증기를 낮은 비용 및 고효율로 선택적으로 제거할 수 있다.
상기한 명세서에서 채용된 용어 및 표현은 설명을 위한 용어로서 본 명세서에서 사용된 것으로 제한의 의미로 사용된 것은 아니며, 그러한 용어 및 표현을 사용함에 있어서, 상기에서 나타내거나 기술된 특징부 또는 그것의 일부에 대한 동등물을 배제하려는 의도는 아니며, 본 발명의 범주는 다만 첨부된 특허청구범위에 의해서 한정되고 이에 의해서만 제한되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 멤브레인 사용하여 증기 B가 풍부한 투과액 유동 및 증기 B가 고갈된 잔류액 유동을 생성하고, 역류 스윕유동을 사용하여 멤브레인의 투과액측에 증기 B의 낮은 부분압을 유지하기 위한 기본 공정을 나타낸 것이다.
도 2는 스윕 유동이 맴브레인에 근거한 유니트에 의해 생성되는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 것과 유사한 공정을 나타낸 것이다.
도 3은 스윕 유동이 혼성의 압축/응축 공정에 의해 생성되는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 공정과 유사한 공정을 나타낸 것이다.
도 4는 스윕 유동이 흡착 공정에 의해 생성되는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 공정과 유사한 공정을 나타낸 것이다.
도 5는 스윕 유동이 용기에 담긴 정제된 가스로부터 얻어진 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 공정과 유사한 공정을 나타낸 것이다.
도 6은 스윕 유동이 액화된 가스의 증발에 의해 생성된 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 것과 유사한 공정을 나타낸 것이다.
도 7은, 증기 B가 풍부한 투과액 유동을 제 2 멤브레인에 근거한 공정으로 향하게 하여, 스윕 유동으로서 사용되는 증기 B가 고갈된 잔류액 유동을 생성함으로써, 스윕 유동을 위해 사용된 가스를 재순환시켜 스윕 유동이 생성된 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 것과 유사한 공정을 나타낸 것으로, 상기 제 2 멤브레인으로부터의 어떠한 가스 손실을 상쇄하기 위하여 보충 가스 유동이 사용된다.
도 8은, 증기 B가 풍부한 투과액 유동을 압축/응축 공정으로 향하게 하여, 스윕 유동으로서 사용되는 증기 B가 고갈된 비응축성의 유동을 생성함으로써, 스윕유동을 위해 사용된 가스를 재순환시켜 스윕 유동이 생성되는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 것과 유사한 공정을 나타낸 것이다.
도 9는, 증기 B가 풍부한 투과액 유동을 흡착 공정으로 향하게 하여, 스윕 유동으로서 사용된 증기 B가 고갈된 유동을 생성함으로써, 스윕 유동을 위해 사용되는 가스를 재순환시켜, 스윕 유동이 생성되는 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 것과 유사한 공정을 나타낸 것이다.
도 10은, 스윕 유동은 가스이고 효율을 증진시키기 위해 진공 펌프가 증기 B가 풍부한 투과액 유동에서 사용된 것을 제외하고는, 도 1에 도시된 것과 유사한 공정을 나타낸 것이다.

Claims (19)

  1. 증기의 혼합물을 함유한 유체 공급액 유동으로부터 제 1 증기를 제거하기 위한 공정에 있어서,
    (a) 공급액 및 투과액측을 갖고 상기 제 1 증기에 선택적으로 투과성을 갖는 멤브레인을 제공하는 단계와,
    (b) 상기 유체 공급액 유동을 상기 멤브레인의 공급액측으로 향하게 하여, 상기 제 1 증기가 고갈된 잔류액 유동을 회수하고, 상기 멤브레인의 투과액측으로부터 상기 제 1 증기가 풍부한 투과액 유동을 회수하는 단계와,
    (c) 가스상 스윕 유동을 상기 멤브레인의 투과액측으로 향하게 하여, 상기 스윕 유동을 상기 유체 공급액 유동의 흐름에 대해 역류로 흐르게 하는 단계를 포함하되, 상기 스윕유동 내부의 상기 제 1 증기의 부분압은 충분히 낮아, 상기 잔류액 유동 내분의 상기 제 1 증기의 부분압에 대한 상기 스윕 유동 내부의 상기 제 1 증기의 부분압의 비율이 0.9보다 작고, 상기 제 1 증기 및 증기의 상기 혼합물은 1기압에서 0℃보다 높고 200℃보다 낮은 끓는점을 가지는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공정.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가스상 스윕 유동은, 막 분리, 흡착 및 응축으로부터 선택된 공정에 의해 생성된 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가스상 스윕 유동은 용기에 담긴 정제된 가스로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가스상 스윕 유동은 액화 가스의 증발에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제 1항에 있어서,
    (d) 상기 제 1 증기가 풍부한 상기 투과액 유동을 증기제거 공정으로 향하게 하는 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공정.
  6. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 스윕 유동의 하류측에 진공이 가해지는 것을 특징으로 하는 공정.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 단계 (d)의 증기제거 공정은, 응축, 흡착 및 막 분리로부터 선택된 것을 특징으로 하는 공정.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 단계 (d)의 증기제거 공정은 상기 제 1 증기가 고갈되어진 고갈된 가스상 유동을 생성하되, 상기 고갈된 가스상 유동 내부의 상기 제 1 증기의 농도는 충분히 낮아, 상기 잔류액 유동 내부의 상기 제 1 증기의 부분압에 대한 상기 고갈된 가스상 유동 내부의 상기 제 1 증기의 부분압의 비율이 0.9보다 작은 것을 특징으로 하는 공정.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 고갈된 가스상 유동은 단계 (c)에서 스윕 유동으로서 사용되어, 상기 가스상 스윕 유동을 재순환시키는 것을 특징으로 하는 공정.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 멤브레인은 중공형 화이버 복합체 멤브레인인 것을 특징으로 하는 공정.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 증기는 수증기인 것을 특징으로 하는 공정.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 증기의 혼합물은 수증기와 적어도 하나의 유기 증기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유기 증기는, 이소프로필 알코올, 에탄올, 에틸 아세테이트 및 테트라히드로푸란으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 공정.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 공급액 유동은 1기압에서 40℃보다 큰 응축 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 공정.
  15. 제 15항에 있어서,
    상기 공급액 유동의 온도는, 1기압에서 공급액 유동의 응축 온도보다 크거나 같은 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 공정.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 공급액 유동은 0바아(게이지압)보다 크고 10바아(게이지압)보다 작은 압력으로 유지되는 것을 특징으로 하는 공정.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 공급액 유동은 4바아(게이지압)보다 작은 압력으로 유지되는 것을 특징으로 하는 공정.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 잔류액 유동 내부의 상기 제 1증기의부분압에 대한 상기 스윕 유동 내부의 상기 제1 증기의 부분압의 상기 비율은 0.5보다 작은 것을 특징으로 하는 공정.
  19. 수증기 및 유기 증기를 포함하는 혼합물을 함유한 가스상 공급액 유동으로 부터 수증기를 제거하되, 상기 증기는 0℃보다 크고 200℃보다 작은 끓는점을 갖는 유기 화합물을 주로 포함하고, 상기 공급액 유동은 1기압에서 40℃보다 큰 응축 온도를 지니며, 상기 공급액 유동은 상기 응축 온도보다 큰 온도로 유지되고, 상기 공급액 유동의 압력은 0바아(게이지압)보다 크고 10바아(게이지압)보다 작은, 수증기 제거공정에 있어서,
    (a) 공급액 및 잔류액 말단과 공급액 및 잔류액 포트와 적어도 2개의 투과액 포트를 구비하고, 서로에 대해 평행하게 배치되고 챔버 내에 밀봉되며 지지층 상에 선택층을 구비한 복수의 중공형 화이버 멤브레인을 포함하는 중공형 화이버 모듈을 제공하는 단계와,
    (b) 상기 가스상 공급액 유동을 상기 중공형 화이버 모듈의 공급액 포트로 향하게 하여, 상기 잔류액 포트로부터 수증기가 고갈된 잔류액 유동을 회수하고, 상기 모듈의 공급액 말단 부근에 위치한 투과액 포트로부터 수증기가 풍부한 투과액 유동을 회수하는 단계와,
    (c) 가스상 스윕 유동을 상기 모듈의 잔류액 말단 부근에 위치한 투과액 포트로 향하게 하여, 상기 스윕 운동을 상기 가스상 공급액 유동의 흐름에 대해 역류로 흐르게 하는 단계를 포함하되, 상기 스윕 유동 내부의 수증기의 부분압은 충분히 낮아, 상기 잔류액 유동 내부의 수증기의 부분압에 대한 상기 스윕 유동 내부의 수증기의 부분압의 비율이 0.9보다 작은 것을 특징으로 하는 공정.
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EP0701857A1 (en) * 1994-09-14 1996-03-20 Bend Research, Inc. Membrane dehydration of vaporous feeds by countercurrent condensable sweep

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