KR20220044592A - 비수용매의 정제 방법 및 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법 - Google Patents

비수용매의 정제 방법 및 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법 Download PDF

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Abstract

탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 해당 이온교환수지의 수분을 제거하는 전처리 공정과, 상기 전처리 공정에서 탈수된 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킴으로써, 정제 대상인 비수용매를 정제하는 정제 공정을 포함하되, 상기 이온교환수지의 조화 평균 직경이 0.20 내지 0.50㎜인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제 방법. 본 발명에 따르면, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 수분을 함유하고 있는 이온교환수지의 수분을 제거하기 위한 전처리 공정을 포함하는 비수용매의 정제 방법에 있어서, 전처리 공정에서의 탈수처리용의 비수용매의 사용량이 적은 비수용매의 정제 방법을 제공할 수 있다.

Description

비수용매의 정제 방법 및 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법
본 발명은, 비수용매 중의 금속 불순물을 제거하여, 해당 비수용매를 정제하기 위한 비수용매의 정제 방법 및 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체나 리튬 이온 이차전지의 제조에 있어서, 고도로 정제된 비수용매가 이용되고 있다. 비수용매의 정제 방법으로서는, 증류 방법이 알려져 있지만, 설비비가 높고 그리고 엄청난 에너지가 필요한 데다가, 고도의 정제가 어렵다는 문제가 있다.
그래서, 최근에는, 이온교환수지나 이온교환필터를 이용하는 이온교환법에 의해, 비수용매를 정제하는 방법이 행해지고 있다. 이온교환법은, 낮은 설비비, 에너지 절약, 그리고 고도의 정제가 가능하다는 특징을 지닌다.
고도로 정제된 비수용매에서는, 수분도 불순물이 되므로, 이온교환수지의 함유 수분을, 비수용매에 용출시키지 않는 것이 필요하다. 그 때문에, 이온교환수지를 이용할 경우에는, 미리, 이온교환수지 중의 수분량을 저감시키는 전처리가 필수로 되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 음이온형 이온교환수지를 수혼화성의 유기용매로 치환 제거를 한 후, 그 유기용매를 탈기제거하는 이온교환수지의 탈수처리가 개시되어 있다. 또한, 그 외에는, 이온교환수지를 감압 건조시키는 방법이 있다.
JP H10-53594 A
그런데, 본 발명자들이 검토한 바, 이온교환수지에 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 이온교환수지 중의 수분을, 비수용매로 치환하는 함수량의 저감 방법에서는, 비수용매의 정제가 가능한 정도까지, 이온교환수지의 함수량을 저감시키는 데에, 이온교환수지에 대하여 수십배로부터 수백배나 다량의 비수용매가 필요하게 되는 것을 알았다.
또한, 이온교환수지의 감압 건조에 의한 함수량의 저감 방법에서는, 비수용매의 정제를 행하는 저수분량까지, 이온교환수지의 함수량을 저감시키는 효과가 낮다.
따라서, 본 발명의 목적은, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 수분을 함유하고 있는 이온교환수지의 수분을 제거하기 위한 전처리 공정을 포함하는 비수용매의 정제 방법에 있어서, 전처리 공정에서의 탈수처리용의 비수용매의 사용량이 적은 비수용매의 정제 방법 및 이온교환수지 전처리 방법을 제공하는 것에 있다.
이러한 배경을 기초로, 본 발명자들은, 전처리 공정에 있어서, 이온교환수지중의 수분은, 표면 근방에 비해서, 중심에 가까이 갈수록, 비수용매로 치환되기 어렵고, 이온교환수지의 중심 근방의 수분이, 전처리 공정에 있어서 탈수처리용의 비수용매의 사용량을 과대하게 하고 있는 요인인 것, 및 그 때문에, 비수용매의 정제에 이용하는 이온교환수지의 입경을 작게 해서, 중심에서부터 표면까지의 거리를 짧게 하면, 이온교환수지의 중심 근방의 수분이 비수용매로 치환되기 쉬워지는 것 등을 찾아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명(1)은, 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 해당 이온교환수지의 수분을 제거하는 전처리 공정과,
상기 전처리 공정에서 탈수된 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킴으로써, 정제 대상인 비수용매를 정제하는 정제 공정
을 포함하되,
상기 이온교환수지의 조화 평균 직경(harmonic-mean particle size)이 0.20 내지 0.50㎜인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명(2)는, 상기 이온교환수지의 가교도가 4.0 내지 8.0%인 것을 특징으로 하는 (1)의 비수용매의 정제 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명(3)은, 상기 이온교환수지가 겔형의 이온교환수지인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)의 비수용매의 정제 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명(4)는, 상기 이온교환수지의 충전층이, 강산성 양이온 교환 수지와, 해당 강산성 양이온 교환 수지 이외의 이온교환체, 합성 흡착제 및 다공질 흡착체 중 1종 이상의 혼상 또는 복상인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 비수용매의 정제 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명(5)는, 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 해당 이온교환수지의 수분을 제거하는 전처리 공정을 포함하고,
상기 이온교환수지의 조화 평균 직경이 0.20 내지 0.50㎜인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명(6)은, 상기 이온교환수지의 가교도가 4.0 내지 8.0%인 것을 특징으로 하는 (5)의 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명(7)은, 상기 이온교환수지가 겔형의 이온교환수지인 것을 특징으로 하는 (5) 또는 (6)의 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명(8)은, 상기 이온교환수지의 충전층이, 강산성 양이온 교환 수지와, 해당 강산성 양이온 교환 수지 이외의 이온교환체, 합성 흡착제 및 다공질 흡착체 중 1종 이상의 혼상 또는 복상인 것을 특징으로 하는 (5) 내지 (7)의 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 수분을 함유하고 있는 이온교환수지의 함수량을 저감시키기 위한 전처리 공정을 포함하는 비수용매의 정제 방법에 있어서, 전처리 공정에서의 탈수처리용의 비수용매의 사용량이 적은 비수용매의 정제 방법 및 이온교환수지 전처리 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 비수용매의 정제 방법은,
탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 해당 이온교환수지의 수분을 제거하는 전처리 공정과,
상기 전처리 공정에서 탈수된 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킴으로써, 정제 대상인 비수용매를 정제하는 정제 공정
을 포함하되,
상기 이온교환수지의 조화 평균 직경이 0.20 내지 0.50㎜인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제 방법이다.
본 발명의 비수용매의 정제 방법은, 전처리 공정과, 정제 공정을 포함한다. 즉, 본 발명의 비수용매의 정제 방법에서는, 먼저, 탈수처리용의 비수용매를, 탈수처리가 시행되어 있지 않은 이온교환수지에 통액시킴으로써, 이온교환수지 중의 수분량을 저감시키고 나서, 수분량을 저감시킨 이온교환수지에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킴으로써, 비수용매의 정제를 행한다.
본 발명의 비수용매의 정제 방법에 있어서, 전처리 공정에 이용되는 탈수처리용의 비수용매와, 정제 공정에 있어서의 정제 대상인 비수용매는, 동종의 비수용매인 것이 바람직하지만, 다른 종류이어도 된다. 또, 전처리 공정에 이용되는 탈수처리용의 비수용매와, 정제 공정에 있어서의 정제 대상인 비수용매의 종류가 다른 경우에는, 정제 공정 전에, 정제 대상인 비수용매를 탈수처리 후의 이온교환기를 갖는 입상수지에 통액시켜, 탈수처리용의 비수용매를 정제 대상인 비수용매로 치환하고 나서, 정제 공정을 행하면 된다. 예를 들면, 아이소프로필 알코올의 정제를 행할 경우에는, 탈수처리용의 비수용매로서, 아이소프로필 알코올을 이용한다. 정제 대상인 비수용매로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 아이소프로필 알코올, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류, 사이클로헥산온, 메틸아이소부틸케톤, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류, 2,4-다이페닐-4-메틸-1-펜텐, 2-페닐-1-프로펜 등의 알켄계 유기용매, 프로필렌글리콜 모노메틸 에터아세테이트(PGMEA), 아세트산 아이소프로필 등의 에스터계 유기용매, 방향족 유기용매, N-메틸피롤리돈 등, 및 이들의 혼합 유기용매를 들 수 있다.
본 발명의 비수용매의 정제 방법에 따른 전처리 공정은, 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 이온교환수지의 수분을 제거하는 공정이다.
전처리 공정에서는, 탈수처리용의 비수용매로서, 정제 공정에 있어서의 정제 대상인 비수용매와 동종 또는 다른 종류의 비수용매를 적당히 선택한다. 처리 성능의 면으로부터는, 이온교환수지 충전용기에 충전되어 있는 이온교환수지의 충전층에 대하여, 비수용매가 하향류로 통액되도록, 송액관이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이온교환수지의 충전층에 대하여, 비수용매를 하향류로 통액시킬 경우, 이온교환수지 충전용기 내의 이온교환수지의 충전층을 유통하는 비수용매를 가압하고, 이온교환수지 충전용기 내에서 기포가 발생하지 않도록 조정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 비수용매를 가압하는 수단(압력조정 수단)으로서, 이온교환수지 충전용기의 후단에 이온교환수지 충전용기 내를 소정의 압력까지 가압하는 배압 밸브 또는 릴리프 밸브를 설치하는 것이 바람직하다. 배압 밸브 또는 릴리프 밸브에 의해 송액량을 저감시킴으로써 이온교환수지 충전용기 내를 가압하는 것에 의해, 이온교환수지 충전용기 내에서의 기포의 발생을 억제할 수 있다.
탈수처리용의 비수용매 중의 수함유량은, 정제 공정에서 정제하는 것에 의해 얻어지는 비수용매에 요구되는 수함유량과 같은 정도 또는 그것 이하이면 되지만, 낮을수록 탈수처리에 필요한 비수용매량을 적게 할 수 있다.
탈수처리용의 비수용매 중의 각 금속 불순물의 함유량은, 정제 공정에서 정제하는 것에 의해 얻어지는 비수용매의 요구값에 따라 적당히 선택되지만, 가능한 한 금속 함유량이 적은 것이, 전처리 공정에서 이온교환수지의 작용기의 소모가 적어져, 이온교환수지의 수명이 높아지는 점에서 바람직하다.
본 발명의 비수용매의 정제 방법에 있어서, 이온교환수지의 충전층을 형성하는 이온교환수지는, 양이온 교환 수지 또는 음이온 교환 수지이다. 양이온 교환 수지는, 강산성 양이온 교환 수지이어도 되고, 약산성 양이온 교환 수지이어도 된다. 강산성 양이온 교환 수지에 도입되어 있는 양이온 교환기로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 설폰산기 등을 들 수 있다. 약산성 양이온 교환 수지에 도입되어 있는 양이온 교환기로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 카복실기 등을 들 수 있다. 양이온 교환 수지의 양이온 교환기는, H형이 바람직하다. 또한, 음이온 교환 수지는, 강염기성 음이온 교환 수지이어도 되고, 약염기성 음이온 교환 수지이어도 된다. 강염기성 음이온 교환 수지에 도입되어 있는 음이온 교환기로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, OH형의 4급 암모늄기 등을 들 수 있다. 약염기성 음이온 교환 수지에 도입되어 있는 음이온 교환기로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 유리 염기형의 3급 아미노기, 2급 아미노기, 1급 아미노기, 폴리아민기 등을 들 수 있다. 음이온 교환 수지의 음이온 교환기는, 유리 염기형이 바람직하다.
이온교환수지의 기체 수지로서는, 스타이렌-다이비닐벤젠 공중합체 등을 들 수 있다. 이온교환수지로서는, 특별히 제한되지 않지만, 유기 고분자를 모체로 하는 유기 고분자계의 이온교환수지가 바람직하며, 모체가 되는 유기고분자로서는, 스타이렌계 수지 또는 아크릴계 수지를 들 수 있다.
이온교환수지는 겔형 구조, 거대기공형 구조, 다공형 구조의 어느 쪽의 구조이어도 된다.
이온교환수지의 조화 평균 직경은, 0.20 내지 0.50㎜, 바람직하게는 0.20 내지 0.40㎜이다. 이온교환수지의 조화 평균 직경이, 상기 범위에 있는 것에 의해, 전처리 공정에서 사용하는 탈수처리용의 비수용매의 양을 적게 할 수 있다. 한편, 이온교환수지의 조화 평균 직경이, 상기 범위 미만이면, 통액 시의 차압이 지나치게 커지기 때문에, 점도가 높은 비수용매에서는 통액이 곤란해지고, 또한, 상기 범위를 초과하면, 수지의 중심까지 비수용매가 침투되기 어려워져, 전처리 공정에서 사용하는 탈수처리용의 비수용매의 양이 지나치게 많아진다. 또, 본 발명에 있어서, 이온교환수지의 조화 평균 직경은, 레이저 회절식 입도 분포계를 이용해서 측정되는 값이다.
이온교환수지의 가교도, 즉, 이온교환수지의 기체로 되어 있는 수지의 가교도는, 바람직하게는 4.0 내지 8.0%, 특히 바람직하게는 6.0 내지 8.0%이다. 이온교환수지의 가교도가 상기 범위에 있는 것에 의해, 전처리 공정에서 사용하는 탈수처리용의 비수용매의 양을 적게 할 수 있다는 효과가 향상된다.
이온교환수지의 교환 용량은, 바람직하게는 0.6 내지 3.0 eq/ℓ-R, 특히 바람직하게는 1.5 내지 3.0 eq/ℓ-R이다.
이온교환수지의 종류로서는, 예를 들어, 오르가노사(Organo Corporation) 제품인 크로마토그래피 시리즈, 다우케미컬사(Dow Chemical Company) 제품인 DOWEX, 미츠비시카가쿠사 제품인 DIAION UBK 시리즈, 토소사(Tosoh Corporation) 제품인 TOYOPEARL 시리즈, 삼양사(Samyang Corporation) 제품인 크로마토그래피 수지 MCK 시리즈 중, 조화 평균 직경이 0.20 내지 0.50㎜, 바람직하게는 0.20 내지 0.40㎜인 것을 들 수 있다.
전처리 공정에 따른 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층은, 탈수처리 전의 이온교환수지를, 처리탑, 처리 용기 등에 층상으로 충전하는 것에 의해 형성된 것이다. 충전층의 직경 및 두께는, 정제 대상인 비수용매의 유수 속도 등에 의해 적당히 선택된다.
이온교환수지의 충전층은, 양이온 교환 수지 또는 음이온 교환 수지로 이루어지는 단상(single bed)이어도 되고, 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지의 혼상(mixed bed)이어도 되고, 혹은 전단의 양이온 교환 수지층과 후단의 음이온 교환 수지층으로 이루어지는 복상(double bed)이어도 된다. 이온교환수지의 충전층으로서는, 예를 들어, 강산성 양이온 교환 수지와 약염기성 음이온 교환 수지의 혼상, 전단의 강산성 양이온 교환 수지층과 후단의 약염기성 음이온 교환 수지층으로 이루어지는 복상, 또한 H형의 강산성 양이온 교환 수지와 유리 염기형의 약염기성 음이온 교환 수지의 혼상, 전단의 H형의 강산성 양이온 교환 수지층과 후단의 유리 염기형의 약염기성 음이온 교환 수지층으로 이루어지는 복상을 들 수 있다.
이온교환수지의 충전층은, 강산성 양이온 교환 수지와, 해당 강산성 양이온 교환 수지 이외의 이온교환체, 합성 흡착제 및 다공질 흡착체 중 1종 이상의 혼상 또는 복상이어도 된다. 강산성 양이온 교환 수지 이외의 이온교환체로서는, 유기다공질 양이온 교환체, 유기다공질 음이온 교환체를 들 수 있다. 합성 흡착제로서는, 모체가 스타이렌계, 아크릴계, 페놀계로 분류되는 수지를 들 수 있다. 다공질 흡착체로서는, 활성탄, 제올라이트, 실리카겔을 들 수 있다.
또한, 다공질 흡착제로서는, 페놀 수지 등의 수지를 탄화 및 부활(activating) 처리해서 얻어지는 활성탄 분말(예를 들어, 일본국 공개 특허 제2016-132651호 공보에 기재의 활성탄 분말)을 들 수 있다. 페놀 수지 등의 수지를 탄화 및 부활처리해서 활성탄 분말을 얻는 방법으로서는, 예를 들어, 이하의 방법이 예시된다. 구형의 페놀 수지 분말 등의 구형의 수지원료 분말을, 탄화로 내에서 탄화 처리하는 것에 의해, 구형의 탄화물 분말을 얻는다. 이때의 탄화 조건으로서는, 예를 들어, 질소분위기하, 온도 850℃에서 30분간 유지한다고 하는 조건을 예시할 수 있다. 그 다음에, 얻어진 탄화물 분말을, 부활로 내에서 부활처리한다. 부활조건으로서는, 예를 들어, 노 내에 수증기를 유입시켜, 온도 850℃에서 5 내지 24시간 유지한다고 하는 조건을 예시할 수 있다. 또한, 부활처리해서 얻어진 활성탄은, 필요에 따라서, 소정의 입경이 되도록 분급할 수 있다.
전처리 공정에 있어서, 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액할 때의 통액속도(SV)는, 특별히 제한되지 않고, 적당히 선택되지만, 바람직하게는 1 내지 100ℓ/ℓ-수지/h, 특히 바람직하게는 5 내지 20ℓ/ℓ-수지/h이다.
전처리 공정에 있어서, 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액할 때의 온도는, 특별히 제한되지 않고, 적당히 선택되지만, 바람직하게는 0 내지 60℃, 특히 바람직하게는 15 내지 25℃이다.
그리고, 전처리 공정에서는, 이온교환수지의 충전층을 통과한 탈수처리용의 비수용매 중의 수함유량은, 탈수처리용의 비수용매의 통액량에 따라서, 서서히 감소되어 가므로, 이온교환수지의 충전층을 통과한 탈수처리용의 비수용매 중의 수함유량이, 소망의 값에 도달할 때까지, 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매의 통액을 계속한다. 또, 전처리 공정에 있어서의 탈수처리용의 유기용매의 통액량은, 정제 대상인 비수용매에 요구되는 수함유량에 따라서, 적당히 선택된다.
전처리 공정에 이용된 탈수처리용의 비수용매는, 폐기 처분되거나, 혹은 수분이 제거된 후, 탈수처리용의 비수용매로서 재사용된다.
본 발명의 비수용매의 정제 방법에 따른 정제 공정은, 탈수처리 후의 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킴으로써, 정제 대상인 비수용매를 정제하는 공정이다.
정제 대상인 비수용매는, 금속 불순물로서, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Ag, Cd, Ba, Pb 등을 함유한다. 정제 대상인 비수용매 중의 각 금속 불순물의 함유량은, 특별히 제한되지 않지만, 통상, 100질량ppb 내지 20 질량ppt 정도이다.
정제 대상인 비수용매 중의 수함유량은, 정제 공정에서 정제함으로써 얻어지는 비수용매에 요구되는 수함유량 이하이다.
정제 공정에 있어서, 탈수처리 후의 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액할 때의 통액속도(SV)는, 특별히 제한되지 않고, 적당히 선택되지만, 바람직하게는 1 내지 100ℓ/ℓ-수지/h, 특히 바람직하게는 5 내지 20ℓ/ℓ-수지/h이다.
정제 공정에 있어서, 탈수처리 후의 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킬 때의 온도는, 특별히 제한되지 않고, 적당히 선택되지만, 바람직하게는 0 내지 60℃, 특히 바람직하게는 15 내지 25℃이다.
그리고, 정제 공정에서는, 탈수처리 후의 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킴으로써, 정제 대상인 비수용매의 정제를 행한다.
본 발명의 비수용매의 정제 방법을 행하여 얻어지는 비수용매 중의 각 금속 불순물의 함유량은, 비수용매의 용도 또는 요구 성능에 의해 적당히 선택되지만, 바람직하게는 10 질량ppt 이하이다.
이온교환수지 중에서, 수분은 이온교환기에 함유되어서 존재하고 있다. 그리고, 이온교환수지에 비수용매를 접촉시킴으로써, 이온교환수지의 탈수처리를 행할 경우, 이온교환수지 중의 수분은, 표면 근방에 비해서, 이온교환수지의 중심으로 가까이 갈수록, 제거되기 어렵다. 그래서, 본 발명의 비수용매의 정제 방법에서는, 전처리 공정의 대상이 되는 이온교환수지의 입경을 작게 해서, 표면에서부터 중심까지의 거리를 짧게 함으로써, 이온교환수지의 중심 근방의 수분을 제거하기 쉽게 되어 있으므로, 본 발명의 비수용매의 정제 방법에서는, 전처리 공정에서 사용하지 않으면 안되는 탈수처리용의 비수용매의 양을 적게 할 수 있다.
본 발명의 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법은, 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 해당 이온교환수지의 수분을 제거하는 전처리 공정을 포함하고,
상기 이온교환수지의 조화 평균 직경이 0.20 내지 0.50㎜, 바람직하게는 0.20 내지 0.40㎜인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법이다. 상기 이온교환수지의 가교도는, 바람직하게는 4.0 내지 8.0%, 특히 바람직하게는 6.0 내지 8.0%이고, 또한, 상기 이온교환수지는, 바람직하게는 겔형의 이온교환수지이며, 또한, 상기 이온교환수지의 충전층은, 바람직하게는 강산성 양이온 교환 수지와, 해당 강산성 양이온 교환 수지 이외의 이온교환체, 합성 흡착제 및 다공질 흡착체 중 1종 이상의 혼상 또는 복상이다.
본 발명의 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법에 따른 전처리 공정은, 본 발명의 비수용매의 정제 방법에 따른 전처리 공정과 마찬가지이다. 따라서, 본 발명의 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법에 따른 전처리 공정에 이용되는 탈수처리용의 비수용매, 탈수처리 전의 이온교환수지, 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층, 합성 흡착제, 다공질 흡착체, 통액방법, 통액조건 등도, 본 발명의 비수용매의 정제 방법에 따른 전처리 공정에 이용되는 탈수처리용의 비수용매, 탈수처리 전의 이온교환수지, 탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층, 합성 흡착제, 다공질 흡착체, 통액방법, 통액조건 등과 마찬가지이다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의거래서 상세히 설명한다. 단, 본 발명은, 이하의 실시예로 제한되는 것은 아니다.
(실시예 1)
H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERLITE(등록상표) CR3220, 조화 평균 직경 0.23㎜, 가교도 8.0%) 36㎖를, 내경 16㎜, 높이 200㎜인 아크릴 칼럼에 충전했다.
다음에, 칼럼 내에, 표 1에 나타낸 수함유량의 탈수처리용의 아이소프로필 알코올(IPA)을, 통액속도 5ℓ/ℓ-수지/h로 통액시키고, 표 1에 나타낸 통액량마다, 칼럼의 출구액을 채취하여, 수함유량을 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 2)
H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERLITE(등록상표) CR3220, 조화 평균 직경 0.23㎜, 가교도 8.0%) 대신에, H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERLITE(등록상표) CR1310, 조화 평균 직경 0.33㎜, 가교도 6.0%)로 하는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERLITE(등록상표) CR3220, 조화 평균 직경 0.23㎜, 가교도 8.0%) 대신에, H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERLITE(등록상표) CR1320, 조화 평균 직경 0.37㎜, 가교도 6.0%)로 하는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERLITE(등록상표) CR3220, 조화 평균 직경 0.23㎜, 가교도 8.0%) 대신에, H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERJET(등록상표) 1020, 조화 평균 직경 0.64㎜, 가교도 8.0%)로 하는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 2)
H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERLITE(등록상표) CR3220, 조화 평균 직경 0.23㎜, 가교도 8.0%) 대신에, H형으로 재생한 습윤상태의 이온교환수지(강산성 양이온 교환 수지, 겔형, 오르가노사 제품, AMBERJET(등록상표) 1060, 조화 평균 직경 0.66㎜, 가교도 16.0%)로 하는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
<이온교환수지의 조화 평균 직경의 측정>
레이저 회절식 입도 분포계 Mastersizer 3000(말번 파날리티컬사(Malvern Panalytical Ltd) 제품)을 이용해서 측정했다.
Figure pct00001
실시예 1 내지 3에서는, 충전층으로부터 배출되는 IPA 중의 수함유량이 30ppm 이하에 도달할 때까지의 IPA의 사용량은 30 내지 35BV 정도였다. 한편, 비교예 1에서는, IPA의 사용량이 35BV의 시점에서 충전층으로부터 배출되는 IPA 중의 수함유량은 68ppm이며, 또한, 비교예 2에서는, IPA의 사용량이 35BV의 시점에서 충전층으로부터 배출되는 IPA 중의 수함유량은 437ppm이었다. 이상의 결과로부터, 본 발명에 있어서, 이온교환수지의 입경을 작게 하여, 본 발명의 규정의 범위로 함으로써, 전처리 공정에서 사용하지 않으면 안되는 탈수처리용의 비수용매의 양을 적게 할 수 있는 것을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 비수용매의 정제 방법으로서,
    탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 해당 이온교환수지의 수분을 제거하는 전처리 공정; 및
    상기 전처리 공정에서 탈수된 이온교환수지의 충전층에, 정제 대상인 비수용매를 통액시킴으로써, 정제 대상인 비수용매를 정제하는 정제 공정
    을 포함하되, 상기 이온교환수지의 조화 평균 직경(harmonic-mean particle size)이 0.20 내지 0.50㎜인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이온교환수지의 가교도가 4.0 내지 8.0%인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온교환수지가 겔형의 이온교환수지인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온교환수지의 충전층이, 강산성 양이온 교환 수지와, 상기 강산성 양이온 교환 수지 이외의 이온교환체, 합성 흡착제 및 다공질 흡착체 중 1종 이상의 혼상 또는 복상인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제 방법.
  5. 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법으로서,
    탈수처리 전의 이온교환수지의 충전층에, 탈수처리용의 비수용매를 통액시킴으로써, 상기 이온교환수지의 수분을 제거하는 전처리 공정을 포함하되,
    상기 이온교환수지의 조화 평균 직경이 0.20 내지 0.50㎜인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이온교환수지의 가교도가 4.0 내지 8.0%인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 이온교환수지가 겔형의 이온교환수지인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온교환수지의 충전층이, 강산성 양이온 교환 수지와, 상기 강산성 양이온 교환 수지 이외의 이온교환체, 합성 흡착제 및 다공질 흡착체 중 1종 이상의 혼상 또는 복상인 것을 특징으로 하는 비수용매의 정제용의 이온교환수지 전처리 방법.
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