TW450830B - Vapor permeation system - Google Patents

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經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 450830 五、發明说明（1 ) 發明背景 蒸氣滲透爲基於隔膜之製法，可用來分離蒸氣之混合 物。在此等製法之例中，蒸氣A和蒸氣B的蒸氣混合物， 加料至隔膜的進料锄，同時以眞空泵或吹拂氣流，通常與 * * 冷轶器組合，在隔膜的滲透物側維持充分低的蒸氣B分壓 ，提供蒸氣B跨越隔膜的化學電勢梯度》厮則上，蒸氣B 和部份蒸氣A，傳送到隔膜的滲透物側，形成蒸氣相滲透 物。 開發低成本的有效蒸氣滲透法之關鍵，在於維持隔膜 滲透物側的蒸氣低分壓所用方法。前案技藝記載在隔膜的 滲透物側施加眞空，降低滲透物的總屋，因而降低隔膜滲 透物側的蒸氣分鼷。然而，在許多情況下，眞空的成本和 複雜性使其不切實際。此外，眞空驅動系統常洩滯，使空 氣進入系統內。在許多分離上，尤其是氧氣敏感性化合物 或高度易燃性化合物，有氧存在是不好而且有危險。因此 ，需要有另類方法。 美國專利4978430號掲示一種蒸氣滲透法，將含有機 化合物的水溶液脫水和澳縮，於是保持滲透物在減壓下， 亦可用Γ乾惰性氣體」來降低分屋。 美國專利5226932號掲示一種隔膜法，以乾燥空氣、 氮氣、二氧化碳或氨等.非凝結性氣體，使用低度眞空，以 及在隔膜滲透物側之乾燥逆流吹拂氣體。共有美國專利 5108464號亦揭示一種隔膜法，以乾燥空氣、低級烴和酸 性氣體等非凝結性氣體，使瞋，其中吹拂氣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21^X297公釐） ' <請先閲讀背面之注$項再填寫本萸) 木- 訂 450830 A7 B7 五、發明说明（2 ) 體可在滯留物端引進空心戡維隔膜模組的滲透物側，使其 與沿隔膜通過的滲透物混合物，並在模組的進料端流出。 美國專利5034025號揭示一種隔膜法，以乾燥含水蒸 氣的非凝結性氣體，諸如空氣、二氧化碳或天然氣，包含 锥持跨越隔膜的水蒸氣分屋有異，令隔膜較低屋的滲透物 側與乾燥有機凝結性吹拂氣體（與水不相液混）接觸，最 好以逆流流動模式：，收集含吹拂氣體的滲透水加以冷凝， 因而形成有機一水性二相冷凝液，再分成有機相和水相。 由前述可知，前案技術已倡議在兮離隔膜的滲透物側 使用逆@的吹拂氣體流。然而，對於此吹拂氣體應具有何 穐性能未有何指引。茲已發現，爲了在滲透物側使用逆 流用，在隔瞑的滲透物佩必-須有低澳戈 或览蒸氣B。此外’含低澳度蒸氣B的吹拂氣雔發 生方法必須小心選擇，以維持高效能、有效率、低成本系 統。 發明槪要 本發明包括蒸氣滲透法，可從含蒸氣混合物的進料流 選擇性除去箏一種蒸氣，包括如下步驟： ⑻考供隔膜，具有進料側和滲透物側； ⑹將進料流引導至隔膜進料側，從隔暎進料側排出 在第一蒸氣內消耗的滞留物流，並從隔膜滲透物側排出第 一蒸氣內增澳的滲透物流；以及 ⑹將吹拂氣相流引導至隔膜的滲透物側，吹拂氣流 對進料流的流動呈逆流流動； 2 本紙張尺度適用中國國家梂準{ CNS ) A4规格（210X297公釐) (请先閾讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 1 450830 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 其中吹拂氣流內第一蒸氣的分壓充分低到，吹拂氣流 內第一蒸氣分壓對滲透物流內第一蒸氣分壓之比在〇·9以 下。 本發明密切相關要旨爲發生吹拂氣流所用方法◊本發 明包含方法選自隔膜分離、吸着、凝結、瓶裝淨化氣體， 以及液化氣體蒸發產生的氣體。、 本發明另一密切相關要旨爲，對第一蒸氣內增漉的滲 透物流使用蒸氣去除法，蒸氣去除法選自凝結、吸着、和 隔膜分離法。蒸氣去除法亦可用來產生消耗的氣相流，可 再循環回到蒸氣滲透法，在步驟⑹內做爲吹拂氣體引進。 圖式簡單說明 圖1至圖10爲本發明變通具體例之商圖。 發明之詳細說明 在本發明中使用下列定義： 蒸氣：氣相內在臨界溫度以下的流體，沸點在-100 ec 以上者。 吹拂氣：氣相流體，即在製法的操作條件爲非液體， 可爲蒸氣，只要蒸氣B濃度或分壓低即可。 蒸氣B富滲透物：滲透物流內蒸氣B分應，除以滲透 物流內蒸氣B分屋和蒸氣A分壓之和，大於進料流內同樣 比率。不一定指滲透物內蒸氣B分壓大於進料內蒸氣B分 壓，因爲滲透物亦含有氣相吹拂氣。 爲便利說明起見，假設進料流含二種蒸氣：蒸氣A和 蒸氣B。另假設隔瞳對蒸氣B比對蒸氣A更透氣。 3〜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0X297公i ' (请先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -l·— . " J.

經濟部中央梂隼局負工消費合作杜印製 450830 at B7 五、發明説明（4 ) 圖1表示使用隔膜產生蒸氣B當滲透物.流和蒸氣B消 耗滞留物流之基本方法使用，逆流吹拂氣流維持隔膜滲透 物側的蒸氣分屋低； 圖2表示類似圖1所示方法，惟吹拂氣流是利用根據 隔膜的單元製成； 圖3表示類似圃1所示方法，惟吹拂氣流是利用兼倂 壓縮/凝結法製成； 圖4表示類似圖1所示方法，惟吹拂氣流是利用吸着 法製成； 蹰5表示類似圖1所示方法，惟吹拂氣流是利用瓶裝 淨化氣體所得； 圖6表示類似圔1所示方法，惟吹拂氣流是利用液化 氣體蒸發製成； 圖7表示類似圃1所示方法，惟吹拂氣流是利用蒸氣 B富滲透物引導至第二根據隔膜製法，產生蒸氣B消耗滯 留物流，用做吹拂氣流，於是將用做吹拂氣流的氣體再循 環而製成。使用補充氣流抵償從第二隔膜損失的任何氣髖; 圖8表示類似圖1所示方法，惟吹拂氣流是利用引導 蒸氣B富滲透物流至壓縮/凝結法，產生蒸氣b消耗非凝 結性氣流，用做吹拂氣流，於是將用傲吹拂氣流之氣體再 循環而製成； 圖9表示類似圖1所示方法，惟吹拂氣流是利用引導 * 蒸氣B富滲透物流至吸着法，產生蒸氣飞消耗氣流，用做 吹拂氣流，於是將用做吹拂氣流之氣體再循環而製成； 〜4〜 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS) A4規格（2I0X297公釐） (請先面之注意事項再填寫本頁) 訂 450830 A7 B7__ 五、發明説明（5 ) 圖10表示類似圖1所示方法，惟吹拂氣流是爲氣體， 並對蒸氣B富滲透物流使用眞空泵，以增進效率。 茲已發現使用有效除去蒸氣的逆流吹拂氣流時，吹拂 氣內較具透過性备两分屋對滯留物內同樣成份的分壓比， 必須在〇·9以下，以0.5以下爲佳。若分屋比超過0.9 * 則蒸氣從隔膜進料側傳送至滲透物/吹拂氣流的驅動力會 低到不堪用，從而導致進料流量低到無法達成滯留物流指 定的純度水準，進料流量低表示系統成本較高，因爲處理 指定進料流量所需隔膜面稹增加。然而，當滲透物分壓比 低於0.9，驅動力即充分高到容許使用合理的進料流量， 獲得堪用之高純度滯留物，導致有效的低成本系統。 進料溫度應比一大氣壓時的冷凝溫度高，從而應高於 周圍溫度，最好高於40 X：，而總大於周圍壓力 ，以在丨0大氣壓以下爲佳。 利用本發明蒸氣滲透法達成分離，最好是從有機蒸氣 除去水蒸氣，但亦可應用於從水除去揮發性化合物，或分 離有機和無機蒸氣混合物。一般而言，所用隔膜的選擇， 使進料流的少量成份可利用隔膜選擇性除去；然而，本發 明不需限制於此。 在吹拂進口的吹拂流容積流量，可調節至具有所需效 率。吹拂氣流的容積流量，在模組的滯留物端足以降低隔 膜滲透物側的較具滲透性成份之分壓，至約90%或模組滯 留物端的隔膜進料侧分壓値以下。所以，所用吹拂氣證量 視操作條件或滯留物流內較具摻透性成份的所需濃度而定 〜5〜 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS}A4規格（210X297公釐） IKll·^------ __ (請先《讀背面之注$項再填寫本貰) 訂 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝

450830 A7 __B7_ 五、發明説明（6 > 。吹拂氣流之容積流量應爲合倂滲透物側混合物容稹流量 的至少0.5 %。若滯留物流內所需溴度極低，且隔膜選擇 性高，則吹拂氣流的容積流量可爲合倂滲透物側混合物容 積流量之99%或以上。 所用吹拂氣體可爲含有要從進料氣流除去的低澳度蒸 氣之任何氣髖或冷凝性蒸氣。例如，在使用惰性氮氣掩蓋 可燃性溶劑之用途方面，可用氮爲吹拂氣流，可用做吹拂 氣流的其他流髏例，包含惰性氣體氩和氦、氫、空氣、蒸 汽、二氧化碳，和一氧化碳。 包括爲蒸氣滲透法所選用隔膜之進料氣流的蒸氣性混 合物，可來自各種來源，包含但不限工業製法排氣流、蒸 餾法蒸氣性頂流、回流法頂流、工業製法之蒸發液體、工 業製法之蒸發排氣流、化學製法液體、精細化學製造、製 藥、從自然產品回收或精製香料和香精，以及醱酵法。 包括蒸氣性進料混合物的蒸氣，實際上可爲存在於蒸 氣相內有充分揮發性的任何化合物。一般而言，包含一大 氣壓時沸點低於約200 eC的化合物，以大於周圍溫度但低 於180 °C爲佳，而以恥^:至150 "C最好。可利用本發明製 法從蒸氣性進料混合物除去的化合物例，包含但不限於水 ，氯氟烴，諸如Freo«s和Halons ;氯化烴，諸如二氯甲烷 、三氯乙烷、三氯乙烷、四氣化碳、氣苯；非氣化疏水性 有機物，諸如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、環己烷、己烷、 辛烷；非氯化親水性有機物，諸ίΠ甲醇、乙醇、異丙醇、 其他醇類；丙酮、乙酸乙酯、丁酮、甲基特丁基甲酮、其 〜6〜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Ϊ0Χ297公釐) ^L1 In l»--i 1^1 (請先w讀背面之注$項再填寫本頁) ,?τ. ίι 經濟部中央標準局男工消費合作社印製

經濟部中央標準局只工消费合作社印裂 450830 A7 B7 五、發明説明（7 ) 他酮類；硝基笨，•酚類和甲酚類；甲酸、乙酸、其他有機 酸類；胺類，包含三乙胺和吡啶，•乙膪；二甲基甲醢胺、 二甲基乙醸胺、N —甲基吡咯烷酮；以及揮發性無機化合 物，諸如氨、溴、碘、二氧化硫、亞硫醢氣。 適用於本發明的隔膜類廣稱爲分離隔瞑，用於其選擇 滲透性能，尤指進料流內一蒸氣較其他蒸氣更具滲透性者 ，而且與所要的蒸氣「無反應性」，不伲成或造成需要除 去的蒸氣發生任何化學反應或轉化。隔膜可完全由滲透選 擇性材料，或可支持於多孔性隔膜、布或網上的滲透選擇 性材料製成。可用於此種分離的滲透選擇性材料，包含但 不限於親水性材料，包含聚乙烯醇、繳維素材料、殼質及 其衍生物；聚胺酯、聚醯胺、聚胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸 酯、聚乙酸乙烯酯、聚醚；疏水性材料，諸如天然膠、腈 橡膠、聚苯乙烯一丁二烯共聚物、聚丁二烯丙烯膪橡膠； 聚胺酯；聚醯胺；聚乙炔；聚三甲基甲矽烷基丙炔；氟化 彈料；聚氯乙嫌；聚phosphazenes ;尤指連有機取代物； 鹵化聚合物，諸如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯；聚矽氧烷 ，包含矽酮橡膠。在某些用途方面亦可用離子交換隔膜。 摻合物、共聚物，此等材料之交聯式亦可用。大多數情況 下，以聚合物交聯爲佳，可提供充分抵抗被進料流的成份 所膨潤或溶化。 隔膜可爲各向同性或不同稱性。另外，隔膜可爲均質 或多層複合物。大多數情況下，以交聯的隔膜材料爲佳， 可提供充分抵抗被進料流內的成份所膨潤或溶化。隔膜可 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

45083 0 A7 A7 B7 五、發明説明（8 ) 利用溶劑相轉化法、熱感應相轉化法、熔體壓出法、濕式 或乾式溶劑鑄造法製成〇以多層複合物而言，選擇性層可 以浸塗、刷塗、噴塗、液塗法，或界面聚合法形成。 在多屠複合物中，對複合物提供機械強度的支持層（ 與滲透選擇性層相斜），對滲透物通過選擇性層傳送的抵 抗性在技術上應盡量少。另外，支持隔膜應具有抗化學性 和抗熱性*可對含有各種化學成份的熱進料流操作，適於 支持隔膜的材料包含但不限有機聚合物，諸如聚丙烯、聚 丙烯膪、聚偏二氟乙烯、聚醚醯亞胺、聚醯亞胺、聚硯、 聚醚磺、聚芳基碘、聚苯基喹噁咐、聚苯並咪唑，此等材 料之共聚物和摻合物；以及無機材料，諸如多孔性玻璃、 碳、陶瓷、金屬。 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 1 I —LI - - n^i ^^^1 n (請先《讀背面之注^^項再填寫本1·) 隔膜可以平坦片材或空心纖錐或管使用。以平坦片材 隔膜而言，隔膜可放入容許滲透物流與進料流相對逆流的 板框模組內。螺旋繞法模組不適用，因其無法供逆流。對 空心織維和管而言，進料流可在纖維外側（壳側）或內側 (管側）。以管側進料的空心纖維隔膜模組尤佳。隔膜模 組內所用材料應具有充分抗化學性和抗熱性，得以長期操 作。 實施例1 -«- 利用實質上圖2所示同樣組態之系統，於模組內有效 隔膜面積爲2.8 m2的空心纖維隔膜腔管內，於壓力0.1巴 (錶計）和溫度951，以流量7.8 kg/hr，加異丙醇（ IPA)內包含4.8重量％水之蒸氣性進料溶液。空心截維 〜8〜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 經濟部中央標车局貝工消費合作社印製 450830 五、發明説明（9 ) 內面塗以親水性交聯聚醯胺摻合聚乙烯醇之選擇者。 含6.9巴（錶計）壓縮空氣通過美國奧勒崗州邊德市 AquaAir公司製造的空氣脫水模組（ADU )，發生包括％ •C而6.9巴（錶計）時露點-29 "C的乾空氣之吹拂氣流° 此吹拂氣流的壓力使用節流閥降至周圍壓力，在模祖滯留 物端附近的進口，引進至隔膜的滲透物側，i與280名（STP) /min的進料流呈實質上逆流流動。 在上述操作條件下，滯留物流的水分壓爲〇. 00338巴 (絕對値），而吹拂流進料的水分壓爲巴（絕對値 )，故吹拂流內水分壓對滞留物流內水分壓之比爲〇.〇15 ，產生滯流物流水濃度0.1重量％，相當於水去除率97.9 %。 實施例2 利用實質上圖5所示同樣組態之系統，於模組內有效 隔膜面積爲2.8 m2的空心纖維隔膜腔管內，於壓力〇.〇5巴 (錶計）和溫度90°C，以流量4·4 kg/hr加IPA內含5.9 重量％水之蒸氣性進料溶液。空心戡維內面塗以實施例1 的交聯親水性聚合物之選擇層。 在模組滯留物端附近的進口，將包括來自氣罐而實質 上周圍壓力和90 °C的氮之吹拂氣流引進至隔膜的滲透物側 ，與136/(STP)/min的進料流呈實質上逆流流動。 在此等操作條件下，滯流物流的水分壓爲0.00048巴 (絕對値），而吹拂氣流進料的水分壓爲0.000.02巴（絕 對値），故吹拂氣流內的水分壓對滯留物流內水分壓之比 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS } Λ4规格（210X297公嫠） {請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂

410 83 0 A7 B7 五、發明説明（10 ) 爲0.032。產生滯留物流水濃度爲0.01重量％，相當於水 去除率99.8%。 實施例3 利用實質上圖10所示同樣組態之系統，於模組內有效 隔膜面積爲2.8 |«*的空心雄維隔暎腔管內，於壓力0.3巴 (錶計）和溫度9KC，以流量8.5 kg/hr加IPA內含7.6 重量％水之蒸氣性進料溶液。空心截維內面塗以實施例1 的交聯親水性聚合物之選擇層。 令6.9巴（錶計）蜃縮空氣通過實施例1所用同樣 ADU模組，發生包括91 ’C而6.9巴（錶計）時露點-30 eC 的乾空氣之吹拂氣流。將此模組製成的乾空氣吹拂氣流， 在模組滯留物端附近進口，引進至隔膜的渗透物側，與 127^(STP)/min的進料流呈實質上逆流流動。使用眞空泵 降低滲透物流的壓力至〇·3巴（絕對値）。 經濟部中央標準局負工消费合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此條件下，滯留物流的水分壓0.00203巴（絕對値 )，而吹拂氣流進料的水分壓爲〇·〇〇〇〇5巴（絕對値）， 使吹拂氣流內的水分屋對滞流物流的水分屋之比爲〇·〇24 。產生滯留物流水澳度0.1重量％，相當於水去除率99.2 %。 實施例4 實質上重複實施例3，惟壓力0.1巴（錶計）含9.4 重量％水的蒸氣性進料溶液，以流量6.0 kg/hr加料於空 心纖維隔膜模組；吹拂氣流爲來自氣罐的氮氣，和

0.3 巴（絕對値），流量 57^(STP)/min。

JQ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 5 0 8 3 0 A7 B7 五、發明説明（丨1 ) 在此條件下，滯留物流的水分壓爲0.00008巴（絕對 値），而吹拂氣流進料的水分壓爲0.00002巴（絕對值） ，故吹拂氣流內的水分壓對滯留物流內水分壓之比爲0.2 。產生滯留物流水濃度爲0.000重量％，相當於水去除率 99.9% 〇 實施例5 利用實質上圖10所示同樣組態之系統，於模組內有效 隔膜面稹爲232 W的空心纖維隔膜腔管內，於壓力〇 .3巴 (錶計）和溫度95 X：，以流量0.14 kg/hr加乙酸乙酯內含 .3.3重董％水之蒸氣性進料溶液，空心嫌維內面塗以實施 例1的選擇層。 在模組滯留物端附近的進口，將包括來自氣罐95 t和 0.3巴（絕對値）氮的吹拂氣流，引進至隔膜的滲透物側 ，與0.6^(STP)/min的進料流呈實質上逆流流動。 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 (請先»讀背*之注$項再填寫本頁) 在此操作條件下，滞留物流的水分壓爲0.01524巴（ 絕對値），而吹拂氣流進料的水分爲0.00002巴（絕對値 )，故吹拂氣流內的水分壓對滯留物流內的水分壓之比爲 0.001。產生滯留物流水澳度爲0.1重量％，相當於水去 除率89.9%。 實施例6 利用實質上圖10所示同樣組態之系統，於模組內有效 隔膜面稹爲232 cm3的空心戡維隔膜腔管內，於壓力〇·2巴 (錶計）和溫度91X：，以流量0·07 kg/hr加工醇內含12.2 重量％水之蒸氣性進料溶液。空心織維內面塗以實施例1 〜11〜 本紙張尺度適用中國國家標準rCNS )^4規招^( 2丨0X297公釐) 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 450 83 U Α7 Β7 五、發明説明（〗21) 之選擇層。 在模組滯留物端附近的進口，將包括來自氣罐91 1和 0.3巴（絕對値）氮的吹拂氣流，引進至隔膜的滲透物側 ，與0.6/(STP )/min的進料流呈實質上逆流流動。使用眞 空泵降低滲透物流的壓力至0.3巴（絕對値）。 在此操作條件下，滯留物流的水分壓爲0.0460巴（絕 對値），而吹拂氣流進料的水分爲0.00002巴（絕對値） ，故吹拂氣流內的水分壓對滯留物流內的水分壓之比爲 0.003。產生滯留物流水澳度爲0.2重量％，相當於水去 除率9S.7 %。 實施例7 利用實質上圖10所示同樣組態之系統，於模組內有效 隔膜面積爲l_4m2的空心戡維隔膜腔管內，於壓力0.1巴 (錶計）和溫度80°C，以流量I·8 kg/hr加工四氫呋喃內 含7.5重量％水之蒸氣性進料溶液。空心纖維內面塗以實 施例1之選擇層。 在槙組滯留物端附近的進口，將包括來自氣罐80 X：和 0.3巴（絕對値）氮的吹拂氣流，引進至隔膜的滲透物側 ，與85/(STP)/mi/的進料流呈實質上逆流流動。使用眞 空泵降低滲透物流的壓力至巴（絕對値）。 在此操作條件下，滯留物流的水分壓爲0.06S6巴（絕 對値）*而吹拂氣流進料的水分爲〇·〇〇〇〇2巴（絕對値） ，故吹拂氣流內的水分壓對滞留物流內的水分歷之比爲 0.002。產生滞留物流水濃度爲〇·〇1重量％，相當於水去 〈 __4 本紙張尺度適用中國®家揉準（CNS > Α4規格（2丨0Χ297公釐) ^ (请先《讀背曲之注f項再填寫本頁) 訂 450830 at Β7 五、發明説明（l3 ) 除率99.9%。 實施例8 實質上重複實施例3，惟蒸氣性進料溶液含12.7重量 %水，壓力0.1巴（錶計），溫度《I;吹拂氣流爲來自 氣罐的氮氣，95eC和〇.3巴（絕對値），流量57/(STS) min 〇 - 在此操作條件下，滞留物流的水分壓爲0.00047巴（ 絕對値），而吹拂氣流進料的水分屋爲〇.〇〇〇〇2巴（絕對 値），故吹拂氣流內的水分屋對滯留物流的水分壓之比爲 0.03 2。產生滯留物流水渙度0.014重量％，相當於水去 除率99.9%。 比較例1 爲供比較，實施例8所述系統和模組，在同樣操作條 件下操作，以逆流滲透物_流，惟吹拂氮氣流量設定於零， 故無氣爲吹拂氣引進一隔膜模組。在此等條件下，滞留物 流的水澳度爲5.2重量％，相當於水去除率只有6〇%。 實施例9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 IL--ΓΓ----^ -1 (請先S讀背面之注意事項再填寫本I) 製備圖8所示系統的電腦化數學模式，利用來預計利 用各種參變數的系統之效能，於有效隔膜面積爲2.8 m2的 模組內空心嫌維隔膜腔孔，以8_9 kg/hr流量加料ιρΑ內 包括18重量％水的蒸氣性進料溶液，屋力0.1巴（錶計） ，溫度95 SC，空心截維內面塗以前述實施例同種選擇層。

在模組的滯留物端附近進口，於隔膜的滲透物侧引進 95°C吹拂氮氣流，在基本上周圍壓力，水蒸氣分壓0.00〇7 〜i3〜 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) Μ規格（2IOX297公釐) ^ " 450830 A7 B7 五、發明説明（Μ ) 巴（絕對値），以516^(STP)/min與進料流實質上呈逆流 流動。 在此等條件下，模組出來的滲透物算得水蒸氣分壓爲 0.047巴（絕對値）。此物流加料至壓縮機，提高壓力至 0.9巴（錶計）》所得高屋物流送至在操作的冷凝器 ，水蒸氣在此冷凝。離開冷凝器的非冷凝性物流使用節流 閥降壓至基本上爲周圍壓力。所得周圍壓力物流，假設水 蒸氣分壓爲0.0005巴（絕對値）。物流再加熱至95 eC，引 進模組內，做爲逆流吹拂氣流。 在此操作條件下，滯留物流的計算水濃度爲重量 %，相當於水蒸氣分壓〇 ·〇〇〇14巴（絕對値）。因此，模 組的計算水去除率爲99.7%，而吹拂氣流內的水蒸氣分屋 對滯留物流的水蒸氣分屋之比算得0.36。 實施例10 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 ί請先？2讀背面之注意事項再填寫本頁) "··、_ 製備圖7所示系統的電腦化數學模式，用來預計利用 各種參變數的系統之效能。於同樣假設空心戡維隔膜模組 ，以同樣方式和同樣流量，加料和實施例9同樣的蒸氣性 進料溶液，並使用實施例9同樣吹拂氣流，產生離開模組 的滲透物計算水蒸氣分壓爲〇·〇47巴（絕對値）。此物流 加料至壓縮機，提升壓力至6.9巴（錶計）。所得高壓物 流算出露點（在6.9巴（錶計））74 *C。此物流再引至隔 暎氣睹乾燥模組，把氣體露點降至0Ό (在6.9巴（錶計 ))。此物流的壓力再使用節流閥降至基本上周圍壓力， 以流量i〇3^(STD)/min從氣罐補充的氮，與此物流摻合， 〜^ 14 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 45083 0 at Β7 五、發明说明（15 ) 計算水蒸氣分壓爲0.0005巴（絕對値），再加熱至95 ΐ， 引入模組內，做爲吹拂氣流〇 在此操作條件下，滞留物流計算水澳度爲〇*〇5重量％ ，相當於水蒸氣分壓爲0.00014巴（絕對値），因此，模 組的水去除率爲99.7%，吹拂氣流內水蒸氣分壓對滯留物 流之比爲0.36。 、 實施例11 製備圖9所示系統的電腦化數學模式，用來預計利用 各種參變數的系統之效能。於同樣模組，以同樣方式和同 樣流量*加料同樣的蒸氣性進料溶液，並使用實施例9同 樣吹拂氣流，產生離開模組的滲透物計算水蒸氣分壓爲 0.047巴（絕對値）。此物流加料至壓縮機，提升屋力至 6.9巴（錶計），所得高壓物流送到乾燥劑床，在此除去 水，至壓力爲〇 °C。此乾燥劑乾燥過的氮的墼力再使用節 流閥降至基本上周圍壓力，所得周圍壓力物流的計算水蒸 氣分壓爲0.0005巴（絕對値），再加熱至95 °C，引入模組 內，做爲吹拂氣流。 在此操作條件下，滯留物流計算水濃度爲〇·〇5重量％ ，相當於水蒸氣分壓爲巴（絕對値），因此，模 組的水去除率爲99.7%，吹拂氣流內水蒸氣分壓對滯留物 流之比爲〇·36。 實施例12至17 製備圖10所示系統的電腦化數學模式，利用來預計利 用各種參變數的系統之效能，於有效隔膜面積爲2.8 »^的 〜15〜 本紙張尺度適用中國國家梯芈（CNS > A4说格（210X297公釐） 請先聞讀背面之注#^項再4窝本頁 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 450830 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明说明（κ) 模祖內空心纖維隔膜腔孔，加料IPA內包括ίο重量％水的 蒸氣性進料溶液，壓力〇·1巴（錶計），溫度95 ，空心 纖維內面塗以前述實施例同種選擇層。此進料物流的流量 如表1所示變化，詳後。 在模組的滯留物端附近進口，於隔膜的滲透物側引進 95°C吹拂氮氣流，壓力0.2巴（絕對値），、以57^(STP)/ min與進料流實質上呈逆流流動。 蒸氣性進料溶液的流量如表1所示變化，使在特定操 作條件下，滞留物流的水分屋0039巴（絕對値），相當 於滯留物流水澳度〇·1重量％水，相當於水去除率99%， 表1內結果，表示當吹拂氣流內的水分屋對滯留物流內水 分壓之比爲約0.9以上時，至模組的進料流量必須槿低， 以獲得所需滯留物水濃度，至模組的進料流量必須極低* 以獲得所需滞留物水潢度之理由是，當比率大於0.9時， 傳送水蒸氣越過隔膜的分壓驅動力亦變低。所以，爲達成 規定的滯留物水渙度，進料溶液至模組的流量必須降低， 使水有充分時間從進料溶液除去。> 〇·9比造成高成本和 無效率系統的理由是，當大於（?，9時，對模組的進料流量 必定較比率小於0.9時爲低。結果，爲處理指定容量的進 料溶液，需要較多隔膜面積，效率較低，而需要較多隔膜 表面積，導致較高隔膜成本，終至較高成本系統。 16 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） /1' 請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) J:i.

45083 C A7 B7 五、發明说明（Π ) 表 1 實施例 水蒸赛 (巴，[ 吹拂氣 1分壓 絕對值]) 滯留物 吹拂氣對滯 留物分壓比 進料流量 (kg/hr) 12 0.0013 0.0039 0.33 6.8 13 0.0021 0.0039 0.55 6.4 14 0.0027 0.0039 0.70 6.0 15 0.0036 0.0039 0.94 5.0 16 0.0038 0.0039 0.97 4.6 17 0.0039 0.0039 1.00 4.2 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂- 前述說明書內所用名詞和表達，於此用來說明而非限 制，而使用該名詞和表達無意排除圖示和所述或其一部份 之等效物，須知本發明範圍唯有以如下申請專利範圍加以 定義和限制〇 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X297公釐） •IPN10

Claims (1)

1. 450830 公告本 Λ8 B8 C8 08

   煩請委员明示，本案修正#:是否變更原實質内容 經濟部中夬揉準局負工消费合作社印袋 六、申請專利範圍 1—種從包括蒸氣混合物的蒸氣狀進料流除去第 蒸氣之製法，包括如下步騄： U)提供隔膜，具有進料側和滲透物側： (b) 將該蒸氣狀進料流引導至該隔膜進料側，並排出 在該第一蒸氣內消耗的滯留物流，另從該隔膜滲透物側排 出在該第一蒸氣內增濃的滲透物流；以及 (c) 將氣相吹拂氣流引導至該隔膜的滲透物側，該吹 拂氣流對蒸氣狀進料流的流動呈逆流流動，其中該吹拂氣 流內該第一蒸氣的分壓充分低到該吹拂氣流內的該第一蒸 氣分壓對該滯留物流內的該第一蒸氣分壓之比在0.9以 下： 其中該第一蒸氣和該蒸氣混合物包括之混合物，在 一大氣懕時的沸點高於40eC而低於150eC者。 2.如申請專利範圍第1項之製法，其中該氣相吹拂氣 流是利用選自隔膜分離、吸著和凝結法發生者。 3-如申請專利範圍第1項之製法，其中該氣相吹拂氣 流是由瓶裝淨化氣《獏得者。 4. 如申請專利範圔第1項之製法，其中該氣相吹拂氣 流是由液化氣懷蒸發獲得者。 5. 如申請專利範圍第1項之製法，含有另一步驟（d)， 將該第一蒸氣內增濃的該滲透物流引導至蒸氣除去法者。 6·如申請專利範圔第1項或2項或3項或4項或5項 之製法，其中對該吹拂氣流的下游側施加眞空者。 7·如申請專利範園第5項之製法，其中該步探（d)的蒸 氣去除法，係選自凝結、吸著和隔離分離者。 8.如申請專利範圍第5項之製法，其中該步躱（d)的蒸 1 8 ， 本紙張尺度適用中闺國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) B8 C8 D8 45083 0 六、申請專利範圍 氣去除法製成消耗氣相流，在該第一蒸氣內消耗，其中該 第一蒸氣在該消耗氣相流內的濃度充分低，使該消耗氣相 流內的該第一蒸氣濃度充分低，使該消耗氣相流內的該第 一蒸氣分壓對該滞留物流內的該第一蒸氣分壓之比在0.9 以下者。 9. 如申請專利範圍第8項之製法，其中該消耗氣相流 用做步驟⑹內的吹狒氣流，因而使該氣相吹拂氣流再循環 者。 . 10. 如申請專利範圍第1項之製法，其中該隔膜爲空心 鐵維複合物隔膜者。 · 11·如申請專利範圍第1項之製法，其中該第一蒸氣爲 水蒸氣者。 12如申請專利範圍第1項之製法，其中該蒸氣混合物 包括水蒸氣和至少一有機蒸氣者。 13.如申請專利範圍第12項之製法，其中該至少一有機 蒸氣包括主要爲有機的化合物，其沸點高於〇 "C但低於 200 .C 者。 14-如申請專利範圍第13項之製法，其中該至少一有機 蒸氣係選自包含異丙醇、乙醇、乙酸乙酷和四氣呋喃者。 15. 如申請專利範圍第1項之製法，其中該進料物流在 1大氣壓的凝結溫度大於40 "C者。 16. 如申請專利範圍第I5項之製法，其中進料物流的溫 度維持在大於或等於1大氣壓時的凝結溫度者。 17. 如申請專利範圍第1項之製法，其中該進料物流維 本紙ft尺度適用中國國家揉準（CNS )八4规格（210XW7公釐） ί I - 0= I Lr - - -n JT> I (請先Htt背*之注$項再填χ) 訂 線彳· 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印聚 450830 經濟部中央標準局負工消费合作社印聚 六、申請專利範圍 持墼力大於0巴（錬計）而小於10巴（錶計）者。 18.如申請專利範圍第17項之製法，其中該準料物流維 持壓力小於4巴（錬計）者。 议如申請專利範圍第1項之製法，其中該吹拂氣流內 該第一蒸氣分壓對該滯留物流內該第一蒸氣分壓之比在 0.5以下者。 、 20L—種從含有包括水和有機蒸氣的混合物之蒸氣狀進料 物流除去水蒸氣之製法，'其中該有機蒸氣主要包栝沸點大 於0"c而低於200它之有機化合物，而該進料物流在1大 氣壓時的凝結溫度大於40 eC，該進料物流維持溫度在高於 該凝結溫度，又其中該進料物流的壓力大於〇巴（錶計） ，而低於〗〇巴（錶計），該製法包括下列步驟： ⑻提供空心纖維模組，具有進料和滲透物端，以及 進料和滲透物口，和至少二滲透物口，該空心纖維模組包 括複空心纖維隔膜，配置成彼此實質上平行，並密封於室 .內，該空心纖維隔暎包括在支持層上之選擇層； ⑹將該蒸氣狀進料物窳引導至該空心嫌維模組之進料 口，從該滲透物口排出水蒸氣內消耗過的滲透物流，並從 位於該模組進料端附近的滲透物口排放在水蒸氣內增濃的 滲透物流；以及 7⑹將氣相流體吹拂氣流引導至位於該模組滯留物端 附近的滲透物口，該吹拂氣流對該氣相進料物流呈逆流流 動，其中該吹拂氣流內的水蒸氣分壓充分低，使該吹拂氣 流內的水蒸氣分壓對該滯留物流內的水蒸氣分壓之比低於 0.9 者。 〜^ 20〜^ (請先K讀背面之注意事項再填紹本頁) -- 訂 -線 本纸張尺度逍用中國囷家揉準（CNS ) A4規格（2丨0X25*7公釐）