JPH0335961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸着塔内の吸着剤に吸着された被吸
着物を高濃度で回収し得る吸着塔の再生方法に関
するもので、本発明の方法は、印刷、塗装、及び
電材関係等の分野において、吸着塔内の吸着剤に
吸着された、印刷用溶剤、塗装用溶剤、磁性材料
の塗布用溶剤、及びウエーハーの洗浄用溶剤等の
分離回収に好適に利用される。

〔従来技術〕

印刷用溶剤、塗装用溶剤、磁性材料の塗布用溶
剤、及びウエーハーの洗浄用溶剤等としては、メ
タノール、エタノール、イソプロパノール、ブタ
ノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、
アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン
類、酢酸エチル等のエステル類、塩酸、酢酸等の
酸類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン
等の炭化水素類、トリクロルエチレン、パークロ
ルエチレン、トリクロルエタン等が使用されてい
る。そして、これらの溶剤の使用後の分離回収に
利用される吸着塔の再生方法としては、水蒸気
を、溶剤（被吸着物）が吸着されている吸着塔内
に吹き込み、被吸着物を水蒸気により洗い流した
後、吸着塔より流出する水蒸気及び被吸着物から
なる混合物をデカンターに導き、液−液分離し、
然る後、蒸留塔で被吸着物を分離回収する方法が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来の吸着塔の再生方法は、次のような
問題点を有している。

(1) 被吸着物中にアルコールが共存すると、吸着
塔内に吹き込まれた水蒸気は該アルコールを脱
着させ、得られた混合物を蒸留分離しようとし
ても水と共沸混合物を造ることが多い。この
際、上記共沸混合物の凝縮物が二相に分離する
ブタノール水溶液等の場合には、軽液、重液を
２塔の蒸留塔で別々に蒸留して被吸着物の分離
回収を行う必要があり、また、上記共沸混合物
の凝縮物が均一液相を形成するエタノール水溶
液やイソプロパノール水溶液等の場合には、共
沸蒸留法で被吸着物の分離回収を行う必要があ
り、何れの場合も操作が煩雑である。しかも、
共沸蒸留法にによる場合、水と共沸混合物をつ
くり且つ該共沸混合物がアルコールよりも低い
沸点を持つような第３成分を添加する必要があ
るため、分離回収された被吸着物中に微量の第
３成分が混入する惧れがあり、また、蒸留装置
が大型になる等の問題がある。

(2) 被吸着物中に水と沸点が近い物質が存在する
場合には該物質の分離回収が困難となる。

(3) 分離すべき水の量が多いため、被吸着物の分
離回収に多量の熱エネルギーが必要である。

従つて、本発明の目的は、簡単な操作で且つ多
量の熱エネルギーを要することなく被吸着物を高
濃度で回収できる、吸着塔の再生方法を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を、吸着塔に水蒸気を吹き
込むことにより、該吸着塔内の吸着剤に吸着され
た被吸着物を気化させて分離した後、該吸着塔よ
り流出する、水蒸気及び気化された被吸着物から
なる気体混合物を、水蒸気を選択的に透過する気
体分離膜に供給し、該気体混合物中の上記被吸着
物を分離濃縮し回収することを特徴とする吸着塔
の再生方法を提供することにより達成したもので
ある。

以下、本発明の吸着塔の再生方法を図面を参照
し乍ら詳述する。

本発明の方法により分離回収される被吸着物と
しては、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、ブタノール等のアルコール類、メチルエチ
ルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等
のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、塩酸、
酢酸、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリクロ
ルエチレン、パークロルエチレン、トリクロルエ
タン等の溶剤が挙げられる。

本発明の方法を実施するには、先ず、第１図の
フローシートに示す如く、上記被吸着物が吸着剤
に吸着されている吸着塔１内にスチーム供給ライ
ンＡより水蒸気を吹き込むことにより、上記被吸
着物を気化させて吸着剤から分離し、分離された
被吸着物を、水蒸気と共に吸着塔１から流出ライ
ンＢより流出させる。

吸着塔１内に吹き込む水蒸気は、被吸着物の種
類に応じて適宜選択され、通常、圧力０〜４Kg／
cm²・Ｇ，温度100〜150℃の水蒸気が使用される。

水蒸気の温度が高い程、より高沸点の被吸着物
を吸着剤から分離することができ、また、水蒸気
の圧力が高い程、後述する気体分離膜における処
理量を増大させることができる。

次いで、吸着塔１から流出する、水蒸気及び気
化された被吸着物からなる気体混合物を、該気体
混合物が凝縮しない程度に過熱器２で昇温させた
後、気体分離膜３の一方の側（一次側）３ａに供
給し、且つその際、該気体分離膜３の他方の側
（二次側）３ｂを減圧に保持することにより、上
記気体混合物中の水蒸気を選択的に透過除去し
て、上記気体分離膜３の一次側３ａに分離濃縮さ
れた被吸着物を得る。

気体分離膜３の二次側３ｂの減圧の保持は、気
体分離膜３の二次側３ｂに透過した水蒸気を、送
出ラインＥより冷却器４に移送し該冷却器４で凝
縮させる方法により行われる。この方法は、最初
に一度だけ真空ポンプ６を駆動して気体分離膜３
の二次側３ｂを減圧しておけば、その後は、水蒸
気が冷却器４で凝縮することにより減圧が達成さ
れるので、減圧度を維持するために真空ポンプ６
を駆動する必要がなく、動力費が低減されて有効
である。

また、気体分離膜３の二次側３ｂは必ずしも減
圧に保持する必要はないが、水蒸気の分離膜透過
量を大きくしたい場合あるいは水蒸気が凝縮する
恐れのある場合には、減圧にする必要がある。こ
の場合には、必要な減圧度を確保するために、気
体分離膜３の二次側３ｂの系の圧力は、通常400
mmHg以下、好ましくは300mmHg以下にする。

気体分離膜３を透過した水蒸気は、冷却器４で
凝縮され、凝縮水として減圧タンク５に移送さ
れ、該減圧タンク５から排出ラインＦより系外へ
排出される。

一方、気体分離膜３の一次側３ａに得られる、
分離濃縮された被吸着物は、回収ラインＤより回
収される。

尚、気体分離膜３の一次側３ａに供給する、水
蒸気及び被吸着物からなる気体混合物の圧力を凝
縮しない範囲で高めると、該気体混合物中の水蒸
気の分離膜透過量が増大するため、必要に応じて
該気体混合物を加圧して気体分離膜３の一次側３
ａに供給することもできる。

また、上述の第１図のフローシートに示す実施
態様においては、気体分離膜３による水蒸気の除
去を、気体混合物を気体分離膜３の一次側３ａに
供給した際に該気体分離膜３の二次側３ｂを減圧
に保持することにより行つた場合について説明し
たが、この他に、水蒸気の分離膜透過量を大きく
したり、水蒸気の凝縮を防ぐ方法としては、気体
分離膜３の二次側３ｂにキヤリアーガスを供給す
るか、又は気体分離膜３の二次側３ｂを減圧に保
持しながら二次側３ｂにキヤリアーガスを供給す
る方法がある。

また、気体分離膜３の二次側３ｂを減圧に保持
する方法としては、上述の第１図のフローシート
に示す実施態様の如く、冷却器４を用いて気体分
離膜３の二次側３ｂに透過した水蒸気を凝縮させ
ることにより、減圧度を維持する方法が好ましい
が、通常の真空ポンプを用いる方法でも良い。

また、被吸着物に高沸点物が含まれている場合
は、第２図のフローシートに示す如く、吸着塔１
から流出する高沸点物を含む気体混合物を冷却
し、デカンター８で液−液分離して高沸点物を分
離した後、蒸発器１０で蒸発して気体分離膜３に
供給することが好ましい。この実施態様について
更に詳しく説明すると、先ず、第１図のフローシ
ートに示す実施態様と同様にして、スチーム供給
ラインＡより水蒸気を蒸留塔１内に供給し、水蒸
気及び被吸着物からなる気体混合物を吸着塔１か
ら流出ラインＢより流出させる。次いで、吸着塔
１から流出した上記気体混合物を冷却器７で冷却
して凝縮させた後、送出ラインＧよりデカンター
８に移送し、該デカンター８で液−液分離（通
常、油水分離）する。そして、高沸点物を含む油
層を回収ラインＩより取り出し、また、高沸点物
を取り除いた残りの被吸着物を含む水層をポンプ
９を用いて送出ラインＨ及びＪより蒸発器１０に
移送する。次いで、上記水層を、蒸発器１０で温
度70〜150℃、圧力０〜５Kg／cm²・Ｇに昇温・昇
圧させて水蒸気及び被吸着物からなる気体混合物
とした後、該気体混合物を供給ラインＫより気体
分離膜３に供給し、以下は第１図のフローシート
に示す実施態様での気体分離膜における処理と同
様にして処理される。

また、吸着塔から流出する水蒸気及び被吸着物
からなる気体混合物に固形物が含まれる場合は、
必要に応じて上記気体混合物を気体分離膜に供給
する前にフイルターにより上記固形物を除去する
ことが好ましい。

また、本発明の方法で用いられる気体分離膜と
しては、水蒸気を選択的に透過するガラス・セラ
ミツク多孔質膜等の無機質膜、ポリアミド、セル
ロース、酢酸セルロース、芳香族ポリイミド等か
らなる有機質膜が使用される。被吸着物がアルコ
ール類、ケトン類、エステル類、炭化水素類等で
ある場合は、モジユール化が容易で水蒸気選択分
離性能に優れ、有機質膜の中では耐熱性及び耐薬
品性に優れた、芳香族ポリイミド製気体分離膜を
使用することが好ましい。また、被吸着物が強
酸・強アルカリ類等のように有機質膜が耐えられ
ないものである場合は、ガラス・セラミツク多孔
質膜を使用すると良い。一般に、ガラス・セラミ
ツク多孔質膜は、有機質膜に比して、モジユール
化が困難で且つ単一容積当たりの膜面積を大きく
できない。

上記気体分離膜としては、有効膜面積の大きい
中空糸の集合体が好ましいが、平膜でも良い。

気体分離膜として用いられる中空糸は、その外
径が、通常50〜2000μ、好ましくは200〜1000μで
ある。中空糸の外径が小さ過ぎると圧力損失が大
きくなり、大き過ぎると有効膜面積が減少する。
また、上記中空糸としては、（厚み／外径）＝0.1
〜0.3の条件を満たすものを用いるのが好ましい。
尚、上記厚み＝（外径−内径）／２である。中空
糸の厚みが小さいと耐圧性が不充分となり、また
厚みが大きいと水蒸気選択透過性が不良となる。

本発明に用いる気体分離膜として特に有利に用
いることのできる芳香族ポリイミド製気体分離膜
は、芳香族テトラカルボン酸骨格と芳香族ジアミ
ン骨格とを含むもので公知の方法により製造する
ことができる。

上記芳香族テトラカルボン酸骨格としては、
３，3′，４，4′−ベンゾフエノンテトラカルボン
酸、２，３，3′，4′−ベンゾフエノンテトラカル
ボン酸、ピロメリツト酸、３，3′，４，4′−ビフ
エニルテトラカルボン酸、及び２，３，3′，4′−
ビフエニルテトラカルボン酸、そしてこれらの芳
香族テトラカルボン酸の酸二無水物、エステル、
塩等から誘導されるカルボン酸骨格を挙げること
ができる。これらのうち３，3′，４，4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸の酸二無水物と２，３，
3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸の酸二無水
物等により代表されるビフエニルテトラカルボン
酸二無水物から誘導された酸骨格を主酸骨格とす
る芳香族ポリイミド製気体分離膜を使用した場合
に本発明は特に有用である。

また、上記芳香族ジアミン骨格としては、ｐ−
フエニレンジアミン、ｍ−フエニレンジアミン、
２，４−ジアミノトルエン、４，4′−ジアミノジ
フエニルエーテル、４，4′−ジアミノジフエニル
メタン、ｏ−トリジン、１，４−ビス（４−アミ
ノフエノキシ）ベンゼン、ｏ−トリジンスルホ
ン、ビス（アミノフエノキシ−フエニル）メタ
ン、及びビス（アミノフエノキシ−フエニル）ス
ルホン等を挙げることができる。

芳香族ポリイミド製気体分離膜の製造方法とし
ては、例えば、上記芳香族ジアミン（他の芳香族
ジアミンを含有していてもよい）からなる芳香族
ジアミン成分と上記ビフエニルテトラカルボン酸
成分とを略等モル、フエノール系化合物の有機溶
媒中約140℃以上の温度で一段階で重合及びイミ
ド化して芳香族ポリイミドを生成し、その芳香族
ポリイミド溶液（濃度；約３〜30重量％）をドー
プ液として使用して約30〜150℃の温度の基材上
に塗布又は流延あるいは中空糸膜状に押出してド
ープ液の薄膜（平膜又は中空糸）を形成し、次い
でその薄膜を凝固液に浸漬して凝固膜を形成し、
その凝固膜から溶媒、凝固液等を洗浄除去し、最
後に熱処理して芳香族ポリイミド製の非対称性気
体分離膜を形成する製膜方法を挙げることができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を挙げ、本発明を更に詳
細に説明する。

実施例 １ 第１図に示すフローシートに従つて下記の如く
実施した。本実施例は、イソプロパノールが吸着
されている吸着塔の再生に本発明の方法を適用し
た例である。

イソプロパノールが吸着されている吸着塔１に
スチーム供給ラインＡより圧力３Kg／cm²・Ｇ，温
度140℃の水蒸気を流量毎時54Kgで10分間吹き込
んだ。流出ラインＢより水蒸気とイソプロパノー
ル蒸気からなる気体混合物が10分間で合計10Kg流
出した。この気体混合物を過熱器２で142℃に昇
温した後、送出ラインＣより気体分離膜３の一次
側３ａに供給した。気体分離膜３は、中空糸外径
500μ、有効膜面積10m²の芳香族ポリイミド製中
空糸気体分離膜を用いた。この気体分離膜３の二
次側３ｂは、200mmHgに減圧した。上記気体分離
膜３の二次側３ｂに透過したガスは、大部分水蒸
気であり、この水蒸気を冷却器４で冷却し凝縮し
た後、減圧タンク５に移送した。減圧タンク５に
は、イソプロパノール濃度0.8重量％の液が総量
9.07Kg得られた。一方、上記気体分離膜３の非透
過ガスとして回収ラインＤよりイソプロパノール
濃度99.9重量％に濃縮された濃縮イソプロパノー
ルが総量0.93Kg得られた。

実施例 ２ 第２図に示すフローシートに従つて下記の如く
実施した。、本実施例は、イソプロパノール及び
キシレンが吸着されている吸着塔の再生に本発明
の方法を適用した例である。

イソプロパノール及びキシレンが吸着されてい
る吸着塔１にスチーム供給ラインＡより圧力４
Kg／cm²・Ｇ，温度150℃の水蒸気を流量毎時54Kg
で15分間吹き込んだ。流出ラインＢより水蒸気と
イソプロパノール蒸気とキシレン蒸気からなる気
体混合物が15分間で合計14.7Kg流出した。この気
体混合物を冷却器７で冷却して凝縮した後、デカ
ンター８で油水分離を行い、回収ラインＩよりキ
シレンを主成分とする油層0.2Kgを分離回収した。
デカンター内の水層は、ポンプ９により蒸発器１
０に送り込み、蒸発器１０で温度138℃、圧力2.6
Kg／cm²・Ｇ迄昇温・昇圧し、水蒸気とイソプロパ
ノール蒸気からなる気体混合物とした。この気体
混合物14.5Kgを送出ラインＫより気体分離膜３の
一次側３ａに供給した。気体分離膜３は、中空糸
外径500μ、有効膜面積20m²の芳香族ポリイミド
製中空糸気体分離膜を用いた。この気体分離膜３
の二次側３ｂは、200mmHgに減圧した。上記気体
分離膜３の二次側３ｂに透過したガスは、大部分
水蒸気であり、この水蒸気を冷却器４で冷却し凝
縮した後、減圧タンク５に移送した。減圧タンク
５には、イソプロパノール濃度0.5重量％の液が
総量13.55Kg得られた。一方、上記気体分離膜３
の非透過ガスとして回収ラインＤよりイソプロパ
ノール濃度99.9重量％に濃縮された濃縮イソプロ
パノールが総量0.95Kg得られた。

〔発明の効果〕

本発明の吸着塔の再生方法によれば、簡単な操
作で且つ多量の熱エネルギーを要することなく被
吸着物を高濃度で回収できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の吸着塔の再生方法の一実施
態様の概略を示すフローシートであり、第２図
は、本発明の吸着塔の再生方法の別の実施態様の
概略を示すフローシートである。 １…吸着塔、３…気体分離膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸着塔に水蒸気を吹き込むことにより、該吸
   着塔内の吸着剤に吸着された被吸着物を気化させ
   て分離した後、該吸着塔より流出する、水蒸気及
   び気化された被吸着物からなる気体混合物を、水
   蒸気を選択的に透過する気体分離膜に供給し、該
   気体混合物中の上記被吸着物を分離濃縮し回収す
   ることを特徴とする吸着塔の再生方法。 ２ 気体分離膜が、芳香族ポリイミド製気体分離
   膜である特許請求の範囲第１項記載の吸着塔の再
   生方法。