WO2007088880A1

WO2007088880A1 - 二酸化炭素の循環利用方法及びそのシステム

Info

Publication number: WO2007088880A1
Application number: PCT/JP2007/051583
Authority: WO
Inventors: Wenbin Dai; Katsunori Shinohara; Ryohei Mori
Original assignee: Mitsubishi Materials Corporation
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2007-08-09
Also published as: JP2007203192A

Abstract

　先ず処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物に含まれる異物を処理用二酸化炭素に吸収させ被処理物を処理する。次いで異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて気体状態等の処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ気体状態等の処理用二酸化炭素を精製する。次に精製された処理用二酸化炭素を被処理物の処理工程に戻し、異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収した吸収液を異物と液体状態の処理用二酸化炭素と吸収液とに分離する。更に分離された処理用二酸化炭素を被処理物の処理工程に戻し、分離された吸収液を処理用二酸化炭素の精製工程に戻す。

Description

二酸化炭素の循環利用方法及びそのシステム

技術分野

[0001] 本発明は、気体、液体又は超臨界流体のいずれかの状態の二酸化炭素、具体的には、高圧気体、亜臨界液体、亜臨界以外の液体又は超臨界流体のいずれかの状態の二酸化炭素を利用する分野に、上記二酸化炭素を利用した後の使用済みの二酸ィ匕炭素を回収して精製し再利用する循環利用方法とそのシステムに関する。更に詳しくは、被処理物に含まれる不純物の抽出や被処理物に付着した汚染物質の除去などに上記二酸ィ匕炭素を利用した後に、使用済みの二酸ィ匕炭素を回収して精製し再利用する循環利用方法とそのシステムに関するものである。

本願は、 2006年 2月 2日に日本で出願された特願 2006— 025170号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 従来、使用済みの二酸ィ匕炭素を回収して精製し再利用するシステムとして、貯槽がポンプ及び加熱器を介して供給槽に接続され、この供給槽がバルブを介して洗浄槽に接続され、洗浄槽の下部の滞留部がフラッシュ槽に接続され、更にフラッシュ槽の下端が有機物回収槽に接続されるとともに、フラッシュ槽の上端が冷却器に接続された洗浄システムが開示されている。例えば、特開 2003— 117504号公報 (特許文献 1)段落 [0026]、段落 [0033]〜段落 [0035]、図 3参照。

このように構成された洗浄システムでは、先ず有機物の付着してヽる被洗浄物を洗浄槽内の洗浄容器に収容し、貯槽カゝらポンプ及び加熱器を介して供給槽にニ酸ィ匕炭素を供給する。ここで、供給槽内及び洗浄槽内の温度条件及び圧力条件は、超臨界状態となる温度 31°C以上かつ圧力 7MPa以上に維持する。次に供給槽からバルブを介して洗浄槽に超臨界二酸化炭素を導入し、洗浄槽内で被洗浄物を洗浄して有機物を被洗浄物から分離する。被洗浄物の洗浄終了後、有機物を含む二酸ィ匕炭素を減圧バルブにより減圧してフラッシュ槽で二酸化炭素と有機物とを分離する。更に分離した二酸ィ匕炭素は冷却器を通して貯槽に送ってリサイクルし、汚染物は有機物回収槽に送るようになって、る。

[0003] 一方、先ず表面が高分子有機物で汚染された被処理物を洗浄槽に入れた後にこの洗浄槽を密閉し、次に洗浄槽に液体二酸ィ匕炭素又は二酸ィ匕炭素ガスとオゾンを供給し洗浄槽内の圧力又は温度を上昇させて液体二酸ィヒ炭素等を超臨界二酸ィ匕炭素に状態変化させて、有機物をオゾンにより分解した後に、低分子化した有機物を超臨界二酸ィ匕炭素により抽出する超臨界二酸ィ匕炭素とオゾンによる洗浄方法が開示されている。例えば、特開 2005— 138063号公報 (特許文献 2)請求項 1、段落 [0 011]、段落 [0012]、図 1参照。この洗浄方法では、洗浄槽内で低分子有機物を抽出した超臨界二酸化炭素を減圧分離槽に供給して減圧し、超臨界二酸化炭素を液体二酸ィ匕炭素又は二酸ィ匕炭素ガスに状態変化させる。これにより超臨界二酸ィ匕炭素に溶解していた低分子有機物を二酸ィ匕炭素ガスカゝら分離し、洗浄槽におけるォゾンによる高分子有機物の低分子化により発生した水は低分子有機物ととともに回収される。上記低分子有機物を分離した二酸ィ匕炭素ガスには、僅かに低分子有機物が含まれ、またオゾンが残存しているため、 40〜200°Cに加熱することにより、低分子有機物のオゾンによる分解が促進され、上記僅かな低分子有機物の多くは二酸ィ匕炭素と水に分解される。この二酸化炭素ガスは冷却'圧縮して供給槽に再び貯留されるようになっている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかし、上記従来の特許文献 1に示された洗浄システムや特許文献 2に示された洗浄方法では、洗浄槽から排出された有機物を含む二酸ィ匕炭素中の成分の大部分が二酸化炭素であるため、有機物の分圧が非常に低い。これにより減圧した後に有機物の分圧が更に低くなり、低い分圧下での有機物の沸点が低くなるため、多くの有機物が気化して二酸ィ匕炭素ガスに同伴してしまい、有機物の二酸ィ匕炭素力もの分離性が低下し、再利用される二酸ィ匕炭素を十分に精製できない不具合があった。特に、不純物である有機物の沸点が相対的に低い場合、大気圧近くまで減圧すると、有機物が揮発し易くなつて二酸ィ匕炭素ガスに同伴する有機物の量が増えてしまい、有機物の二酸ィ匕炭素力もの分離性が更に低下する問題点があった。また、上記従来の特許文献 1に示された洗浄システムでは、被洗浄物の洗浄終了後、有機物を含む二酸ィ匕炭素を減圧バルブにより減圧してフラッシュ槽でニ酸ィ匕炭素と有機物とを分離しており、また上記従来の特許文献 2に示された洗浄方法では、洗浄槽内で低分子有機物を抽出した超臨界二酸化炭素を減圧分離槽に供給して減圧し、超臨界二酸ィ匕炭素を液体二酸ィ匕炭素又は二酸ィ匕炭素ガスに状態変化させているため、有機物が分離された二酸ィ匕炭素を再び利用するためには、二酸化炭素を圧縮して超臨界状態にしなければならず、多くのエネルギを必要とする不具合があつた o

本発明の第 1の目的は、処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることにより、異物を処理用二酸ィ匕炭素から確実に分離でき、被処理物の処理に再利用される処理用二酸ィ匕炭素の精製効率を高めることができる、二酸ィ匕炭素の循環利用方法及びそのシステムを提供することにある。

本発明の第 2の目的は、異物を吸収した吸収液力も異物を確実に分離でき、二酸化炭素の精製に再利用される吸収液の精製効率を高めることができる、二酸ィ匕炭素の循環利用方法及びそのシステムを提供することにある。

本発明の第 3の目的は、異物を含む処理用二酸化炭素を高圧ガス、液体又は超臨界流体の状態で精製することにより、精製後の処理用二酸ィ匕炭素を圧縮するためのエネルギを低減できる、二酸ィ匕炭素の循環利用方法及びそのシステムを提供することにある。

本発明の第 4の目的は、異物を含む処理用二酸化炭素を高圧の液体状態で精製しかつ液体状態のまま被処理物の処理工程又は処理装置に戻すことにより、処理用二酸化炭素の循環動力を低減できる、二酸化炭素の循環利用方法及びそのシステムを提供することにある。

本発明の第 5の目的は、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液から処理用二酸化炭素を分離し、この処理用二酸化炭素を液体状態になるように調整して被処理物の処理工程又は処理手段に戻すことにより、処理用二酸化炭素の循環動力を低減できる、二酸化炭素の循環利用方法及びそのシステムを提供することにある。本発明の第 6の目的は、異物が有機物であり、異物を含む処理用二酸化炭素が液体状態である場合、吸収液への有機物の吸収率 (溶解度）が液体状態の処理用二酸ィ匕炭素への有機物の吸収率 (溶解度)より大きいため、有機物を液体状態の処理用二酸化炭素から効率良く分離できる、二酸化炭素の循環利用方法及びそのシステムを提供することにある。

本発明の第 7の目的は、イオン性液体を主成分とする吸収液を用いた場合、精製された高圧ガス状態の処理用二酸化炭素に吸収液が全く含まれず、処理用二酸化炭素の精製効率を更に高めることができ、精製後の二酸化炭素の純度を更に向上できる、二酸ィ匕炭素の循環利用方法及びそのシステムを提供することにある。

課題を解決するための手段

本発明の第 1の態様は、図 1に示すように、気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させ被処理物を処理する工程と、異物を含む処理用二酸化炭素を気体状態又は超臨界状態で回収した後にこの異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ気体状態又は超臨界状態の処理用二酸ィ匕炭素 11を精製する工程と、この精製された処理用二酸化炭素 11を被処理物の処理工程に戻す工程と、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液を回収した後にこの吸収液を異物 13と液体状態の処理用二酸化炭素 11と吸収液 14とに分離する工程と、この分離された処理用二酸化炭素 11を被処理物の処理工程に戻す工程と、上記分離された吸収液 14を処理用二酸ィ匕炭素の精製工程に戻す工程とを含む二酸化炭素の循環利用方法である。

この場合、処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸ィ匕炭素又は被処理物に吸収させた後に、この異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させるため、処理用二酸化炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸ィ匕炭素 11力確実に分離できる。

[0007] 本発明の他の態様は、図 2に示すように、気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させ被処理物を処理するェ程と、異物を含む処理用二酸化炭素を気体状態又は超臨界状態になるように調整して回収した後にこの異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素 11を精製する工程と、この精製された処理用二酸化炭素 11を被処理物の処理工程に戻す工程と、異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収した吸収液を回収した後にこの吸収液を液体状態の処理用二酸化炭素 11と上記異物を吸収した吸収液 87とに分離する第 1の分離工程と、この分離された処理用二酸化炭素 11を被処理物の処理工程に戻す工程と、異物を吸収した吸収液 87を回収した後にこの吸収液 87を異物と吸収液 14とに分離する第 2の分離工程と、この分離された吸収液 14を処理用二酸化炭素の精製工程に戻す工程とを含む二酸化炭素の循環利用方法である。

この場合、処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸ィ匕炭素力確実に分離できるとともに、第 1の分離工程で異物と吸収液とを分相できなくても、第 2の分離工程で異物と吸収液 14を確実に分離できるので、処理用二酸化炭素 11の精製に再利用される吸収液 14の精製効率を高めることができる。

[0008] 本発明の他の態様は、図 3に示すように、液体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させ被処理物を処理するェ程と、異物を含む処理用二酸ィヒ炭素を液体状態になるように調整して回収した後にこの異物を含む液体状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて液体状態の処理用二酸ィヒ炭素に含まれる異物を吸収液に吸収させ液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11を精製する工程と、この精製された液体状態の処理用二酸化炭素 11を被処理物の処理工程に戻す工程と、異物を吸収した吸収液 127を回収した後にこの異物を吸収した吸収液 127を異物と吸収液 124とに分離する工程と、この分離された吸収液 124を処理用二酸ィ匕炭素の精製工程に戻す工程とを含む二酸ィ匕炭素の循環利用方法である。

この場合、異物を含む処理用二酸化炭素を高圧の液体状態で精製し、液体状態のままで被処理物の処理工程に戻すので、処理用二酸化炭素 11の循環動力を低減できる。また液体状態の二酸ィ匕炭素と吸収液との相互溶解度が非常に小さいため、液体状態の処理用二酸化炭素 11と、異物を吸収した吸収液 127とが精製工程で速やかに分相（相分離)する。更に異物が有機物であれば、吸収液への有機物の吸収率 (溶解度)が液体状態の処理用二酸化炭素 11への有機物の吸収率 (溶解度)より大きいため、有機物を液体状態の処理用二酸化炭素 11から効率良く分離できる。

[0009] 本発明の他の態様は、更に図 1に示すように、分離工程で分離された一部の処理用二酸ィ匕炭素 11を液体状態になるように調整して回収する。

この場合、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液力分離工程で処理用二酸化炭素を液体状態で分離し、この処理用二酸ィヒ炭素 11を液体状態のままで処理工程に戻すので、気体状態の処理用二酸化炭素 11を処理工程に戻す場合より、処理用二酸ィ匕炭素 11の循環動力を低減できる。

本発明の他の態様は、更に図 1に示すように、精製工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ l〜35MPa及び 10〜150°Cであり、分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 3〜25MPa及び 0〜100°Cである。

この場合、上記温度条件及び圧力条件の精製工程で、異物を含む処理用二酸ィ匕炭素を高圧ガス又は超臨界流体の状態で精製するので、精製後の処理用二酸化炭素 11を圧縮するためのエネルギを低減できる。また上記温度条件及び圧力条件の分離工程で、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液カゝら分離工程で処理用二酸化炭素 11を液体状態で分離し、この処理用二酸化炭素 11を液体状態のままで処理工程に戻すので、分離後の処理用二酸ィ匕炭素 11を圧縮するためのエネルギを低減できる。

[0010] 本発明の他の態様は、更に図 2に示すように、精製工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ l〜35MPa及び 10〜150°Cであり、第 1分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 3〜25MPa及び 0〜100°Cであり、第 2分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 0. l〜10MPa及び 30〜300°Cである。この場合、上記温度条件及び圧力条件の精製工程で、異物を含む処理用二酸ィ匕炭素を高圧ガス又は超臨界流体の状態で精製するので、精製後の処理用二酸化炭素 11を圧縮するためのエネルギを低減できる。また上記温度条件及び圧力条件の第 1分離工程で、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液力処理用二酸化炭素 11を分離し、この処理用二酸ィ匕炭素 11を液体状態のままで処理工程に戻すので、分離後の処理用二酸ィ匕炭素 11を圧縮するためのエネルギを低減できる。更に上記温度条件及び圧力条件の第 2分離工程で、異物を吸収した吸収液 87 から異物を分離し、この異物 87の分離除去された吸収液 14を処理用二酸化炭素の精製工程に戻すので、吸収液 14の精製効率を向上できる。

本発明の他の態様は、更に吸収液力イオン性液体を主成分とする組成物であるこの場合、吸収液力 Sイオン性液体であるので、異物である有機物の吸収液への吸収率 (溶解度)が、二酸化炭素の吸収液への吸収率 (溶解度)より桁違いに大きぐまた異物である有機物の吸収液への吸収速度 (溶解速度)も、二酸化炭素の吸収液への吸収速度 (溶解速度)より速い。このため吸収時 (溶解時)の温度、圧力及び時間を調整することにより、処理用二酸化炭素の吸収液への吸収率 (溶解度）が異物の吸収液への吸収率 (溶解度）と比べて非常に小さくなる。また吸収液であるイオン性液体は蒸気圧が略ゼロである。この結果、精製された処理用二酸化炭素に吸収液が殆ど含まれなくなり、処理用二酸ィ匕炭素の精製効率を高めることができる。更に吸収液であるイオン性液体は蒸気圧が略ゼロであるので、分離装置は多段の複雑な構造の蒸留塔等を用いずに、 1段の簡単な構造の蒸発器又は加熱器を用いるだけで済む。本発明の他の態様は、更に吸収液が水又は高分子有機物である。

この場合、吸収液が水であれば、吸収液の液体状態の処理用二酸ィ匕炭素との相互溶解度が小さいので、精製後の処理用二酸化炭素に吸収液が殆ど含まれず、吸収液が液体状態の異物と相互溶解しな、ので、分離後の吸収液に異物が含まれない。また吸収液が高分子有機物であれば、吸収液の沸点が高ぐ吸収液の蒸気圧が低ぐ吸収液の密度が大きぐ更に吸収液の液体状態の処理用二酸化炭素との相互溶解度が小さいので、精製後の処理用二酸化炭素に吸収液が殆ど含まれず、また吸収液と液体状態の異物との沸点差が大きいので、加熱によって吸収液と異物とを分離できる。

本発明の他の態様は、更に水、アルコール類、エーテル類及びフエノール類からなる群より選ばれた 1種又は 2種以上の添加剤を、吸収液 100重量％に対して 1〜50 重量％添加する。

この場合、上記添加剤を吸収液に添加することにより、吸収液の粘性を低下させることができる。この添加剤を含む吸収液を処理用二酸ィ匕炭素の精製工程に供給すると、添加剤を含む吸収液が異物を吸収する能力を殆ど低下させずにスムーズに流れて異物を速やかに吸収できるとともに、添加剤を含む吸収液の取扱いが容易になる本発明の他の態様は、図 1に示すように、気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸化炭素と被処理物とが供給され処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させ被処理物を処理する処理装置 12と、処理装置 12から気体状態又は超臨界状態で排出されかつ異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とが供給され上記異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と上記吸収液とを接触させて気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素を精製する精製装置 16と、精製装置 16から排出された気体状態又は超臨界状態の処理用二酸ィヒ炭素をそのまま或いは液体状態にして処理装置 12に供給する第 1供給装置 71と、精製装置 16から排出されかつ異物及び処理用二酸化炭素を吸収した吸収液を異物 13と液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11と吸収液 14とにそれぞれ分離する分離装置 18と、分離装置 18から排出された液体状態の処理用二酸化炭素 11を処理装置 12に供給する第 2供給装置 72と、分離装置 18から排出された吸収液 14を精製装置 16に供給する第 3供給装置 73とを備えた二酸ィ匕炭素の循環利用システムである。

この場合、処理装置 12で処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを精製装置で接触させて異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させる。これにより処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物 13を処理用二酸ィ匕炭素から確実に分離できる。

本発明の他の態様は、図 2に示すように、気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸化炭素と被処理物とが供給され処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させ被処理物を処理する処理装置 12と、処理装置 12から気体状態又は超臨界状態で排出されかつ異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とが供給され上記異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素を精製する精製装置 16と、精製装置 16から排出された気体状態又は超臨界状態の処理用二酸ィヒ炭素をそのままの状態或いは液体状態にして処理装置 12 に供給する第 1供給装置 71と、精製装置 16から排出されかつ異物及び処理用二酸化炭素を吸収した吸収液を液体状態の処理用二酸化炭素 11と異物を吸収した吸収液 87とにそれぞれ分離する第 1分離装置 81と、第 1分離装置 81から排出された液体状態の処理用二酸化炭素 11を処理装置 12に供給する第 2供給装置 72と、第 1分離装置 81から排出されかつ異物を吸収した吸収液 87を異物と吸収液 14とにそれぞれ分離する第 2分離装置 82と、第 2分離装置 82から排出された吸収液 14を精製装置 16に供給する第 3供給装置 73とを備えた二酸ィ匕炭素の循環利用システムである。この場合、精製装置 16で処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸化炭素から確実に分離できるとともに、第 1分離装置 81での異物と吸収液とを分相できなくても、第 2分離装置 82で異物と吸収液 14を確実に分離できるので、処理用二酸化炭素 11の精製に再利用される吸収液 14の精製効率を高めることができる。

[0014] 本発明の他の態様は、図 3に示すように、液体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸化炭素と被処理物とが供給され処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させ被処理物を処理する処理装置 12と、処理装置 12から液体状態になるように調整して排出されかつ異物を含む処理用二酸ィ匕炭素と吸収液とが供給され上記異物を含む液体状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて液体状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を吸収液に吸収させ液体状態の処理用二酸化炭素 11を精製する精製装置 106と、精製装置 106から排出された液体状態の処理用二酸化炭素 11を処理装置 12に供給する第 1供給装置 141と、精製装置 1 06から排出されかつ異物を吸収した吸収液 127を異物と吸収液 124とにそれぞれ分離する分離装置 108と、分離装置 108から排出された吸収液 124を精製装置 106に供給する第 2供給装置 142とを備えた二酸ィ匕炭素の循環利用システムである。この場合、精製装置 106で異物を含む処理用二酸化炭素を高圧の液体状態で精製し、高圧の液体状態のままで処理装置 12に戻すので、処理用二酸化炭素 11の循環動力を低減できる。また液体状態の二酸化炭素と吸収液との相互溶解度が非常に小さいため、液体状態の処理用二酸化炭素 11と、異物を吸収した吸収液 127とが精製装置 106で速やかに分相 (相分離)する。更に異物が有機物であれば、吸収液への有機物の吸収率 (溶解度）が液体状態の処理用二酸化炭素 11への有機物の吸収率 (溶解度)より大き!、ため、有機物を液体状態の処理用二酸化炭素 11から効率良く分離できる。

発明の効果

[0015] 以上述べたように、本発明によれば、処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、この異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収液に吸収させるので、処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができる。この結果、異物を処理用二酸ィ匕炭素力確実に分離できるので、被処理物の処理に再利用される処理用二酸ィ匕炭素の精製効率を高めることができる。また処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸ィ匕炭素又は被処理物に吸収させた後に、この異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ、異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収した吸収液を第 1の分離工程で液体状態の処理用二酸ィ匕炭素と上記異物を吸収した吸収液とに分離し、更に異物を吸収した吸収液を第 2の分離ェ程で異物と吸収液とに分離すれば、処理用二酸化炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸ィ匕炭素力確実に分離できるとともに、第 1の分離工程での異物と吸収液とを分相できなくても、第 2の分離工程で異物と吸収液を確実に分離できるので、二酸化炭素の精製に再利用される吸収液の精製効率を高めることができる。

また処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸ィ匕炭素又は被処理物に吸収させた後に、この異物を含む液体状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて液体状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を吸収液に吸収させ、異物を吸収した吸収液を異物と吸収液とに分離すれば、異物を含む処理用二酸化炭素を高圧の液体状態で精製し、液体状態のままで被処理物の処理工程に戻すので、処理用二酸化炭素の循環動力を低減できる。また液体状態の二酸ィ匕炭素と吸収液との相互溶解度が非常に小さいため、液体状態の処理用二酸化炭素と、異物を吸収した吸収液とを精製工程で速やかに分相できる。また異物が有機物であれば、吸収液への有機物の吸収率が液体状態の処理用二酸化炭素への有機物の吸収率より大きいため、有機物を液体状態の処理用二酸化炭素から効率良く分離できる。

また分離工程で分離された処理用二酸化炭素を液体状態で回収すれば、気体状態の処理用二酸化炭素を処理工程に戻す場合より、処理用二酸化炭素の循環動力を低減できる。

また精製工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ l〜35MPa及び 10〜1 50°Cであれば、異物を含む処理用二酸化炭素を高圧ガス又は超臨界流体の状態で精製するので、精製後の処理用二酸化炭素を圧縮するためのエネルギを低減でき、分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 3〜25MPa及び 0〜： LOO °Cであれば、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液力分離工程で処理用二酸化炭素を液体状態で分離し、この処理用二酸化炭素を液体状態のままで処理工程に戻すので、分離後の処理用二酸ィ匕炭素を圧縮するためのエネルギを低減できる。

また精製工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ l〜35MPa及び 10〜1 50°Cであれば、上記と同様に異物を含む処理用二酸化炭素を高圧ガス又は超臨界流体の状態で精製するので、精製後の処理用二酸化炭素を圧縮するためのエネルギを低減でき、第 1分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 3〜25MP a及び 0〜100°Cであれば、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液力第 1分離工程で処理用二酸ィ匕炭素を液体状態で分離し、この処理用二酸ィ匕炭素を液体状態のままで被処理物の処理工程に戻すので、分離後の処理用二酸化炭素を圧縮するためのエネルギを低減でき、更に第 2分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 0. 1〜： LOMPa及び 30〜300°Cであれば、異物を吸収した吸収液から異物を第 2分離工程で分離し、この異物の分離除去された吸収液を処理用二酸ィ匕炭素の精製工程に戻すので、吸収液の精製効率を向上できる。

また吸収液が、イオン性液体を主成分とする組成物であれば、異物である有機物の吸収液への吸収率が、二酸ィ匕炭素の吸収液への吸収率より桁違いに大きぐまた異物である有機物の吸収液への吸収速度も、二酸化炭素の吸収液への吸収速度より速いため、吸収時の温度、圧力及び時間を調整することにより、処理用二酸化炭素の吸収液への吸収率が異物の吸収液への吸収率 (溶解度）と比べて非常に小さくなり、更に吸収液であるイオン性液体の蒸気圧が略ゼロである。この結果、精製された処理用二酸ィヒ炭素に吸収液が殆ど含まれなくなり、処理用二酸化炭素の精製効率を高めることができる。また吸収液であるイオン性液体は蒸気圧が略ゼロであるので、分離装置は多段の複雑な構造の蒸留塔等を用いずに、 1段の簡単な構造の蒸発器又は加熱器を用いるだけで済む。

また吸収液が水であれば、吸収液の液体状態の処理用二酸化炭素との相互溶解度が小さいので、精製後の処理用二酸化炭素に吸収液が殆ど含まれず、吸収液が高分子有機物であれば、吸収液の沸点が高ぐ吸収液の蒸気圧が低ぐ吸収液の密度が大きぐ更に吸収液の液体状態の処理用二酸化炭素との相互溶解度が小さいので、精製後の処理用二酸化炭素に吸収液が殆ど含まれず、また吸収液と液体状態の異物との沸点差が大きいので、加熱によって吸収液と異物とを分離できる。また水、アルコール類、エーテル類及びフエノール類からなる群より選ばれた 1種又は 2種以上の添加剤を、吸収液 100重量％に対して 1〜50重量％添加すれば、吸収液の粘性を低下させることができる。この結果、添加剤を含む吸収液を処理用二酸ィ匕炭素の精製工程に供給すると、添加剤を含む吸収液が異物を吸収する能力を殆ど低下させずにスムーズに流れて異物を速やかに吸収できるとともに、添加剤を含む吸収液の取扱!、が容易になる。

また処理装置で気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸ィ匕炭素と吸収液とを精製装置で接触させて異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収液に吸収させれば、処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸ィ匕炭素から確実に分離できる。また処理装置で気体又は超臨界の状態の処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを精製装置で接触させて異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液を第 1 分離装置で液体状態の処理用二酸化炭素と上記異物を吸収した吸収液とに分離し、更に異物を吸収した吸収液を第 2分離装置で異物と吸収液とに分離すれば、精製装置で処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができる。即ち、異物を処理用二酸ィ匕炭素力も確実に分離できるとともに、第 1分離装置での異物と吸収液とを分相できなくても、第 2分離装置で異物と吸収液を確実に分離できる。この結果、二酸ィ匕炭素の精製に再利用される吸収液の精製効率を高めることがでさる。

更に処理装置で被処理物又は液体状態若しくは超臨界状態の処理用二酸ィヒ炭素に含まれる異物をこの処理用二酸ィヒ炭素又は被処理物に吸収させ、精製装置で液体状態の処理用二酸ィヒ炭素に含まれる異物を吸収液に吸収させ、精製された液体状態の処理用二酸化炭素を第 1供給装置により処理装置に供給し、異物を吸収した吸収液を分離装置で異物と吸収液とにそれぞれ分離し、分離された吸収液を第 2供給装置により精製装置に供給すれば、精製装置で異物を含む処理用二酸化炭素を高圧の液体状態で精製し、高圧の液体状態のままで処理装置に戻すので、処理用二酸化炭素の循環動力を低減できる。上記液体状態の二酸化炭素と吸収液との相互溶解度が非常に小さいため、液体状態の処理用二酸化炭素と、異物を吸収した吸収液とが精製装置で速やかに分相し、また異物が有機物であれば、吸収液への有機物の吸収率が液体状態の処理用二酸ィ匕炭素への有機物の吸収率より大きいため、有機物を液体状態の処理用二酸化炭素から効率良く分離できる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の第 1実施形態の二酸ィ匕炭素の循環利用システムを示す構成図である

[図 2]本発明の第 2実施形態の二酸ィ匕炭素の循環利用システムを示す構成図である

[図 3]本発明の第 3実施形態の二酸ィ匕炭素の循環利用システムを示す構成図である圆 4]実施例の精製装置の構成図である。

符号の説明

[0020] 11 処理用二酸化炭素

12 処理装置

13 異物

14, 124 吸収液

16, 106 精製装置

17 タンク 18, 108 分離装置

71, 141 第 1供給装置

72, 142 第 2供給装置

73 第 3供給装置

81 第 1分離装置

82 第 2分離装置

87, 127 異物を吸収した吸収液

156 圧力容器 (精製手段）

発明を実施するための最良の形態

[0021] 次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

<第 1の実施の形態 >

図 1に示すように、二酸ィ匕炭素の循環利用システムは、処理用二酸化炭素と被処理物とが供給される処理装置 12と、処理装置 12から排出された異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とが供給される精製装置 16と、精製装置 16から排出された気体状態の処理用二酸化炭素を液体状態になるように調整して貯留するタンク 17と、タンク 17に貯留された処理用二酸化炭素 11を処理装置 12に供給する第 1供給装置 21と、精製装置 16から排出されかつ異物 13及び処理用二酸化炭素 11を吸収した吸収液 14を異物 13と処理用二酸ィ匕炭素 11と吸収液 14とにそれぞれ分離する分離装置 18と、分離装置 18から排出された液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11をタンク 17 に供給する第 2供給装置 22と、分離装置 18から排出された吸収液 14を精製装置 16 に供給する第 3供給装置 23とを備える。処理装置 12に供給される処理用二酸化炭素の状態は、気体又は超臨界流体のいずれかの状態であり、処理用二酸化炭素は、圧力 l〜35MPaかつ温度 10〜150°Cの高圧ガス状態であることが好ましい。

[0022] 一方、上記処理装置 12で行われる処理工程、即ち処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させ被処理物を処理する工程には、次の (1)〜(8)で示すような工程がある。

(1)添加剤等の異物を含む榭脂成形体等の被処理物を処理用二酸化炭素に接触させることにより、被処理物力処理用二酸ィ匕炭素にて異物を抽出する工程。

(2)表面に有機物等の異物 (汚染物質)が付着した繊維、半導体基板等の被処理物を処理用二酸化炭素に接触させることにより、被処理物の内部又は表面から異物を処理用二酸化炭素にて除去 (洗浄)する工程。

(3)榭脂成形体、繊維等の被処理物を、着色剤又は機能性剤のいずれか一方又は双方を溶解した処理用二酸ィ匕炭素に接触させることにより、処理用二酸ィ匕炭素に溶解して!/ヽる着色剤等の異物を被処理物の内部又は表層に付与 (染色)する工程。

(4)添加剤等の異物を含む処理用二酸ィ匕炭素を榭脂等の被処理物に接触させることにより、被処理物を処理用二酸ィ匕炭素にて発泡させる工程。

(5)担体等の被処理物を、担持金属又は金属化合物等の異物の溶解した処理用二酸ィ匕炭素に接触させることにより、処理用二酸ィ匕炭素に溶解している担持金属又は金属化合物等の異物を被処理物に担持する工程。

(6)高分子等の被処理物を、強度増強剤等の異物の溶解した処理用二酸化炭素に接触させることにより、処理用二酸ィ匕炭素に溶解している強度増強剤等の異物を被処理物に組込んで高分子等の被処理物を改質する工程。

(7)モノマー等の第 1被処理物とモノマー等の第 2被処理物とを混合した後に、この混合物を処理用二酸ィ匕炭素に接触させることにより、未反応モノマー等の異物を処理用二酸化炭素に吸収して第 1及び第 2被処理物を重合する工程。

(8)低分子等の第 1被処理物と低分子等の第 2被処理物とを、処理用二酸化炭素の雰囲気中で反応させ、反応物、生成物或いは副生物等の異物を処理用二酸化炭素に吸収して第 1及び第 2被処理物力新しいィ匕合物を合成する工程。

処理装置 12の上面は第 1排出管 31により精製装置 16の側面下部に接続され、この第 1排出管 31には熱交が設けられる。この精製装置 16は、高圧ガス状態の処理用二酸ィ匕炭素と吸収液との接触を効率良く行わせる複数の棚段で構成される棚段塔、又は容器内に複数の固体を充填してこれらの固体の隙間に上記高圧ガス状態の処理用二酸ィ匕炭素及び吸収液を流通させる充填塔であることが好ま、。また精製装置 16の上面は第 2排出管 32によりタンク 17の上面に接続され、タンク 17の側面下部は第 1供給管 21により処理装置 12の下面に接続される。第 2排出管 32には、精製装置 16からタンク 17に向って順に、 3方切換弁 26及び第 1冷却器 41が設けられ、第 1供給管 21には、タンク 17から処理装置 12に向って順に、第 1開閉弁 51 、第 1ポンプ 61、加熱器 27及び 3方切換弁 28が設けられる。第 2供給管 22、第 1開閉弁 51、第 1ポンプ 61、加熱器 27及び 3方切換弁 28により第 1供給装置 71が構成される。また精製装置 16の下面は第 3排出管 33により分離装置 18の側面上部に接続され、分離装置 18の側面上部は第 2供給管 22によりタンク 17の側面下部に接続される。第 3排出管 33には第 2冷却器 42が設けられ、第 2供給管 22には第 2開閉弁 52が設けられる。第 2供給管 22及び第 2開閉弁 52により第 2供給装置 72が構成される。また分離装置 18は 35MPa程度の圧力に耐える耐圧液槽である。更に分離装置 18の下面は第 3供給管 23により精製装置 16の側面上部に接続され、分離装置 18 の側面中央部には第 4排出管 34が接続される。第 3供給管 23には、分離装置 18から精製装置 16に向って順に、第 3開閉弁 53及び第 2ポンプ 62が設けられ、第 4排出管 34には第 4開閉弁 54が設けられる。第 3供給管 23、第 3開閉弁 53及び第 2ポンプ 62により第 3供給装置 73が構成される。なお、図 1中の符号 24は 3方切換弁 26と 3 方切換弁 28とを接続する第 4供給管である。この第 4供給管 24は、精製装置 16で精製された処理用二酸化炭素 11を、タンク 17を通さずに処理装置 12に直接供給する場合に用いられる。

一方、吸収液 14は、イオン性液体 (低温溶融有機塩)又はこれを主成分とする組成物であることが好ましい。このイオン性液体はカチオン及びァ-オンを有する。カチォンは、 [R,R，—N2C3H3]+ (N,N，-ジアルキルイミダゾリウム）、 [NRXH4- X]+ (アルキルアンモ-ゥム）、 [R—NC5H5]+ (N-アルキルピリジ-ゥム）、 [R—NC4H8]+ (N-ァルキルピロリジ-ゥム）及び [PRXH4-X]+ (アルキルフォスフォ-ゥム）力らなる群より選ばれた 1種又は 2種以上のカチオンであることが好ましぐ [R,R' -N2C3H3]+ (N, N，-ジアルキルイミダゾリゥム）又は [R— NC5H5]+ (N-アルキルピリジ-ゥム）の!、ずれか一方又は双方からなるカチオンであることが更に好ましい。ァ-オンは、 PF6-、 BF4-、 N03-、 EtS04-、 A1C14-及び AlBr4-からなる群より選ばれた 1種又は 2種以上のァ-オンであることが好ましく、 PF6-又は BF4-の!、ずれか一方又は双方からなるァ-オンであることが更に好ましい。上記カチオン中の R及び R，は炭素数 1〜18 のアルキル基又は水素であり、カチオン中の Xは 1〜3である。また吸収液は水又は高分子有機物であることができる。高分子有機物力もなる吸収液は、ポリエチレンダリコーノレ (polyethylene glycol)^ポリビ-ノレアノレコーノレ (polyvinyl alcohol)、ポリエーテノレ ( polyether),ポリエステノレ (polyester)、ポリアノレカン (polyalkane)及びポリオレフイン (poly olefine)力もなる群より選ばれた 1種又は 2種以上のポリマーであることが好まし、。なお、吸収液がイオン性液体からなる組成物、イオン性液体を主成分とする組成物、或いは高分子有機物である場合には、吸収液に、水、アルコール類、エーテル類及びフエノール類力なる群より選ばれた 1種又は 2種以上の添加剤を添加することが好ましい。この添加剤は吸収液 100重量％に対して 1〜50重量％、好ましくは 5〜10 重量％添加される。ここで、添加剤を 1〜50重量％の範囲に限定したのは、 1重量％未満では吸収液の粘性を低減する効果があまり得られず、 50重量％を越えると吸収液による異物の吸収性能に悪影響を及ぼす力もである。

このように構成された二酸化炭素の循環利用システムを用いて二酸化炭素の循環利用方法を説明する。

処理装置 12で処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸ィ匕炭素に含まれる異物を処理用二酸ィ匕炭素又は被処理物に吸収させた後に、異物を含む気体状態の処理用二酸ィ匕炭素と吸収液とを精製装置 16で接触させて異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収液に吸収させる。処理装置 12の上面から排出されかつ異物を含む処理用二酸ィ匕炭素は、熱交により、圧力及び温度がそれぞれ処理装置 12内の圧力及び温度と同じか或いはそれより低い値に調整されて、即ち、好ましくは l〜35MPaの圧力かつ 10〜150°Cの温度、更に好ましくは 5〜： LOMPaの圧力かつ 20〜50°Cの温度の高圧ガス状態に調整されて、精製装置 16に供給される。これにより精製装置 16内の雰囲気の圧力及び温度はそれぞれ上記圧力及び温度の範囲内となる。ここで、処理装置 12の上面力も排出されかつ異物を含む処理用二酸化炭素を、熱交翻19により、圧力 l〜35MPaかつ温度 10〜1 50°Cの範囲に調整したのは、圧力及び温度を下げることによって精製装置 16の設備費を低減できるけれども、圧力及び温度をこれらの範囲より下げてしまうと、処理用二酸ィ匕炭素を処理工程に戻すときに大幅に加圧及び昇温する必要が生じ、ェネルギ消費や設備コストが高くなるためである。上記雰囲気下の精製装置 16で、異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させると、処理用二酸化炭素に含まれる異物が吸収液に吸収され、処理用二酸化炭素が精製される。この精製された高圧ガス状態の処理用二酸ィ匕炭素は第 2排出管 32を通り、第 1冷却器 41で 0〜30°C、好ましくは 15〜20°Cに冷却し液体状態になるように調整してタンク 17に貯留される。これにより精製後の処理用二酸ィ匕炭素を圧縮するためのエネルギを低減できる。

[0026] 吸収液 14として、イオン性液体からなる組成物又はイオン性液体を主成分とする組成物を用い、精製装置 16内の圧力及び温度をそれぞれ l〜35MPa及び 10〜150 °Cに調整した状態で、異物 (有機物)を含む処理用二酸化炭素を吸収液に接触させると、有機物の吸収液への吸収率 (溶解度）が、二酸化炭素の吸収液への吸収率（溶解度)より桁違いに大きぐまた異物である有機物の吸収液への吸収速度 (溶解速度)も、二酸化炭素の吸収液への吸収速度 (溶解速度)より速いため、吸収時 (溶解時)の温度、圧力及び時間を調整することにより、処理用二酸化炭素の吸収液への吸収率 (溶解度）が異物の吸収液への吸収率 (溶解度）と比べて非常に小さくなる。また吸収液であるイオン性液体は蒸気圧が略ゼロである。この結果、精製された処理用二酸ィ匕炭素に吸収液が殆ど含まれなくなるので、処理用二酸化炭素の精製効率を高めることができる。更に吸収液であるイオン性液体は蒸気圧が略ゼロであるので、分離装置は多段の複雑な構造の蒸留塔等を用いずに、 1段の簡単な構造の蒸発器又は加熱器を用いるだけで済む。

また水、アルコール類、エーテル類及びフエノール類からなる群より選ばれた 1種又は 2種以上の添加剤を、吸収液 100重量％に対して 1〜50重量％添加すると、吸収液の粘性を低下させることができる。この添加剤を含む吸収液を処理用二酸化炭素の精製装置 16に供給すると、添加剤を含む吸収液が異物を吸収する能力を殆ど低下させずにスムーズに流れて異物を速やかに吸収できるとともに、添加剤を含む吸収液の取扱、が容易になる。

[0027] 一方、タンク 17に貯留された液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11は第 1供給管 21を通って第 1ポンプ 61により所定の圧力まで昇圧されて処理装置 12に供給される。このとき処理用二酸化炭素 11は加熱器 27により加熱され、処理装置 12内の被処理物に最適な圧力条件及び温度条件、例えば圧力 5〜 15MPaかつ温度 20〜 100°Cの気体、液体又は超臨界流体のいずれかの状態になるように調整して供給される。また精製装置 16で異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液は第 3排出管 33を通り、第 2冷却器 42で冷却されて分離装置 18に供給される。分離装置 18 に供給される上記吸収液の圧力及び温度、即ち分離工程における分離装置 18内の雰囲気の圧力及び温度は、それぞれ 3〜25MPaかつ 0〜100°Cであることが好ましぐそれぞれ 5〜： LOMPaかつ 10〜30°Cであることが更に好ましい。ここで、分離装置 18内の雰囲気の圧力及び温度をそれぞれ 3〜25MPa及び温度 0〜100°Cの範囲に限定したのは、分離装置 18内で処理用二酸ィ匕炭素 11を液ィ匕でき、異物 13と液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11と吸収液 14とをこれらの相互不溶解性及び比重差で分離し易くするためである。異物 13がパラフィン系炭化水素等の液体であると、吸収液 14の比重が 1. 3〜1. 6と最も大きぐ異物 13の比重が 0. 8〜1. 0とその次に大きぐ液体状態の処理用二酸化炭素 11の比重が 0. 7程度と最も小さいため、分離装置 18内では下から上に向力つて順に、吸収液 14、異物 13及び液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11の 3つの相に分離 (分相）される。上相（最も上の相）の液体状態の処理用ニ酸ィ匕炭素 11は第 2供給管 22を通ってタンク 17に貯留される。このとき分離装置 18で分離された処理用二酸化炭素 11が液体状態であるため、この液体状態の処理用ニ酸ィ匕炭素 11を処理装置 12に戻すための圧縮に必要なエネルギは、気体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11を処理装置 12に戻すための圧縮に必要なエネルギと比ベ、桁違いに少なくて済む。また下相（最も下の相）の吸収液 14は第 3供給管 23を通って第 2ポンプ 62により精製装置 16に供給され、中相 (液体状態の処理用二酸化炭素 11と吸収液 14との間の相）の異物 13 (液体）は第 4排出管 34を通って異物回収槽（図示せず）に回収される。

なお、この実施の形態では、タンクに処理用二酸化炭素を液体状態になるように調整して貯留したが、高圧ガス又は超臨界流体の状態になるように調整して貯留してもよい。

<第 2の実施の形態 >

図 2は本発明の第 2の実施の形態を示す。図 2において図 1と同一符号は同一部品を示す。

この実施の形態では、第 1の実施の形態の分離装置に替えて、第 1及び第 2分離装置 81, 82が用いられる。精製装置 16の下面は第 3排出管 33により第 1分離装置 8 1の上面に接続され、第 1分離装置 81の側面上部は第 2供給管 22によりタンク 17に接続される。また第 1分離装置 81の側面下部は連結管 83により第 2分離装置 82の側面中央部に接続され、第 2分離装置 82の下面は第 3供給管 23により精製装置 16 の側面上部に接続される。連結管 83には、第 1分離装置 81から第 2分離装置 82に向って順に、第 5開閉弁 85及び加熱器 86が設けられる。更に第 2分離装置 82の側面上部には第 4排出管 34が接続される。なお、上記第 1分離装置 81は 35MPa程度の圧力に耐える耐圧液槽であり、上記第 2分離装置 82は低圧下で操作する蒸発器或いは蒸留塔である。上記以外は第 1の実施の形態と同一に構成される。

処理装置 12での被処理物の処理と、精製装置 16での処理用二酸化炭素の精製は、上記第 1の実施の形態と同様に行われるので、繰返しの説明を省略する。精製装置 16で異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液は第 3排出管 33 を通り、第 2冷却器 42で冷却されて第 1分離装置 81に供給される。第 1分離装置 81 に供給される上記吸収液の圧力及び温度、即ち第 1分離工程における第 1分離装置 81内の雰囲気の圧力及び温度は、それぞれ 3〜25MPaかつ 0〜100°Cであることが好ましぐそれぞれ 5〜： LOMPaかつ 10〜30°Cであることが更に好ましい。ここで、第 1分離装置 81内の雰囲気の圧力及び温度をそれぞれ 3〜25MPa及び温度 0〜1 00°Cの範囲に限定したのは、第 1分離装置 81内で処理用二酸ィ匕炭素 11を液ィ匕でき、液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11と異物を吸収した吸収液 87とをこれらの相互不溶解性及び比重差で分離し易くするためである。異物が芳香族系炭化水素等の液体であると、上記圧力及び温度範囲で異物の比重と吸収液が相互溶解して分相できず、異物を含む吸収液 87 (比重: 0. 8〜1. 5)と液体状態の処理用二酸化炭素 11 (比重:約 0. 7)に分離される。即ち、第 1分離装置 81段内では下力も上に向かつて順に、異物を含む吸収液 87と液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11の 2つの相に分離 (分相）される。上相（上側の相）の液体状態の処理用二酸化炭素 11は第 2供給管 22を通ってタンク 17に貯留される。このとき第 1分離装置 81で分離された処理用二酸ィ匕炭素 11が液体状態であるため、この液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11を処理装置 12に戻すための圧縮に必要なエネルギは、気体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11 を処理装置 12に戻すための圧縮に必要なエネルギと比べ、桁違いに少なくて済む。

[0030] また下相（下側の相）の異物を吸収した吸収液 87は連結管 83を通り、加熱器 86により加熱されて第 2分離装置 82に供給される。第 2分離装置 82に供給される上記異物を吸収した吸収液 87の圧力及び温度、即ち第 2分離工程における第 2分離装置 8 2内の雰囲気の圧力及び温度は、異物の沸点にもよるけれども、それぞれ 0. 1〜10 MPaかつ 30〜300°Cであることが好ましぐそれぞれ 0. l〜lMPaかつ 100〜200 °Cであることが更に好ましい。ここで、第 2分離装置 82内の雰囲気の圧力及び温度をそれぞれ 0. 1〜： LOMPa及び温度 30〜300°Cの範囲に限定したのは、第 2分離装置 82内で異物 13と吸収液 14とをこれらの沸点差で蒸発し易ぐ即ち蒸留分離し易くするためである。第 2分離装置 82内の液体状態の吸収液 14は第 2分離装置 82の下面力も第 3供給管 23を通って第 2ポンプ 62により精製装置 16に供給され、第 2分離装置 82内の気体状態の異物 13は第 2分離装置 82の上面力も第 4排出管 34を通つて異物回収槽（図示せず）に回収される。このように、第 1分離装置 81で異物と吸収液とを分相できなくても、第 2分離装置 82で異物 13と吸収液 14を確実に分離できるので、処理用二酸ィ匕炭素 11の精製に再利用される吸収液 14の精製効率を高めることがでさる。

[0031] <第 3の実施の形態 >

図 3は本発明の第 3の実施の形態を示す。図 3において図 1と同一符号は同一部品を示す。

この実施の形態では、処理装置 12の上面が第 1排出管 101により精製装置 106の側面下部に接続され、精製装置 106の側面上部が第 2排出管 102によりタンク 17の側面下部に接続される。第 1排出管 101には冷却器 107が設けられ、第 2排出管 10 2には第 1開閉弁 111が設けられる。またタンク 17の側面下部は第 1供給管 131により処理装置 12の下面に接続される。第 1供給管 131には、タンク 17から処理装置 12 に向って順に、第 2開閉弁 112、第 1ポンプ 61及び第 1加熱器 121が設けられる。第 1供給管 131、第 2開閉弁 112、第 1ポンプ 61及び第 1加熱器 121により第 1供給装置 141が構成される。精製装置 106の下面は第 3排出管 103により分離装置 108の側面中央部に接続され、分離装置 108の下面は第 2供給管 132により精製装置 106 の側面中央部に接続される。この分離装置 108は第 2の実施の形態の第 2分離装置 82と同一に構成される。第 3排出管 103には、精製装置 106から分離装置 108に向つて順に、第 3開閉弁 113及び第 2加熱器 122が設けられ、第 2供給管 132には、分離装置 108から精製装置 106に向って順に、第 4開閉弁 114及び第 2ポンプ 62が設けられる。第 2供給管 132、第 4開閉弁 114及び第 2ポンプ 62により第 2供給装置 14 2が構成される。また分離装置 108の側面上部には第 4排出管 104が接続され、この第 4排出管 104には第 4開閉弁 114が設けられる。上記精製装置 106及び分離装置 108はそれぞれ 35MPa程度の圧力に耐える耐圧液槽である。更に吸収液 124として、イオン性液体、水又は高分子有機物を用いることが好ましい。高分子有機物としては、ポリエチレングリコーノレ (polyethylene glycol),ポリビ-ノレアノレコーノレ (polyvinyl a lcohol)、ポリエーテノレ (polyether)、ポリエステノレ (polyester)、ポリアノレカン (polyalkane) 及びポリオレフイン (polyolefine)からなる群より選ばれた 1種又は 2種以上のポリマーを挙げることができる。上記以外は第 1の実施の形態と同一に構成される。

処理装置 12で液体又は超臨界流体の状態の処理用二酸ィヒ炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、異物を含む液体状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを精製装置で接触させて異物を吸収液に吸収させる。処理装置 12の上面から排出されかつ異物を含む処理用二酸ィ匕炭素が液体状態である場合には、そのまま精製装置 106に供給される。また処理装置 12の上面力も排出されかつ異物を含む処理用二酸ィ匕炭素が超臨界流体状態である場合には、冷却器 107により、圧力及び温度がそれぞれ、好ましくは 4〜10MPaかつ 0〜30°C、更に好ましくは 6〜8MPa かつ 10〜20°Cの液体状態に調整されて、精製装置 106に供給される。これにより精製装置 106内の雰囲気の圧力及び温度はそれぞれ上記圧力及び温度の範囲内となる。ここで、処理装置 12の上面力も排出されかつ異物を含む処理用二酸ィ匕炭素を、冷却器 107により、圧力 4〜10MPaかつ温度 0〜30°Cの範囲に調整したのは、上記異物を含む処理用二酸ィ匕炭素を液体状態にするためである。上記雰囲気下の精製装置 106で、異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させると、処理用二酸ィ匕炭素に含まれる異物が吸収液に吸収されるとともに、異物の除去された処理用二酸ィ匕炭素 11の比重が約 0. 7と小さく、異物を吸収した吸収液 127の比重が 1〜1 . 5と大きぐかつ液体状態の処理用二酸ィヒ炭素と吸収液とが相互に不溶解であるため、精製装置 106内では下から上に向力つて順に、異物を吸収した吸収液 127と精製された処理用二酸化炭素 11との 2つの相に分離 (分相）される。下相（下側の相）の異物を吸収した吸収液 127は第 3排出管 103を通って分離装置 108に供給され、上相（上側の相）の処理用二酸ィ匕炭素 11は第 2排出管 102を通ってタンク 17に供給される。精製装置 106で処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆どの異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸ィ匕炭素から確実に分離できるとともに、精製された処理用二酸ィ匕炭素 11は液体状態になるように調整してタンク 17に貯留されるので、精製後の処理用二酸ィ匕炭素 11を処理装置 12に戻すために必要な圧縮ェネルギを大幅に削減できる。

なお、吸収液 124はイオン性液体、水又は高分子有機物であることが好ましい。吸収液が水である場合、上記圧力及び温度条件で吸収液が液体状態の処理用二酸化炭素と相互溶解しないので、精製後の処理用二酸ィ匕炭素には吸収液が殆ど含まれない。また吸収液が高分子有機物である場合、吸収液の密度が大きぐまた上記圧力及び温度条件で吸収液が液体状態の処理用二酸化炭素と殆ど相互溶解しないので、精製後の処理用二酸ィ匕炭素に吸収液は殆ど含まれない。また吸収液力ォン性液体又は高分子有機物である場合、水、アルコール類、エーテル類及びフエノ一ル類カもなる群より選ばれた 1種又は 2種以上の添加剤を、吸収液 100重量％に対して 1〜50重量％添加すると、吸収液の粘性を低下させることができる。この添カロ剤を含む吸収液を処理用二酸ィヒ炭素の精製装置に供給すると、添加剤を含む吸収液が異物を吸収する能力を殆ど低下させずにスムーズに流れて異物を速やかに吸収できるとともに、添加剤を含む吸収液の取扱いが容易になる。更に異物が有機物であれば、吸収液への有機物の吸収率 (溶解度）が液体状態の処理用二酸化炭素への有機物の吸収率 (溶解度)より大き、ため、有機物を液体状態の処理用二酸ィ匕炭素力効率良く分離できる。

[0034] 一方、タンク 17に貯留された液体状態の処理用二酸ィ匕炭素 11は第 1供給管 131 を通って第 1ポンプ 61により処理装置 12に供給される。このとき処理用二酸ィ匕炭素 1 1は第 1加熱器 121により加熱され、処理装置 12内の被処理物に最適な圧力条件及び温度条件、例えば圧力 5〜： LOMPaかつ温度 20〜50°Cの液体又は超臨界流体の状態になるように調整して供給される。また精製装置 106で異物を吸収した吸収液 1 27は第 3排出管 103を通り、第 2加熱器 122で加熱されて分離装置 108に供給される。分離装置 108に供給される上記異物を吸収した吸収液 127の圧力及び温度、即ち分離工程における分離装置 108内の雰囲気の圧力及び温度は、異物の沸点にもよるけれども、それぞれ 0. 1〜： LOMPaかつ 30〜300°Cであることが好ましぐそれぞれ 0. l〜lMPaかつ 100〜200°Cであることが更に好ましい。ここで、分離装置 108 内の雰囲気の圧力及び温度をそれぞれ 0. l〜10MPa及び温度 30〜300°Cの範囲に限定したのは、分離装置 108内で異物 13と吸収液 124とをこれらの沸点差で分離し易ぐ即ち蒸留分離し易くするためである。分離装置 108内の液体状態の吸収液 124は分離装置 108の下面力も第 2供給管 132を通って第 2ポンプ 62により精製装置 106に供給され、分離装置 108内の気体状態の異物 13は分離装置 108の上面力も第 4排出管 104を通って異物回収槽（図示せず）に回収される。上述のように、異物を含む処理用二酸化炭素を高圧の液体状態で精製し、液体又は超臨界流体の状態になるように調整して被処理物の処理工程に戻すので、処理用二酸化炭素の循環動力を低減できる。

実施例

[0035] 次に本発明の実施例を詳しく説明する。

<実施例 1 >

図 4に示すように、先ず精製装置 156として圧力容器を用い、この圧力容器 156にイオン'性液体（1- buty卜 3- methylimidazolium hexafluorophosphate , [BMIM] [PF6])を貯留した。次に上記イオン性液体を貯留した圧力容器内の温度及び圧力をそれぞれ 50°C及び lOMPaに維持した状態で、圧縮機 151を用いて混合ガスを圧力容器 1 56にその下面力も導入した。この混合ガスは、 98重量％の二酸化炭素と、 1重量％のベンゼン（Benzene)と、 1重量⁰ /₀のトルエン（Toluene)とを混合したガスであった。更に開閉弁 152を開いて圧力容器 156の上面力もガスを減圧して排出した。圧力容器 156から排出されたガスの成分をガスクロマトグラフ（GC)を用いて分析した。その結果、圧力容器 156に導入する前の混合ガス中には、 1重量％のベンゼンと 1重量 o/oのトルエンが含まれていたのに対し、圧力容器 156から排出されたガス中のベンゼン及びトルエンの濃度は 72ppm及び 56ppmにそれぞれ減少した。即ち、原料の混合ガス中の大部分のベンゼン及トルエンが除去されたことが分力つた。なお、圧力容器 156から排出されたガス中にはイオン性液体は全く検出されなカゝつた。

<実施例 2 >

圧力容器にイオン'性液体（1- decy卜 3- methylimidazolium tetrafluoroborate) ,[DMIM ][PF6])を貯留し、圧力容器に導入する前の混合ガスが、 98重量％の二酸化炭素と、 1重量％のデカン（Decane)と、 1重量％のドデカン（Dodecane)とを混合したガスであったこと以外は、実施例 1と同様に混合ガスを圧力容器にその下面カゝら導入した後に、バルブを開いて圧力容器の上面力もガスを減圧して排出した。圧力容器から排出されたガスの成分をガスクロマトグラフ（GC)を用いてそれぞれ分析した。その結果、圧力容器に導入する前の混合ガス中には、 1重量％のデカンと 1重量％のドデカンが含まれていたのに対し、圧力容器カゝら排出されたガス中のデカン及びドデカンの濃度は 124ppm及び 107ppmにそれぞれ減少した。即ち、原料の混合ガス中の大部分のデカン及ドデカンが除去されたことが分かった。なお、圧力容器から排出されたガス中にはイオン性液体は全く検出されなカゝつた。

<実施例 3 >

圧力容器に水を貯留し、圧力容器に導入する前の混合ガスが、 95重量％の二酸ィ匕炭素と、 3重量⁰ /₀のプロパノール（Propanol)と、 1重量⁰ /₀のエタノール（Ethanol)とを混合したガスであったこと以外は、実施例 1と同様に混合ガスを圧力容器にその下面カゝら導入した後に、バルブを開いて圧力容器の上面カゝらガスを減圧して排出した。圧力容器カゝら排出されたガスの成分をガスクロマトグラフ (GC)を用いてそれぞれ分祈した。その結果、圧力容器に導入する前の混合ガス中には、 3重量％のプロパノールと 1重量％のエタノールが含まれていたのに対し、圧力容器力も排出されたガス中のプロパノール、エタノール及び水の濃度は 300ppm、 lOOppm及び 1700ppmにそれぞれ減少した。即ち、原料の混合ガス中の大部分のプロパノール及びエタノールが除去されたことが分かった。

産業上の利用可能性

以上述べたように、本発明によれば、処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、この異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収液に吸収させるので、処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができる。この結果、異物を処理用二酸ィ匕炭素力確実に分離できるので、被処理物の処理に再利用される処理用二酸ィ匕炭素の精製効率を高めることができる。また処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸ィ匕炭素又は被処理物に吸収させた後に、この異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ、異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収した吸収液を第 1の分離工程で液体状態の処理用二酸ィ匕炭素と上記異物を吸収した吸収液とに分離し、更に異物を吸収した吸収液を第 2の分離ェ程で異物と吸収液とに分離すれば、処理用二酸化炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸ィ匕炭素力確実に分離できるとともに、第 1の分離工程での異物と吸収液とを分相できなくても、第 2の分離工程で異物と吸収液を確実に分離できるので、二酸化炭素の精製に再利用される吸収液の精製効率を高めることができる。

[0038] また吸収液が、イオン性液体を主成分とする組成物であれば、異物である有機物の吸収液への吸収率が、二酸ィ匕炭素の吸収液への吸収率より桁違いに大きぐまた異物である有機物の吸収液への吸収速度も、二酸化炭素の吸収液への吸収速度より速いため、吸収時の温度、圧力及び時間を調整することにより、処理用二酸化炭素の吸収液への吸収率が異物の吸収液への吸収率 (溶解度）と比べて非常に小さくなり、更に吸収液であるイオン性液体の蒸気圧が略ゼロである。この結果、精製された処理用二酸ィヒ炭素に吸収液が殆ど含まれなくなり、処理用二酸化炭素の精製効率を高めることができる。また吸収液であるイオン性液体は蒸気圧が略ゼロであるので、分離装置は多段の複雑な構造の蒸留塔等を用いずに、 1段の簡単な構造の蒸発器又は加熱器を用いるだけで済む。

[0039] また処理装置で気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸ィ匕炭素と吸収液とを精製装置で接触させて異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収液に吸収させれば、処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができるので、異物を処理用二酸ィ匕炭素から確実に分離できる。また処理装置で気体又は超臨界の状態の処理用二酸化炭素と被処理物とを接触させて被処理物又は処理用二酸化炭素に含まれる異物を処理用二酸化炭素又は被処理物に吸収させた後に、異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを精製装置で接触させて異物を処理用二酸化炭素の一部とともに吸収液に吸収させ、異物を処理用二酸ィ匕炭素の一部とともに吸収した吸収液を第 1 分離装置で液体状態の処理用二酸化炭素と上記異物を吸収した吸収液とに分離し

、更に異物を吸収した吸収液を第 2分離装置で異物と吸収液とに分離すれば、精製装置で処理用二酸ィ匕炭素に含まれる殆ど全ての異物を吸収液に吸収させることができる。即ち、異物を処理用二酸ィ匕炭素力も確実に分離できるとともに、第 1分離装置での異物と吸収液とを分相できなくても、第 2分離装置で異物と吸収液を確実に分離できる。この結果、二酸ィ匕炭素の精製に再利用される吸収液の精製効率を高めることがでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸ィ匕炭素と被処理物とを接触させて前記被処理物又は前記処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸ィ匕炭素又は前記被処理物に吸収させ前記被処理物を処理する工程と、

前記異物を含む処理用二酸化炭素を気体状態又は超臨界状態で回収した後にこの異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸化炭素の一部とともに前記吸収液に吸収させ前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸ィ匕炭素を精製する工程と、

前記精製された処理用二酸化炭素を前記被処理物の処理工程に戻す工程と、前記異物を前記処理用二酸ィヒ炭素の一部とともに吸収した吸収液を回収した後にこの吸収液を前記異物と液体状態の処理用二酸化炭素と前記吸収液とに分離する工程と、

前記分離された処理用二酸化炭素を前記被処理物の処理工程に戻す工程と、前記分離された吸収液を前記処理用二酸化炭素の精製工程に戻す工程とを含む二酸化炭素の循環利用方法。

[2] 気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸ィ匕炭素と被処理物とを接触させて前記被処理物又は前記処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸ィ匕炭素又は前記被処理物に吸収させ前記被処理物を処理する工程と、

前記異物を含む処理用二酸化炭素を気体状態又は超臨界状態になるように調整して回収した後にこの異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸化炭素の一部とともに前記吸収液に吸収させ前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素を精製する工程と、

前記精製された処理用二酸化炭素を前記被処理物の処理工程に戻す工程と、前記異物を前記処理用二酸ィヒ炭素の一部とともに吸収した吸収液を回収した後にこの吸収液を液体状態の処理用二酸化炭素と前記異物を吸収した吸収液 (87)とに分離する第 1の分離工程と、前記分離された処理用二酸化炭素を前記被処理物の処理工程に戻す工程と、前記異物を吸収した吸収液を回収した後にこの吸収液 (87)を異物と吸収液とに分離する第 2の分離工程と、

前記分離された吸収液を前記処理用二酸化炭素の精製工程に戻す工程とを含む二酸化炭素の循環利用方法。

[3] 液体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸ィ匕炭素と被処理物とを接触させて前記被処理物又は前記処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸ィ匕炭素又は前記被処理物に吸収させ前記被処理物を処理する工程と、

前記異物を含む処理用二酸化炭素を液体状態になるように調整して回収した後にこの異物を含む液体状態の処理用二酸化炭素と吸収液とを接触させて前記液体状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記吸収液に吸収させ前記液体状態の処理用二酸化炭素を精製する工程と、

前記精製された液体状態の処理用二酸化炭素を前記被処理物の処理工程に戻す工程と、

前記異物を吸収した吸収液を回収した後にこの異物を吸収した吸収液を異物と吸収液とに分離する工程と、

[4] 分離工程で分離された一部の処理用二酸ィ匕炭素を液体状態になるように調整して回収する請求項 1記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[5] 分離工程で分離された一部の処理用二酸ィ匕炭素を液体状態になるように調整して回収する請求項 2記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[6] 精製工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ l〜35MPa及び 10〜150 °Cであり、分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 3〜25MPa及び 0 〜： LOO°Cである請求項 1記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[7] 精製工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ l〜35MPa及び 10〜150 °Cであり、第 1分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 3〜25MPa及び 0〜100°Cであり、第 2分離工程における雰囲気の圧力及び温度がそれぞれ 0. 1 〜： LOMPa及び 30〜300°Cである請求項 2記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[8] 吸収液が、イオン性液体を主成分とする組成物である請求項 1な!ヽし 5 ヽずれか 1 項に記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[9] イオン性液体がカチオン及びァ-オンを有し、

前記カチオンが、 [R,R，—N C H ]+ (Ν,Ν，-ジアルキルイミダゾリゥム）、 [NR Η ]

2 3 3 X 4-Χ

+ (アルキルアンモ-ゥム）、 [R— NC Η ]+ (Ν-アルキルピリジ-ゥム）、 [R— NC Η ] +

5 5 4 8

(Ν-アルキルピロリジ-ゥム）及び [PR H ]+ (アルキルフォスフォ-ゥム）力なる群

X 4-X

より選ばれた 1種又は 2種以上のカチオンであり、

前記ァ-オン力 PF―、 BF―、 NO―、 EtSO―、 A1C1—及び AlBr—からなる群よ

6 4 3 4 4 4

り選ばれた 1種又は 2種以上のァニオンであり、

前記カチオン中の R及び R'が炭素数 1〜18のアルキル基又は水素であり、前記カチオン中の Xが 1〜3である請求項 8記載の二酸ィヒ炭素の循環利用方法。

[10] 吸収液が水又は高分子有機物である請求項 1な、し 3 、ずれか 1項に記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[11] 高分子有機物が、ポリエチレングリコール (polyethylene glycol),ポリビュルアルコーノレ (polyvinyl alcohol)、ポリエーテノレ (polyether)、ポリエステノレ (polyester)、ポリアノレ力ン (polyalkane)及びポリオレフイン (polyolefine)からなる群より選ばれた 1種又は 2種以上のポリマーである請求項 10記載の二酸ィ匕炭素の循環利用方法。

[12] 水、アルコール類、エーテル類及びフエノール類力もなる群より選ばれた 1種又は 2 種以上の添加剤を、吸収液 100重量％に対して 1〜50重量％添加する請求項 8に記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[13] 水、アルコール類、エーテル類及びフエノール類力もなる群より選ばれた 1種又は 2 種以上の添加剤を、吸収液 100重量％に対して 1〜50重量％添加する請求項 11に記載の二酸化炭素の循環利用方法。

[14] 気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸ィ匕炭素と被処理物とが供給され前記処理用二酸化炭素と前記被処理物とを接触させて前記被処理物又は前記処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸化炭素又は前記被処理物に吸収させ前記被処理物を処理する処理装置と、前記処理装置から気体状態又は超臨界状態で排出されかつ前記異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とが供給され前記異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と前記吸収液とを接触させて前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸化炭素の一部とともに前記吸収液に吸収させ前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素を精製する精製装置と、

前記精製装置から排出された気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素をそのままの状態で或いは液体状態にして前記処理装置に供給する第 1供給装置と、前記精製装置から排出されかつ前記異物及び処理用二酸化炭素を吸収した吸収液を前記異物と液体状態の処理用二酸化炭素と前記吸収液とにそれぞれ分離する分離装置と、

前記分離装置から排出された前記液体状態の処理用二酸化炭素を前記処理装置に供給する第 2供給装置と、

前記分離装置から排出された吸収液を前記精製装置に供給する第 3供給装置とを備えた二酸ィ匕炭素の循環利用システム。

気体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸ィヒ炭素と被処理物とが供給され前記処理用二酸化炭素と前記被処理物とを接触させて前記被処理物又は前記処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸化炭素又は前記被処理物に吸収させ前記被処理物を処理する処理装置と、

前記処理装置から気体状態又は超臨界状態で排出されかつ前記異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とが供給され前記異物を含む気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素と前記吸収液とを接触させて前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸化炭素の一部とともに前記吸収液に吸収させ前記気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素を精製する精製装置と、

前記精製装置から排出された気体状態又は超臨界状態の処理用二酸化炭素をそのまま或いは液体状態にして前記処理装置に供給する第 1供給装置と、

前記精製装置から排出されかつ前記異物及び処理用二酸化炭素を吸収した吸収液を液体状態の処理用二酸化炭素と前記異物を吸収した吸収液とにそれぞれ分離する第 1分離装置と、

前記第 1分離装置から排出された液体状態の処理用二酸化炭素を前記処理装置に供給する第 2供給装置と、

前記第 1分離装置から排出されかつ前記異物を吸収した吸収液を前記異物と前記吸収液とにそれぞれ分離する第 2分離装置と、

前記第 2分離装置から排出された吸収液を前記精製装置に供給する第 3供給装置と

を備えた二酸ィ匕炭素の循環利用システム。

液体又は超臨界流体のいずれかの状態の処理用二酸ィヒ炭素と被処理物とが供給され前記処理用二酸化炭素と前記被処理物とを接触させて前記被処理物又は前記処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記処理用二酸化炭素又は前記被処理物に吸収させ前記被処理物を処理する処理装置と、

前記処理装置力液体状態になるように調整して排出されかつ前記異物を含む処理用二酸化炭素と吸収液とが供給され前記異物を含む液体状態の処理用二酸ィ匕炭素と前記吸収液とを接触させて前記液体状態の処理用二酸化炭素に含まれる異物を前記吸収液に吸収させ前記液体状態の処理用二酸化炭素を精製する精製装置と前記精製装置から排出された液体状態の処理用二酸化炭素を前記処理装置に供給する第 1供給装置と、

前記精製装置から排出されかつ前記異物を吸収した吸収液を前記異物と前記吸収液とにそれぞれ分離する分離装置と、

前記分離装置から排出された吸収液を前記精製装置に供給する第 2供給装置とを備えた二酸ィ匕炭素の循環利用システム。