KR20160070836A

KR20160070836A - 추출 분리 방법

Info

Publication number: KR20160070836A
Application number: KR1020167013050A
Authority: KR
Inventors: 고지 노이시키; 아키라 마츠오카; 유지 구리시로
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-06-20
Also published as: JP2015100718A; US20160250565A1; EP3072569A1; JP5988504B2; CN105722573B; CN105722573A; EP3072569B1; KR101728651B1; EP3072569A4; US10376812B2; WO2015076052A1

Abstract

추출 분리 방법은, 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하는 방법이며, 순차 접속된 복수 단의 추출부를 구비한 추출 장치를 사용하여, 원료 유체로부터 상기 특정 성분을 추출하여 분리하는 추출 분리 공정을 구비하고, 상기 추출 분리 공정은, 각 단의 상기 추출부에 있어서 원료 유체와 그 원료 유체에 대해 비중 차를 갖는 추제를 서로 접촉시킨 상태에서 유통시키면서 원료 유체로부터 추제로 상기 특정 성분을 추출하는 추출 공정과, 상기 추출부로부터 배출되는 유체의 적어도 일부를 다음 단의 상기 추출부로 원료 유체와 추제가 혼합된 상태에서 도입하는 도입 공정과, 최종 단의 상기 추출부로부터 배출된 유체를 상기 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 상기 특정 성분을 추출한 추제로 분리하는 최종 분리 공정을 갖는다.

Description

추출 분리 방법 {EXTRACTION AND SEPARATION METHOD}

본 발명은, 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하는 추출 분리 방법에 관한 것이다.

종래, 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하기 위한 추출 분리 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1에 이러한 추출 분리 방법의 일례가 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에서는, 다수의 유로가 내부에 설치된 유로 구조체를 구비한 장치가 원료 유체(피추출 유체)로부터의 특정 성분(추출 대상물)의 추출 분리에 사용되고 있다. 유로 구조체 내의 각 유로에는, 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태로 흐르고, 그 유통 과정에서 원료 유체로부터 추제로 상기 특정 성분이 추출된다. 유로 구조체의 외면에는, 분리 헤더가 장착되어 있다. 유로 구조체 내에 설치된 상류 측의 유로의 출구와 하류 측의 유로의 입구가 분리 헤더의 내부 공간에 연통하고 있다. 상류 측의 유로를 통해 흐른 원료 유체와 추제의 혼합 유체는, 그 유로의 출구로부터 분리 헤더의 내부 공간으로 배출된다. 분리 헤더의 내부 공간에 배출된 혼합 유체는, 그 내부 공간에 있어서 비중 차에 의해 원료 유체와 추제로 분리된다. 분리된 원료 유체는, 하류 측의 유로에 도입되어 상기 특정 성분의 가일층의 추출이 행해진다.

상기 특허문헌 1에 개시된 추출 분리 방법에서는, 분리 헤더의 내부 공간에 배출된 혼합 유체를 원료 유체와 추제로 완전히 분리하고 있다. 이로 인해, 분리 헤더 내에서의 혼합 유체의 체류 시간이 증대되고, 그 결과, 추출 분리에 걸리는 처리 시간이 증대된다. 또한, 분리 헤더가, 혼합 유체가 완전히 원료 유체와 추제로 분리될 때까지 혼합 유체를 체류시켜 두는 것이 가능한 대용량의 내부 공간을 갖고 있을 필요가 있다. 이로 인해, 분리 헤더가 대형화되고, 그것에 수반하여 분리 장치 전체가 대형화된다.

일본 특허 공개 제2013-126616호 공보

본 발명의 목적은, 추출 장치를 소형화하면서, 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출 분리에 걸리는 처리 시간을 단축하는 것이다.

본 발명의 일 국면에 따르는 추출 분리 방법은, 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하는 방법이며, 순차 접속된 복수 단의 추출부를 구비한 추출 장치를 사용하여, 원료 유체로부터 상기 특정 성분을 추출하여 분리하는 추출 분리 공정을 구비하고, 상기 추출 분리 공정은, 각 단의 상기 추출부에 있어서 원료 유체와 그 원료 유체에 대해 비중 차를 갖는 추제를 서로 접촉시킨 상태에서 유통시키면서 원료 유체로부터 추제로 상기 특정 성분을 추출하는 추출 공정과, 상기 추출부로부터 배출되는 유체의 적어도 일부를 다음 단의 상기 추출부로 원료 유체와 추제가 혼합된 상태에서 도입하는 도입 공정과, 최종 단의 상기 추출부로부터 배출된 유체를 상기 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 상기 특정 성분을 추출한 추제로 분리하는 최종 분리 공정을 갖는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 추출 분리 장치의 추출부의 전체 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 추출부의 적층체를 구성하는 추출 플레이트의 평면도이다.
도 4는 원료 유체와 추제를 접촉시킨 상태에서의 체류 시간과 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출률의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 추출 분리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 의한 추출 분리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 변형예에 의한 추출부의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 변형예에 의한 추출 분리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 변형예에 의한 추출 분리 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

본 발명의 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 방법은, 추출 분리 장치(1)를 사용하여 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하는 방법이다. 먼저, 도 1∼도 4를 참조하여, 이 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 방법에 사용하는 추출 분리 장치(1)에 대해 설명한다.

도 1에는, 추출 분리 장치(1)의 전체 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 추출 분리 장치(1)는, 원료 유체로부터 특정 성분의 5단의 추출 처리를 행하고, 그 추출 처리 후의 유체를 원료 유체와 추제로 분리하는 분리 처리를 행하도록 구성되어 있다. 추출 분리 장치(1)는, 원료 유체보다 비중이 작은 추제를 사용하여 추출을 행하도록 구성되어 있다. 이 추출 분리 장치(1)는, 원료 공급 펌프(2a)와, 추제 공급 펌프(2b)와, 순차 접속된 제1∼제5 추출부(4∼8)를 갖는 추출 장치(3)와, 세틀러(9)와, 제1∼제5 유입량 조절 밸브(10∼14)와, 제1∼제4 배출량 조절 밸브(15∼18)와, 최종 배출량 조절 밸브(19)와, 액면계(20)를 구비한다.

원료 공급 펌프(2a)는, 특정 성분을 함유한 원료 유체를 추출 장치(3)의 제1 추출부(4)로 공급(송출)하는 펌프이다.

추제 공급 펌프(2b)는, 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하기 위한 추제를 추출 장치(3)의 제1∼제5 추출부(4∼8)로 공급(송출)하는 펌프이다.

추출 장치(3)는, 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출을 제1∼제5 추출부(4∼8)에 의해 순차 행하는 것이다. 즉, 추출 장치(3)는, 5단의 추출 처리를 행하도록 구성되어 있다. 또한, 제1 추출부(4)는, 본 발명에 있어서의 「최초의 단의 추출부」의 일례이다. 또한, 제5 추출부(8)는, 본 발명에 있어서의 「최종 단의 추출부」의 일례이다.

제1 추출부(4)는 1단째의 추출 처리를 행하는 것이다. 도 1에서는, 제1∼제5 추출부(4∼8)가 모식적으로 나타내어져 있지만, 제1 추출부(4)는, 구체적으로는, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같은 구조를 갖는다. 제1 추출부(4)는, 적층체(24)와, 원료 공급 헤더(25)와, 추제 공급 헤더(26)와, 배출 헤더(27)를 갖는다.

적층체(24)는, 두께 방향으로 서로 적층된 다수의 플레이트(30)에 의해 형성되어 있다. 적층체(46)를 형성하는 다수의 플레이트(30)에는, 추출 플레이트(31)(도 3 참조)가 복수 포함되어 있다. 각 추출 플레이트(31)에는, 원료 유체와 추제를 유통시키는 마이크로 채널(미세 유로)인 다수의 추출 유로(33)가 설치되어 있다. 각 추출 유로(33)는, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같은 구조를 갖는다. 구체적으로, 각 추출 유로(33)는 원료 도입로(34)와, 추제 도입로(35)와, 합류부(36)와, 합류 유체 유로(37)로 이루어진다. 원료 도입로(34)는, 원료 유체가 도입되어 흐르는 부분이다. 추제 도입로(35)는, 추제가 도입되어 흐르는 부분이다. 합류부(36)는, 원료 도입로(34)와 추제 도입로(35)의 하류 측의 단부에 연결되고, 원료 도입로(34)를 흐른 원료 유체와 추제 도입로(35)를 흐른 추제가 합류하는 부분이다. 합류 유체 유로(37)는, 합류부(36)의 하류 측에 연결되고, 합류한 후의 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태로 흐르는 부분이다.

각 원료 도입로(34) 및 각 추제 도입로(35)는, 추출 플레이트(31)의 두께 방향에 있어서의 한쪽의 판면에 홈을 형성하고, 그 판면에 형성된 홈의 개구를 그 판면에 적층되어 접합된 다른 플레이트(30)로 밀봉함으로써 형성되어 있다. 또한, 각 합류 유체 유로(37)는, 원료 도입로(34) 및 추제 도입로(35)가 형성된 추출 플레이트(31)의 한쪽의 판면의 반대측의 판면에 홈을 형성하고, 그 판면에 형성된 홈의 개구를 그 판면에 적층되어 접합된 다른 플레이트(30)로 밀봉함으로써 형성되어 있다. 또한, 각 합류부(36)는, 추출 플레이트(31)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍으로 이루어진다. 각 추출 플레이트(31)에 설치된 복수의 추출 유로(33)는, 추출 플레이트(31)의 적층 방향과 직교하는 방향으로 배열되어 있다. 적층체(24)는, 다수의 추출 유로(33)를 내부에 갖는 다유로 구조체로 되어 있다.

원료 공급 헤더(25)(도 2 참조)는, 각 추출 유로(33)의 각 원료 도입로(34)(도 3 참조)로 원료 유체를 분배하여 공급하기 위한 헤더이다. 원료 공급 헤더(25)는, 그 내부 공간이 적층체(24)에 설치된 모든 추출 유로(33)의 원료 도입로(34)의 입구(34a)와 연통되도록 적층체(24)에 장착되어 있다. 원료 공급 헤더(25)에는, 원료 공급 펌프(2a)(도 1 참조)의 토출구에 연결되는 원료 공급 배관(21)이 접속되어 있다.

추제 공급 헤더(26)(도 2 참조)는, 각 추출 유로(33)의 각 추제 도입로(35)(도 3 참조)에 추제를 공급하기 위한 헤더이다. 추제 공급 헤더(26)는, 그 내부 공간이 적층체(24)에 설치된 모든 추출 유로(33)의 추제 도입로(35)의 입구(35a)와 연통되도록 적층체(24)에 장착되어 있다. 추제 공급 헤더(26)에는, 추제 공급 펌프(2b)(도 1 참조)의 토출구에 연결되는 추제 공급 배관(22)의 제1 분기관(22a)이 접속되어 있다.

배출 헤더(27)(도 2 참조)는, 각 추출 유로(33)의 각 합류 유체 유로(37)의 출구(37a)(도 3 참조)로부터 원료 유체와 추제의 혼합 유체가 배출되는 헤더이다. 배출 헤더(27)는, 그 내부 공간이 적층체(24)에 설치된 모든 추출 유로(33)의 합류 유체 유로(37)의 출구(37a)와 연통되도록 적층체(24)에 장착되어 있다. 배출 헤더(27)의 하부에는, 제1 접속 배관(23a)(도 1 참조)이 접속되어 있다. 배출 헤더(27)의 상부에는, 제1 배출 배관(28a)이 접속되어 있다.

제2∼제5 추출부(5∼8)는, 2∼5단째의 추출 처리를 각각 행하는 것이다. 제2∼제5 추출부(5∼8)는, 제1 추출부(4)와 마찬가지의 구성을 각각 갖는다. 구체적으로, 제2 추출부(5)는, 적층체(40), 원료 공급 헤더(41), 추제 공급 헤더(42) 및 배출 헤더(43)를 갖는다. 제3 추출부(6)는, 적층체(46), 원료 공급 헤더(47), 추제 공급 헤더(48) 및 배출 헤더(49)를 갖는다. 제4 추출부(7)는, 적층체(52), 원료 공급 헤더(53), 추제 공급 헤더(54) 및 배출 헤더(55)를 갖는다. 제5 추출부(8)는, 적층체(58), 원료 공급 헤더(59), 추제 공급 헤더(60) 및 배출 헤더(61)를 갖는다. 제2∼제5 추출부(5∼8)의 적층체(40, 46, 52, 58)는, 제1 추출부(8)의 적층체(24)에 대응하는 구조를 갖는다. 제2∼제5 추출부(5∼8)의 원료 공급 헤더(41, 47, 53, 59)는, 제1 추출부(8)의 원료 공급 헤더(25)에 대응하는 구조를 갖는다. 제2∼제5 추출부(5∼8)의 추제 공급 헤더(42, 48, 54, 60)는, 제1 추출부(4)의 추제 공급 헤더(26)에 대응하는 구조를 갖는다. 제2∼제5 추출부(5∼8)의 배출 헤더(43, 49, 55, 61)는, 제1 추출부(8)의 배출 헤더(27)에 대응하는 구조를 갖는다. 또한, 배출 헤더(27, 43, 49, 55, 61)는, 본 발명의 배출부의 일례이다.

제2 추출부(5)의 원료 공급 헤더(41)는, 제1 접속 배관(23a)을 통해 제1 추출부(4)의 배출 헤더(27)와 연결되어 있다. 즉, 제2 추출부(5)의 각 추출 유로(33)의 원료 도입로(34)의 입구(34a)는, 제2 추출부(5)의 원료 공급 헤더(41)의 내부 공간 및 제1 접속 배관(23a) 내의 유로를 통해 제1 추출부(4)의 배출 헤더(27)의 내부 공간과 연통되어 있다. 제2 추출부(5)의 추제 공급 헤더(42)에는, 추제 공급 펌프(2b)의 토출구에 연결되는 추제 공급 배관(22)의 제2 분기관(22b)이 접속되어 있다. 제2 추출부(5)의 배출 헤더(43)의 하부에는, 제2 접속 배관(23b)이 접속되어 있다. 배출 헤더(43)의 상부에는, 제2 배출 배관(28b)이 접속되어 있다.

제3 추출부(6)의 원료 공급 헤더(47)는, 제2 접속 배관(23b)을 통해 제2 추출부(5)의 배출 헤더(43)와 연결되어 있다. 즉, 제3 추출부(6)의 각 추출 유로(33)의 원료 도입로(34)의 입구(34a)는, 제3 추출부(6)의 원료 공급 헤더(47)의 내부 공간 및 제2 접속 배관(23b) 내의 유로를 통해 제2 추출부(5)의 배출 헤더(43)의 내부 공간과 연통되어 있다. 제3 추출부(6)의 추제 공급 헤더(48)에는, 추제 공급 펌프(2b)의 토출구에 연결되는 추제 공급 배관(22)의 제3 분기관(22c)이 접속되어 있다. 제3 추출부(6)의 배출 헤더(49)의 하부에는, 제3 접속 배관(23c)이 접속되어 있다. 배출 헤더(49)의 상부에는, 제3 배출 배관(28c)이 접속되어 있다.

제4 추출부(7)의 원료 공급 헤더(53)는, 제3 접속 배관(23c)을 통해 제3 추출부(6)의 배출 헤더(49)와 연결되어 있다. 즉, 제4 추출부(7)의 각 추출 유로(33)의 원료 도입로(34)의 입구(34a)는, 제4 추출부(7)의 원료 공급 헤더(53)의 내부 공간 및 제3 접속 배관(23c) 내의 유로를 통해 제3 추출부(6)의 배출 헤더(49)의 내부 공간과 연통되어 있다. 제4 추출부(7)의 추제 공급 헤더(54)에는, 추제 공급 펌프(2b)의 토출구에 연결되는 추제 공급 배관(22)의 제4 분기관(22d)이 접속되어 있다. 제4 추출부(7)의 배출 헤더(55)의 하부에는, 제4 접속 배관(23d)이 접속되어 있다. 배출 헤더(55)의 상부에는, 제4 배출 배관(28d)이 접속되어 있다.

제5 추출부(8)의 원료 공급 헤더(59)는, 제4 접속 배관(23d)을 통해 제4 추출부(7)의 배출 헤더(55)와 연결되어 있다. 즉, 제5 추출부(8)의 각 추출 유로(33)의 원료 도입로(34)의 입구(34a)는, 제5 추출부(8)의 원료 공급 헤더(59)의 내부 공간 및 제4 접속 배관(23d) 내의 유로를 통해 제4 추출부(7)의 배출 헤더(55)의 내부 공간과 연통되어 있다. 제5 추출부(8)의 추제 공급 헤더(60)에는, 추제 공급 펌프(2b)의 토출구에 연결되는 추제 공급 배관(22)의 제5 분기관(22e)이 접속되어 있다. 제5 추출부(8)의 배출 헤더(61)에는, 제5 접속 배관(23e)이 접속되어 있다.

제1 유입량 조절 밸브(10)는, 제1 분기관(22a)에 설치되어 있다. 제2 유입량 조절 밸브(11)는, 제2 분기관(22b)에 설치되어 있다. 제3 유입량 조절 밸브(12)는, 제3 분기관(22c)에 설치되어 있다. 제4 유입량 조절 밸브(13)는, 제4 분기관(22d)에 설치되어 있다. 제5 유입량 조절 밸브(14)는, 제5 분기관(22e)에 설치되어 있다. 제1∼제5 유입량 조절 밸브(10∼14)는, 그들이 설치된 제1∼제5 분기관(22a∼22e)을 통해 제1∼제5 추출부(4∼8)의 추제 공급 헤더(26, 42, 48, 54, 60) 내에 도입되는 추제의 유량을 조절하는 것이다.

제1 배출량 조절 밸브(15)는, 제1 배출 배관(28a)에 설치되어 있다. 제2 배출량 조절 밸브(16)는, 제2 배출 배관(28b)에 설치되어 있다. 제3 배출량 조절 밸브(17)는, 제3 배출 배관(28c)에 설치되어 있다. 제4 배출량 조절 밸브(18)는, 제4 배출 배관(28d)에 설치되어 있다. 제1∼제4 배출량 조절 밸브(15∼18)는, 그들이 설치된 제1∼제4 배출 배관(28a∼28d)을 통해 제1∼제4 추출부(4∼7)의 배출 헤더(27, 43, 49, 55)의 상부로부터 배출되는 추제의 유량을 조절하는 것이다.

세틀러(9)는, 제5 접속 배관(23e)을 통해 제5 추출부(8)의 배출 헤더(61)와 접속되어 있다. 세틀러(9)는, 제5 추출부(8)의 배출 헤더(61)의 내부 공간으로부터 제5 접속 배관(23e)으로 배출된 유체가 그 제5 접속 배관(23e)을 통해 도입되는 내부 공간을 갖는다. 세틀러(9)는, 그 내부 공간에 도입된 유체를 체류시킴으로써, 그 유체를, 특정 성분을 추출한 추제와 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체로 비중 차에 의해 분리하는 것이다. 세틀러(9)의 하부에는, 하측 배출 배관(38)이 접속되어 있다. 세틀러(9)의 상부에는, 상측 배출 배관(39)이 접속되어 있다. 세틀러(9)의 내부 공간에서는, 분리된 원료 유체가 하측에 저류됨과 함께 그 원료 유체의 상측에 분리된 추제가 저류되도록 되어 있다. 세틀러(9)의 내부 공간에서 분리된 원료 유체는, 하측 배출 배관(38)을 통해 배출된다. 세틀러(9)의 내부 공간에서 분리된 추제는, 상측 배출 배관(39)을 통해 배출된다.

상측 배출 배관(39)에는, 최종 배출량 조절 밸브(19)가 설치되어 있다. 최종 배출량 조절 밸브(19)는, 세틀러(9)의 내부 공간으로부터 상측 배출 배관(39)을 통해 배출되는 추제의 유량을 조절하는 것이다. 또한, 세틀러(9)에는, 액면계(20)가 설치되어 있다. 액면계(20)는, 세틀러(9)의 내부 공간에서 분리된 원료 유체와 추제 사이의 계면의 높이 위치를 검출하는 것이다. 액면계(20)에 의해 검출된 계면의 높이 위치의 데이터는, 최종 배출량 조절 밸브(19)에 입력된다. 최종 배출량 조절 밸브(19)는, 입력된 계면의 높이 위치의 데이터에 기초하여, 그 계면의 높이 위치가 세틀러(9)에 대한 제5 접속 배관(23e)의 접속부의 높이 위치보다 상측에 유지되도록 세틀러(9)로부터의 추제의 배출 유량을 제어한다.

다음으로, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 방법에 대해 설명한다.

이 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 방법에서는, 상술한 구성을 갖는 추출 분리 장치(1)를 사용하여 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하는 추출 분리 공정을 행한다. 이하, 그 추출 분리 공정에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저, 원료 유체가 원료 공급 펌프(2a)로부터 원료 공급 배관(21)을 통해 제1 추출부(4)의 원료 공급 헤더(25)로 공급됨과 함께, 추제가 추제 공급 펌프(2b)로부터 추제 공급 배관(22)의 제1 분기관(22a)을 통해 제1 추출부(4)의 추제 공급 헤더(26)로 공급된다. 원료 유체로서는, 예를 들어 희토류 금속 등의 특정 성분을 함유하는 수용액이 사용된다. 추제로서는, 원료 유체의 수용액 중의 특정 성분을 선택적으로 추출 가능한 유기 용제가 사용된다. 원료 공급 헤더(25)의 내부 공간에 도입된 원료 유체는, 적층체(24) 내의 각 추출 유로(33)의 원료 도입로(34)에 분배되어 도입된다. 추제 공급 헤더(26)의 내부 공간에 도입된 추제는, 적층체(24) 내의 각 추출 유로(33)의 추제 도입로(35)에 분배되어 도입된다.

각 원료 도입로(34)에 도입된 원료 유체와 각 추제 도입로(35)에 도입된 추제는, 대응하는 합류부(36)에서 합류하여 대응하는 합류 유체 유로(37)로 흐른다. 각 합류 유체 유로(37)에서는, 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태로 흐르고, 그 유통 과정에서 원료 유체로부터 추제로 특정 성분이 추출된다.

각 합류 유체 유로(37)를 흐른 원료 유체와 추제는, 그들의 합류 유체 유로(37)의 출구(37a)로부터 배출 헤더(27)의 내부 공간으로 배출된다. 배출 헤더(27)의 내부 공간으로 배출된 원료 유체와 추제는, 서로 혼합된 상태로 되지만, 그 내부 공간에서 소정의 시간만큼 체류함으로써, 비중이 큰 원료 유체는 하측으로 치우침과 함께 비중이 작은 추제가 상측으로 치우친다. 그리고, 배출 헤더(27)의 내부 공간의 상부로부터 제1 배출 배관(28a)을 통해 추제가 배출됨과 함께, 배출 헤더(27)의 내부 공간의 하부에 위치하는 유체가 제1 접속 배관(23a)으로 배출된다. 즉, 배출 헤더(27)의 내부 공간으로 배출된 유체가 비중 차에 의해 대략 분리되고, 그 분리 후의 한쪽의 유체인 추제가 제1 배출 배관(28a)으로 배출됨과 함께, 분리 후의 다른 쪽의 유체가 제1 접속 배관(23a)으로 배출된다.

여기서, 제1 배출량 조절 밸브(15)에 의해 배출 헤더(27)로부터의 추제의 배출 유량이 조절됨으로써, 배출 헤더(27)의 내부 공간에서 유체가 체류하는 시간의 길이가, 그 배출 헤더(27)의 내부 공간에 있어서 유체가 원료 유체와 추제로 완전히 분리되는 데 필요한 체류 시간보다 짧게 설정되어 있다. 이에 의해, 배출 헤더(27)의 내부 공간으로부터 제1 접속 배관(23a)으로 배출되는 유체는, 원료 유체와 추제가 혼합된 상태의 혼합 유체로 된다. 이 제1 접속 배관(23a)으로 배출되는 유체는, 그 유체 중의 추제의 비율이 그 유체 중의 원료 유체의 비율보다 낮은 유체로 된다. 상세하게는, 상기 배출 헤더(27)의 내부 공간에서 유체가 체류하는 시간의 길이는, 원료 유체에 체적 분율로 최대 10％의 추제가 혼합된 상태의 혼합 유체가 배출 헤더(27)의 내부 공간으로부터 제1 접속 배관(23a)으로 배출되는 길이로 설정되어 있다. 그리고, 제1 추출부(4)의 배출 헤더(27)로부터 제1 접속 배관(23a)으로 배출된 혼합 유체는, 제2 추출부(5)의 원료 공급 헤더(41)로 도입된다. 또한, 배출 헤더(27)에서 분리되어 제1 접속 배관(23a)으로 배출되는 혼합 유체는, 본 발명의 제1 유체의 일례이다. 또한, 배출 헤더(27)에서 분리되어 제1 배출 배관(28a)으로 배출되는 추제는, 본 발명의 제2 유체의 일례이다.

또한, 이 제1 실시 형태에서는, 추제 공급 헤더(26)에 공급되어 각 추출 유로(33)로 흐르는 추제의 유량을 제1 유입량 조절 밸브(10)에 의해 조절함과 함께, 배출 헤더(27)로부터 제1 배출 배관(28a)을 통해 배출되는 추제의 유량을 제1 배출량 조절 밸브(15)에 의해 조절한다. 이 조절에 의해, 제1 추출부(4)에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간의 길이를, 원료 유체에 추제가 접촉하고 나서 그 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출이 평형 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간보다 짧게 설정한다. 즉, 합류부(36)에서 원료 유체와 추제가 합류하고 나서 배출 헤더(27)로부터 제1 배출 배관(28a)으로 추제가 배출됨과 함께 배출 헤더(27)로부터 제1 접속 배관(23a)으로 유체가 배출될 때까지 걸리는 시간의 길이를, 원료 유체에 추제가 접촉하고 나서 상기 추출이 평형 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간보다 짧게 설정한다.

구체적으로는, 원료 유체와 추제가 접촉한 상태로 체류하는 시간(체류 시간)과 그 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출률 사이에는, 도 4에 나타내는 바와 같은 상관 관계가 있다. 이 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출이 평형 상태에 도달할 때까지에 걸리는 시간은 150초 이상이며, 그 평형 상태에 도달하였을 때의 특정 성분의 추출률은 65％이다. 본 실시 형태에서는, 제1 추출부(4)에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간의 길이를 15초로 설정하고 있다. 이 15초에서는, 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출률은, 40％까지밖에 얻어지지 않아, 추출이 평형 상태에 도달하였을 때의 추출률(65％)보다 낮다. 그러나, 원료 유체와 추제가 접촉한 직후에는 추출률의 상승이 빠르기 때문에, 단시간에 평형 상태의 추출률에 대해 어느 정도의 레벨 추출률까지 도달할 수 있다. 이로 인해, 제1 추출부(4)에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간의 길이를 15초로 설정하는 것은, 처리 시간의 단축을 위해 유효하다.

제2 추출부(5)의 원료 공급 헤더(41)로 흐른 유체는, 그 원료 공급 헤더(41)의 내부 공간으로부터 제2 추출부(5)의 적층체(24) 내의 각 추출 유로(33)의 원료 도입로(34)에 분배되어 도입된다. 한편, 제2 추출부(5)의 추제 공급 헤더(42)에는, 추제 공급 펌프(2b)로부터 추제 공급 배관(22)의 제2 분기관(22b)을 통해 추제가 공급된다. 추제 공급 헤더(42)에 공급된 추제는, 추제 공급 헤더(42)의 내부 공간으로부터 제2 추출부(5)의 적층체(24) 내의 각 추출 유로(33)의 추제 도입로(35)에 분배되어 도입된다. 그 후, 제2 추출부(5)에서는, 각 원료 도입로(34)에 도입된 유체와 각 추제 도입로(35)에 도입된 추제가, 제1 추출부(4)에서의 공정과 마찬가지로, 대응하는 합류부(36)에서 합류하여 합류 유체 유로(37)를 흘러 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출이 행해진다. 그 후, 원료 유체 및 추제가 제2 추출부(5)의 합류 유체 유로(37)로부터 배출 헤더(43)의 내부 공간으로 배출된다. 배출 헤더(43)에서는, 제1 추출부(4)의 배출 헤더(27)에서의 공정과 마찬가지로, 당해 배출 헤더(43) 내의 상부로부터 추제가 제2 배출 배관(28b)을 통해 배출됨과 함께, 당해 배출 헤더(43) 내의 하부로부터 원료 유체에 추제가 혼합된 상태의 유체가 제2 접속 배관(23b)으로 배출된다. 제2 접속 배관(23b)으로 배출된 유체는, 제3 추출부(6)의 원료 공급 헤더(47)로 흐른다. 또한, 제2 추출부(5)에서는, 제2 유입량 조절 밸브(11)에 의한 추제 공급 헤더(42)로의 추제의 공급 유량 조절 및 제2 배출량 조절 밸브(16)에 의한 배출 헤더(43)로부터의 추제의 배출 유량의 조절에 대해서도, 제1 추출부(5)에서의 공정과 마찬가지로 행해진다.

이상과 같은 공정과 마찬가지의 공정이 제3 추출부(6) 및 제4 추출부(7)에 있어서도 순차 행해진다. 그리고, 제5 추출부(8)에서는, 추제의 도입, 제4 추출부(7)로부터의 배출된 유체의 도입 및 각 추출 유로(33)에 있어서의 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출이, 제2∼제4 추출부(5∼7)의 경우와 마찬가지로 행해진다. 한편, 제5 추출부(8)에서는, 각 추출 유로(33)의 합류 유체 유로(37)로부터 배출 헤더(61)의 내부 공간에 배출된 유체는, 모두 제5 접속 배관(23e)을 통해 세틀러(9)의 내부 공간에 도입된다.

세틀러(9)에서는, 그 내부 공간에 도입된 유체가 체류되고, 그것에 의해 당해 유체가 특정 성분을 추출한 추제와 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체로 비중 차에 의해 완전히 분리한다. 분리된 원료 유체는, 세틀러(9)의 내부 공간에 있어서 하측에 저류된다. 분리된 추제는, 원료 유체보다 비중이 작으므로, 세틀러(9)의 내부 공간에 있어서 원료 유체의 상측에 저류된다. 그리고, 세틀러(9)의 내부 공간으로부터 하측 배출 배관(38)을 통해, 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체가 배출됨과 함께, 세틀러(9)의 내부 공간으로부터 상측 배출 배관(39)을 통해, 특정 성분을 추출한 추제가 배출된다. 이때, 최종 배출량 조절 밸브(19)는, 액면계(20)에 의해 검출된 세틀러(9) 내에서의 원료 유체와 추제 사이의 계면의 높이 위치의 데이터에 기초하여, 그 계면의 높이 위치가 세틀러(9)에 대한 제5 접속 배관(23e)의 접속부의 높이 위치보다 상측의 위치에 유지되도록 세틀러(9)로부터의 배출 유량을 제어한다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 방법이 행해진다.

이 제1 실시 형태에서는, 제1∼제4 추출부(4∼7)에 있어서 추출 유로(33)로부터 대응하는 배출 헤더(27, 43, 49, 55, 61)의 내부 공간에 배출된 유체의 일부를 원료 유체와 추제가 혼합된 상태로 다음 단의 추출부(5∼8)의 추출 유로(33)로 도입한다. 이로 인해, 각 단의 추출부마다 체류부를 설치하여 그 체류부에서 대응하는 추출 유로로부터 배출된 유체를 완전히 원료 유체와 추제로 분리할 때까지 체류시키는 경우에 비해, 추출 분리에 걸리는 처리 시간을 단축할 수 있다.

가령 각 단의 추출부마다 체류부를 설치하여 그들 체류부에서 각 단의 추출부의 추출 유로로부터 배출된 유체를 완전히 원료 유체와 추제로 분리할 때까지 체류시키는 경우에는, 각 체류부에 있어서 각각 유체를 장시간 체류시킬 필요가 있고, 그 결과, 각 체류부를 대형화하지 않을 수 없다. 이에 반해, 제1 실시 형태에서는, 제1∼제4 추출부(4∼7)의 배출 헤더(27, 43, 49, 55)로부터 다음 단의 추출부(5∼8)의 추출 유로(33)로 원료 유체와 추제가 혼합된 상태의 혼합 유체를 도입하므로, 제1∼제4 추출부(4∼7)의 배출 헤더(27, 43, 49, 55)의 내부 공간에서의 유체의 체류 시간을 단축할 수 있다. 이로 인해, 배출 헤더(27, 43, 49, 55)를 소형화할 수 있다. 또한, 제5 추출부(8)의 배출 헤더(61)에서는 유체의 분리를 행할 필요는 없고, 그 후의 세틀러(9)에 있어서 유체를 원료 유체와 추제로 분리하므로, 제5 추출부(8)의 배출 헤더(61)의 내부 공간에서의 유체의 체류 시간도 단시간으로 할 수 있다. 그 결과, 제5 추출부(8)의 배출 헤더(61)도 소형화할 수 있다. 이상으로부터, 이 제1 실시 형태에서는, 추출 장치(3)(추출 분리 장치(1))의 소형화가 가능해진다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 제5 추출부(8)의 추출 유로(33)로부터 대응하는 배출 헤더(61)에 배출된 유체를 세틀러(9)의 내부 공간에 도입하여 체류시킴으로써, 그 유체를, 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 특정 성분을 추출한 추제로 비중 차에 의해 분리한다. 이로 인해, 상기한 바와 같이 각 단의 배출 헤더(27, 43, 49, 55)에서의 유체의 체류 시간을 단축하여 처리 시간을 단축하였다고 해도, 추출 처리 후의 유체를 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 특정 성분을 추출한 추제로 완전히 분리할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 제1∼제4 추출부(4∼7)의 배출 헤더(27, 43, 49, 55)에서 분리한, 추제의 비율이 원료 유체의 비율보다 낮은 혼합 유체를, 다음 단의 추출부의 추출 유로(33)로 공급한다. 이로 인해, 후단의 추출부를 향함에 따라서 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출을 촉진하면서, 후단의 추출부를 향함에 따라서 처리해야 할 유체의 유량이 증대해 가는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 추출 분리 장치(1)로서, 제1∼제5 추출부(4∼8)가 서로 적층된 다수의 플레이트(30)로 이루어지는 적층체(24)를 각각 갖고, 그 각 추출부(4∼8)의 적층체(24)의 각 추출 플레이트(31)에 복수의 추출 유로(33)를 구성하는 복수의 마이크로 채널이 배열된 것을 사용한다. 그리고, 제1∼제5 추출부(4∼8) 각각의 각 추출 유로(33)의 합류 유체 유로(37)에 있어서, 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태에서 유통시키면서 원료 유체로부터 추제로 특정 성분을 추출한다. 이로 인해, 다수의 추출 유로(33)의 합류 유체 유로(37) 내에서 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출을 행할 수 있다. 게다가, 각 합류 유체 유로(37)는 마이크로 채널이므로, 각 합류 유체 유로(37) 내에서의 단위 체적당의 원료 유체와 추제의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 추출 분리의 처리 효율을 높일 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 제1∼제5 추출부(4∼8) 각각에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간의 길이를, 원료 유체에 추제가 접촉하고 나서 그 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출이 평형 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간보다 짧게 설정하고 있다. 이로 인해, 단위 시간당 추출률이 높고, 또한 효율이 좋은 추출 처리를 행할 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 추출 분리 방법에 대해 설명한다. 이 제2 실시 형태에 의한 추출 분리 방법에서는, 도 5에 도시하는 바와 같은 추출 분리 장치(1)를 사용하여 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출 분리를 행한다.

이 제2 실시 형태에 의한 추출 분리 장치(1)는, 상기 제1 실시 형태의 추출 분리 장치(1)와 마찬가지의 구성을 갖는 전반 추출 분리 장치(1a) 외에, 후반 추출 분리 장치(1b)를 구비하고 있다. 후반 추출 분리 장치(1b)는, 전반 추출 분리 장치(1a)의 후단 측에 접속되고, 전반 추출 분리 장치(1a)에서 행해지는 추출 분리와 마찬가지의 추출 분리를 전반 추출 분리 장치(1a)로부터 배출된 추출 분리 처리 후의 원료 유체에 다시 행하는 것이다.

전반 추출 분리 장치(1a)는, 제1 원료 공급 펌프(2a), 제1 추제 공급 펌프(2b), 제1 추출 장치(3), 제1 세틀러(9), 제1∼제5 유입량 조절 밸브(10∼14), 제1∼제4 배출량 조절 밸브(15∼18), 전반 최종 배출량 조절 밸브(19), 제1 액면계(20)를 구비한다. 전반 추출 분리 장치(1a)를 구성하는 각 요소에 대한 구성은, 상기 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 장치(1)에 있어서 동일 부호가 부여된 각 요소의 구성과 마찬가지이다.

또한, 후반 추출 분리 장치(1b)의 구성은, 전반 추출 분리 장치(1a)의 구성과 마찬가지이다. 즉, 후반 추출 분리 장치(1b)는 상기 제1 실시 형태의 추출 분리 장치(1)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 구체적으로, 후반 추출 분리 장치(1b)는 제2 원료 공급 펌프(62a), 제2 추제 공급 펌프(62b), 제6∼제10 추출부(64∼68)를 갖는 제2 추출 장치(63), 제2 세틀러(69), 제6∼제10 유입량 조절 밸브(70∼74), 제6∼제9 배출량 조절 밸브(75∼78), 후반 최종 배출량 조절 밸브(79), 제2 액면계(80)를 구비한다.

제2 추출 장치(63)의 구성은, 제1 추출 장치(3)의 구성과 마찬가지이다. 제6∼제10 추출부(64∼68)는, 제1∼제10 추출부(4∼8)와 마찬가지로 구성되어 있음과 함께 접속 배관에 의해 마찬가지로 접속되어 있다. 또한, 전반 추출 분리 장치(1a)의 제1 세틀러(9)는, 하측 배출 배관(38)을 통해 후반 추출 분리 장치(1b)의 제6 추출부(64)의 원료 공급 헤더(64a)에 접속되어 있다.

또한, 하측 배출 배관(38)에는, 제2 원료 공급 펌프(62a)가 설치되어 있다. 제1 세틀러(9)의 내부 공간에서 분리되어 하측 배출 배관(38)에 배출된 원료 유체는, 제2 원료 공급 펌프(62a)에 의해 제6 추출부(64)의 원료 공급 헤더(64a)로 보내지도록 되어 있다. 제2 추제 공급 펌프(62b)의 구성은, 제1 추제 공급 펌프(2b)의 구성과 마찬가지이다. 제6∼제10 추출부(64∼68)에 대한 제2 추제 공급 펌프(62b)의 접속 구성은, 제1∼제5 추출부(4∼8)에 대한 제1 추제 공급 펌프(2b)의 접속 구성과 마찬가지이다. 제2 추제 공급 펌프(62b)는, 제6∼제10 추출부(64∼68)로 제1 추제 공급 펌프(2b)의 경우와 마찬가지로 추제를 각각 공급한다. 제6∼제10 추출부(64∼68)의 도시 생략된 각 추출 유로에서는, 제1∼제5 추출부(4∼8)의 각 추출 유로(33)(도 3 참조)의 경우와 마찬가지로, 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출이 행해진다.

또한, 후반 추출 분리 장치(1b)에 있어서, 제6∼제10 유입량 조절 밸브(70∼74)는, 전반 추출 분리 장치(1a)에 있어서의 제1∼제5 유입량 조절 밸브(10∼14)와 마찬가지의 형태로 설치되어 있다. 제6∼제10 유입량 조절 밸브(70∼74)는, 제1∼제5 유입량 조절 밸브(10∼14)에 대응하는 기능을 갖는 것이다. 또한, 후반 추출 분리 장치(1b)에 있어서, 제6∼제9 배출량 조절 밸브(75∼78)는, 전반 추출 분리 장치(1a)에 있어서의 제1∼제4 배출량 조절 밸브(15∼18)와 마찬가지의 형태로 설치되어 있다. 제6∼제9 배출량 조절 밸브(75∼78)는, 제1∼제4 배출량 조절 밸브(15∼18)에 대응하는 기능을 갖는 것이다. 또한, 후반 추출 분리 장치(1b)에 있어서, 후반 최종 배출량 조절 밸브(79)는, 전반 추출 분리 장치(1a)에 있어서의 전반 최종 배출량 조절 밸브(19)와 마찬가지의 형태로 설치되어 있다. 후반 최종 배출량 조절 밸브(79)는, 전반 최종 배출량 조절 밸브(19)에 대응하는 기능을 갖는 것이다. 또한, 후반 추출 분리 장치(1b)에 있어서, 제2 액면계(80)는 전반 추출 분리 장치(1a)에 있어서의 제1 액면계(20)와 마찬가지의 형태로 설치되어 있다. 제2 액면계(80)는 제1 액면계(20)에 대응하는 기능을 갖는 것이다.

이 제2 실시 형태에 의한 추출 분리 방법에서는, 전반 추출 분리 장치(1a)의 제1 추출 장치(3)의 제1∼제5 추출부(4∼8)에 있어서, 상기 제1 실시 형태에 의한 추출 분리 방법의 경우와 마찬가지의 프로세스에서 원료 유체로부터 추제로 특정 성분을 추출한다. 그 후, 전반 추출 분리 장치(1a)의 제1 세틀러(9)에 있어서, 상기 제1 실시 형태의 세틀러(9)의 경우와 마찬가지로, 추출 처리 후의 유체를 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 특정 성분을 추출한 추제로 분리한다.

전반 추출 분리 장치(1a)의 제1 세틀러(9)의 내부 공간에서 분리된 원료 유체는, 하측 배출 배관(38)으로 배출된다. 하측 배출 배관(38)에 배출된 원료 유체는, 그 하측 배출 배관(38)을 통해 제2 원료 공급 펌프(62a)에 의해 후반 추출 분리 장치(1b)의 제6 추출부(64)의 원료 공급 헤더(64a)로 공급되고, 제6 추출부(64)의 도시 생략된 각 추출 유로로 도입된다. 또한, 제2 추제 공급 펌프(62b)에 의해 송출된 추제가, 제6 추출부(64)의 도시 생략된 각 추출 유로로 도입된다. 제6 추출부(64)의 도시 생략된 각 추출 유로의 합류 유체 유로에 있어서, 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태로 흐르면서 원료 유체로부터 추제로 특정 성분이 추출된다. 제6 추출부(64)로부터 다음 단의 제7 추출부(65)로는, 제6 추출부(64)에서의 추출 처리 후의 원료 유체에 추제가 혼합된 상태의 유체가 공급된다. 제7 추출부(65)에서는, 제6 추출부(64)로부터 공급된 유체에 대해 특정 성분의 추출 처리가 행해진다. 이후, 제8∼제10 추출부(66∼68)에 있어서 마찬가지의 추출 처리가 순차 행해진다. 마지막으로, 제2 세틀러(69)에 있어서, 제10 추출부(68)로부터 배출된 추출 처리 후의 유체를, 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 특정 성분을 추출한 추제로 분리한다. 제6∼제10 추출부(66∼68)에 있어서 행해지는 추출 처리의 공정은, 제1∼제5 추출부(4∼8)에 있어서 행해지는 추출 처리의 공정과 마찬가지이다. 제2 세틀러(69)에서 행해지는 분리 처리의 공정은, 제1 세틀러(9)에서 행해지는 분리 처리의 공정과 마찬가지이다.

이상과 같이 하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 추출 분리 방법이 행해진다.

이 제2 실시 형태에서는, 후반 추출 분리 장치(1b)의 제2 추출 장치(63)와 제2 세틀러(69)에 의해, 전반 추출 분리 장치(1a)의 제1 추출 장치(3)와 제1 세틀러(9)에서 추출 분리한 후의 원료 유체로부터 다시 특정 성분을 추출 분리할 수 있다. 이로 인해, 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출 분리를 더욱 촉진할 수 있다.

이 제2 실시 형태의 추출 분리 방법에 의해 얻어지는 상기 이외의 효과는, 상기 제1 실시 형태의 추출 분리 방법에 의해 얻어지는 효과와 마찬가지이다.

(실시예)

다음으로, 상기 각 실시 형태의 추출 분리 방법에 의해 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출 분리를 행한 경우에 얻어지는 효과를 조사하기 위해 행한 시뮬레이션의 결과에 대해 설명한다.

먼저, 초기 농도로 100ppm의 특정 성분을 함유하는 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하는 경우를 상정한다. 그리고, 상기 제1 실시 형태의 추출 분리 방법에 있어서, 제1∼제5 추출부(4∼8) 각각에서 원료 유체와 추제가 합류하고 나서 대응하는 배출 헤더(27, 43, 49, 55, 61)로부터 유체가 배출될 때까지의 시간, 즉 제1∼제5 추출부(4∼8) 각각에 있어서 원료 유체와 추제가 서로 접촉하고 있는 시간을 15초씩으로 설정한다. 이 경우, 도 4에 나타내는 체류 시간과 추출률의 상관 관계로부터, 각 추출부(4∼8)에 있어서 각각 40％의 추출률이 얻어지는 것을 알 수 있다. 그 결과, 제1 추출부(4)의 배출 헤더(27)로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 60ppm으로 된다. 제2 추출부(5)의 배출 헤더(43)로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 36ppm으로 된다. 제3 추출부(6)의 배출 헤더(49)로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 21.6ppm으로 된다. 제4 추출부(7)의 배출 헤더(55)로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 12.96ppm으로 된다. 제5 추출부(8)의 배출 헤더(61)로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 7.77ppm으로 된다. 또한, 제1∼제5 추출부(4∼8)에서 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태에 있는 시간의 합계는 75초로 된다.

한편, 각 단의 추출부마다 세틀러를 설치한 추출 분리 장치를 사용하여, 각 단의 추출부에서 추출 처리를 행할 때마다 세틀러에서 분리 처리를 행하는 추출 분리 방법을 본 발명의 비교예로서 상정한다. 도 6에는, 이 비교예에 의한 추출 분리 방법에 사용하는 추출 분리 장치의 일부의 구성이 도시되어 있다. 도 6에서는, 1단째의 추출부(104)와 그것에 부설된 1단째의 세틀러(106) 및 2단째의 추출부(105)와 그것에 부설된 2단째의 세틀러(107)가 도시되어 있지만, 이 비교예에 의한 추출 분리 방법에서는, 2단째의 세틀러(107) 뒤에 2단째의 추출부(105) 및 2단째의 세틀러(107)와 마찬가지의 구성을 갖는 도시 생략된 3세트의 추출부 및 세틀러가 차례로 접속된 추출 분리 장치를 사용하는 것으로 한다. 즉, 이 비교예에서 사용하는 추출 분리 장치는, 5단의 추출부와 5단의 세틀러를 구비하고 있고, 그 추출부와 세틀러가 교대로 접속된 구성을 갖는다. 이 비교예에 있어서의 각 추출부의 구성은, 상기 제1 실시 형태의 추출부(4∼8)의 구성과 마찬가지이다. 또한, 이 비교예에 있어서의 각 세틀러의 구성은, 상기 제1 실시 형태의 세틀러(9)와 마찬가지이다.

그리고, 이 비교예에 의한 추출 분리 방법에 있어서, 각 단의 추출부에서 원료 유체와 추제가 합류하고 나서 그 단의 세틀러로부터 분리된 원료 유체가 배출될 때까지의 시간, 즉, 각 단의 추출부와 세틀러에 있어서 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태에 있는 시간을 150초씩으로 설정한다. 이 경우, 도 4에 나타내는 체류 시간과 추출률의 상관 관계로부터, 각 단에서의 추출 분리 처리에 의해 각각 65％의 추출률이 얻어지는 것을 알 수 있다. 따라서, 초기 농도로 100ppm의 특정 성분을 함유하는 원료 유체를 1단째의 추출부에 공급하면, 1단째의 세틀러에서의 분리 후의 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 35ppm으로 된다. 이 경우, 2단째의 세틀러에서의 분리 후의 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 12.25ppm으로 되고, 3단째의 세틀러에서의 분리 후의 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 4.28ppm으로 된다. 또한, 이 경우, 4단째의 세틀러에서의 분리 후의 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 1.50ppm으로 되고, 5단째의 세틀러에서의 분리 후의 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 0.52ppm으로 된다. 또한, 1∼5단째의 추출부 및 세틀러에서 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태에 있는 시간의 합계는 750초로 된다.

상기 제1 실시 형태의 추출 분리 방법에 의한 처리 후의 최종 원료 유체 중의 특정 성분의 농도(7.77ppm)는, 비교예의 추출 분리 방법에 의한 처리 후의 최종 원료 유체 중의 특정 성분의 농도(약 0.52ppm)보다 높아지지만, 10ppm 이하라고 하는 비교적 낮은 농도로 저감시킬 수 있다. 이로 인해, 유용한 추출 분리 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 제1 실시 형태의 추출 분리 방법에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간(75초)은, 비교예의 추출 분리 방법에 있어서의 대응하는 시간(750초)의 1/10의 시간으로 된다. 이것으로부터, 처리 시간의 현저한 저감 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.

또한, 제1 실시 형태의 추출 분리 방법보다 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출 분리를 촉진하고자 하는 경우에는, 상기 제2 실시 형태의 추출 분리 방법을 사용하면 된다.

상기 제2 실시 형태의 추출 분리 방법에 있어서, 초기 농도로 100ppm의 특정 성분을 함유하는 원료 유체를 전반 추출 분리 장치(1a)의 제1 추출부(4)에 공급하였다고 하면, 제1 세틀러(9)에서 분리된 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는, 상기 제1 실시 형태의 경우와 동일한 7.77ppm으로 된다. 그리고, 후반 추출 분리 장치(1b)의 제6∼제10 추출부(64∼68) 각각에 있어서 원료 유체와 추제가 서로 접촉하고 있는 시간을 제1∼제5 추출부(4∼8)의 경우와 동일한 15초씩으로 설정한 경우, 제6 추출부(64)의 배출 헤더로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 4.7ppm으로 된다. 이 경우, 제7 추출부(65)의 배출 헤더로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 2.8ppm으로 되고, 제8 추출부(66)의 배출 헤더로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 1.68ppm으로 되고, 제9 추출부(67)의 배출 헤더로부터 배출되는 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 1.01ppm으로 된다. 또한, 이 경우, 최후의 제10 추출부(68)의 배출 헤더로부터 배출된 후, 제2 세틀러(69)에서 분리된 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는 약 0.60ppm으로 된다. 또한, 이 제2 실시 형태의 추출 분리 방법에 있어서, 제1∼제10 추출부(4∼8, 64∼68)에서 원료 유체와 추제가 서로 접촉한 상태에 있는 시간의 합계는 150초로 된다.

이 제2 실시 형태의 추출 분리 방법에 의한 처리 후의 최종 원료 유체 중의 특정 성분의 농도는, 상기 비교예의 추출 분리 방법에 의한 처리 후의 최종 원료 유체 중의 특정 성분의 농도와 거의 동등해진다. 이로 인해, 당해 제2 실시 형태의 추출 분리 방법에서는 상기 비교예의 추출 분리 방법과 거의 동등한 추출 분리 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 그리고, 제2 실시 형태의 추출 분리 방법에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간(150초)은, 비교예의 추출 분리 방법에 있어서의 대응하는 시간(750초)의 1/5의 시간이다. 즉, 이 제2 실시 형태의 추출 분리 방법으로도, 처리 시간의 저감 효과를 충분히 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함한다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 추출 장치, 제1 추출 장치 및 제2 추출 장치가 5단의 추출부를 각각 구비하고 있지만, 본 발명은 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 추출 장치는 2단 이상의 추출부를 구비하고 있으면 된다. 또한, 이 경우에는, 세틀러는 추출 장치가 구비하는 2단 이상의 추출부 중 최종 단의 추출부의 뒤에 설치하여 그 최종 단의 추출부로부터 배출되는 유체를 원료 유체와 추제로 분리하도록 하면 된다.

또한, 세틀러는 생략해도 되고, 세틀러 이외의 분리 수단에 의해 최종 분리 공정을 행해도 된다.

또한, 각 추출부의 구성은, 반드시 상술한 구성에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 각 추출부에 설치된 각 헤더의 배치나 구조, 적층체 내의 추출 유로의 형상, 배치 및 개수 등에 대해, 상술한 구성이나 도면에 나타내어진 구성 이외의 구성을 채용해도 된다.

예를 들어, 도 7에 도시하는 변형예와 같이, 배출부(27a)를 배출 헤더(27b)와 그 배출 헤더(27b)에 접속된 간이 분액조(27c)에 의해 구성해도 된다. 간이 분액조(27c)는, 본 발명의 분액조의 일례이다. 또한, 도 7에서는, 제1 추출부(4)에 대해 예시하고 있지만, 다른 단의 추출부의 배출부도 마찬가지로 구성하면 된다. 이 구성에서는, 배출 헤더(27b)가 대응하는 추출 유로의 출구에 접속되고, 그 추출 유로로부터 배출 헤더(27b)에 배출된 유체를 간이 분액조(27c)의 내부 공간에 도입하여 그 내부 공간에서 비중 차에 의해 추제와 혼합 유체로 분리한다.

이 구성에 의하면, 간이 분액조(27c)의 내부 공간에서 비중 차에 의한 분리를 행할 수 있으므로, 배출 헤더(27b)로서 비중 차에 의한 분리를 행하는 기능을 갖지 않는 일반적인 배출 헤더를 사용할 수 있다. 그리고, 배출 헤더(27b)는 비중 차에 의한 분리를 행하는 기능을 갖지 않아도 되므로, 그 배출 헤더(27b)로서 용량이 작은 최소 사이즈의 배출 헤더를 사용할 수 있다. 이로 인해, 간이 분액조(27c)를 설치하였다고 해도, 추출 장치(3) 전체의 사이즈를 비교적 콤팩트하게 유지할 수 있다.

또한, 도 8에 도시하는 다른 변형예와 같이, 제1 배출 배관(28a)을 제2 추출부(5)의 추제 공급 헤더(42)에 접속하고, 제2 배출 배관(28b)을 제3 추출부(6)의 추제 공급 헤더(48)에 접속하고, 제3 배출 배관(28c)을 제4 추출부(7)의 추제 공급 헤더(54)에 접속하고, 제4 배출 배관(28d)을 제5 추출부(8)의 추제 공급 헤더(60)에 접속해도 된다. 이에 의해, 제1∼제4 추출부(4∼7)의 배출 헤더(27, 43, 49, 55)에서 분리된 추제가 다음 단의 추출부의 추출 유로에 공급되고, 그 추출 유로에서의 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출에 당해 추제를 재이용할 수 있다. 이로 인해, 추제의 사용량을 삭감할 수 있다.

또한, 도 9에 도시하는 또 다른 변형예와 같이, 제2 배출 배관(28b)을 제1 추출부(4)의 추제 공급 헤더(26)에 접속하고, 제3 배출 배관(28c)을 제2 추출부(5)의 추제 공급 헤더(42)에 접속하고, 제4 배출 배관(28d)을 제3 추출부(6)의 추제 공급 헤더(48)에 접속하고, 세틀러(9)의 상부에 접속된 상측 배출 배관(39)을 제4 추출부(7)의 추제 공급 헤더(54)에 접속해도 된다. 이 변형예에서는, 상측 배출 배관(39)에, 세틀러(9)로부터 상측 배출 배관(39)으로 배출되는 추제를 제4 추출부(7)의 추제 공급 헤더(54)로 보내는 펌프(2c)가 설치된다. 또한, 제4 배출 배관(28d)에, 제4 추출부(7)의 배출 헤더(55)로부터 배출된 추제를 제3 추출부(6)의 추제 공급 헤더(48)로 보내는 펌프(2d)가 설치된다. 또한, 제3 배출 배관(28c)에, 제3 추출부(6)의 배출 헤더(49)로부터 배출된 추제를 제2 추출부(5)의 추제 공급 헤더(42)로 보내는 펌프(2e)가 설치된다. 또한, 제2 배출 배관(28b)에, 제2 추출부(5)의 배출 헤더(43)로부터 배출된 추제를 제1 추출부(4)의 추제 공급 헤더(26)로 보내는 펌프(2f)가 설치된다. 또한, 이 변형예에서는, 제5 추출부(8)의 추제 공급 헤더(60)에 추제 공급 배관(22)이 접속되어 있다. 이 추제 공급 배관(22)을 통해, 추제 공급 헤더(6)로 프레쉬한 추제가 공급되도록 되어 있다. 즉, 추출 대상으로서의 특정 성분을 함유하지 않는 추제가 추제 공급 헤더(6)로 공급된다.

이 변형예의 구성에서는, 제2∼제4 추출부(5∼7)의 배출 헤더(43, 49, 55)에서 분리된 추제가 1개 전의 단의 추출부의 추출 유로에 공급됨과 함께, 세틀러(9)에서 분리된 추제가 제4 추출부(7)의 추출 유로에 공급된다. 이로 인해, 제2∼제4 추출부(5∼7)의 배출 헤더(43, 49, 55) 및 세틀러(9)에서 분리된 추제를 전단의 추출부의 추출 유로에서의 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출에 재이용할 수 있다. 그 결과, 추제의 사용량을 삭감할 수 있다.

또한, 원료 유체는, 반드시 희토류 금속 등의 특정 성분을 함유한 수용액에 한정되는 것은 아니다. 또한, 추제는, 반드시 유기 용제에 한정되는 것은 아니다.

또한, 원료 유체로부터 추출 분리되는 특정 성분은, 그 원료 유체로부터 제거하고자 하는 제거 성분, 예를 들어 불순물이나 오염 물질 등이어도 된다. 즉, 본 발명의 추출 분리 방법은, 원료 유체 중으로부터 유용한 특정 성분을 채취할 목적, 및 원료 유체 중으로부터 불필요한 특정 성분을 제거할 목적의 어느 쪽에나 사용할 수 있다.

또한, 원료 유체는, 추제보다 비중이 작은 유체여도 된다. 이 경우에는, 상술한 추출 분리 장치의 구성을 상하 반대로 함으로써, 전단의 추출부에서 추출 처리한 후의 원료 유체를 다음 단의 추출부로 공급할 수 있다.

또한, 각 단의 추출부의 배출부에 있어서, 반드시 비중 차에 의한 분리(각 단 분리 공정)를 행하지 않아도 된다. 예를 들어, 각 단의 배출부에 배출된 유체를 체류시키지 않고 그 유체로부터 소정량의 혼합 유체를 뽑아내어 다음 단의 추출부로 공급해도 된다. 또한, 각 단의 배출부에 배출된 유체를 원료 유체와 추제가 혼합된 상태로 다음 단의 추출부로 전량 공급해도 된다.

[실시 형태의 개요]

상기 실시 형태를 정리하면, 이하와 같다.

상기 실시 형태에 의한 추출 분리 방법은, 원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하는 방법이며, 순차 접속된 복수 단의 추출부를 구비한 추출 장치를 사용하여, 원료 유체로부터 상기 특정 성분을 추출하여 분리하는 추출 분리 공정을 구비하고, 상기 추출 분리 공정은, 각 단의 상기 추출부에 있어서 원료 유체와 그 원료 유체에 대해 비중 차를 갖는 추제를 서로 접촉시킨 상태에서 유통시키면서 원료 유체로부터 추제로 상기 특정 성분을 추출하는 추출 공정과, 상기 추출부로부터 배출되는 유체의 적어도 일부를 다음 단의 상기 추출부로 원료 유체와 추제가 혼합된 상태에서 도입하는 도입 공정과, 최종 단의 상기 추출부로부터 배출된 유체를 상기 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 상기 특정 성분을 추출한 추제로 분리하는 최종 분리 공정을 갖는다.

이 추출 분리 방법에서는, 추출부로부터 배출되는 유체의 적어도 일부를 원료 유체와 추제가 혼합된 상태로 다음 단의 추출부로 도입한다. 이로 인해, 각 단의 추출부마다 체류부를 설치하여 그 체류부에서 유체를 완전히 원료 유체와 추제로 분리할 때까지 체류시키는 경우에 비해 추출 분리에 걸리는 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 유체를 완전히 원료 유체와 추제로 분리하는 데 필요한 큰 체류부가 불필요해지므로, 추출 장치의 소형화가 가능해진다. 또한, 이 추출 분리 방법에서는, 최종 단의 추출부로부터 배출된 유체를, 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 특정 성분을 추출한 추제로 분리한다. 이로 인해, 각 단의 추출부에서의 유체의 체류 시간을 단축하여 처리 시간을 단축하였다고 해도, 추출 처리 후의 유체를 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 특정 성분을 추출한 추제로 완전히 분리할 수 있다.

상기 추출 분리 방법에 있어서, 상기 추출 분리 공정에서는, 상기 추출 장치로서, 상기 각 단의 추출부가 그 추출부에 도입된 유체를 유통시키는 추출 유로를 갖고, 또한 적어도 상기 최종 단의 추출부 이외의 상기 각 추출부가 그 추출부의 상기 추출 유로의 출구에 접속된 배출부를 갖는 추출 장치를 사용하고, 상기 도입 공정은, 상기 최종 단의 추출부 이외의 상기 각 추출부에 있어서 상기 추출 유로로부터 상기 배출부에 배출된 유체를 비중 차에 의해 제1 유체와 제2 유체로 분리하고, 또한 그 제1 유체에는 원료 유체와 추제가 포함되도록 분리하는 각 단 분리 공정과, 그 각 단 분리 공정에 있어서 상기 배출부에서 분리된 상기 제1 유체를 다음 단의 상기 추출부의 상기 추출 유로로 도입하는 분리 유체 도입 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

이 구성에서는, 각 단 분리 공정에 있어서 분리한 제1 유체와 제2 유체 중 제1 유체를, 분리 유체 도입 공정에서 다음 단의 추출부의 추출 유로로 도입한다. 이로 인해, 후단의 추출부를 향함에 따라서 처리해야 할 유체의 유량이 증대해 가는 것을 억제할 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 각 단 분리 공정에 있어서 분리되는 상기 제1 유체 중의 추제의 비율은, 그 제1 유체 중의 원료 유체의 비율보다 낮은 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 각 단 분리 공정에 있어서 제1 유체 중의 추제의 비율이 그 제1 유체 중의 원료 유체의 비율보다 낮아지도록 분리된 제1 유체를 다음 단의 추출부로 도입할 수 있다. 이로 인해, 후단의 추출부를 향함에 따라서 원료 유체의 양을 유지하면서 그 원료 유체 중의 특정 성분의 추출을 촉진할 수 있다.

상기 도입 공정이 각 단 분리 공정을 포함하는 구성에 있어서, 상기 배출부는, 상기 추출 유로의 출구에 접속된 배출 헤더이며, 상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 추출 유로로부터 상기 배출 헤더의 내부 공간에 배출된 유체를 그 내부 공간에서 비중 차에 의해 상기 제1 유체와 상기 제2 유체로 분리해도 된다.

이 구성에 의하면, 배출 헤더의 내부 공간에서 추출 유로로부터 배출된 유체를 제1 유체와 제2 유체로 분리할 수 있다. 이로 인해, 각 단의 추출부가 배출 헤더 이외에 분액조를 구비하는 구성에 비해 추출 장치의 구성을 간략화할 수 있다.

또한, 상기 도입 공정이 각 단 분리 공정을 포함하는 구성에 있어서, 상기 배출부는, 상기 추출 유로의 출구에 접속된 배출 헤더와, 그 배출 헤더에 접속된 분액조를 갖고, 상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 추출 유로로부터 상기 배출 헤더로 배출된 유체를 상기 분액조의 내부 공간에 도입하여 그 분액조의 내부 공간에서 비중 차에 의해 상기 제1 유체와 상기 제2 유체로 분리해도 된다.

이 구성에 의하면, 분액조의 내부 공간에서 비중 차에 의한 분리를 행할 수 있다. 이로 인해, 비중 차에 의한 분리를 행하는 기능을 갖지 않는 일반적인 배출 헤더를 사용할 수 있다. 또한, 이 구성에서는, 배출 헤더는 비중 차에 의한 분리를 행하는 기능을 갖지 않아도 된다. 이로 인해, 용량이 작은 콤팩트한 배출 헤더를 사용할 수 있다. 이로 인해, 분액조를 설치하였다고 해도, 추출 장치 전체의 사이즈를 콤팩트하게 유지할 수 있다.

상기 도입 공정이 각 단 분리 공정을 포함하는 구성에 있어서, 상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 각 추출부에 있어서 상기 배출부에 배출된 유체 중 소정량의 추제를 상기 제2 유체로서 분리하고, 상기 추출 분리 공정은, 상기 각 단 분리 공정에 있어서 상기 배출부에서 분리된 상기 제2 유체를 다음 단의 상기 추출부의 상기 추출 유로로 공급하는 추제 공급 공정을 갖고 있어도 된다. 또한, 상기 도입 공정이 각 단 분리 공정을 포함하는 구성에 있어서, 상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 각 추출부에 있어서 상기 배출부에 배출된 유체 중 소정량의 추제를 상기 제2 유체로서 분리하고, 상기 추출 분리 공정은, 상기 각 단 분리 공정에 있어서 상기 배출부에서 분리된 상기 제2 유체를 전단의 상기 추출부의 상기 추출 유로로 공급하는 추제 공급 공정을 갖고 있어도 된다.

이들 구성에 의하면, 각 단 분리 공정에 있어서 분리한 제2 유체로서의 추제를 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출에 재이용할 수 있다. 이로 인해, 추제의 사용량을 삭감할 수 있다.

상기 각 단의 추출부가 그 추출부에 도입된 유체를 유통시키는 추출 유로를 갖는 추출 장치를 사용하는 구성에 있어서, 상기 추출 분리 공정에서는, 상기 추출 장치로서, 상기 각 단의 추출부가 서로 적층된 복수의 층을 포함하고, 각 층에 있어서 각각 상기 추출 유로를 구성하는 복수의 마이크로 채널이 배열된 추출 장치를 사용하고, 상기 추출 공정에서는, 상기 각 단의 추출부가 갖는 상기 각 마이크로 채널에 있어서 원료 유체로부터 추제로 상기 특정 성분을 추출하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 각 단의 추출부에 있어서 다수의 마이크로 채널 내에서 원료 유체로부터 추제로의 특정 성분의 추출을 행할 수 있다. 이로 인해, 추출 분리의 처리 효율을 높일 수 있다.

상기 추출 분리 방법에 있어서, 상기 추출 공정에서는, 상기 각 단의 추출부에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간의 길이를, 원료 유체에 추제가 접촉하고 나서 그 원료 유체로부터 추제로의 상기 특정 성분의 추출이 평형 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간보다 짧게 설정하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 단위 시간당 추출률이 높고, 또한 효율이 좋은 추출 처리를 행할 수 있다.

상기 추출 분리 방법에 있어서, 상기 추출 분리 공정에서 사용하는 상기 추출 장치에는, 상기 최종 단의 추출부와 접속된 세틀러가 부설되고, 상기 최종 분리 공정에서는, 상기 최종 단의 추출부로부터 배출된 유체를 상기 세틀러의 내부 공간에 도입하여 그 내부 공간에서 체류시킴으로써, 당해 유체를, 상기 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 상기 특정 성분을 추출한 추제로 분리하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 최종 분리 공정에 있어서, 추출 처리 후의 유체를 세틀러 내에서의 체류에 의해 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 특정 성분을 추출한 추제로 완전히 분리할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 따르면, 추출 장치를 소형화하면서, 원료 유체로부터의 특정 성분의 추출 분리에 걸리는 처리 시간을 단축할 수 있다.

Claims

원료 유체로부터 특정 성분을 추출하여 분리하는 방법이며,
순차 접속된 복수 단의 추출부를 구비한 추출 장치를 사용하여, 원료 유체로부터 상기 특정 성분을 추출하여 분리하는 추출 분리 공정을 구비하고,
상기 추출 분리 공정은,
각 단의 상기 추출부에 있어서 원료 유체와 그 원료 유체에 대해 비중 차를 갖는 추제를 서로 접촉시킨 상태에서 유통시키면서 원료 유체로부터 추제로 상기 특정 성분을 추출하는 추출 공정과,
상기 추출부로부터 배출되는 유체의 적어도 일부를 다음 단의 상기 추출부로 원료 유체와 추제가 혼합된 상태에서 도입하는 도입 공정과,
최종 단의 상기 추출부로부터 배출된 유체를 상기 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 상기 특정 성분을 추출한 추제로 분리하는 최종 분리 공정을 갖는, 추출 분리 방법.
제1항에 있어서,
상기 추출 분리 공정에서는, 상기 추출 장치로서, 상기 각 단의 추출부가 그 추출부에 도입된 유체를 유통시키는 추출 유로를 갖고, 또한 적어도 상기 최종 단의 추출부 이외의 상기 각 추출부가 상기 추출 유로의 출구에 접속된 배출부를 갖는 추출 장치를 사용하고,
상기 도입 공정은, 상기 최종 단의 추출부 이외의 상기 각 추출부에 있어서 상기 추출 유로로부터 상기 배출부에 배출된 유체를 비중 차에 의해 제1 유체와 제2 유체로 분리하고, 또한 그 제1 유체에는 원료 유체와 추제가 포함되도록 분리하는 각 단 분리 공정과, 그 각 단 분리 공정에 있어서 상기 배출부에서 분리된 상기 제1 유체를 다음 단의 상기 추출부의 상기 추출 유로로 도입하는 분리 유체 도입 공정을 포함하는, 추출 분리 방법.
제2항에 있어서,
상기 각 단 분리 공정에 있어서 분리되는 상기 제1 유체 중의 추제의 비율은, 그 제1 유체 중의 원료 유체의 비율보다 낮은, 추출 분리 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 배출부는, 상기 추출 유로의 출구에 접속된 배출 헤더이며,
상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 추출 유로로부터 상기 배출 헤더의 내부 공간에 배출된 유체를 그 내부 공간에서 비중 차에 의해 상기 제1 유체와 상기 제2 유체로 분리하는, 추출 분리 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 배출부는, 상기 추출 유로의 출구에 접속된 배출 헤더와, 그 배출 헤더에 접속된 분액조를 갖고,
상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 추출 유로로부터 상기 배출 헤더로 배출된 유체를 상기 분액조의 내부 공간에 도입하여 그 분액조의 내부 공간에서 비중 차에 의해 상기 제1 유체와 상기 제2 유체로 분리하는, 추출 분리 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 각 추출부에 있어서 상기 배출부에 배출된 유체 중 소정량의 추제를 상기 제2 유체로서 분리하고,
상기 추출 분리 공정은, 상기 각 단 분리 공정에 있어서 상기 배출부에서 분리된 상기 제2 유체를 다음 단의 상기 추출부의 상기 추출 유로로 공급하는 추제 공급 공정을 갖는, 추출 분리 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 각 단 분리 공정에서는, 상기 각 추출부에 있어서 상기 배출부에 배출된 유체 중 소정량의 추제를 상기 제2 유체로서 분리하고,
상기 추출 분리 공정은, 상기 각 단 분리 공정에 있어서 상기 배출부에서 분리된 상기 제2 유체를 전단의 상기 추출부의 상기 추출 유로로 공급하는 추제 공급 공정을 갖는, 추출 분리 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 추출 분리 공정에서는, 상기 추출 장치로서, 상기 각 단의 추출부가 서로 적층된 복수의 층을 포함하고, 각 층에 있어서 각각 상기 추출 유로를 구성하는 복수의 마이크로 채널이 배열된 추출 장치를 사용하고,
상기 추출 공정에서는, 상기 각 단의 추출부가 갖는 상기 각 마이크로 채널에 있어서 원료 유체로부터 추제로 상기 특정 성분을 추출하는, 추출 분리 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추출 공정에서는, 상기 각 단의 추출부에 있어서 원료 유체와 추제를 서로 접촉한 상태로 해 두는 시간의 길이를, 원료 유체에 추제가 접촉하고 나서 그 원료 유체로부터 추제로의 상기 특정 성분의 추출이 평형 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간보다 짧게 설정하는, 추출 분리 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추출 분리 공정에서 사용하는 상기 추출 장치에는, 상기 최종 단의 추출부와 접속된 세틀러가 부설되고,
상기 최종 분리 공정에서는, 상기 최종 단의 추출부로부터 배출된 유체를 상기 세틀러의 내부 공간에 도입하여 그 내부 공간에서 체류시킴으로써, 당해 유체를, 상기 특정 성분이 추출된 후의 원료 유체와 상기 특정 성분을 추출한 추제로 분리하는, 추출 분리 방법.