JPH0585205B2 - - Google Patents

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JPH0585205B2
JPH0585205B2 JP84252074A JP25207484A JPH0585205B2 JP H0585205 B2 JPH0585205 B2 JP H0585205B2 JP 84252074 A JP84252074 A JP 84252074A JP 25207484 A JP25207484 A JP 25207484A JP H0585205 B2 JPH0585205 B2 JP H0585205B2
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JP
Japan
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wax
membrane
dewaxing
feed
polysulfone
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Application number
JP84252074A
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English (en)
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JPS60193505A (ja
Inventor
Ei Tomupuson Jon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Technology and Engineering Co
Original Assignee
Exxon Research and Engineering Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Exxon Research and Engineering Co filed Critical Exxon Research and Engineering Co
Publication of JPS60193505A publication Critical patent/JPS60193505A/ja
Publication of JPH0585205B2 publication Critical patent/JPH0585205B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10Spiral-wound membrane modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/66Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68Polysulfones; Polyethersulfones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G73/00Recovery or refining of mineral waxes, e.g. montan wax
    • C10G73/02Recovery of petroleum waxes from hydrocarbon oils; Dewaxing of hydrocarbon oils
    • C10G73/04Recovery of petroleum waxes from hydrocarbon oils; Dewaxing of hydrocarbon oils with the use of filter aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/10Temperature control
    • B01D2311/103Heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/14Pressure control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/16Flow or flux control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/14Specific spacers
    • B01D2313/143Specific spacers on the feed side

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
発明の記述 本発明に従えば、脱ワツクス法(特に溶剤脱ワ
ツクス法)の実施によつて含ワツクス炭化水素油
から晶出するワツクス結晶の物理的形態(モルホ
ロジー)即ちその過性を改善するのに使用され
た脱ワツクス助剤は、温度、圧力及び流量の特定
の制御条件下に膜を使用する限外過法によつて
ワツクスから回収される。この膜はスパイラル状
部材の形態で使用されるのが好ましく、そして好
ましくはその構造中にPE−25及び、PE−18好ま
しくはPE−25から選定されるポリエステル材料
より作製された供給液及び残留液側スペーサーが
使用される。PE−25は織物組織において1in(2.54
cm)当り25本のストランドを有するポリエステル
スペーサー材料の商品名であり、そしてPE−18
は同様に18本のストランドを有するポリエステル
スペーサー材料の商品名である。このスペーサー
の使用によつて、混合が促進され且つ部材におけ
る圧力降下が減少される。供給液側スペーサーの
材料及びその使用態様については以下で詳細に説
明する。膜材料は、ポリスルホン及びナイロン好
ましくはポリスルホンから選定される。 本発明の実施に当つては、ポリスルホン又はナ
イロン膜好ましくはポリスルホン膜は、温度、圧
力及び流量の特定の条件下にそして好ましくはス
パイラル状部材の形態で使用される。供給液側ス
ペーサーとしてはPE−25が使用されるが好まし
い。脱ワツクス助剤は、ワツクスが高い流束及び
脱ワツクス助剤の高い阻止率で(即ち、透過ワツ
クス中に連行される脱ワツクス助剤の極めて低い
濃度で)膜を透過することによつて溶剤を含まな
いワツクスから除去することができる。残留液中
に濃縮されたこの脱ワツクス助剤は、脱ワツクス
プロセスに再循環するのに好適である。 発明の背景 含ワツクス炭化水素油は、脱ワツクスしようと
する含ワツクス炭化水素油の粘度に依存して脱ワ
ツクス溶剤を使用して又はそれを使用しないで脱
ワツクスされることができる。高沸点留出油及び
脱アスフアルト油の如きある種の油では、特に温
度低下条件下に取り扱いを容易にするために希釈
脱ワツクス溶剤を使用することが必要である。脱
ワツクス溶剤を用いるときには、周知の溶剤のど
れでも好適である。例えば、エタン、プロパン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン、オクタン又はこれ
らの混合物の如き分子中に2〜10個の炭素原子を
有するアルカン、アルケン又はアルキン炭化水素
から選定される少なくとも1種の物質を用いるこ
とができる。これらの炭化水素のいくらか例えば
プロパン及びプロピレンは自己冷媒型溶剤として
用いることもできる。また、アセトン、ジメチル
ケトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケ
トン、メチルイソブチルケトン及びこれらの混合
物の如き3〜6個の炭素原子を含有するケトンを
亦用いることができる。ケトンとベンゼン及びト
ルエンの如き芳香族炭化水素から選定される少な
くとも1種の物質との混合物、例えば、メチルエ
チルケトン/トルエン又はメチルイソブチルケト
ン/トルエンも好適である。塩化メチル、塩化メ
チレン及び二塩化エチレンの如きハロゲン化炭化
水素も亦用いることができる。更に、N−メチル
ピロリドン及びN−エチルピロリドンを脱ワツク
ス溶剤として用いることができる。有用な溶剤の
組み合わせとしては、アセトンとプロピレンとの
混合物の如き自己冷媒とケトン溶剤との混合物が
挙げられる。 脱ワツスク助剤を使用して、任意の含ワツクス
炭化水素供給原料油、石油原料油又はこれらの留
出油分を脱ワツクスすることができる。かゝる原
料油の例としては、限定するものではないが、(a)
約500〜1300°F(260〜704℃)の広い範囲内の沸点
範囲を有する留出油分、(b)約800°F(427℃)より
も高い初留点を有するブライトストツク又は脱ア
スフアルト油が挙げられる。好ましくは、この油
は潤滑油留分又はトランス油留分である。加え
て、これらの供給原料油のどれでも、蒸留又は脱
アスフアルトに先立つて水素化分解することがで
きる。これらは、アラムコ、クウエート、パンハ
ンドル、ノースルイジアナ等から得られるパラフ
イン系原油、並びに1050°F(566℃)+の沸点範囲
を有するブライトストツクの如き比較的重質の供
給原料油及びアタバスカタールサンド、石炭、シ
エールオイル等から誘導される合成供給原料油の
ような任意の源から生じたものであつてもよい。 周知の脱ワツクス助剤は、塩素化パラフインと
ナフタリンとの縮合重合体、ポリアルキルアクリ
レート、ポリアルキルメタクリレート、α−オレ
フイン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、フマル酸アルキル−酢酸ビニル共重合体、ポ
リエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポ
リイソブチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン
−ブタジエン共重合体、ステアリン酸アルカリ金
属、ポリアルキレングリコール、脂肪酸グリセリ
ド等である。これらの脱ワツクス助剤は、単独で
又は2種以上の脱ワツクス助剤の混合物として用
いることができる。かゝる混合物の典型的な例
は、ポリアルキルメタクリレート及び塩素化パラ
フイン/ナフタリン縮合重合体、又はポリアルキ
ルメタクリレート及びエチレン−酢酸ビニル共重
合体等を種々の割合で混合させたものである。こ
れらの脱ワツクス助剤の使用によつて生成される
微粒子の量が減少しこれによつてワツクス分離
(過)量が増加するという点でこれらが有効で
あるためには、これらは、比較的高い分子量を有
ししかも広い分子量分布を有するべきである。
1000〜5000000以上好ましくは2000〜約1000000更
に好ましくは約10000〜500000の分子量を有する
脱ワツクス助剤が成功下に用いられてきた。これ
らの脱ワツクス助剤は、典型的には含ワツクス油
に対して約500〜50000ppm好ましくは500〜
20000ppm更に好ましくは1000〜20000ppmの範囲
の活性成分量で用いられる。 溶剤脱ワツクス法は、スクレーパー付き冷却器
又は他の熱交換装置において冷却に先立つて含ワ
ツクス油を溶剤中に完全且つ十分に溶解させるよ
うな態様で含ワツクス油、溶剤及び脱ワツクス助
剤をほゞ同じ高められた温度で混合させるような
間接的熱交換を包含する。次いで、この溶液は、
ワツクスが沈殿するときに溶液の激しい攪拌を回
避するような条件下に均一でゆるやかな速度で冷
却される。ワツスクは、過、遠心分離等の如き
適当な分離技術によつて油から分離される。 他の周知の溶剤脱ワツクス法は、溶剤を少しず
つ添加することからなつている。この方法では、
溶剤単独又は所望量の脱ワツクス助剤を含有する
溶剤が冷却装置に沿つた幾つかの点において油に
添加される。別法として、脱ワツスク助剤は、溶
剤を存在させて又は存在させずに熱い含ワツクス
油に添加することもできる。次いで、混合物は間
接的熱交換によつて冷却され、これによつてワツ
クスの晶出が引き起こされそして混合物はかなり
濃縮する。この点において流動性を維持するため
に溶剤の最初の部分が導入され、冷却が続けら
れ、そしてより多くのワツクスが沈殿される。流
動性を維持するために溶剤の第二部分が添加され
る。このプロセスが所望の油−ワツクス分離温度
に達するまで反復され、この点において混合物の
粘度を過工程に望まれる粘度まで下げるために
追加的量の溶剤が添加される。この方法では、少
しずつ添加される溶剤の温度は、ワツクス/油/
溶剤混合物の温度とほゞ同じにすべきである。も
し溶剤をそれよりも低い温度で導入するならば、
スラリーの衝撃冷却が起こり、これによつて小さ
い及び(又は)針状のワツクス結晶が生成され、
これには貧弱な過量が付随する。 更に他の溶剤脱ワツクス法は、米国特許第
3773650号及び同第3775288号に開示されているデ
ルチル法(エクソン・リサーチ・アンド・エンジ
ニアリング・カンパニーの登録サービスマーク)
である。この方法では、含ワツクス油は、その曇
り点よりも高い温度において、その中に脱ワツク
ス助剤を混合して又は混合せずに、細長い段階冷
却帯域の頂部に導入され、そして冷たい脱ワツク
ス溶剤が脱ワツクス助剤と共に又はそれを用いな
いで該帯域内の複数の段階に沿つてそれに少しず
つ導入される。この間に、溶剤及びワツクス/油
混合物が該帯域を進むときにそれらの実質上瞬間
的な混合を達成するように該帯域の段階には高度
の攪拌が維持される。混合帯域における冷却速度
は、ワツクスの固体粒子と脱ワツクス油溶液とを
含むスラリーを形成するように平均して約2°F/
分「(1.1℃/分)」にされる。スラリーは、混合
帯域を高められた温度で出てそして次に任意にス
クレーパー付き冷却器(米国特許第3775288号)
を通され、そこでそれはワツクスの過に望まれ
る温度に更に冷却される。こゝから、スラリー
は、脱ワツクス油溶液からワツクスの固体粒子を
分離するために回転ドラム式ワツクス過器に送
られる。かゝる系において脱ワツクス助剤の使用
が意図される。 典型的な溶剤脱ワツクス法(自己冷媒型溶剤を
用いる方式及び通常液状の溶剤を用いる方式の両
方を含めて)では、使用された脱ワツクス助剤は
ワツクス中に残されそして再循環のために回収さ
れない。この理由は、標準回収技術例えば蒸留が
用いる成分に対して不経済的且つ(又は)有害で
あるためである。高い温度は脱ワツクス助剤を劣
化させ、これによつてかゝる脱ワツクス助剤は再
循環及び再使用に対して不適当になる。 脱ワツクス助剤を回収して再循環しないこと
は、かゝる物質の損失及び新しい助剤の連続的添
加の費用の他に、ワツスク中に存在することによ
つてワツクス生成物の性状及び純度を変え、そし
てワツクス生成物に対して色又は他の望ましくな
い特性を付与する可能性がある。 本発明の膜(好ましくはポリスルホン膜)分離
法の利用によつて、脱ワツクス助剤を用いるすべ
ての脱ワツクス法を改善することができる。最と
も一般的に用いられる脱ワツクス法は、脱ワツク
ス溶剤を用いるものである。 発明の記述 本発明の実施によつて、脱ワツクス助剤は、ワ
ツクス中に残すことによつて棄てられるのではな
く、ワツクスが膜を通過して透過液を形成しそし
て脱ワツクス助剤が残留液中に保持されるように
ワツクス流れをポリスルホン膜スパイラル状部材
分離装置に通すことによつて回収される。回収さ
れた脱ワツスク助剤は、脱ワツクスプロセスに再
循環されるが、脱ワツクスプロセスの能力を向上
させるのに新鮮な脱ワツクス助剤と同等に有効で
あり、これに対して精製されたワツクスは貯蔵又
は更に他の加工処理に送ることができる。 ポリスルホン膜を用いる脱ワツクス助剤回収法
は、約70〜150℃好ましくは70〜100℃の温度にお
いて行われる。ワツクス/脱ワツクス助剤を液状
ワツクス及び脱ワツクス助剤に溶融させるには高
められた温度が必要とされる。ワツクスが液体状
態になるのを確実にするには高められた温度が必
要とされる。固体ワツクス結晶は、膜を透過しな
い。固体ワツクス結晶は、かゝる結晶がそれらの
中に脱ワツクス助剤を含有しないので望ましくな
い。ワツクスを液体状態にすることによつての
み、ワツクス及び脱ワツクス助剤は、小さい液体
ワツクス分子を膜に透過させそしてマクロ分子の
脱ワツクス助剤分子を保持することによつて分離
可能である。 脱ワツクス助剤回収法で用いられるポリスルホ
ン膜物質は、約3〜15ミル(76〜381ミクロン)
厚好ましくは約5〜7ミル(127〜178ミクロン)
厚でありそして約500〜2000Åの平均孔径を有す
る。ポリスルホンより作製した膜が本発明におい
て好ましい膜である。何故ならば、それは所望レ
ベルの流束及び選択性を提供するからである(表
参照)。 ポリスルホン膜は、高温において変形及び劣化
に対して抵抗性のポリスルホン重合体から製作さ
れる。それ故に、膜を作る際に用いられるポリス
ルホン膜は、約140℃以上好ましくは約190℃以上
のガラス転移温度(Tg)を有するべきである。
特に好ましいポリスルホンは、190℃よりも大き
いTgを有するポリエーテルスルホンである。高
いガラス転移温度を有するポリスルホン重合体か
ら製造された膜は、脱ワツクス助剤回収法でのそ
れらの使用過程にわたつて流束低下に対して高度
の抵抗性を示す。表及び第1図は、高いTgの
ポリスルホンより作製した膜を使用すると流束低
下が減少されることを示している。
【表】
【表】
【表】 表は、幾つかの典型的なワツクスの特性を示
している。
【表】
【表】 本発明の方法において有用であることが判明し
た膜は、様々な市販源から入手可能である。ポリ
スルホン膜は、デザリネーシヨン・システムズ・
インコーポレーテツドから入手できる。ナイロン
膜は、ポール・カナダ・リミテツドから入手でき
る(”ウルチポア”シリーズ)。 好ましいポリスルホン膜は、ポリスルホン重合体
から製造される。かゝる重合体は、反復単位 (−C6H4C(CH32C6H4OC6H4SO2C6H4O)−(50-80) よりなり、そしてフエニレン単位がイソプロピリ
デン、エーテル及びスルホンの3つの異なる化学
基によつて結合されているという点で特殊であ
る。 ポリエーテルスルホン膜を製造するのに用いら
れるポリエーテルスルホン重合体(190℃よりも
大きいTgを有する)は、反復単位
【化】 よりなる。ワツクスを液体状態に溶融させるには
高められた温度が必要とされるが、しかし膜が流
速の損失をもたらす重合体クリープを経験しない
ことを確実にするために高すぎる温度は回避され
るべきである。 プロセスの操作圧は約50psig(0.35Kg/cm2ゲー
ジ)である。低い圧力は比較的低い流束をもたら
すけれども、操作圧の増大は、必ずしも流束の相
応した増大をもたらさない。過度に高い圧力は、
恐らく膜の圧縮によつて流束の実際の減少をもた
らす場合がある。それ故に、本法を約50psig
(0.35Kg/cm2ゲージ)又はそれよりも僅かに低い
操作圧で操作することが系から最高の効果を得る
のに臨界的であると思われる。第2図を参照され
たい。 ポリスルホン膜についての温度と圧力との関係
を第3図に示す。第3図から分るように、過度に
高い温度は、単独で又は高い圧力と組み合わさつ
て、流束のかなりの低下をもたらす。 約1〜3gpm(3.8〜11.4/分)の流量を有す
る4in(10.2cm)直径の部材において液状ワツクス
−脱ワツクス助剤混合物をポリスルホン膜と接触
させるときには、好ましくは約2gp(7.6/分)
mが使用される。部材の寸法とは無関係の異なる
単位で表わすと、部材に対して約1〜4cm/秒好
ましくは約2cm/秒の供給原料流速を用いるべき
である。流速は、膜表面を横切る乱流のレベルを
決定する。濃度分極を最少限にし且つ操作可能な
ゲル層厚さを維持するのに十分な乱流が膜上で必
要とされる。 限外過で遭遇する共通の現象は、膜の表面上
にゲルの層が生成されることである。このゲル
は、供給原料を構成する最も大きい物質の層から
なつている。この膜は、特に大きい細孔の膜を用
いるときに膜の選択性に対して有意義な影響を及
ぼす。しかしながら、厚すぎるゲル層は、透過液
の流束を重大に粗害する場合がある。このゲル層
の厚さは、膜を横切つて乱流を維持することによ
つて制御される。低すぎる流量は、過度に厚いゲ
ル層及び流束の急速な低下をもたらす。高すぎる
流量は、ゲル層を取り去りそして選択性を重大に
低下させる場合がある。こゝに、最大流束及び高
い選択性を得るには約2gpm(7.6/分)の流量
が最適であることが見い出された。 膜表面を横切る供給原料の速度が増大するにつ
れて、流束は、膜表面上のゲル厚さの減小により
増加する。4gpm(15.1/分)よりも大きい値
は、極めて高い圧力降下及び膜/部材パツケージ
の破壊をもたらす可能性がある。
【表】 上記の表は、600Nスラツクワツクス供給原料
(表参照)を使用しそしてポリスルホン膜を直
径4in(10.2cm)で長さ26in(63.5cm)の部材パツケ
ーシで100℃及び50psig(0.35Kg/cm2ゲージ)にお
いて使用した場合である。 先に記載したように、ポリスルホン膜をスパイ
ラル状部材の形態で使用するのが好ましい。スパ
イラル状部材については、例えば米国特許第
3417870号、同第3173876号、同第3367504号、同
第3386583号及び同第3397790号に記載されてい
る。この脱ワツクス助剤回収法において使用する
ためのスパイラル状部材は、高められた温度に対
して抵抗性で、しかもワツクス及び脱ワツクス助
剤並びに存在する可能性がある脱ワツクス溶剤及
び脱ワツクス油の溶解作用に対して抵抗性の材料
から作製される。それ故に、スパイラル状部材に
は、金属又はポリカーボネート若しくはナイロン
の如き耐性プラスチツクより作つた中央マンドレ
ル−透過液用管及び金属又はナイロン若しくはポ
リカーボネートの如き耐性プラスチツクより作つ
た伸び縮み防止部材が用いられる。スパイラル状
部材の製作に当つては各々の膜端部をシールする
ために種々の接着剤が使用され、これによつて透
過液通路及び供給液−残留液通路が形成される。
部材の製作に用いられる接着剤は、”Fuller
FPS”(フラー・カンパニーから販売される商品
名)の如き高温型エポキシドである。透過液通路
は、透過液側スペーサー材料典型的には”シンプ
レツクス(Simplex)”(これは、メラミンホルム
アルデヒドを使用して補剛されたポリエステルで
ある”ダクロン”(商品名)からなるスペーサー
の商品名である)の層によつて形成される。 供給液−残留液側スペーサーの選択は、簡単な
ものではなく、そして耐熱性耐薬品性材料を指定
することだけに基づくことはできない(表を参
照されたい)。ポリスルホンスパイラル状部材を
作製するに当つては、供給液−残留液側スペーサ
ーは、供給液流れの方向に対して平行に位置づけ
られたPE−25スペーサー(かゝるスペーサーは
約0.03〜0.15in(0.76〜3.81mm)好ましくは約0.1in
(2.54mm)の直径を有する)であるべきであるこ
とが見い出された。PE−25は、その組織におい
て1in(2.54cm)当り25本のストランドを有するポ
リエステル材料である。この材料は、23.9糸数/
in(2.54cm)において350ミクロン直径のポリエス
テルモノフイラメント糸から織成される。これ
は、780ミクロンの織物厚及び44.75%の孔面積を
有する。用いた材料は、米国ニユーヨーク州エル
ムスフオード所在のテトコ・インコーポレーテツ
ドによつて製作されたものであつた。この材料
は、部材における極めて低い圧力降下と共に供給
液−残留液通路に高い乱流レベルを与える。この
材料の使用によつて、ポリスルホン膜が極めて低
い脱ワツクス助剤含量を有するワツクスの極めて
高い処理量をもたらすことができることを最大限
に利用することができる。 中心マンドレル、ポリスルホン膜、透過液側ス
ペーサー及び供給液−残留液側スペーサーの交互
層を含み(こゝで、ポリスルホン膜の各端部は透
過液通路及び供給液−残留液通路を交互に形成す
るために接着剤で接着される)、そして膜−透過
液側スペーサー膜包囲体が中心マンドレル透過液
用管及び伸び縮み防止部材に連通状態下に付設さ
れる全部材は、最後に、部材の構造−体性を与え
るために上包みされる。かような外部上包みは、
典型的には、エポキシ補強ガラス繊維の層であ
る。スパイラル状部材を作製するに当つては、通
路高さとして知られるパラメーターが重要であ
る。この通路高さは、スパイラル状部材にある隣
接する膜と膜との間の距離である。この空間は、
通常、供給液側スペーサー(一般には、厚さ0.03
〜0.6in(0.76〜15.2mm)の高密度及び低密度ポリ
エチレン及びポリプロピレンプラスチツクネツト
である商品名”Vexar”材料)によつて占められ
ている。しかしながら、高粘度系(脱ワツクス助
剤系の如き)に対しては、圧力降下を減少させる
ために0.125in(3.175mm)までの通路高さを用いる
ことができる。スパイラル状部材を作るに当つて
は、透過液用布例えばトリコツト及びシンプレツ
クスは、慣例的には、25℃において1cstの粘度を
有する水系中において使用されてきた。熱いワツ
クスは、約7.5〜18の範囲内の粘度(約70〜150℃
好ましくは約70〜100℃の透過温度で)を有する。
かくして、布の通流に対して数倍の抵抗が予測さ
れよう。 第5図は、300/m2・日の典型的な流束レベ
ル(熱いワツクスについて)において標準トリコ
ツト(213)と厚さ2倍のものとの間にはほとん
ど差異がないことを示す。しかしながら、それよ
りも高い流量では、その差異は大きくなる。それ
故に、含ワツクス流れの高い粘度を補うために、
スパイラル状部材の薄片の長さは約40in(101.6
cm)から20in(5.1cm)に短縮され、そして透過液
用布の厚さは二倍にされた。もちろん、薄片の長
さを短縮することによつて、薄片の数は4から5
〜8の間に増加された。 更に、スパイラル状部材を作るに当つては、供
給液側スペーサー材料は、部材の供給液/残留液
通路の全長に沿つて伸びる必要はないことが分か
つた。開放供給液通路を設けて作つた部材は、供
給液側スペーサー材料が部材の全長に沿つて伸び
ているような部材よりも優れた流速を示すことが
判明した。しかしながら、これらの開放供給液通
路は、先に記載した膜透過液側スペーサー及び供
給液側スペーサーの層を巻回して部材にするとき
に供給液通路の初めの部分を形成するために膜の
前端に供給液側スペーサー材料を配置することを
必要とする。供給液側スペーサー材料は、部材を
使用するに当つて用いられる圧力及び流速下に供
給液通路より下側の部材長さに沿つた移動又は置
換に耐えるのに十分なだけの幅でさえあればよ
い。この材料は、部材を巻回するときに生じる摩
擦によるか又は接着剤の使用によつて適所に保持
することができる。スペーサー材料(先に記載の
如き)は、膜層と膜層とを分離し且つ供給液通路
を形成するのに十分な厚さである。 例えば、26in(66cm)長さの部材では、膜層を
分離し且つ供給液通路を形成するには、部材を巻
回したときに供給液通路の先端に位置づけられた
僅か2in(5cm)幅のスペーサー材料で十分である
ことが分かつた。全部材長さの約2〜10%好まし
くは約5〜8%の間の供給液側スペーサー材料で
あつて、供給液通路を形成し且つ部材の供給液流
入端に位置づけられた供給液側スペーサー材料
が、優れた流束の部材を形成するのに十分なもの
である。供給液側スペーサー材料は、供給液流路
の先端に配置された上記のPE−25又は他のスペ
ーサー材料並びに供給液通路に供給原料の流れ方
向に対して平行に配置されたはスペーサーの如き
材料であつてよい。 実験では、ブライトストツクスラツクワツクス
にパラフロー149/アクリロイド144の1:1の混
合物からなる0.3重量%の脱ワツクス助剤(活性
成分)を混合し、そしてこれを試験供給原料とし
て用いた。ポリスルホン膜を用いた3つの異なる
設計の部材を評価した。試験を、直径4in(10cm)
で長さ2.6in(66cm)の部材において100℃の温度
及び2GPM(7.6/分)の流量で行なつた。試験
では、供給液側スペーサー材料が部材の全長に沿
つて伸び、供給液側スペーサー材料が部材の供給
液流入端に配置された2in(5cm)ストリツプ材料
であり(供給液通路の残部は空である)、そして
直径0.1in(2.5mm)のスペーサー棒よりなる供給液
側スペーサー材料が供給液通路に2in(5cm)間隔
で配置されて供給液通路の長さに沿つて伸びてい
るような部材を評価した。結果を次に示す。
【表】 ーサーのみを使用
棒をスペーサーとして使用 121
発明の具体例の記載 第6図は、スラツクワツクスからの脱ワツクス
助剤回収を実施するための具体例の概略図であ
る。プロセス流れにおいて適当な圧力を維持する
ために典型的に用いられる各ポンプ及び弁、並び
に各流れを液状に保つためのすべての設備及び熱
源は図面から省かれている。何故ならば、これら
の配置及び操作は、当業者には明白なものである
からである。脱ワツクス操作(図示せず)からの
加熱されたスラツクワツクス流れは、管路1を経
て一連のポリスルホンスパイラル状部材2A〜2
Dに送られる。かゝる部材の数は、限外過しよ
うとするスラツクワツクスの全容量に基づく。こ
の図面では、一例として4つの部材が任意に選定
された。最初の部材は、ワツクスの大部分をスラ
ツクワツクス/脱ワツクス助剤流れからの透過液
として分離する。ワツクス透過液は管路3を経て
集められ、そして残りのワツクス−脱ワツクス助
剤残留液は更に処理するために管路4を経て送ら
れる。この残りの残留液流れは第二の一連のポリ
スルホンスパイラル状部材5A〜5Cに送られ、
こゝで追加的なワツクスは透過液として分離され
(管路6)、そして脱ワツクス助剤及びずつと減少
されたレベルワツクスを含有まする残留液は脱ワ
ツクス操作に再循環するために管路6を経て送ら
れる。随意として、この残留液流れの一部分は、
追加的なワツクスの除去のためにその一連の部材
に再循環することができる。部材の一連の数及び
再循環の程度は、当業者の判断にゆだねられる。
精製されたワツクスは、管3及び6から集めら
れ、一緒にされそして管路9を経て貯蔵又は更に
処理するために送られる。 スラツクワツクス流れ中の助剤の典型的な濃度
は0.3%であり、これは、膜装置で処理したとき
に、元の供給原料流れ容量の95%であるワツクス
流れと、元の供給原料流れ容量の約5%である助
剤濃縮物流れ(ワツクス中の約10%助剤の)とを
生じる。 実験室的試験及びプラント試験においてスラツ
クワツクス供給原料から脱ワツクス助剤を濃縮さ
せた。この結果を表に示す。 助剤(パラフロー/アクリロイド)を含有する
600ニユートラルオイルスラツクワツクス供給原
料を使用した実験室的試験の結果では、新鮮な助
剤を本質上同じ量で使用した同様の系でもほゞ同
等の供給原料過量即ち22.9m3/m2・日対21.2
m3/m2・日が与えられた。これは、2つの間に差
異が本質上ないことを示す。供給原料過量が多
くなる程、助剤は効力がある。 6.5%助剤の濃度を有する500ガロン(1893)
の膜回収助剤を使用してプラント実験の結果を得
た。これは、実験室的試験及びプラント試験の両
方において試験された。プラント試験では、効力
の変化は示されなかつた。これは、試験装置を用
いて(プラントで)、また実験室的試験において
どちらでも確認された。
【表】 表わす
【図面の簡単な説明】
第1図は、重合体のガラス転移温度が流束低下
に及ぼす影響が示す。第2図は、圧力が流束に及
ぼす影響を示す。第3図は、圧力が膜の圧縮及び
それに伴う流束低下に及ぼす影響を示す。第4図
は、Vexar代用物の選択が圧力と流量との間の関
係に及ぼす影響を示す。第5図は、供給液及び透
過液用布部材の選択が圧力と流量との間の関係に
及ぼす影響を示す。第6図は、本例の好ましい具
体例を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スパイラル状部材の形態にある選択透過性膜
    にワツクスと脱ワツクス助剤との熱い混合物を約
    70〜150℃の温度及び約1〜4cm/秒の供給液膜
    透過流速で接触させ、これによつて前記ワツクス
    を前記スパイラル状膜部材に選択的に透過させて
    ワツクスに富む透過液と脱ワツクス助剤に富む残
    留液とを得、この場合に、前記膜はポリスルホン
    及びナイロンよりなる群から選定され、そして前
    記スパイラル状膜部材にはその構造中にポリエス
    テルより作製した供給液及び残留液側スペーサー
    が使用されていることからなるワツクスからの脱
    ワツクス助剤の分離法。 2 膜がポリスルホンである特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 3 ポリエステル製の供給液及び残留液側スペー
    サー材料が織物組織において1in(2.54cm)当り25
    本のストランドを有するポリエステルスペーサー
    材料又は織物組織において1in(2.54cm)当り15本
    のストランドを有するポリエステルスペーサー材
    料である特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 ポリエステル製供給液及び残留液側スペーサ
    ー材料がその組織において1in(2.54cm)当り25本
    のストランドを有するポリエステルスペーサー材
    料であり、各々のストランドが350ミクロンの直
    径を有し、そして該材料が780ミクロンの織物厚
    さ及び44.75%の孔面積を有する特許請求の範囲
    第3項記載の方法。 5 膜を構成するポリスルホン重合体が約140℃
    以上のガラス転移温度を有する特許請求の範囲第
    4項記載の方法。 6 膜を構成するポリスルホン重合体が約190℃
    以上のガラス転移温度を有する特許請求の範囲第
    5項記載の方法。 7 ポリスルホン膜が約3〜15ミル(76〜381ミ
    クロン)厚であり、そして約500〜2000Åの平均
    孔径を有する特許請求の範囲第1〜6項のいずれ
    か一項に記載の方法。 8 脱ワツクス助剤とワツクスとの熱い混合物が
    スパイラル状膜部材の形態にある膜と約70〜100
    ℃の温度で接触される特許請求の範囲第7項記載
    の方法。 9 脱ワツクス助剤とワツクスとの熱い混合物が
    スパイラル状膜部材と約50psig(0.35Kg/cm2ゲー
    ジ)又はそれよりも僅かに低い圧力で接触される
    特許請求の範囲第8項記載の方法。 10 脱ワツクス助剤とワツクスとの熱い混合物
    がスパイラル状膜部材の形態にある膜を約2cm/
    秒の流量で通過される特許請求の範囲第9項記載
    の方法。
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