JPH0453571B2 - - Google Patents
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- JPH0453571B2 JPH0453571B2 JP59065151A JP6515184A JPH0453571B2 JP H0453571 B2 JPH0453571 B2 JP H0453571B2 JP 59065151 A JP59065151 A JP 59065151A JP 6515184 A JP6515184 A JP 6515184A JP H0453571 B2 JPH0453571 B2 JP H0453571B2
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- water
- membrane
- mixed liquid
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- sodium
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Description
本発明は高分子合成膜を用いた水／水溶性有機
化合物混合液体から浸透気化法により水溶性有機
化合物を選択的に分離する方法に関するものであ
る。 水／水溶性有機化合物混合液体から水溶性有機
化合物を得る方法としては蒸留法が古くから知ら
れ、一般に広く用いられている。しかし、低濃度
有機化合物水溶液から有機化合物を得る場合や共
沸組成の有機化合物／水混合液体から有機化合物
を得る場合には多大のエネルギーを消費する欠点
がある。 この難点を克服する方法として、高分子合成膜
を用いた浸透気化法が以前から研究されている。
この分離方法は高分子膜の１次側に処理すべき液
体を供給し透過しやすい物質を２次側に蒸気とし
て透過させる方法である。この浸透気化法に用い
られる高分子膜の素材は透過させたい成分に親和
性のあるものが選ばれる。 この方法の例として膜、８(3)、177（1983）、及
びJ.Mem.Scl，10，253（1982）にはシリコーンゴ
ムを用いてエタノール／水、イソプロパノール／
水混合液からエタノール、イソプロパノールを分
離することが報告されている。しかしながら、こ
れらの方法は水に対するアルコールの分離係数が
低い欠点がある。上記の方法を改良し分離効率を
向上させるため混合液体中に塩を添加する方法が
特開昭−57−159501号公報で述べられている。こ
の方法では混合液体中に塩化リチウム、塩化マグ
ネシウム、塩化アルミニウム、ヨウ化ナトリウム
等の無機塩及び酢酸ナトリウム、乳酸カリウム等
の脂肪酸塩を添加することにより、分離効率とと
もに透過量を向上させることが可能となつたと記
されている。しかし、金属塩種間での差すなわ
ち、金属塩の配位子であるアニオンの効果には全
く言及されていない、また該アニオンがリン酸で
ある塩についても言及されていない。 本発明者らは、高分子膜を用いた有機化合物水
溶液の浸透気化分離において、水溶液系への種々
の金属塩化合物の添加効果について鋭意検討した
ところ、金属塩の配位子であるアニオンが分離効
率及び透過性能に影響を及ぼしていることを見い
出し、以下の発明に至つた。 すなわち、水及び水溶解性有機成分からなる混
合液より該有機成分を分離する浸透気化法におい
て、該混合液中にリン酸の金属塩を存在せしめる
水溶性有機化合物の分離方法である。 本発明でいう金属塩とは、金属がリチウム、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなる
アルカリ金属類から選ばれ配位子がリン酸からな
る金属塩である。具体的にはリン酸(ニ)水素ナトリ
ウム、リン酸水素(ニ)ナトリウム、リン酸ナトリウ
ム、リン酸(ニ)水素カリウム、リン酸水素(ニ)カリウ
ム、リン酸カリウム等リン酸塩が挙げられる。な
かでもリン酸(ニ)水素カリウム、リン酸水素(ニ)カリ
ウムが特に好ましい。 また、これらの化合物を側鎖に有した高分子化
合物を該混合液中に、及び該混合液と高分子膜と
の双方に存在せしめることも可能である。 塩の添加方法には特に制限を設けないが、無機
金属塩を混合液中に添加する場合は、予め該金属
塩を該混合液中に溶解する方が好ましい。この時
の塩濃度は特に制限を加えないが塩濃度が高いと
実用上好ましくない。塩濃度が低いと塩添加の効
果が減少するので0.1〜20wt％の範囲が好ましい。
添加物として高分子金属塩を用いる場合はこの範
囲とは限らない。 分離に用いられる膜は有機化合物との親和性に
すぐれた膜が好ましく、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリオレフイン
ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂硬化物、セ
ルロース系高分子化合物、ポリスルホン、シリコ
ーン系高分子化合物、ポリビニルアルコール、ポ
リアクリロニトリル、ポリメタリル酸エステル、
等の単独重合体及びこれらの共重合体から得られ
る膜を用いることができ、混合液の成分により適
宜選定することができる。 上記分離膜の膜厚は特に設けないが、好ましく
は0.1〜160μである。膜の強度が充分であるなら
ば可能な限り薄くしたほうが透過量が大きくなり
実用上好ましい。膜の形状は平膜の他例えば円筒
状又は中空繊維の形状として膜表面積を大きくし
て用いることもできる。 本発明における水／水溶性有機化合物混合液体
とは有機化合物が水に均一に溶解した液であり次
のようなものがあげられる。有機化合物の例とし
てはアルコール（メタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロパノールなど）、有機酸（ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸など）有機酸エス
テル（酢酸メチル、酢酸エチルなど）、ケトン類
（アセトン、メチルエチルケトンなど）環状エー
テル（ジオキサン、テトラハイドロフランなど）
化合物があげられる。混合液体中に上記の化合物
が２種類以上含まれていても可能である。 本発明の水／水溶性有機化合物混合液体からの
水溶性有機化合物の分離は通常の透過気化法によ
つて行なわれ、混合液体と接触しない分離膜の反
対側の圧力は混合液体の接触する側の圧力より低
圧でなければならない。 その圧力差が大きければ大きいほど効果的であ
るが、好ましくは0.01〜100mmHgがよい。膜を透
過した物質を低圧側において蒸発されてガス状で
取り出すことが分離効率透過速度ともに良好とな
る。よつて低圧側を透過する物質の蒸気圧より低
い圧力に保つことが好ましい。低圧に保つ方法と
しては真空に引いて減圧にするか、不活性ガスを
流して低蒸気圧に保つかの方法がある。 本発明の分離方法での適用温度範囲は混合液が
熱分解を起したり、膜が変成したりしない程度の
範囲であればよいが、好ましくは０〜100℃であ
る。 以下に本発明により得られる質的効果、量的効
果について実施例、比較例に基づいて述べるが、
これらでもつて本発明が限定されるものではな
い。 実験 浸透気化実験法 水／水溶性有機化合物混合液の供給側は大気圧
下透過側は0.33mmHgの減圧下で以下の実験を行
なつた。供給側に膜の活性層面を向け、膜面上に
供給液を加え一定温度下で攪拌した。このときの
膜の有効面積は15.2cm2である。膜を透過した水と
有機化合物は液体チツ素で凝縮させて採集した。
透過液中に内部標準としてｎ−プロパノールを加
え、TCD−ガスクロマトグラフイ−により透過
量及び分離係数を求めた。なお、水に対するエタ
ノールの分離係数aEtoH H2Oは次の様に定義したもので
ある。 aEtOH／H2Ｏ＝YEtOH／YH2Ｏ／XEtOH／XH2Ｏ ただし、上式のXEtOH，XH2Ｏは供給液のエ
タノール、水の重量％を、またYEtOH，YH2Ｏ
は透過液のエタノール、水の重量％を表す。 実施例 １ ポリジメチルシロキサン樹脂（信越化学、EK
−45−TS）をテフロン板上に厚さが64μになるよ
うに塗布し、室温で２日間放置後がポリジメチル
シロキサン膜を得た。このようにして得られた膜
を浸透気化装置セル（有効面積15.2cm2）にセツト
し、セル内に20Vol％エタノール水溶液100mlに
0.2モルのリン酸ニ水素ナトリウムを溶解した液
を加える。約30分間恒温槽内に放置後、混合液体
を攪拌しながら、混合液体の反対側を真空ポンプ
にて約0.35mmHgに吸引し分離を行なつた。 そのときの透過速度（単位Kg・ｍ／m2・day）、
及びエタノールの水に対する分離係数aEtoH H2Ｏは表
１の如くであつた。 実施例 ２ 金属塩をK2HPO4、その添加量を0.1モルとし
た以外は実施例１と全く同様にして行なつた。透
過速度及び分離係数は表１の如くであつた。 比較例 １ 実施例１と同様な方法によりポリジメチルシロ
キサン膜を合成し得られた膜は浸透気化装置セル
（有効面積15.2cm2）にセツトし、セル内に20Vol％
エタノール水溶液100mlを加え、40℃の恒温槽に
30分間放置する。次に混合液体の反対側を真空ポ
ンプにて約0.3mmHgに吸引し、分離を行なつた。
得られた結果を表１に示した。 比較例 ２〜７ ナトリウム、カリウムのハロゲン化物について
実施例１と同様にして行ない、その結果を表１に
示した。 比較例 ８，９ ナトリウム，カリウムの酢酸塩について実施例
１と同様にして行ないその結果を表１に示した。
化合物混合液体から浸透気化法により水溶性有機
化合物を選択的に分離する方法に関するものであ
る。 水／水溶性有機化合物混合液体から水溶性有機
化合物を得る方法としては蒸留法が古くから知ら
れ、一般に広く用いられている。しかし、低濃度
有機化合物水溶液から有機化合物を得る場合や共
沸組成の有機化合物／水混合液体から有機化合物
を得る場合には多大のエネルギーを消費する欠点
がある。 この難点を克服する方法として、高分子合成膜
を用いた浸透気化法が以前から研究されている。
この分離方法は高分子膜の１次側に処理すべき液
体を供給し透過しやすい物質を２次側に蒸気とし
て透過させる方法である。この浸透気化法に用い
られる高分子膜の素材は透過させたい成分に親和
性のあるものが選ばれる。 この方法の例として膜、８(3)、177（1983）、及
びJ.Mem.Scl，10，253（1982）にはシリコーンゴ
ムを用いてエタノール／水、イソプロパノール／
水混合液からエタノール、イソプロパノールを分
離することが報告されている。しかしながら、こ
れらの方法は水に対するアルコールの分離係数が
低い欠点がある。上記の方法を改良し分離効率を
向上させるため混合液体中に塩を添加する方法が
特開昭−57−159501号公報で述べられている。こ
の方法では混合液体中に塩化リチウム、塩化マグ
ネシウム、塩化アルミニウム、ヨウ化ナトリウム
等の無機塩及び酢酸ナトリウム、乳酸カリウム等
の脂肪酸塩を添加することにより、分離効率とと
もに透過量を向上させることが可能となつたと記
されている。しかし、金属塩種間での差すなわ
ち、金属塩の配位子であるアニオンの効果には全
く言及されていない、また該アニオンがリン酸で
ある塩についても言及されていない。 本発明者らは、高分子膜を用いた有機化合物水
溶液の浸透気化分離において、水溶液系への種々
の金属塩化合物の添加効果について鋭意検討した
ところ、金属塩の配位子であるアニオンが分離効
率及び透過性能に影響を及ぼしていることを見い
出し、以下の発明に至つた。 すなわち、水及び水溶解性有機成分からなる混
合液より該有機成分を分離する浸透気化法におい
て、該混合液中にリン酸の金属塩を存在せしめる
水溶性有機化合物の分離方法である。 本発明でいう金属塩とは、金属がリチウム、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなる
アルカリ金属類から選ばれ配位子がリン酸からな
る金属塩である。具体的にはリン酸(ニ)水素ナトリ
ウム、リン酸水素(ニ)ナトリウム、リン酸ナトリウ
ム、リン酸(ニ)水素カリウム、リン酸水素(ニ)カリウ
ム、リン酸カリウム等リン酸塩が挙げられる。な
かでもリン酸(ニ)水素カリウム、リン酸水素(ニ)カリ
ウムが特に好ましい。 また、これらの化合物を側鎖に有した高分子化
合物を該混合液中に、及び該混合液と高分子膜と
の双方に存在せしめることも可能である。 塩の添加方法には特に制限を設けないが、無機
金属塩を混合液中に添加する場合は、予め該金属
塩を該混合液中に溶解する方が好ましい。この時
の塩濃度は特に制限を加えないが塩濃度が高いと
実用上好ましくない。塩濃度が低いと塩添加の効
果が減少するので0.1〜20wt％の範囲が好ましい。
添加物として高分子金属塩を用いる場合はこの範
囲とは限らない。 分離に用いられる膜は有機化合物との親和性に
すぐれた膜が好ましく、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリオレフイン
ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂硬化物、セ
ルロース系高分子化合物、ポリスルホン、シリコ
ーン系高分子化合物、ポリビニルアルコール、ポ
リアクリロニトリル、ポリメタリル酸エステル、
等の単独重合体及びこれらの共重合体から得られ
る膜を用いることができ、混合液の成分により適
宜選定することができる。 上記分離膜の膜厚は特に設けないが、好ましく
は0.1〜160μである。膜の強度が充分であるなら
ば可能な限り薄くしたほうが透過量が大きくなり
実用上好ましい。膜の形状は平膜の他例えば円筒
状又は中空繊維の形状として膜表面積を大きくし
て用いることもできる。 本発明における水／水溶性有機化合物混合液体
とは有機化合物が水に均一に溶解した液であり次
のようなものがあげられる。有機化合物の例とし
てはアルコール（メタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロパノールなど）、有機酸（ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸など）有機酸エス
テル（酢酸メチル、酢酸エチルなど）、ケトン類
（アセトン、メチルエチルケトンなど）環状エー
テル（ジオキサン、テトラハイドロフランなど）
化合物があげられる。混合液体中に上記の化合物
が２種類以上含まれていても可能である。 本発明の水／水溶性有機化合物混合液体からの
水溶性有機化合物の分離は通常の透過気化法によ
つて行なわれ、混合液体と接触しない分離膜の反
対側の圧力は混合液体の接触する側の圧力より低
圧でなければならない。 その圧力差が大きければ大きいほど効果的であ
るが、好ましくは0.01〜100mmHgがよい。膜を透
過した物質を低圧側において蒸発されてガス状で
取り出すことが分離効率透過速度ともに良好とな
る。よつて低圧側を透過する物質の蒸気圧より低
い圧力に保つことが好ましい。低圧に保つ方法と
しては真空に引いて減圧にするか、不活性ガスを
流して低蒸気圧に保つかの方法がある。 本発明の分離方法での適用温度範囲は混合液が
熱分解を起したり、膜が変成したりしない程度の
範囲であればよいが、好ましくは０〜100℃であ
る。 以下に本発明により得られる質的効果、量的効
果について実施例、比較例に基づいて述べるが、
これらでもつて本発明が限定されるものではな
い。 実験 浸透気化実験法 水／水溶性有機化合物混合液の供給側は大気圧
下透過側は0.33mmHgの減圧下で以下の実験を行
なつた。供給側に膜の活性層面を向け、膜面上に
供給液を加え一定温度下で攪拌した。このときの
膜の有効面積は15.2cm2である。膜を透過した水と
有機化合物は液体チツ素で凝縮させて採集した。
透過液中に内部標準としてｎ−プロパノールを加
え、TCD−ガスクロマトグラフイ−により透過
量及び分離係数を求めた。なお、水に対するエタ
ノールの分離係数aEtoH H2Oは次の様に定義したもので
ある。 aEtOH／H2Ｏ＝YEtOH／YH2Ｏ／XEtOH／XH2Ｏ ただし、上式のXEtOH，XH2Ｏは供給液のエ
タノール、水の重量％を、またYEtOH，YH2Ｏ
は透過液のエタノール、水の重量％を表す。 実施例 １ ポリジメチルシロキサン樹脂（信越化学、EK
−45−TS）をテフロン板上に厚さが64μになるよ
うに塗布し、室温で２日間放置後がポリジメチル
シロキサン膜を得た。このようにして得られた膜
を浸透気化装置セル（有効面積15.2cm2）にセツト
し、セル内に20Vol％エタノール水溶液100mlに
0.2モルのリン酸ニ水素ナトリウムを溶解した液
を加える。約30分間恒温槽内に放置後、混合液体
を攪拌しながら、混合液体の反対側を真空ポンプ
にて約0.35mmHgに吸引し分離を行なつた。 そのときの透過速度（単位Kg・ｍ／m2・day）、
及びエタノールの水に対する分離係数aEtoH H2Ｏは表
１の如くであつた。 実施例 ２ 金属塩をK2HPO4、その添加量を0.1モルとし
た以外は実施例１と全く同様にして行なつた。透
過速度及び分離係数は表１の如くであつた。 比較例 １ 実施例１と同様な方法によりポリジメチルシロ
キサン膜を合成し得られた膜は浸透気化装置セル
（有効面積15.2cm2）にセツトし、セル内に20Vol％
エタノール水溶液100mlを加え、40℃の恒温槽に
30分間放置する。次に混合液体の反対側を真空ポ
ンプにて約0.3mmHgに吸引し、分離を行なつた。
得られた結果を表１に示した。 比較例 ２〜７ ナトリウム、カリウムのハロゲン化物について
実施例１と同様にして行ない、その結果を表１に
示した。 比較例 ８，９ ナトリウム，カリウムの酢酸塩について実施例
１と同様にして行ないその結果を表１に示した。
【表】
実施例 ３
塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナト
リウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カ
リウム、リン酸水素(ニ)カリウム、リン酸(ニ)水素ナ
トリウムの各２グラム当量金属／１−20Vol％
エタノール水溶液の混合液体を調製した。ヘツド
スペースガスフロマトグラフイー（パーキンエル
マー社製）により各混合液体中の水、エタノール
活量｛Ａ（H2Ｏ），Ａ（EtoH）｝を測定した。その
活量比｛Ａ（EtoH）／Ａ（H2Ｏ）｝（これは水に対
するエタノールの動きやすさの度合いを示す）と
実施例１，２・比較例１〜７における分離係数
aEtoH H2Oとの関係を第１図に示した。ナトリウム、カ
リウムのハロゲン化物については活量比と分離係
数に一次の関係があるが、リン酸水素(ニ)カリウ
ム、リン酸(ニ)水素ナトリウムはこの関係よりずれ
ている。すなわち、エタノール水溶液中のリン酸
塩類にはハロゲン化物とは異なつたエタノール選
択透過作用があることを意味している。
リウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カ
リウム、リン酸水素(ニ)カリウム、リン酸(ニ)水素ナ
トリウムの各２グラム当量金属／１−20Vol％
エタノール水溶液の混合液体を調製した。ヘツド
スペースガスフロマトグラフイー（パーキンエル
マー社製）により各混合液体中の水、エタノール
活量｛Ａ（H2Ｏ），Ａ（EtoH）｝を測定した。その
活量比｛Ａ（EtoH）／Ａ（H2Ｏ）｝（これは水に対
するエタノールの動きやすさの度合いを示す）と
実施例１，２・比較例１〜７における分離係数
aEtoH H2Oとの関係を第１図に示した。ナトリウム、カ
リウムのハロゲン化物については活量比と分離係
数に一次の関係があるが、リン酸水素(ニ)カリウ
ム、リン酸(ニ)水素ナトリウムはこの関係よりずれ
ている。すなわち、エタノール水溶液中のリン酸
塩類にはハロゲン化物とは異なつたエタノール選
択透過作用があることを意味している。
第１図は水、エタノールの活量比と分離係数と
の関係を示すものである。
の関係を示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水及び水溶性有機成分からなる混合液より、
該有機成分を分離する浸透気化法において、前記
混合液中にリン酸の金属塩を存在せしめることを
特徴とする水溶性有機化合物の分離方法。 ２ 金属がリチウム、ナトリウム、カリウム、ル
ビジウム、セシウムからなる群から選ばれる特許
請求の範囲第１項の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6515184A JPS60209291A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 水溶性有機化合物の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6515184A JPS60209291A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 水溶性有機化合物の分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60209291A JPS60209291A (ja) | 1985-10-21 |
| JPH0453571B2 true JPH0453571B2 (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=13278589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6515184A Granted JPS60209291A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 水溶性有機化合物の分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60209291A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61404A (ja) * | 1984-06-14 | 1986-01-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 水−有機液体混合物の分離方法 |
| JPH0626651B2 (ja) * | 1986-03-28 | 1994-04-13 | 工業技術院長 | 液体混合物の分離方法 |
| DE3804236A1 (de) * | 1988-02-11 | 1989-08-24 | Gft Ges Fuer Trenntechnik | Verfahren zur reduktion des alkoholgehaltes von alkoholischen getraenken |
| CN106110891A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-11-16 | 常熟市圆启晶体材料有限公司 | 一种磷酸二氢钾溶液过滤系统及其过滤方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57159501A (en) * | 1981-03-24 | 1982-10-01 | Kuraray Co Ltd | Separation of mixed liquid |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP6515184A patent/JPS60209291A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60209291A (ja) | 1985-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |