KR20220006061A - 용매 건조 조성물 및 이에 대한 방법 - Google Patents

용매 건조 조성물 및 이에 대한 방법 Download PDF

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KR20220006061A
KR20220006061A KR1020217035872A KR20217035872A KR20220006061A KR 20220006061 A KR20220006061 A KR 20220006061A KR 1020217035872 A KR1020217035872 A KR 1020217035872A KR 20217035872 A KR20217035872 A KR 20217035872A KR 20220006061 A KR20220006061 A KR 20220006061A
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차이트라 프라카쉬
하이밍 탕
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아쿠아포터스 테크놀로지스 리미티드
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Abstract

본 개시는 용매 건조 조성물 및 이에 대한 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 사용 시 용매 혼합물로부터 물을 방출하는 용매 건조 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 용매 건조 조성물을 회수하는 방법, 보다 구체적으로 삼투 공정에서 사용된 용매 건조 조성물을 회수하는 방법에 관한 것이다.

Description

용매 건조 조성물 및 이에 대한 방법
본 개시는 용매 건조 조성물 및 이에 대한 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 사용 시 용매 혼합물로부터 물을 방출하는 용매 건조 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 용매 건조 조성물을 회수하는 방법, 보다 구체적으로 삼투 공정에서 사용된 용매 건조 조성물을 회수하는 방법에 관한 것이다.
용매 혼합물로부터의 물의 추출 또는 물의 건조는 전형적으로 높은 에너지 및 시간 소모적인 작업이다.
미국 특허출원 공개 제2014/0076810호의 저자들(Jessop et. al.)은 가역적 물 또는 수용액 및 이의 용도를 기술한다. 가역적 물 또는 수용액은 적어도 하나의 질소 원자를 가진 이온화 가능한 작용기를 포함하는 이온화 가능한 첨가제를 첨가함으로써 형성된다. 이 첨가제는 모노아민, 디아민, 트리아민, 테트라민 또는 폴리아민, 예컨대, 중합체 또는 생체중합체로서도 기재된다. 가역적 물 또는 수용액은 유발제를 사용함으로써, 예컨대, CO2, CS2 또는 COS로 버블링시키거나 브론스테드산, 예컨대, 포름산, 염산, 황산 또는 탄산으로 처리함으로써 초기 이온 강도와 증가된 이온 강도 사이에 가역적으로 전환시킬 수 있다. 이 가역성을 가능하게 하기 위해, 이온 형태의 첨가제는 이온화 유발제의 작용을 통해 양성자제거될 수 있어야 한다. 이것은 제솝(Jessop)의 도 1에 나타낸 바와 같이 반드시 이온 형태의 유발제와 상기 첨가제 사이의 가역적 상호작용을 요구한다. 물 또는 수용액의 가역성은 물 또는 수용액에서 다양한 소수성 지질들 또는 용매들의 용해성 또는 불용성을 조절할 수 있게 한다. 이것은 전환 가능한 물로부터 적절한 소수성 용매를 분리하는 수단을 제공한다. 그러나, 제솝(Jessop) 작업의 어려운 점들 중 하나는 가역적 물을 달성하기 위해 아민으로부터 CO2를 해리하는 것이 어렵다는 점이다. 미량의 CO2 및 아민은 인발 용액에서 용해된 상태로 남아 있을 수 있고, 가열, 스트립핑 및 회수 동역학은 대략 수 시간 내지 수분으로 느리고 에너지 집약적이다.
본 발명의 목적은 이 어려움들을 극복하는 용매 건조 조성물을 제공하거나 적어도 유용한 대안을 제공하는 것이다.
제1 양태에서, 본 발명은 용매로부터 물을 회수하는 데 사용할 용매 건조 조성물로서,
a) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과,
b) 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합
의 착물을 포함하는 용매 건조 조성물을 제공하는 것으로서, 이때 사용 시 물은 용매를 통한 조성물의 이동 시 용매로부터 방출되고, 방출된 물은 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성한다.
제2 양태에서, 본 발명은
a) 적어도 하나의 아민 함유 화합물, 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐 및 물을 포함하는 용매 중에
b) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과, 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 착물
을 포함하는 용매 건조 조성물을 제공하는 것으로서, 이때 사용 시 용매 중의 물은 방출되어 용매 건조 조성물과 함께 비혼화성 수성 층을 형성한다.
한 실시양태에서, 카르복실산 함유 화합물은 a) 하기 화학식 I의 화합물 및 b) 하나 이상의 카르복실산 기를 함유하는 중합체 중 하나 이상으로부터 선택된다:
Figure pct00001
상기 식에서,
R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 알킬설폰산은 이소에티온산이다.
또 다른 실시양태에서, 용매는 적어도 이차 또는 삼차 아민 또는 이들의 조합을 포함한다.
한 실시양태에서, 용매는 적어도 하나의 하기 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함한다:
Figure pct00002
상기 식에서,
a) R1 및 R2는 -C1-C7 알킬 또는 -C3-C7 단환으로부터 독립적으로 선택되거나;
b) R1 또는 R2 중 하나는 -O-(C1-C7 알킬)로부터 선택되고, 나머지 하나는 -C1-C7 알킬로부터 선택되거나;
c) R1 및 R2는 함께 화학식 II의 카르보닐과 3원 내지 15원 단환형 케톤 또는 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤을 형성한다.
한 실시양태에서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1; 또는 약 1:50 또는 50:1; 또는 약 1:10 또는 10:1; 또는 약 1:5 또는 5:1; 또는 약 1:3 또는 3:1; 또는 약 1:2 또는 2:1; 또는 약 1:1로부터 선택된다.
제3 양태에서, 본 발명은
a) 적어도 하나의 아민 함유 화합물, 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐 및 물을 포함하는 용매 중에
b) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과,
c) 적어도 하나의 하기 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합
의 착물을 포함하는 용매 건조 조성물을 제공하는 것으로서, 이때 사용 시 용매 중의 물은 방출되어 용매 건조 조성물과 함께 비혼화성 수성 층을 형성한다:
Figure pct00003
상기 식에서,
R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과 적어도 하나의 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물의 착물은 비가역적으로 양성자화된다.
또 다른 실시양태에서, 용매는 적어도 이차 또는 삼차 아민 또는 이들의 조합을 포함한다.
한 실시양태에서, 용매는 적어도 하나의 하기 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함한다:
Figure pct00004
상기 식에서,
d) R1 및 R2는 -C1-C7 알킬 또는 -C3-C7 단환으로부터 독립적으로 선택되거나;
e) R1 또는 R2 중 하나는 -O-(C1-C7 알킬)로부터 선택되고, 나머지 하나는 -C1-C7 알킬로부터 선택되거나;
f) R1 및 R2는 화학식 II의 카르보닐과 함께 3원 내지 15원 단환형 케톤 또는 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤을 형성한다.
한 실시양태에서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 알킬설폰산은 이소에티온산이다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과 적어도 하나의 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물의 착물은 비가역적으로 양성자화된다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1; 또는 약 1:50 또는 50:1; 또는 약 1:10 또는 10:1; 또는 약 1:5 또는 5:1; 또는 약 1:3 또는 3:1; 또는 약 1:2 또는 2:1; 또는 약 1:1로부터 선택된다.
제4 양태에서, 본 발명은 착물 조성물을 제공하는 것으로서, 이때 착물은 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물, 및 a) 하기 화학식 I의 화합물 및 b) 하나 이상의 카르복실산 기를 함유하는 중합체 중 하나 이상으로부터 선택된 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합을 포함하고, 착물은 용매로부터 물을 회수하는 데 사용하기에 적합하고, 이때 물은 용매를 통한 조성물의 이동 시 용매로부터 방출되고, 방출된 물은 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하고, 용매는 a) 적어도 하나의 아민 함유 화합물, b) 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐 및 c) 물을 포함한다:
Figure pct00005
상기 식에서,
R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
또 다른 실시양태에서, 용매는 적어도 이차 또는 삼차 아민, 또는 이들의 조합을 포함한다.
한 실시양태에서, 용매는 적어도 하나의 하기 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함한다:
Figure pct00006
상기 식에서,
a) R1 및 R2는 -C1-C7 알킬 또는 -C3-C7 단환으로부터 독립적으로 선택되거나;
b) R1 또는 R2 중 하나는 -O-(C1-C7 알킬)로부터 선택되고, 나머지 하나는 -C1-C7 알킬로부터 선택되거나;
c) R1 및 R2는 함께 화학식 II의 카르보닐과 3원 내지 15원 단환형 케톤 또는 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤을 형성한다.
한 실시양태에서, 착물의 적어도 하나의 아민 함유 화합물은 이차 또는 삼차 아민 또는 이들의 조합이다.
한 실시양태에서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 알킬설폰산은 이소에티온산이다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1; 또는 약 1:50 또는 50:1; 또는 약 1:10 또는 10:1; 또는 약 1:5 또는 5:1; 또는 약 1:3 또는 3:1; 또는 약 1:2 또는 2:1; 또는 약 1:1로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과 적어도 하나의 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물의 착물은 비가역적으로 양성자화된다.
제5 양태에서, 본 발명은 용매로부터 물을 회수하는 방법으로서,
용매로부터 물을 회수하는 데 사용할 용매 건조 조성물을 접촉시키는 단계; 및
착물 조성물이 용매를 통해 이동할 수 있게 함으로써, 물이 용매로부터 방출되어 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하게 하는 것인 단계
를 포함하는 방법을 제공하는 것으로서, 이때 상기 조성물은 a) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과, b) 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 착물을 포함한다.
한 실시양태에서, 상기 방법은 회수된 물을 비혼화성 용매 층으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
한 실시양태에서, 용매는 a) 적어도 하나의 아민 함유 화합물 및 b) 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함한다.
제6 양태에서, 본 발명은 용매로부터 물을 회수하는 방법으로서,
용매로부터 물을 회수하는 데 사용할 용매 건조 조성물을 접촉시키는 단계;
용매를 착물 조성물과 접촉시키는 단계; 및
착물 조성물이 용매를 통해 이동할 수 있게 함으로써, 물이 용매로부터 방출되어 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하게 하는 단계
를 포함하는 방법을 제공하는 것으로서, 이때 상기 용매 건조 조성물은 a) 적어도 하나의 아민 함유 화합물 및 b) 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함하고, 상기 착물은 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물, 및 (a) 적어도 알킬설폰산; 또는 (b) 적어도 하나의 하기 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물; 또는 (c) 이들의 조합을 포함한다:
Figure pct00007
상기 식에서,
R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 상기 방법은 회수된 물을 비혼화성 용매 층으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
한 실시양태에서, 용매는 a) 적어도 하나의 아민 함유 화합물 및 b) 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 용매로부터 물을 회수하기 위해 상기 정의된 용매 건조 조성물을 사용하는 방법으로서,
1) 용매 건조 조성물을 용매와 접촉시켜, 용매를 통한 조성물의 이동 시 용매로부터 물을 방출하는 단계로서, 방출된 물 및 용매 건조 조성물이 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하는 것인 단계; 및
2) 비혼화성 수성 층으로부터 용매 건조 조성물을 회수하는 단계
를 포함하는 방법을 제공하는 것으로서, 이때 상기 조성물은 a) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과, b) 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 착물을 포함하고,
사용 시 물은 용매를 통한 조성물의 이동 시 용매로부터 방출되고, 방출된 물은 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성한다.
한 실시양태에서, 상기 방법은 용매를 회수하는 단계를 포함한다.
한 실시양태에서, 회수된 용매 건조 조성물은 추가 용매 건조 공정에서 사용하기 위해 재활용된다. 바람직한 실시양태에서, 용매 건조 조성물을 회수하는 공정은 연속 회수 공정이다.
한 실시양태에서, 용매 건조 용액을 회수하는 단계는 하기 기술들 중 하나 이상의 기술에 의해 달성된다: 막 증류, 투과증발, 삼투, 압력 구동 막 공정, 삼투 구동 막 공정, 삼투 보조 압력 구동 막 공정, 압력 보조 삼투 구동 막 공정, 여과, 기계적 증기 재압축, 증발 기반 공정, 물 특이적 반응물 또는 결정화 기술 등.
한 실시양태에서, 용매 건조 용액을 회수하는 단계는 압력 보조 삼투 기술에 의해 달성된다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물은 a) 하기 화학식 I의 화합물; 및 b) 하나 이상의 카르복실산 기를 함유하는 중합체 중 하나 이상으로부터 선택된다:
Figure pct00008
상기 식에서,
R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 알킬설폰산은 이소에티온산이다.
한 실시양태에서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1; 또는 약 1:50 또는 50:1; 또는 약 1:10 또는 10:1; 또는 약 1:5 또는 5:1; 또는 약 1:3 또는 3:1; 또는 약 1:2 또는 2:1; 또는 약 1:1로부터 선택된다.
또 다른 실시양태에서, 적어도 하나의 아민 함유 화합물은 이차 또는 삼차 아민 또는 이들의 조합이다.
한 실시양태에서, 카르복실산 함유 화합물은 금속 염-카르복실산 착물이다.
한 실시양태에서, 금속 염-카르복실산 착물은 6 또는 4 미만의 원자가를 가진 금속 염, 예컨대, Na 염, Fe(II) 염, Fe(III) 염, Cu(II) 염, Al(II) 염, Al(III) 염, Sr(II) 염, Li 염 및 Ag 염 중 하나 이상으로부터 선택된다. 한 실시양태에서, 금속 염은 4 미만의 원자가를 가진다.
한 실시양태에서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, a) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 및 b) 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합을 포함하는 착물은 비가역적으로 양성자화된다.
한 실시양태에서, 용매는 물이 회수되는 용매이고 적어도 하나의 아민 함유 화합물 및 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 용매는 적어도 이차 또는 삼차 아민, 또는 이들의 조합을 포함한다.
한 실시양태에서, 용매는 적어도 하나의 하기 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함한다:
Figure pct00009
상기 식에서,
a) R1 및 R2는 -C1-C7 알킬 또는 -C3-C7 단환으로부터 독립적으로 선택되거나;
b) R1 또는 R2 중 하나는 -O-(C1-C7 알킬)로부터 선택되고, 나머지 하나는 -C1-C7 알킬로부터 선택되거나;
c) R1 및 R2는 화학식 II의 카르보닐과 함께 3원 내지 15원 단환형 케톤 또는 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤 또는 아세토페논을 형성한다.
상기 간단한 요약은 본 발명의 특정 실시양태의 특징 및 기술적 장점을 넓게 기술한다. 추가 기술적 장점은 하기 본 발명의 상세한 설명 및 실시예에 기재될 것이다.
본 발명의 특징인 것으로 여겨지는 신규 특징은 임의의 첨부된 도면 및 실시예와 관련하여 고려될 때 본 발명의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 본원에서 제공된 도면 및 실시예는 본 발명의 예시를 보조하거나 본 발명의 이해를 발전시키는 데 도움을 주기 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 저농도에서 에틸피페리딘 농도의 보정 곡선을 보여준다.
도 2는 종래기술의 건조 능력에 비해 다양한 아민/산 착물들의 건조 능력을 보여준다.
도 3은 다양한 아민/아미노산 착물들의 건조 능력을 보여준다.
도 4는 상업용 염수를 사용하는 5중 역류 재생 공정을 개략적으로 보여준다.
도 5는 도 4에 요약된 역류 재생 공정의 각각의 단계에서 다양한 물 함량의 도표를 보여준다.
도 6은 용매 건조 조성물을 회수하기 위한 압력 보조 삼투 공정에 대한 공정도를 개략적으로 보여준다.
도 7은 용매 건조 조성물을 회수하기 위한 연속 공정 시스템에 대한 공정도를 보여준다.
도 8은 60 bar에서 20%(부피 기준) 희석된 건조 용매 용액의 역삼투 유량(LMH) 데이터 및 거부 % 데이터의 그래프를 보여준다.
도 9는 상이한 압력에서 5종의 상이한 막들로부터 수득된 유량 데이터 결과를 보여준다.
도 10은 상이한 압력에서 5종의 상이한 막들로부터 수득된 거부 % 결과를 보여준다.
도 11은 정전 유착기(coalescer)를 이용하여 용매 건조 조성물을 회수하기 위한 공정도를 보여준다.
하기 설명에는 다수의 예시적 구성, 파라미터 등이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니라, 그 대신에 예시적 실시양태의 설명으로서 제공됨을 인식해야 한다.
정의
본원에서 각각의 경우, 본 발명의 설명, 실시양태 및 실시예에서 용어 "포함하는", "포괄하는" 등은 제한 없이 광범위하게 읽혀져야 한다. 따라서, 문맥이 달리 명확히 요구하지 않은 한, 설명 및 청구범위 전체에서 용어 "포함한다", "포함하는" 등은 배타적인 의미와 반대로 포괄적인 의미, 즉 "포함하나 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다.
용어 "약" 또는 "대략"은 통상적으로 소정의 값 또는 범위의 20% 이내, 보다 바람직하게는 10% 이내, 가장 바람직하게는 5% 이내임을 의미한다. 대안적으로, 용어 "약"은 바람직하게는 소정의 값의 2배 이내의 로그(즉, 크기의 차수) 이내임을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물"은, 중탄산암모늄이 배제되는 한, -NH3, -NHR3 또는 -NR3R4 기 또는 -NH4 +의 암모늄 염을 포함하는 임의의 화합물을 의미하고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "카르복실산 함유 화합물"은 중합체성 화합물, 예컨대, 폴리아크릴산, 공중합체, 예컨대, 폴리(아크릴산-코-말레산) 용액 등을 포함하는, -COOH 기를 가진 임의의 화합물 또는 이의 염이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "알킬설폰산"은 R-S(O)2OH 작용기를 가진 임의의 화합물 또는 이의 염을 포함하고, 이때 R은 C1-C7 알킬이고, 이때 C1-C7 알킬은 이하에 정의된 바와 같다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "C1-C7 알킬"은 특정 범위인 1개 내지 7개의 탄소의 직쇄 또는 분지쇄일 수 있는 완전 포화 분지 또는 비분지 탄화수소 모이어티를 지칭한다. 바람직하게는, 알킬은 1개 내지 7개의 탄소 원자, 또는 1개 내지 4개의 탄소 원자를 포함한다. C1-C7 알킬의 대표적인 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, n-헥실, 3-메틸헥실, 2,2-디메틸펜틸, 2,3-디메틸펜틸, n-헥틸 등을 포함하나, 이들로 제한되지 않는다. 예를 들면, 표현 C1-C4 알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이소프로필, tert-부틸 및 이소부틸을 포함하나, 이들로 제한되지 않는다. 한 실시양태에서, C1-C7 알킬 기는 하기 기들 중 하나 이상의 기로 치환될 수 있다: -할로, -OH, -CN, -NO2, -C≡CH, -SH, -C1-C7 알킬, -(C1-C7 알킬)-OH, -NH2, -NH(C1-C7 알킬), -N(C1-C7 알킬)2, -O(C1-C7 알킬), -C(O)-O(-C1-C7 알킬), -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬).
본원에서 사용된 용어 "C3-C7 단환"은 3원, 4원, 5원, 6원 또는 7원 포화 또는 불포화 단환형 고리이다. 대표적인 C3-C7 단환형 기는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 페닐 및 사이클로헵틸을 포함하나, 이들로 제한되지 않는다. 한 실시양태에서, C3-C7 단환형 사이클로알킬 기는 하기 기들 중 하나 이상의 기로 치환될 수 있다: -할로, -OH, -CN, -NO2, -C≡CH, -SH, -C1-C7 알킬, -(C1-C7 알킬)-OH, -NH2, -NH(C1-C7 알킬), -N(C1-C7 알킬)2, -O(C1-C7 알킬), -C(O)-O(-C1-C7 알킬), -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬).
용어 "3원 내지 15원 단환형 케톤"은 케톤 작용기를 함유하는 3원 내지 15원 비방향족 단환형 고리 시스템을 지칭한다. 3원 내지 15원 단환형 케톤의 대표적인 예는 사이클로프로파논, 사이클로부타논, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 사이클로헵타논, 사이클로옥타논, 사이클로노나논, 사이클로데카논, 사이클로운데카논, 사이클로도데카논, 사이클로트리데카논, 사이클로테트라데카논 및 사이클로펜타데카논을 포함하나, 이들로 제한되지 않는다.
한 실시양태에서, 3원 내지 15원 단환형 케톤은 하기 기들 중 하나 이상의 기로 치환될 수 있다: -할로, -OH, -CN, -NO2, -C≡CH, -SH, -C1-C7 알킬, -(C1-C7 알킬)-OH, -NH2, -NH(C1-C7 알킬), -N(C1-C7 알킬)2, -O(C1-C7 알킬), -C(O)-O(-C1-C7 알킬), -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬).
용어 "3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤"은 (i) 고리 탄소 원자들 중 1개의 고리 탄소 원자가 N, O 또는 S 원자로 대체되어 있는 3원 또는 4원 비방향족 단환형 사이클로알킬; 또는 (ii) 고리 탄소 원자들 중 1개 내지 4개의 고리 탄소 원자가 N, O 또는 S 원자로 독립적으로 대체되어 있는 5원 내지 15원 비방향족 단환형 사이클로알킬을 지칭한다. 1개의 N, O 또는 S 원자를 가진 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤의 대표적인 예는 옥시란-2-온, 티이란-2-온, 옥세탄-2-온, 옥세탄-3-온, 아제티딘-3-온, 티에탄-2-온, 티에탄-3-온, 디하이드로퓨란-2(3H)-온, 디하이드로퓨란-3(2H)-온, 피롤리딘-3-온, 디하이드로티오펜-3(2H)-온, 디하이드로티오펜-2(3H)-온, 테트라하이드로-2H-피란-2-온, 디하이드로-2H-피란-3(4H)-온, 디하이드로-2H-피란-4(3H)-온, 피페리딘-3-온, 피페리딘-4-온, 테트라하이드로-2H-티오피란-2-온, 디하이드로-2H-티오피란-3(4H)-온, 디하이드로-2H-티오피란-4(3H)-온, 옥세판-2-온, 옥세판-3-온, 옥세판-4-온, 티에판-2-온, 티에판-3-온, 티에판-4-온, 아제판-3-온, 아제판-4-온, 옥소칸-2-온, 옥소칸-3-온, 옥소칸-4-온, 옥소칸-5-온, 티오칸-2-온, 티오칸-3-온, 티오칸-4-온, 티오칸-5-온, 아조칸-3-온, 아조칸-3-온, 아조칸-4-온, 아조칸-5-온, 아조난-3-온, 아조난-4-온, 아조난-5-온, 옥소난-2-온, 옥소난-3-온, 옥소난-4-온, 옥소난-5-온, 티오난-2-온, 티오난-3-온, 티오난-4-온, 티오난-5-온, 옥사사이클로운데칸-2-온, 옥사사이클로운데칸-3-온, 옥사사이클로운데칸-4-온, 옥사사이클로운데칸-5-온, 옥사사이클로운데칸-6-온, 아자사이클로운데칸-3-온, 아자사이클로운데칸-4-온, 아자사이클로운데칸-5-온, 아자사이클로운데칸-6-온, 티아사이클로운데칸-2-온, 티아사이클로운데칸-3-온, 티아사이클로운데칸-4-온, 티아사이클로운데칸-5-온, 티아사이클로운데칸-6-온, 옥사사이클로도데칸-2-온, 옥사사이클로도데칸-3-온, 옥사사이클로도데칸-4-온, 옥사사이클로도데칸-5-온, 옥사사이클로도데칸-6-온, 옥사사이클로도데칸-7-온, 아자사이클로도데칸-3-온, 아자사이클로도데칸-4-온, 아자사이클로도데칸-5-온, 아자사이클로도데칸-6-온, 아자사이클로도데칸-7-온, 티아사이클로도데칸-2-온, 티아사이클로도데칸-3-온, 티아사이클로도데칸-4-온, 티아사이클로도데칸-5-온, 티아사이클로도데칸-6-온, 티아사이클로도데칸-7-온, 옥사사이클로트리데칸-2-온, 옥사사이클로트리데칸-3-온, 옥사사이클로트리데칸-4-온, 옥사사이클로트리데칸-5-온, 옥사사이클로트리데칸-6-온, 옥사사이클로트리데칸-7-온, 아자사이클로트리데칸-3-온, 아자사이클로트리데칸-4-온, 아자사이클로트리데칸-5-온, 아자사이클로트리데칸-6-온, 아자사이클로트리데칸-7-온, 티아사이클로트리데칸-2-온, 티아사이클로트리데칸-3-온¸ 티아사이클로트리데칸-4-온, 티아사이클로트리데칸-5-온¸ 티아사이클로트리데칸-6-온, 티아사이클로트리데칸-7-온, 옥사사이클로테트라데칸-2-온, 옥사사이클로테트라데칸-3-온, 옥사사이클로테트라데칸-4-온, 옥사사이클로테트라데칸-5-온, 옥사사이클로테트라데칸-6-온, 옥사사이클로테트라데칸-7-온, 옥사사이클로테트라데칸-8-온, 아자사이클로테트라데칸-3-온, 아자사이클로테트라데칸-4-온, 아자사이클로테트라데칸-5-온, 아자사이클로테트라데칸-6-온, 아자사이클로테트라데칸-7-온, 아자사이클로테트라데칸-8-온, 티아사이클로테트라데칸-2-온, 티아사이클로테트라데칸-3-온, 티아사이클로테트라데칸-4-온, 티아사이클로테트라데칸-5-온, 티아사이클로테트라데칸-6-온, 티아사이클로테트라데칸-7-온, 티아사이클로테트라데칸-8-온, 옥사사이클로펜타데칸-2-온, 옥사사이클로펜타데칸-3-온, 옥사사이클로펜타데칸-4-온, 옥사사이클로펜타데칸-5-온, 옥사사이클로펜타데칸-6-온, 옥사사이클로펜타데칸-7-온, 옥사사이클로펜타데칸-8-온, 아자사이클로펜타데칸-3-온, 아자사이클로펜타데칸-4-온, 아자사이클로펜타데칸-5-온, 아자사이클로펜타데칸-6-온, 아자사이클로펜타데칸-7-온, 아자사이클로펜타데칸-8-온, 티아사이클로펜타데칸-2-온, 티아사이클로펜타데칸-3-온, 티아사이클로펜타데칸-4-온, 티아사이클로펜타데칸-5-온, 티아사이클로펜타데칸-6-온, 티아사이클로펜타데칸-7-온, 티아사이클로펜타데칸-8-온을 포함하나, 이들로 제한되지 않는다. 한 실시양태에서, 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤 기는 하기 기들 중 하나 이상의 기로 치환될 수 있다: -할로, -OH, -CN, -NO2, -C≡CH, -SH, -C1-C6 저급 알킬, -(C1-C7 알킬)-OH, -NH2, -NH(C1-C7 알킬), -N(C1-C7 알킬)2, -O(C1-C7 알킬), -C(O)-O(-C1-C7 알킬), -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬). 의심을 피하기 위해, 3원 내지 5원 단환형 헤테로환형 케톤은 케톤 에놀화 가능한 카르보닐 기가 환형 구조에서 N 원자에 인접해 있는 임의의 아미드 기를 포함하지 않는다.
본원에서 사용된 용어 "할로"는 -F, -Cl, -Br 또는 -I를 지칭한다.
용어 "에놀화 가능한 카르보닐"은 하나 이상의 카르보닐 작용기를 가진 화합물을 의미하고, 이때 카르보닐 작용기들 중 적어도 하나는 하기 반응식에 나타낸 바와 같이 염기에 의해 제거되어 에놀레이트를 형성한 후 에놀을 형성할 수 있는 알파 수소(Hα)를 가진다.
Figure pct00010
본 명세서에서 사용된 용어 에놀화 가능한 카르보닐은 알데하이드 작용기만을 가진 화합물, 카르복실산 작용기만을 가진 화합물, 아미드 작용기만을 가진 화합물, 아실 할라이드 작용기만을 가진 화합물 또는 아세틸아세톤을 포함하지 않음을 이해해야 한다. 본 발명의 에놀화 가능한 카르보닐은 본 명세서에 예시된 에놀화 가능한 카르보닐을 포함하고, 제한 없이 하기 에놀화 가능한 카르보닐도 포함한다: 1-아세토나프톤, 2-아세토나프톤, 4-메틸-1-아세토나프톤, 1'-하이드록시-2'-아세토나프톤, 2'-하이드록시-1'-아세토나프톤, 2-메톡시-1-아세토나프톤, 4-플루오로-1-아세토나프톤; 2-아세틸페난트렌, 3-아세틸페난트렌, 4-아세틸페난트렌, 9-아세틸페난트렌, 6-브로모-9-아세틸페난트렌, 9-플루오로-10-아세틸페난트렌, 9-플루오레논, 9-플루오레논 옥심, 2-니트로-9-플루오레논, 3-니트로-9-플루오레논, 4-니트로-9-플루오레논, 2,6-디니트로-9-플루오레논, 2,7-디니트로-9-플루오레논, 2,3,7-트리니트로-9-플루오레논, 2-플루오로-9-플루오레논, 1-브로모-9-플루오레논, 2-브로모-9-플루오레논, 2,7-디클로로-9-플루오레논, 2,7-디브로모-9-플루오레논, 2-하이드록시-9-플루오레논, 4-하이드록시-9-플루오레논; 1-메틸플루오렌-9-온; 4-메틸플루오렌-9-온; 3,4-디하이드로-2(1H)-퀴놀리논, 7-하이드록시-3,4-디하이드로-2(1H)-퀴놀리논, 6-하이드록시-3,4-디하이드로-2(1H)-퀴놀리논, 8-브로모-2,3-디하이드로-4(1H)-퀴놀리논, 3-부틸-4-하이드록시-1-메틸-2(1H)-퀴놀리논, 6-플루오로-4,4-디메틸-3,4-디하이드로-2(1H)-퀴놀리논, 8-플루오로-4,4-디메틸-3,4-디하이드로-2(1H)-퀴놀리논, 2,6-디메틸-4(1H)-퀴놀리논, 3-부틸-4-하이드록시-1-메틸-2(1H)-퀴놀리논, 1-인다논, 5,6-디메톡시-1-인다논, 6-브로모-1-인다논, 6-메톡시-1-인다논, 2-브로모-1-인다논, 4-브로모-1-인다논, 5-브로모-1-인다논, 5-클로로-1-인다논, 6-클로로-1-인다논, 4,7-디메틸-1-인다논, 2-메틸-1-인다논, 4-메틸-1-인다논, 5-플루오로-1-인다논, 6-플루오로-1-인다논, 6-(트리플루오로메틸)-1-인다논, 4-메톡시-1-인다논, 3,5-디메톡시-1-인다논, 4,7-디메톡시-1-인다논, 5-하이드록시-1-인다논, 4-하이드록시-1-인다논, 7-하이드록시-1-인다논, 2-인다논 옥심, 2,2-디(메틸티오)-1-인다논, (2,4-디메톡시페닐)아세톤, 3,5-디메톡시아세토페논, 4-(4-메톡시페닐)-2-부타논, 3-메톡시페닐아세톤, 4-메톡시 아세토페논, 4-메톡시-2-페닐아세토페논, 2,5-디메틸페닐아세톤, 3,4,5-트리메톡시페닐아세톤, 4-하이드록시-3-페닐부탄-2-온, 3-하이드록시-4-페닐부탄-2-온, 3-하이드록시-3-페닐부탄-2-온, 4-하이드록시-4-페닐부탄-2-온, 1-하이드록시-3-페닐부탄-2-온, 3-하이드록시-1-페닐부탄-2-온, 3-하이드록시-1,3-디페닐부탄-2-온, 4-하이드록시페닐아세톤, 3,4-디하이드록시페닐아세톤, 4-니트로페닐아세톤, 아세토페논, 4-메틸 아세토페논, 벤질아세톤, 3-메틸페닐아세톤, 4-메틸페닐아세톤, 4-에틸페닐아세톤, 1-페닐부탄-2-온, 3-페닐부탄-2-온, 4-페닐부탄-2-온, 1-브로모-4-페닐부탄-2-온, 3-메틸-1-페닐부탄-2-온, 3-메틸-4-페닐부탄-2-온, 에틸 페닐 케톤, 부틸 페닐 케톤, 사이클로프로필 페닐 케톤, 사이클로펜틸 페닐 케톤, 사이클로부틸 페닐 케톤, 사이클로헥실 페닐 케톤, 2-페닐사이클로펜타논, 3-페닐사이클로펜타논, 2-페닐사이클로헥사논, 3-페닐사이클로헥사논, 2-페닐사이클로헵타논, 3-페닐사이클로헵타논, 4-클로로페닐 아세톤, 4-클로로-2-페닐아세토페논, 2,6-디클로로페닐아세톤, 3-클로로페닐아세톤, 2,6-디플루오로페닐아세톤, 1-브로모-1-페닐부탄-2-온, 3-브로모-4-페닐부탄-2-온, 1-브로모-4-페닐부탄-2-온, 3-클로로-4-페닐부탄-2-온, 2-아세틸티오펜, 사이클로프로필-2-티에닐 케톤, 2-아세틸퓨란, 2-퓨릴 메틸 케톤, 1-아세틸피롤, 2-아세틸피롤, 4-메틸-2-페닐아세토페논, 1,3-디페닐아세톤, 4,4-디페닐부탄-2-온, 벤조페논, 4-나프틸 페닐 케톤, 2-벤조일피리딘, 3-벤조일피리딘, 4-벤조일피리딘, 2-(4-클로로벤조일) 피리딘, 2-벤조일티오펜, 2-벤조일피롤, 디(3-티오페닐) 메타논, 3-페닐-1-(2-티에닐)-2-프로펜-1-온 및 피페로닐 아세톤.
용어 "아민 함유 화합물"은 하나 이상의 아민 작용기를 포함하나 헤테로환형 아민을 포함하지 않는 임의의 화합물을 포함하고, 이때 헤테로환형 고리는 적어도 하나의 아민 기뿐만 아니라 산소 또는 황 원자도 포함한다; 예를 들면, 4-에틸모르폴린.
용어 "삼차 아민 함유 화합물"은 바람직하게는 적어도 하나의 삼차 아민 기를 가진 화합물을 의미하나, 상기 화합물은 하나 초과의 삼차 아민 기를 가질 수 있거나 나아가 삼차 아민 함유 화합물들의 혼합물일 수 있음을 인식해야 한다. 바람직하게는, 삼차 아민 함유 화합물은 염기, 예컨대, 루이스 염기이다. 염기가 루이스 염기인 경우, 루이스 부가물이 에놀화 가능한 카르보닐에 의해 형성될 수 있을 것으로 예상된다. 한 실시양태에서, 삼차 아민 함유 화합물은 1 표준 대기압 하에서 섭씨 20도 이상에서 물과 혼화될 수 없는 것이 바람직하다. 용액은 하나 초과의 삼차 아민 함유 화합물의 조합을 포함할 수 있다. 삼차 아민 함유 화합물은 지방족, 공액화된, 비대칭 또는 환형 화합물, 또는 이들의 조합일 수 있다.
적합한 삼차 아민 함유 화합물의 예는 하기 화합물들을 포함한다:
Figure pct00011
한 실시양태에서, 삼차 아민 함유 화합물은 1-에틸피롤리딘, 에틸피페리딘, 2-메틸피리딘 및 N-메틸피페리딘으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C7 알킬)3로부터 선택된다. 또 다른 실시양태에서, 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C4 알킬)3로부터 선택된다. 추가 실시양태에서, 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C2 알킬)3(트리에틸아민)이다.
상기 나열된 삼차 아민 함유 화합물들은 산업적 규모로 생산되기에 충분히 단순하다는 것이 인식될 것이다.
적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1; 약 1:50 또는 50:1; 약 1:10 또는 10:1; 약 1:5 또는 5:1; 약 1:3 또는 3:1; 약 1:2 또는 2:1; 또는 약 1:1을 포함하는 다수의 몰 비로 존재할 수 있음을 인식해야 한다.
적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1; 또는 약 1:50 또는 50:1; 또는 약 1:10 또는 10:1; 또는 약 1:5 또는 5:1; 또는 약 1:3 또는 3:1; 또는 약 1:2 또는 2:1; 또는 약 1:1로부터 선택된다는 것을 인식해야 한다.
실시예
본원에 기재된 실시예는 본 발명의 특정 실시양태를 예시할 목적으로 제공되고 본 발명을 어떠한 방식으로든 제한하기 위한 것이 아니다. 통상의 기술을 가진 자는 본원의 개시 및 교시를 이용하여, 과도한 실험 없이 다른 실시양태 및 변경을 만들 수 있다. 모든 이러한 실시양태 및 변경은 본 발명의 일부인 것으로 간주된다.
제조예
제조예 1 - 물 흡수 용매 혼합물 용액
시험 목적을 위한 물 흡수 용매 혼합물의 제조. 하기 방법을 이용하여 표준 물 흡수 용매 혼합물 용액을 생성하였다.
1. 시판되는 분석 등급 2-부타논(메틸에틸 케톤 MEK로서도 공지되어 있음)과 트리에틸아민(TEA)을 표 1에 따라 2:1 몰 비로 혼합하여, 그의 "건조" 상태(물을 갖지 않음)로 물 흡수 용매 혼합물을 생성하였다:
Figure pct00012
2. 10% 탈이온수를 하기 표 2에 제시된 양으로 용매 혼합물에 첨가하고 잘 진탕하였다. 용매 혼합물에의 물의 첨가는 "습윤 용매 혼합물"을 생성하였다.
Figure pct00013
3. 일단 습윤 용매 혼합물이 제조되면, [아민* + 카르복실산 함유 화합물]의 다양한 착물들이 건조제, 즉 용매 혼합물로부터 물을 제거하는 작용제로서 연구될 수 있었다. 이것은 격렬하게 진탕하면서 선택된 건조제를 습윤 용매 혼합물에 첨가하는 단계를 포함할 것이다. 건조제를 표 3에 나타낸 바와 같이 2:1의 물:건조제 비로 첨가하였다.
Figure pct00014
4. 2종의 액체들을 완전히 분리하였다.
5. 건조제(바닥 층)를 따라내고 폐기하였다.
6. 기체 크로마토그램을 이용하여, 샘플 중의 물 농도를 계산하기 위해 표준 첨가 시험(3회 반복)을 수행하였다.
SUPELCO WATERCOL 1910 컬럼이 장착된 SHIMADZU Nexis 2030 기체 크로마토그래프 상에서 모든 GC 데이터를 수집하였다. GC 파라미터는 하기 표시된 바와 같이 설정되었다:
Figure pct00015
컬럼 방법:
Figure pct00016
제조예 2 - 건조제 착물
건조제 착물을 구연산:에틸피페리딘의 1:1 몰 비로 만든 후, 모든 에틸피페리딘이 착물화되어 착물[아민* + 카르복실산 함유 화합물]을 형성함으로써 "유리" 에틸피페리딘의 어떠한 가능성도 제거하도록 10% 과량의 구연산을 첨가하였다.
실시예 1 - 다양한 착물들[아민 * + 카르복실산 함유 화합물]의 물 흡수성
아민과 구연산 또는 아민과 글리콜산의 여러 착물들을 재생제 능력에 대해 평가하였다. 구연산 및 글리콜산의 착물을 6.9 mol/kg의 동일한 몰랄농도로 제조하였다. 6.9 mol/kg의 구연산 또는 글리콜산과 반응시켜 다양한 착물들[아민* + 카르복실산 함유 화합물]을 형성한 후 물 흡수 능력에 대해 시험하기 위해 하기 표 4에 요약된 바와 같이 용매 혼합물들의 다양한 조합을 제조하였다:
Figure pct00017
수득된 착물[아민* + 카르복실산 함유 화합물]을 하기 절차로 그의 물 회수 능력에 대해 시험하였다:
0.2 ㎖의 다양한 착물들을 각각 20 ㎖의 습윤 용매 혼합물(상기 제조예 1에 따라 제조됨)에 첨가하였다.
Figure pct00018
생성된 혼합물을 30초 동안 볼텍스 혼합기로 혼합한 후, 60초 동안 4000 rpm에서 130 mm 직경 4 아암 스윙 로터가 장착된 원심분리기로 분리하였다.
Figure pct00019
표준 첨가 방법을 통해 기체 크로마토그래피를 이용하여 용매 혼합물에 남아 있는 물을 측정하였다.
수득된 결과는 표 5에 표로 작성되어 있다.
Figure pct00020
표 5에 표시된 결과는 아민/산 염도 재생 물 흡수 능력을 나타내므로, 재생제로서도 작용할 수 있음을 입증한다. 동일한 농도를 이용할 때, 구연산염의 물 흡수 능력은 글리콜산염보다 더 우수하였다.
실시예 1 계속 - 다양한 착물들[암모늄 염 + 카르복실산 함유 화합물]의 물 흡수성
암모늄 염과 구연산의 착물을 물 회수 능력에 대해 평가하였다. 상기 제조예 1에 따라 건조 용매 혼합물 및 습윤 용매 혼합물을 제조하였다.
구연산암모늄을 다음과 같이 제조하였다:
Figure pct00021
구연산(13.96 g, 0.073 mol)을 10 ㎖의 물 중의 28 중량% 암모니아(NH4OH: 2.55 g, 0.073 mol)에 첨가하였다.
Figure pct00022
혼합물을 30분 동안 실온에서 교반하였다.
포화 용액의 제조는 다음과 같다:
Figure pct00023
소정량의 산을 10 ㎖의 증류수에 첨가하였다.
Figure pct00024
용액을 실온에서 교반하였다.
Figure pct00025
일단 산이 더 이상 용해되지 않으면, 교반을 중단하였고 포화 용액을 사용하였다.
표 6에서, 일부 잠재적 암모늄 염 재생제를 포화 용액으로서 제조하였다. 재생제 조성물 및 공급원은 표에 나열되어 있다. 물 흡수 능력을 측정하는 절차는 다음과 같다:
Figure pct00026
0.2 ㎖의 다양한 재생제들을 각각 20 ㎖의 습윤 용매 혼합물에 첨가하였다.
Figure pct00027
이를 30초 동안 볼텍스 혼합기로 혼합한 후, 60초 동안 4000 rpm에서 130 mm 직경 4 아암 스윙 로터가 장착된 원심분리기로 분리하였다.
Figure pct00028
표준 첨가 방법을 통해 GC로 용매 혼합물에 남아 있는 물을 확인하였다.
Figure pct00029
다양한 카르복실산 기 함유 화합물들을 그들의 물 흡수 능력을 측정하기 위해 시험하였다. 전술된 바와 같이, 습윤 용매 혼합물 샘플을 상기 제조예 1에 따라 제조하였다. 다양한 카르복실산 함유 화합물들, 예컨대, 폴리(아크릴산-코-말레산) 용액, 폴리(아크릴산), 글리콜산 및 주석산을 시그마-알드리치로부터 구입하였다. 카르복실산 함유 화합물을 표 6 및 표 7에 표시된 바와 같이 제조하였다. 표 6의 샘플을 절반 농도로 희석하였고 표 7에서 평가된 시험을 위해 사용하였다.
Figure pct00030
하기 식을 이용하여 -COOH의 몰랄농도(mol/kg)를 계산하였다:
Figure pct00031
Figure pct00032
하기 식을 이용하여 몰랄농도(mol/kg)를 계산하였다:
Figure pct00033
이 카르복실산 기 함유 후보들에 대해 물 방출 능력을 측정하기 위해 하기 단계들을 수행하였다:
Figure pct00034
0.2 ㎖의 각각의 카르복실산 함유 화합물을 20 ㎖의 습윤 용매 혼합물에 첨가하였다.
Figure pct00035
생성된 조합물을 30초 동안 혼합기로 혼합한 후, 60초 동안 4000 rpm에서 130 mm 직경 4 아암 스윙 로터가 장착된 원심분리기로 분리하였다.
Figure pct00036
표준 첨가 방법을 통해 GC로 용매 혼합물에 남아 있는 물을 확인하였다.
관찰 및 분석:
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
결과는 -COOH 농도의 증가가 물 흡수 능력도 증가시켰음을 보여주었다. 폴리(아크릴산-코-말레산)은 저농도에서 재생제로서 가장 우수한 잠재력을 보여주었다.
실시예 2 - 아민 착물 교차혼합 실험
건조제 착물 중의 아민과 용매 혼합물 사이에 얼마나 많은 아민 교차혼합이 검출될 수 있는지를 확인하기 위해 이 실험을 수행하였다. 7.1%의 습도에서 용매 혼합물에 대해 건조제 착물을 시험하였다. 용매 혼합물은 제조예 1에 따라 제조된 1:2 몰 비의 TEA:MEK를 포함하였다. 동등한 부피의 습윤 용매 혼합물과 건조제를 혼합하였고, 생성된 조합물을 30초 동안 볼텍싱한 후, 60초 동안 4000 rpm에서 130 mm 직경 4 아암 스윙 로터가 장착된 원심분리기로 분리하였다. 샘플을 시험 전에 하룻밤 동안 평형화시켰다. 결과는 표 12에 표시되어 있고, 에틸피페리딘에 대한 기체 크로마토그래피 보정 곡선은 도 1에 표시되어 있다.
Figure pct00040
매우 적은 ppm의 에틸피페리딘이 용매 혼합물 내로 교차혼합됨을 확인할 수 있는데, 이것은 [에틸피페리딘 + 구연산]의 착물이 (MEK:TEA) 용매 혼합물을 통한 착물의 통과 전체에 걸쳐 착물로서 그의 온전성을 대체로 유지하였음을 의미한다. 매우 적은 에틸피페리딘이 용매 혼합물에서 측정되었다. 에틸피페리딘이 교차혼합되고 트리에틸아민과 평형을 이루었다면, 최대 약 168,000 ppm의 측정치가 예상되었을 것이다.
실시예 3:
다양한 착물들[아민* + 카르복실산 함유 화합물]의 건조 능력을 시험하고 미국 특허출원 공개 제2014/0076810호(Jessop et al.)에 개시된 물 회수제와 비교하였다.
제조예 1에 따라 제조된 습윤 용매(TEA:MEK 1:2)를 사용하였고 기체 크로마토그래피를 이용하여 그의 물 함량을 측정하였다. 0.2 ㎖의 하기 건조제를 제조하고 20 ㎖의 습윤 용매 혼합물에 첨가한 후, 기체 크로마토그래피를 이용하여 습윤 용매 혼합물의 물 함량을 재측정하였다. TEA를 첨가함으로써 TEA : CO2를 제조하였다. H2CO3(0.0098 mol, 1.60 g)을 증류수(0.0556, 1 g)에 첨가하였다. 9.8 mol/kg의 TEA : CO2의 혼합물을 형성하고 사용하였다. TEA : 포름산, TEA : 구연산 및 TEA : 글리콜산을 9.8 mol/ kg의 동일한 몰랄농도로 사용하여 표 13 및 도 2에 표시된 결과를 수득하였다.
Figure pct00041
표 13 및 도 2의 결과는 트리에틸아민 : 구연산 착물 및 트리에틸아민 : 글리콜산 착물이 미국 특허출원 공개 제2014/0076810호(Jessop et al.)에 기재된 시스템에 비해 더 큰 또는 필적할만한 물 제거를 제공하였음을 보여준다.
실시예 4: 카르복실산/트리에틸아민 착물의 양성자부가의 비가역성을 입증하기 위한 카르복실산 : 트리에틸아민 착물의 pH 측정
pH의 변화를 비교하여, 트리에틸아민이 첨가되었을 때 실질적으로 모든 유리 양성자들이 제거됨을 보여줌으로써 착물의 카르복실산의 양성자부가의 비가역성을 확인할 수 있다 - 표 14를 참조한다. pH 데이터는 아민이 주로 염 형태로 존재한다는 사실도 뒷받침한다.
Figure pct00042
실시예 5: 아미노산 + 아민 조합
다양한 아미노산들을 그들의 물 흡수 능력을 측정하기 위해 카르복실산 기 함유 화합물로서 시험하였다. 전술된 바와 같이, 상기 제조예 1에 따라 습윤 용매 혼합물 샘플을 제조하였다. 시그마-알드리치로부터 아미노산을 구입하였다. 아민* + 다양한 아미노산 조합물의 건조 능력을 시험하였다.
제조예 1에 따라 제조된 습윤 용매(TEA:MEK 1:2)를 사용하였고, 기체 크로마토그래피를 이용하여 그의 물 함량을 측정하였다. 0.2 ㎖의 하기 건조제를 제조하고 20 ㎖의 습윤 용매 혼합물에 첨가한 후, 기체 크로마토그래피를 이용하여 습윤 용매 혼합물의 물 함량을 재측정하였다. 포화 아미노산 용액을 TEA와 혼합하여 각각 TEA : 라이신, TEA : 글리신, TEA : 사르코신 및 TEA : N,N-디메틸글리신 착물을 형성하고 사용하여 표 15 및 도 3에 표시된 결과를 수득하였다.
Figure pct00043
표 15 및 도 3의 결과는 트리에틸아민 : 아미노산 착물이 건조제로서 작용할 수 있음을 보여준다. 이 착물은 효과적인 물 제거로 습윤 용매를 건조할 수 있다.
실시예 6: 다양한 건조제들의 조합
상기 실시예 1에 따라 물 흡수 용매 혼합물을 제조하였다. 합성 염수를 20:1(20부 물 흡수제 용매 혼합물 대 1 부 염수)의 비로 물 흡수 용매 혼합물에 첨가하였다. 합성 염수는 표 16에 상세히 기재된 조성을 가졌다.
Figure pct00044
염수를 물 흡수 용매 혼합물에 첨가한 후, 용매 혼합물의 습도는 기체 크로마토그래피에 의해 8.136%인 것으로 측정되었다. 표 17에 따라 일련의 건조제들을 제조하였다.
Figure pct00045
조성 1 내지 7에 따라 제조된 0.2 ㎖의 건조제를 상기 제조된 20 mls의 습윤 용매 혼합물에 첨가하였다. 건조제와 습윤 용매 혼합물의 조합을 볼텍스로 혼합한 후 원심분리하여 각각의 층을 분리하였다. 그 다음, 얼마나 많은 물이 건조제에 의해 습윤 용매 혼합물로부터 제거되었는지를 확인하기 위해 용매 혼합물의 습도를 기체 크로마토그래피로 다시 측정하였다. 결과는 표 18에 제시되어 있다.
Figure pct00046
표 18의 결과는 메톡시아세트산이 주석산 및 글리콜산과 조합될 때 더 높은 삼투압을 제공함을 보여준다. 대조적으로, 건조제의 삼투압은 건조제 조합물이 라이신을 포함하였을 때 낮았다. 건조제 조합물의 점도 또한 달라진다는 것도 확인할 수 있다. 주석산과 구연산의 조합이 가장 높은 점도를 가진다.
실시예 7: 다양한 건조제들과 상이한 용매 건조 혼합물들의 조합
다양한 용매 건조 혼합물들을 표 19에 표시된 바와 같이 제조하였다. 아민 대 케톤의 몰 비는 1:2이었다.
Figure pct00047
용매 혼합물에 대한 기체 크로마토그래피 보정물을 제조하였다. 각각 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 및 0.05 ㎖의 물과 함께 0.5, 0.49, 0.48, 0.47, 0.46 및 0.45 ㎖의 흡수제를 사용하여 이들을 제조하였다. 건조제를 표 20에 따라 제조하였다.
Figure pct00048
물을 흡수하는 케톤/아민 용매 혼합물의 능력을 하기 절차에 따라 시험하였다:
1:1의 부피 비로 10 mls의 증류수를 10 ㎖의 케톤/아민 혼합물에 첨가하였다.
1. 생성된 혼합물을 30초 동안 볼텍싱한 후 섭씨 50도까지 가열하였다.
2. 1시간 내지 2시간 후, 볼텍싱된 혼합물의 상층을 기체 크로마토그래피로 분석하였다.
3. 메틸에틸케톤 및 에틸피페리딘 혼합물의 습도는 12.6%인 것으로 측정되었다.
4. 사이클로헥사논 및 에틸피페리딘 혼합물의 습도는 8.3%인 것으로 측정되었다.
5. 메틸에틸케톤 및 4-에틸모르폴린 혼합물의 습도는 이 혼합물이 섭씨 70도까지 가열되었을 때조차도 2개의 상으로 분리되지 않았기 때문에 측정될 수 없었다.
6. 사이클로헥사논 및 4-에틸모르폴린 혼합물의 습도는 이 혼합물이 섭씨 70도까지 가열되었을 때조차도 2개의 상으로 분리되지 않았기 때문에 측정될 수 없었다.
케톤/아민 용매 혼합물 내에서 물을 방출할 수 있는 건조제의 능력도 시험하였다. 과량의 아민, 즉 트리에틸아민(구연산, 글리콜산 및 주석산의 경우 10 mls, 그리고 라이신의 경우 5 ㎖)을, 표 20에 상세히 기재된 건조제에 첨가함으로써 하기 건조제를 제조하였다. 이어서, 생성된 건조제인 아민 조합물을 약 섭씨 19.3도에서 pH, 점도 및 전도도에 대해 분석하였다. 수득된 결과는 표 21에 표로 작성되어 있다.
Figure pct00049
다양한 조합물로부터 점도 및 전도도가 수득되었음을 관찰할 수 있다. 예를 들면, 라이신과 TEA의 조합이 가장 높은 점도를 제공한 반면, 글리콜산과 TEA의 조합은 가장 낮은 점도를 제공하였다. 다양한 용매 혼합물들(케톤 + 아민)과 상이한 건조제 조합물들(산 + 아민)의 습도를 GC로 분석하였고, 결과는 하기 표 22에 표시되어 있다.
Figure pct00050
건조제가 모든 아민:케톤 용액을 건조하지는 않으며, 특히 4-에틸모르폴린(EM)을 포함하는 용액이 건조제와 혼합된 후 더 습해짐을 표 22의 결과로부터 알 수 있다.
실시예 8 - 상업용 염수 샘플을 사용하여 회수를 최적화하고 역삼투 요건을 감소시키기 위한 역류 재생의 이용
1 ㎖의 상업용 염수를 20 ㎖의 메틸에틸케톤 대 트리에틸아민(MEK 대 TEA 1:2 비에서 2% 습도)에 첨가함으로써 다양한 메틸에틸케톤 대 트리에틸아민(흡수제) 혼합물을 제조하였다. 생성된 샘플을 30초 동안 볼텍싱하고 1분(4000 RPM) 동안 원심분리하였다. 상업용 염수 샘플은 표 23에 요약된 하기 조성을 가졌다.
Figure pct00051
초기 실험 A(표준 재생)를 위해 도 4를 참조한다. 흡수제를 순수한 재생제(1 ㎖)로 5회 재생시켰다. 순수한 재생제는 1 리터의 물, 1322 그램의 구연산, 112 그램의 CuCl2(이수화물), 2.22 리터의 트리에틸아민 및 0.25 리터의 메틸에틸케톤(2-부타논)을 사용함으로써 단계적 방식으로 만들어졌다.
도 4는 이 실험의 단계를 보여준다:
- 2차 재생으로부터의 희석된 재생제는 다음 단계의 1차 재생을 위해 재사용된다.
- 3차 재생으로부터의 희석된 재생제는 다음 단계의 2차 재생을 위해 재사용된다.
- 4차 재생으로부터의 희석된 재생제는 다음 단계의 3차 재생을 위해 재사용된다.
- 5차 재생은 항상 도 4에서 PP 재생제로서 표기된 순수한 재생제(1 ㎖)를 사용하였다.
- 5차 재생으로부터의 희석된 재생제는 다음 단계의 4차 재생을 위해 재사용된다.
하기 표시된 파라미터를 이용하여 역류 재생 공정에 대해 각각의 단계에 걸쳐 기체 크로마토그래피 분석을 수행하였다: SH-Rxi-624Sil MS 컬럼이 장착된 SHIMADZU Nexis 2030 기체 크로마토그래프 상에서 모든 GC 데이터를 수집하였다. GC 파라미터는 하기 표시된 바와 같이 설정되었다:
Figure pct00052
GC 컬럼 방법:
Figure pct00053
흡수제를 재생시키거나 건조하는 각각의 단계에서 흡수제 중의 물의 존재를 확인하고 흡수제 중의 물 수준의 감소를 추적하기 위해 GC 분석을 수행하였다. GC 결과는 하기 표 24에 제시되어 있고 도 5에 작도되어 있다.
Figure pct00054
모든 다른 단계들 전체에 걸쳐 재생제를 재사용한 후조차도 5차 재생 후 결과는 꽤 안정하고 궁극적으로 매우 낮은 물 퍼센트(1.3%)를 제공함을 상기 결과로부터 알 수 있다.
본 발명자들은 착물[아민* + 카르복실산 함유 화합물]의 물 회수 성능이 실시예 3에 나타낸 바와 같이 미국 특허출원 공개 제2014/0076810호(Jessop et al.)에 기재된 물 회수제보다 더 우수하다는 것을 확립하였다. 임의의 기계론적 이론에 구속받기를 원하지는 않지만, 본 발명의 [아민* + 카르복실산 함유 화합물]이 비가역적으로 양성자부가되는 반면, 미국 특허출원 공개 제2014/0076810호(Jessop et al.)는 아민이 비가역적으로 양성자부가되지 않을 것임을 명확히 교시한다는 것은 주목할 만하다. 건조제의 전환성 기능을 요구하는 상기 특허출원(Jessop)과 달리, 본 실시예는 전환성이 건조제/재생제의 필수 기능이 아님을 보여준다. 본 발명자들은 착물[아민* + 카르복실산 함유 화합물]이 용매 혼합물[아민 + 에놀화 가능한 카르보닐 + 물]과 혼합될 때, 착물의 아민*이 용매 혼합물 중의 아민과 동일할 수 있거나 상이할 수 있다는 것도 확립할 수 있었다. 이것은 착물의 온전성이 상기 특허출원(Jessop)에 기재된 것과 달리 착물이 용매 혼합물을 통과할 때 실질적으로 유지되기 때문이다. 이것은 아민의 착물 또는 염 형태가 온도 또는 공기 스트립핑에 의해 가역적이지 않다는 것도 의미한다.
실시예 9
역삼투 막을 사용하여 희석된 용매 건조 용액을 가공하였다. 희석된 용매 건조 용액(20 리터)은 20 부피%의 용매 건조 조성물 및 80 부피%의 증류수를 포함하였다. (FeCl3)과 구연산을 1:10의 몰 비로 함께 용해시킨 후 용해된 조성물을 80%의 증류수로 희석함으로써 희석된 용매 건조 조성물을 제조하였다. 20%(부피 기준)의 용매 건조 조성물의 총 용해된 고체(TDS)는 대략 287 그램이었다. 도 6을 참조하건대, 하기 구성요소들을 포함하는 역삼투 시스템이 예시되어 있다:
Figure pct00055
1. 희석된 용매 건조 용액으로 구성된 공급물 탱크
Figure pct00056
2. 공급물 출구에 있는 유량계
Figure pct00057
3. 펌프 속도를 조작함으로써 막(2.8 m2의 활성 면적을 가진 다우(Dow) FILMTEC™ 해수 역삼투 부재 SW30 - 2540)의 전면에서 압력을 폐쇄 루프 제어하는 고압 펌프
Figure pct00058
4. 막 용기
Figure pct00059
5. 제한 밸브를 가진 농축물 스트림
Figure pct00060
6. 투과물 유출
Figure pct00061
7. 투과물 수집 탱크
Figure pct00062
8. 제어 밸브
도 6에 나타낸 삼투 시스템의 이용 전, 2시간 동안 막을 통해 탈이온수를 흘려보냄으로써 막 용기(4)의 막을 컨디셔닝한 후, 희석된 용매 건조 용액을 공급물에 섞었다. 고압 펌프(3)를 이용하여 공급물 탱크(1)로부터의 희석된 용매 건조 용액을 고압 수준으로 밀어 넣었다. 각각의 막 용기(4) 내부의 반투과성 막은 용매 건조 조성물의 대부분을 억류하였다. 낮은 용해된 염 및 물로 구성된 투과물만이 막을 통과한 반면, 농축물 스트림(5)은 공급물 탱크(1) 내로 다시 공급되었다. 투과물 유출(6)은 투과물 수집 탱크(7) 내로 공급된다. 투과물의 전기 전도도를 투과물 품질 및 거부 %의 지표로서 측정하였다.
측정 조건:
Figure pct00063
최대 작동 온도: 40℃
Figure pct00064
최대 막 작동 온도: 45℃
Figure pct00065
압력(bar): 60
Figure pct00066
농축물 및 투과물 둘 다의 투과물 유속 및 전도도 측정을 하기 언급된 시간 간격으로 수집하였다.
Figure pct00067
표 25에 표시된 결과는 도 8에도 작도되어 있다.
삼투압 및 농도 측정: 100 ㎕의 샘플을 공급물 및 투과물 둘 다로부터 채취하고 삼투압측정기에 통과시켰다. 단위를 mOsmol/kg에서 atm으로 전환시켰고, 상기 두 스트림들의 염 농도를 계산하였고 표로 작성하였다.
하기 식들을 이용하여 유량, 염 거부 및 물 회수를 계산하였다.
유량 측정 :
Figure pct00068
전도도 방법에 의한 염 거부 % :
Figure pct00069
삼투압 방법에 의한 염 거부 % :
Figure pct00070
물 회수 % - 방법 1 :
Figure pct00071
물 회수 % - 방법 2:
Figure pct00072
본 발명의 공정의 제2 실시양태는 도 7에 표시되어 있다. 이 실시양태는 하나 초과의 용매 건조 조성물 재생 단계를 이용하여 용매 건조 조성물 착물을 회수할 수 있는 공정을 예시한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 희석된 재생제(희석된 용매 건조 조성물)는 염수 공급원료로부터 물을 제거하는 단계를 포함하는 산업적 공정 후 유착기 컬럼 COL-102로부터 회수된다. 이어서, 희석된 용매 건조 조성물을 다단계 역삼투 회수 단계로 처리하여 연속 루프 작업으로 용매 건조 조성물(재생제)을 농축함으로써(즉, 물을 제거함으로써), 재생제를 회수한 다음, 염수 용액으로부터의 물의 제거를 용이하게 하기 위해 산업적 공정의 초기 단계로 다시 공급한다. 용매 건조 조성물이 우수한 절연체이고 정전기 유착이 공정의 전체 성능을 개선할 수 있기 때문에, 유착기 컬럼이 정전기 유착기 컬럼일 수 있음을 인식해야 한다. 도 11은 정전기 유착기(COL-202)를 포함하는 공정도를 보여준다.
실시예 10 - 다른 막
하기 조건 하에서 다양한 다른 막들도 시험하였고 위에서 사용된 막과 비교하였다:
용매 건조 조성물 - (FeCl3)과 구연산을 1:10의 몰 비로 함께 용해시킨 후 용해된 조성물을 80%의 증류수로 희석함으로써 희석된 용매 건조 조성물을 제조하였다. 20%(부피 기준)의 용매 건조 조성물의 총 용해된 고체(TDS)는 대략 287 그램이었다.
실시예 10.1 - 막 1 TriSep™ TS-80
막 규격:
Figure pct00073
유량(GFD/psi): 220/110
Figure pct00074
최대 작동 압력(bar): 41
Figure pct00075
최대 작동 온도(℃): 45
Figure pct00076
염소 내성: 0.1 ppm
Figure pct00077
막 활성 면적: 0.0142 m2
Figure pct00078
공급물 용액: 5% 용매 건조 용액(부피 기준)
막 1 결과:
유량 및 염 거부 데이터에 대한 다양한 압력 및 시간에서의 결과는 하기 표 26 내지 28에 제시되어 있다.
Figure pct00079
Figure pct00080
삼투압 데이터
Figure pct00081
실시예 10.2 - 막 2 다우 필름텍(Dow filmtec) 평면 시트 막, SW30XLE, PA-TFC, RO
막 규격:
Figure pct00082
유량(GFD/psi): 23-29/880
Figure pct00083
최대 작동 압력(bar): 68.9
Figure pct00084
최대 작동 온도(℃): 45
Figure pct00085
염소 내성: 0.1 ppm
Figure pct00086
막 활성 면적: 0.0142 m2
Figure pct00087
공급물 용액: 5% 용매 건조 용액(부피 기준)
막 2 결과:
유량 및 염 거부 데이터에 대한 다양한 압력 및 시간에서의 결과는 하기 표 29 및 30에 표시되어 있다.
Figure pct00088
Figure pct00089
삼투압 데이터
Figure pct00090
실시예 10.3 - 막 3 토레이(Toray) 평면 시트 막 - UTC-82V, PA, RO
막 규격:
Figure pct00091
유량(GFD/psi): 27/798
Figure pct00092
최대 작동 압력(bar): 55
Figure pct00093
최대 작동 온도(℃): 25
Figure pct00094
막 활성 면적: 0.0142 m2
Figure pct00095
공급물 용액: 5% 용매 건조 용액(부피 기준)
막 3 결과:
유량 및 염 거부 데이터에 대한 다양한 압력 및 시간에서의 결과는 하기 표 32 내지 34에 표시되어 있다.
Figure pct00096
Figure pct00097
삼투압 계산:
Figure pct00098
실시예 10.4 - 막 4 신더(Synder) 평면 시트 막, NFX, PA-TFC, NF
막 규격:
유량(GFD/psi): 20-25/110
최대 작동 압력(bar): 30
최대 작동 온도(℃): 35
염소 내성(ppm 시간): 500
막 활성 면적: 0.0142 m2
공급물 용액: 5% 용매 건조 용액(부피 기준)
막 4 결과:
유량 및 염 거부 데이터에 대한 다양한 압력 및 시간에서의 결과는 하기 표 35 내지 37에 표시되어 있다.
Figure pct00099
Figure pct00100
삼투압 계산:
Figure pct00101
실시예 10.5 - 다우 필름텍 평면 시트 막, SW30HR, PA-TFC, RO 막
막 규격:
Figure pct00102
유량(GFD/psi): 18-24/800
Figure pct00103
최대 작동 압력(bar): 68.9
Figure pct00104
최대 작동 온도(℃): 45
Figure pct00105
염소 내성(ppm 시간): 0.1
Figure pct00106
막 활성 면적: 0.0142 m2
Figure pct00107
공급물 용액: 5% 용매 건조 용액(부피 기준)
결과:
유량 및 염 거부 데이터에 대한 다양한 압력 및 시간에서의 결과는 하기 표 38 내지 40에 표시되어 있다.
Figure pct00108
Figure pct00109
삼투압 계산:
Figure pct00110
다양한 막들의 결과는 도 9 및 10에 표시되어 있다. 상기 막들의 결과는 다양한 시판되는 막들을 사용하여 희석된 용매 건조 용액으로부터 물을 회수할 수 있음을 도 9 및 10으로부터 알 수 있다.
실시예 11: 상이한 금속 염들이 용매 건조 조성물의 물 용량에 영향을 미치는지의 확인
상이한 금속 염들로 다양한 용매 건조 조성물들을 제조하였고, 그들 각각의 물 용량을 기체 크로마토그래피로 측정하였다. 용매 건조 조성물을 다음과 같이 제조하였다:
1. (하기 표 41에 상세히 기재된) 소정량의 특정 금속 염을 증류수(5 ㎖) 중의 구연산(6.6 gm 또는 0.340 mol) 용액에 첨가하였다.
2. 생성된 혼합물을 20분 동안 섭씨 80도에서 교반하였다.
3. 용매 건조 조성물을 생성하기 위해 과량의 트리에틸아민을 단계 2로부터의 교반된 혼합물에 첨가하였다.
Figure pct00111
제조된 용매 건조 조성물의 성질은 하기 표 42에 상세히 기재되어 있다:
Figure pct00112
금속 염이 바뀜에 따라 각각의 용매 건조 조성물의 점도가 달라짐을 알 수 있다. 그 후, 상기 용매 건조 조성물을 다음과 같이 습윤 흡수제와 반응시켰다:
1. 표 X에 요약된 0.2 ㎖의 각각의 용매 건조 조성물을 20 ㎖의 습윤 흡수제에 첨가하였다.
2. 생성된 혼합물을 30초 동안 볼텍스 혼합기로 혼합한 후 원심분리기로 분리하였다.
3. 용매 건조 조성물과 혼합한 후 흡수제에 남아 있는 물의 GC 분석을 분석하였고 결과를 하기 표 43에 표시하였다.
Figure pct00113
금속 염이 바뀜에 따라 각각의 용매 건조 조성물의 물 흡수 능력이 실질적으로 변경되지 않음을 표 43에 나타낸 결과로부터 알 수 있다.
본 발명 및 이의 실시양태는 상세히 기재되어 있다. 그러나, 본 발명의 범위는 본 명세서에 기재된 임의의 공정, 제조, 물질 조성, 화합물, 수단, 방법 및/또는 단계의 특정 실시양태로 제한되지 않는다. 본 발명의 사상 및/또는 필수 특징을 벗어나지 않으면서 개시된 물질의 다양한 변형, 치환 및 변경을 만들 수 있다. 따라서, 당분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본원에 기재된 실시양태와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 향후 변형, 치환 및/또는 변경이 본 발명의 이러한 관련 실시양태에 따라 이용될 수 있음을 본 개시로부터 용이하게 인식할 것이다. 그러므로, 하기 청구범위는 본원에 개시된 조합물, 키트, 화합물, 수단, 방법 및/또는 단계에 대한 변형, 치환 및 변경을 그의 범위 내에 포괄하기 위한 것이다.

Claims (120)

  1. a) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과, 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 착물을
    b) 적어도 하나의 아민 함유 화합물, 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐 및 물을 포함하는 용매 중에
    포함하는 용매 건조 조성물로서, 사용 시 용매 중의 물은 방출되어 용매 건조 조성물과 함께 비혼화성 수성 층을 형성하는 것인 용매 건조 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 카르복실산 함유 화합물은 a) 하기 화학식 I의 화합물; 및 b) 하나 이상의 카르복실산 기를 함유하는 중합체 중 하나 이상으로부터 선택되는 것인 조성물:
    Figure pct00114

    상기 식에서,
    R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 물이 회수되는 용매는 적어도 하나의 아민 함유 화합물 및 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함하는 것인 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 용매는 적어도 이차 또는 삼차 아민 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 용매는 적어도 하나의 하기 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함하는 것인 조성물:
    Figure pct00115

    상기 식에서,
    a) R1 및 R2는 -C1-C7 알킬 또는 -C3-C7 단환 또는 페닐로부터 독립적으로 선택되거나; 또는
    b) R1 또는 R2 중 하나는 -O-(C1-C7 알킬)로부터 선택되고, 나머지 하나는 -C1-C7 알킬로부터 선택되거나; 또는
    c) R1 및 R2는 함께 화학식 II의 카르보닐과 3원 내지 15원 단환형 케톤 또는 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤 또는 아세토페논을 형성한다.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 조성물.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬설폰산은 이소에티온산인 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1인 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:50 또는 50:1인 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:10 또는 10:1인 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:5 또는 5:1인 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:3 또는 3:1인 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:2 또는 2:1인 조성물.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:1의 비인 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 용매는 적어도 하나의 아민 함유 화합물을 포함하고, 상기 아민은 착물의 아민 함유 화합물과 동일할 수 있거나 상이할 수 있는 것인 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 착물 또는 용매의 적어도 하나의 아민 함유 화합물은 공액화된, 지방족, 비대칭 또는 환형 삼차 아민으로부터 선택되는 것인 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 삼차 아민 함유 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것인 조성물:
    Figure pct00116
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C7 알킬)3로부터 선택되는 것인 조성물.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C4 알킬)3로부터 선택되는 것인 조성물.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C2 알킬)3(트리에틸아민)인 조성물.
  21. 제16항 또는 제17항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 에틸피페리딘인 조성물.
  22. 제5항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 II의 R1은 -C1-C7 알킬인 조성물.
  23. 제5항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 II의 R1은 -OH, -C1-C7 알킬, -(C1-C7 알킬)-OH, -NH2, -NH(C1-C7 알킬), -N(C1-C7 알킬)2, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 더 치환되는 것인 조성물.
  24. 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 II는 2-부타논인 조성물.
  25. 제5항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1의 비로 존재하는 것인 조성물.
  26. 제5항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:50 또는 50:1의 비로 존재하는 것인 조성물.
  27. 제5항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:10 또는 10:1의 비로 존재하는 것인 조성물.
  28. 제5항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:5 또는 5:1의 비로 존재하는 것인 조성물.
  29. 제5항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:3 또는 3:1의 비로 존재하는 것인 조성물.
  30. 제5항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:2 또는 2:1의 비로 존재하는 것인 조성물.
  31. 제5항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:1의 비로 존재하는 것인 조성물.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 및 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합은 비가역적으로 양성자화된 것인 조성물.
  33. 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 및 적어도 알킬설폰산 또는 적어도 하나의 하기 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 착물 조성물로서, 이때 착물은 용매로부터 물을 회수하는 데 사용하기에 적합하고, 물은 용매를 통한 조성물의 이동 시 용매로부터 방출되고, 방출된 물은 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하고, 상기 용매는 a) 적어도 하나의 아민 함유 화합물, b) 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐 및 c) 물을 포함하는 것인 착물 조성물:
    Figure pct00117

    상기 식에서,
    R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
  34. 제33항에 있어서, 용매는 적어도 이차 또는 삼차 아민 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 착물.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 용매는 적어도 하나의 하기 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함하는 것인 착물:
    Figure pct00118

    상기 식에서,
    a) R1 및 R2는 -C1-C7 알킬 또는 -C3-C7 단환 또는 페닐로부터 독립적으로 선택되거나; 또는
    b) R1 또는 R2 중 하나는 -O-(C1-C7 알킬)로부터 선택되고, 나머지 하나는 -C1-C7 알킬로부터 선택되거나; 또는
    c) R1 및 R2는 함께 화학식 I의 카르보닐과 3원 내지 15원 단환형 케톤 또는 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤 또는 아세토페논을 형성한다.
  36. 제33항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 착물의 적어도 하나의 아민 함유 화합물은 이차 또는 삼차 아민 또는 이들의 조합인 착물.
  37. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 착물.
  38. 제33항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬설폰산은 이소에티온산인 착물.
  39. 제33항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1인 착물.
  40. 제33항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:50 또는 50:1인 착물.
  41. 제33항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:10 또는 10:1인 착물.
  42. 제33항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:5 또는 5:1인 착물.
  43. 제33항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:3 또는 3:1인 착물.
  44. 제33항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:2 또는 2:1인 착물.
  45. 제33항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:1의 비인 착물.
  46. 제33항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 용매는 적어도 하나의 아민 함유 화합물을 포함하고, 상기 아민은 착물의 아민 함유 화합물과 동일하거나 상이할 수 있는 것인 착물.
  47. 제33항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 착물 또는 용매의 적어도 하나의 아민 함유 화합물은 공액화된, 지방족, 비대칭 또는 환형 삼차 아민으로부터 선택되는 것인 착물.
  48. 제47항에 있어서, 삼차 아민 함유 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것인 착물:
    Figure pct00119
  49. 제47항 또는 제48항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C7 알킬)3로부터 선택되는 것인 착물.
  50. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C4 알킬)3로부터 선택되는 것인 착물.
  51. .
  52. 제47항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C2 알킬)3(트리에틸아민)인 착물.
  53. 제47항 또는 제48항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 에틸피페리딘인 착물.
  54. 제35항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 II의 R1은 -C1-C7 알킬인 착물.
  55. 제35항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 II의 R1은 -OH, -C1-C7 알킬, -(C1-C7 알킬)-OH, -NH2, -NH(C1-C7 알킬), -N(C1-C7 알킬)2, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 더 치환되는 것인 착물.
  56. 제35항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 II는 2-부타논인 착물.
  57. 제33항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1의 비로 존재하는 것인 착물.
  58. 제33항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:50 또는 50:1의 비로 존재하는 것인 착물.
  59. 제33항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:10 또는 10:1의 비로 존재하는 것인 착물.
  60. 제33항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:5 또는 5:1의 비로 존재하는 것인 착물.
  61. 제33항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:3 또는 3:1의 비로 존재하는 것인 착물.
  62. 제33항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:2 또는 2:1의 비로 존재하는 것인 착물.
  63. 제33항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:1의 비로 존재하는 것인 착물.
  64. 제33항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 및 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합은 비가역적으로 양성자화된 것인 착물.
  65. 용매로부터 물을 회수하는 방법으로서, 용매로부터 물을 회수하는 데 사용하기 위해 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에서 청구된 조성물을 포함하는 용매 건조 조성물을 접촉시키는 단계, 및 착물 조성물이 용매를 통해 이동할 수 있게 함으로써, 물이 용매로부터 방출되어 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하게 하는 단계를 포함하는 방법.
  66. 제65항에 있어서, 회수된 물을 비혼화성 용매 층으로부터 분리하는 단계를 포함하는 방법.
  67. 용매로부터 물을 회수하는 방법으로서, 용매를 제33항 내지 제64항 중 어느 한 항에서 청구된 착물 조성물과 접촉시키는 단계, 및 착물이 용매를 통해 이동할 수 있게 함으로써, 물이 용매로부터 방출되어 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하게 하는 단계를 포함하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 회수된 물을 비혼화성 용매 층으로부터 분리하는 단계를 포함하는 방법.
  69. 제65항 또는 제66항에 있어서, 용매를 하나 이상의 용매 건조 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
  70. 제69항에 있어서, 용매를 하나 이상의 용매 건조 조성물과 반복적으로 접촉시켜 이로부터 물을 반복적으로 방출하는 것인 방법.
  71. 제70항에 있어서, 하나 이상의 용매를 역류 공정에서 하나 이상의 용매 건조 조성물과 반복적으로 접촉시키는 것인 방법.
  72. 용매로부터 물을 회수하는 방법으로서, 용매를 제33항 내지 제64항 중 어느 한 항에서 청구된 착물 조성물과 접촉시키는 단계; 및 착물이 용매를 통해 이동할 수 있게 함으로써, 물이 용매로부터 방출되어 용매와 함께 비혼화성 수성 층을 형성하게 하는 단계를 포함하는 방법.
  73. 제72항에 있어서, 회수된 물을 비혼화성 용매 층으로부터 분리하는 단계를 포함하는 방법.
  74. 제72항 또는 제73항에 있어서, 용매를 하나 이상의 착물 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
  75. 제74항에 있어서, 용매를 하나 이상의 착물 조성물과 반복적으로 접촉시켜 이로부터 물을 반복적으로 방출하는 것인 방법.
  76. 제75항에 있어서, 하나 이상의 용매를 역류 공정에서 하나 이상의 착물 조성물과 반복적으로 접촉시키는 것인 방법.
  77. 용매로부터 물을 회수하기 위해 용매 건조 조성물을 사용하는 방법으로서,
    1) 용매 건조 조성물을 용매와 접촉시켜, 용매를 통한 조성물의 이동 시 용매로부터 물을 방출하는 단계로서, 방출된 물 및 용매 건조 조성물이 용매와 비혼화성 수성 층을 형성하는 것인 단계; 및
    2) 상기 비혼화성 수성 층으로부터 용매 건조 조성물을 회수하는 단계
    를 포함하고, 이때 상기 조성물은
    a. 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물과,
    b. 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합
    의 착물을 포함하고,
    사용 시 물은 용매를 통한 조성물의 이동 시 용매로부터 방출되고, 방출된 물은 용매와 비혼화성 수성 층을 형성하는 것인 방법.
  78. 제77항에 있어서, 용매를 회수하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  79. 제78항에 있어서, 회수된 용매 건조 조성물을 추가 용매 건조 공정에서 사용하기 위해 재활용하는 것인 방법.
  80. 제79항에 있어서, 용매 건조 조성물을 회수하는 공정은 연속 회수 공정인 방법.
  81. 제77항, 제79항 및 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 용매 건조 용액을 회수하는 단계를 하기 기술들 중 하나 이상의 기술로 달성하는 것인 방법: 막 증류, 투과증발, 삼투, 압력 구동 막 공정, 삼투 구동 막 공정, 삼투 보조 압력 구동 막 공정, 압력 보조 삼투 구동 막 공정, 여과, 기계적 증기 재압축, 증발 기반 공정, 물 특이적 반응물 또는 결정화 기술 등.
  82. 제81항에 있어서, 용매 건조 용액을 회수하는 단계를 압력 보조 삼투 기술로 달성하는 것인 방법.
  83. 제77항 내지 제82항 중 어느 한 항에 있어서, 용매와의 비혼화성 수성 층으로부터 용매 건조 조성물을 회수하기 위해 유착(coalescence) 단계를 포함하는 방법.
  84. 제82항에 있어서, 유착 단계를 위해 정전기 유착기(coalescer)를 이용하는 것인 방법.
  85. 제77항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 함유 화합물은 이차 또는 삼차 아민, 또는 이들의 조합인 방법.
  86. 제77항 내지 제85항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 방법.
  87. 제77항 내지 제86항 중 어느 한 항에 있어서, 카르복실산 함유 화합물은 금속 염-카르복실산 착물인 방법.
  88. 제87항에 있어서, 금속 염-카르복실산 착물은 6 이하의 원자가를 가진 금속 염, Na 염, Fe(II) 염, Fe(III) 염, Cu(II) 염, Al(II) 염, Al(III) 염, Sr(II) 염, Li 염 및 Ag 염 중 하나 이상으로부터 선택되는 것인 방법.
  89. 제88항에 있어서, 금속 염은 NaCl, NaCO3, SrCl2, AlCl3, FeCl3, Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, CuCl2, CuSO4, Cu(OH)2, AgF, AgCl 및 AgBr 중 하나 이상으로부터 선택되는 것인 방법.
  90. 제87항 내지 제89항 중 어느 한 항에 있어서, 카르복실산은 글리콜산, 구연산, 주석산, 폴리(아크릴산-코-말레산), 폴리아크릴산, 사르코신, 아세트산, 탄산 및 포름산 중 하나 이상으로부터 선택되는 것인 방법.
  91. 제77항 내지 제90항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물은 a) 하기 화학식 I의 화합물; 및 b) 하나 이상의 카르복실산 기를 함유하는 중합체 중 하나 이상으로부터 선택되는 것인 방법:
    Figure pct00120

    상기 식에서,
    R*은 -C1-C7 알킬-OH, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-NH2, -C1-C7 알킬-NHR3 및 -C1-C7 알킬 NR3R4로부터 선택되고, 이때 R3 및 R4는 각각 -H, -OH, -할로, -C1-C7 알킬, -C1-C7 알킬-OH, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된다.
  92. 제77항 내지 제91항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 카르복실산 함유 화합물은 아세트산, 구연산 및 글리콜산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 방법.
  93. 제77항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬설폰산은 이소에티온산인 방법.
  94. 제77항 내지 제93항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1인 방법.
  95. 제77항 내지 제94항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:50 또는 50:1인 방법.
  96. 제77항 내지 제95항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:10 또는 10:1인 방법.
  97. 제77항 내지 제96항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:5 또는 5:1인 방법.
  98. 제77항 내지 제97항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:3 또는 3:1인 방법.
  99. 제77항 내지 제98항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:2 또는 2:1인 방법.
  100. 제77항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 대 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이들의 조합의 몰 비는 약 1:1인 방법.
  101. 제77항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 적어도 하나의 아민 또는 암모늄 염 함유 화합물 및
    b) 적어도 하나의 카르복실산 함유 화합물 또는 알킬설폰산 또는 이의 조합
    을 포함하는 착물은 비가역적으로 양성자화된 것인 방법.
  102. 제77항 내지 제101항 중 어느 한 항에 있어서, 물이 회수되는 용매는 적어도 하나의 아민 함유 화합물 및 적어도 하나의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함하는 것인 방법.
  103. 제100항에 있어서, 용매는 적어도 하나의 하기 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐을 포함하는 것인 방법:
    Figure pct00121

    상기 식에서,
    R1 및 R2는 -C1-C7 알킬 또는 -C3-C7 단환으로부터 독립적으로 선택되거나;
    R1 또는 R2 중 하나는 -O-(C1-C7 알킬)로부터 선택되고, 나머지 하나는 -C1-C7 알킬로부터 선택되거나;
    R1 및 R2는 함께 화학식 II의 카르보닐과 3원 내지 15원 단환형 케톤 또는 3원 내지 15원 단환형 헤테로환형 케톤 또는 아세토페논을 형성한다.
  104. 제77항 내지 제102항 중 어느 한 항에 있어서, 용매는 적어도 하나의 아민 함유 화합물을 포함하고, 상기 아민은 착물의 아민 함유 화합물과 동일하거나 상이할 수 있는 것인 방법.
  105. 제77항 내지 제104항 중 어느 한 항에 있어서, 착물 또는 용매의 적어도 하나의 아민 함유 화합물은 공액화된, 지방족, 비대칭 또는 환형 삼차 아민으로부터 선택되는 것인 방법.
  106. 제105항에 있어서, 삼차 아민 함유 화합물은 하기 화합물들로부터 선택되는 것인 방법:
    Figure pct00122
  107. 제106항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C7 알킬)3로부터 선택되는 것인 방법.
  108. 제107항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C1-C4 알킬)3로부터 선택되는 것인 방법.
  109. 제108항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 -N(C2 알킬)3(트리에틸아민)인 방법.
  110. 제109항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물은 에틸피페리딘인 방법.
  111. 제110항에 있어서, 화학식 II의 R1은 -C1-C7 알킬인 방법.
  112. 제103항 또는 제111항에 있어서, 화학식 II의 R1은 -OH, -C1-C7 알킬, -(C1-C7 알킬)-OH, -NH2, -NH(C1-C7 알킬), -N(C1-C7 알킬)2, -C(O)OH, -C(O)-H 또는 -C(O)-(C1-C7 알킬)로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 더 치환된 것인 방법.
  113. 제103항, 제111항 및 제112항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 II는 2-부타논인 방법.
  114. 제102항 내지 제113항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:99 또는 99:1의 비로 존재하는 것인 방법.
  115. 제102항 내지 제114항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:50 또는 50:1의 비로 존재하는 것인 방법.
  116. 제102항 내지 제115항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:10 또는 10:1의 비로 존재하는 것인 방법.
  117. 제102항 내지 제116항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:5 또는 5:1의 비로 존재하는 것인 방법.
  118. 제102항 내지 제117항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:3 또는 3:1의 비로 존재하는 것인 방법.
  119. 제102항 내지 제118항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:2 또는 2:1의 비로 존재하는 것인 방법.
  120. 제102항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 삼차 아민 함유 화합물 대 적어도 하나의 화학식 II의 에놀화 가능한 카르보닐의 몰 비는 약 1:1의 비로 존재하는 것인 방법.
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