JPH06277403A - 有機溶媒混合液体の分離方法及びその分離装置 - Google Patents
有機溶媒混合液体の分離方法及びその分離装置Info
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- JPH06277403A JPH06277403A JP6545693A JP6545693A JPH06277403A JP H06277403 A JPH06277403 A JP H06277403A JP 6545693 A JP6545693 A JP 6545693A JP 6545693 A JP6545693 A JP 6545693A JP H06277403 A JPH06277403 A JP H06277403A
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- water
- mixed liquid
- organic solvent
- membrane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機溶媒混合液体を抽出蒸留で分離する方法
において、従来、抽出蒸留塔の塔底から排出される有機
溶媒−水(例えば、アルコール−水混合溶液)より溶媒
を蒸留により回収していたため、消費エネルギーが多か
ったが、この問題点を解決する有機溶媒混合液体の分離
方法及びその分離装置を提供する。 【構成】 抽出蒸留塔1の回収部1−1にPV膜分離装
置2が収容されているか、又はPV膜分離装置2が該回
収部1−1とは別体に配置されている。メタノール−ア
セトン混合液体を抽出蒸留塔1の回収部1−1と濃縮部
1−2の間に供給する。アセトンは塔頂から溜出し、回
収される。一方、メタノール−水混合液体は抽出蒸留塔
1の回収部1−1へ移行するが、PV膜分離装置2によ
り、水が透過されて排出され、PV膜分離装置2の供給
側出口にはメタノールが排出され回収される。
において、従来、抽出蒸留塔の塔底から排出される有機
溶媒−水(例えば、アルコール−水混合溶液)より溶媒
を蒸留により回収していたため、消費エネルギーが多か
ったが、この問題点を解決する有機溶媒混合液体の分離
方法及びその分離装置を提供する。 【構成】 抽出蒸留塔1の回収部1−1にPV膜分離装
置2が収容されているか、又はPV膜分離装置2が該回
収部1−1とは別体に配置されている。メタノール−ア
セトン混合液体を抽出蒸留塔1の回収部1−1と濃縮部
1−2の間に供給する。アセトンは塔頂から溜出し、回
収される。一方、メタノール−水混合液体は抽出蒸留塔
1の回収部1−1へ移行するが、PV膜分離装置2によ
り、水が透過されて排出され、PV膜分離装置2の供給
側出口にはメタノールが排出され回収される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】複数の有機溶媒が混合した有機溶
媒混合液体の分離方法に関し、詳しくは抽出蒸留法とパ
ーベーパレーション膜(浸透気化膜、以下PV膜とい
う)分離法を組み合わせた有機溶媒混合液体の分離方法
に関する。
媒混合液体の分離方法に関し、詳しくは抽出蒸留法とパ
ーベーパレーション膜(浸透気化膜、以下PV膜とい
う)分離法を組み合わせた有機溶媒混合液体の分離方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の有機溶媒が混合した有機溶媒混合
液体の分離は従来から抽出蒸留法により行なわれてお
り、例えばアルコール−アセトン混合液体に対して水を
第3成分として添加し、最高共沸混合物を作り分離する
方法が行なわれている。図2に、従来の抽出蒸留装置を
示す。抽出蒸留塔11は塔底から塔頂に向かって、回収
部11−1、濃縮部11−2、及び溶剤回収部11−3
から構成されている。12は抽出蒸留塔11の塔頂から
溜出されるアセトンを凝縮するためのコンデンサ、13
は抽出蒸留塔11の塔底から排出されるアルコール−水
混合液体を加熱するためのリボイラ、14はアルコール
−水混合液体を蒸留して精製するための蒸留塔、15は
蒸留塔14の塔頂から溜出するアルコールを凝縮するコ
ンデンサ、16は蒸留塔14の塔底から排出する水を加
熱するリボイラである。
液体の分離は従来から抽出蒸留法により行なわれてお
り、例えばアルコール−アセトン混合液体に対して水を
第3成分として添加し、最高共沸混合物を作り分離する
方法が行なわれている。図2に、従来の抽出蒸留装置を
示す。抽出蒸留塔11は塔底から塔頂に向かって、回収
部11−1、濃縮部11−2、及び溶剤回収部11−3
から構成されている。12は抽出蒸留塔11の塔頂から
溜出されるアセトンを凝縮するためのコンデンサ、13
は抽出蒸留塔11の塔底から排出されるアルコール−水
混合液体を加熱するためのリボイラ、14はアルコール
−水混合液体を蒸留して精製するための蒸留塔、15は
蒸留塔14の塔頂から溜出するアルコールを凝縮するコ
ンデンサ、16は蒸留塔14の塔底から排出する水を加
熱するリボイラである。
【0003】上記従来の有機溶媒混合液体の分離装置を
用い、原料としてアルコール−アセトン混合液体を用い
た場合の有機溶媒混合液体の分離方法について次に説明
する。原料は回収部11−1と濃縮部11−2の間に供
給され、第3成分の水は濃縮部11−2と溶剤回収部1
1−3の間に供給される。そして、混合液体は抽出蒸留
塔11内で濃縮・分離され塔頂側からはアセトンが溜出
し、さらにコンデンサ12で凝縮されアセトンが回収さ
れる。
用い、原料としてアルコール−アセトン混合液体を用い
た場合の有機溶媒混合液体の分離方法について次に説明
する。原料は回収部11−1と濃縮部11−2の間に供
給され、第3成分の水は濃縮部11−2と溶剤回収部1
1−3の間に供給される。そして、混合液体は抽出蒸留
塔11内で濃縮・分離され塔頂側からはアセトンが溜出
し、さらにコンデンサ12で凝縮されアセトンが回収さ
れる。
【0004】一方、塔底側はアルコールが分離される
が、このとき第3成分である水のほとんどは塔底に移動
するので、塔底には、アルコール−水混合液体が回収さ
れることになる。このアルコール−水混合液体はリボイ
ラ13で加熱され、さらに蒸留塔14の中段に導入され
て、蒸留塔14の塔頂からはアルコールが溜出し、さら
にメタノールはコンデンサ15で凝縮されて回収され
る。また、蒸留塔14の塔底からはメタノールを微量含
んだ水が溜出し、リボイラ16で加熱されて、水のみが
排出される。
が、このとき第3成分である水のほとんどは塔底に移動
するので、塔底には、アルコール−水混合液体が回収さ
れることになる。このアルコール−水混合液体はリボイ
ラ13で加熱され、さらに蒸留塔14の中段に導入され
て、蒸留塔14の塔頂からはアルコールが溜出し、さら
にメタノールはコンデンサ15で凝縮されて回収され
る。また、蒸留塔14の塔底からはメタノールを微量含
んだ水が溜出し、リボイラ16で加熱されて、水のみが
排出される。
【0005】近年、蒸留プロセスに変わる省エネルギー
プロセスとしてPV膜分離法や、蒸留法とPV膜分離法
を組合わせた複合プロセスが、例えば、特公昭59−4
0048号公報、特公昭60−42210号公報等によ
り、開発されており、一部実用化されているものもあ
る。これらの方法で用いられるPV膜分離法は、PV膜
の両側の圧力差を推進力として分離する方法である。こ
の圧力差を生じさせるには、一般的にはPV膜の透過側
を減圧することによって行なわれる。これらの方法で用
いられるPV膜の素材は、透過物に対して親和性の大き
い膜素材が用いられており、水−有機物系を分離する場
合、水を選択的に透過させる時は親水性の膜素材が、そ
して有機物を選択的に透過させる時は疎水性の膜素材が
用いられる。これらは各々水選択性膜、有機選択性膜と
呼ばれている。
プロセスとしてPV膜分離法や、蒸留法とPV膜分離法
を組合わせた複合プロセスが、例えば、特公昭59−4
0048号公報、特公昭60−42210号公報等によ
り、開発されており、一部実用化されているものもあ
る。これらの方法で用いられるPV膜分離法は、PV膜
の両側の圧力差を推進力として分離する方法である。こ
の圧力差を生じさせるには、一般的にはPV膜の透過側
を減圧することによって行なわれる。これらの方法で用
いられるPV膜の素材は、透過物に対して親和性の大き
い膜素材が用いられており、水−有機物系を分離する場
合、水を選択的に透過させる時は親水性の膜素材が、そ
して有機物を選択的に透過させる時は疎水性の膜素材が
用いられる。これらは各々水選択性膜、有機選択性膜と
呼ばれている。
【0006】これらのPV膜の評価方法には、選択係数
αと透過速度Qが挙げられる。通常、選択係数αは、ア
ルコール−水系で水を選択的に透過する水選択性膜の場
合、次の式1で表され、α=1の時、選択性を全く示さ
ないことになる。
αと透過速度Qが挙げられる。通常、選択係数αは、ア
ルコール−水系で水を選択的に透過する水選択性膜の場
合、次の式1で表され、α=1の時、選択性を全く示さ
ないことになる。
【0007】
【数1】
【0008】また、透過速度Qは単位時間、単位膜面積
当りの透過量で表される。一般的には透過させようとす
る目的成分と親和性の高い膜が用いられる。例えば、水
−アルコールの2成分系の分離において水を選択的に透
過させる場合は、ポリビニールアルコール、キトサンと
その塩、ポリイミド等の親水性の高分子膜が用いられ、
アルコールを選択的に透過させる場合はポリジメチルシ
ロキサン等のシロキサン系、ポリトリメチルシリルプロ
ピン−1(PTMSP)等の疎水性の高分子膜が用いら
れる。
当りの透過量で表される。一般的には透過させようとす
る目的成分と親和性の高い膜が用いられる。例えば、水
−アルコールの2成分系の分離において水を選択的に透
過させる場合は、ポリビニールアルコール、キトサンと
その塩、ポリイミド等の親水性の高分子膜が用いられ、
アルコールを選択的に透過させる場合はポリジメチルシ
ロキサン等のシロキサン系、ポリトリメチルシリルプロ
ピン−1(PTMSP)等の疎水性の高分子膜が用いら
れる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の抽出蒸留法
によるアルコール−アセトン混合液体の分離によって抽
出蒸留塔の塔底から排出される抽出蒸留塔缶出液はアル
コール−水混合溶液である。この混合溶液より、さらに
アルコールを分離・精製するには蒸留が必要であり、こ
のためシステム全体として多くの熱エネルギーを要する
と共にプロセスも複雑化するという問題点を有する。
によるアルコール−アセトン混合液体の分離によって抽
出蒸留塔の塔底から排出される抽出蒸留塔缶出液はアル
コール−水混合溶液である。この混合溶液より、さらに
アルコールを分離・精製するには蒸留が必要であり、こ
のためシステム全体として多くの熱エネルギーを要する
と共にプロセスも複雑化するという問題点を有する。
【0010】さらに、現在、有機物同士を分離するPV
膜は研究開発途上であり、その実用化は未だなされてお
らず困難な状況である。そこで本発明は上記した問題点
を解決し、従来の蒸留法はエネルギー消費が大きいとい
う最大の欠点を軽減し、かつアルコール−水混合溶液を
PV膜分離法で分離することを実現した有機溶媒混合液
体、例えば、アルコール−アセトン混合液体の分離方法
及びその分離装置を提供することを目的とする。
膜は研究開発途上であり、その実用化は未だなされてお
らず困難な状況である。そこで本発明は上記した問題点
を解決し、従来の蒸留法はエネルギー消費が大きいとい
う最大の欠点を軽減し、かつアルコール−水混合溶液を
PV膜分離法で分離することを実現した有機溶媒混合液
体、例えば、アルコール−アセトン混合液体の分離方法
及びその分離装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために、本発明は、抽出蒸留塔の回収部にPV膜分離
装置が収容されているか、又はPV膜分離装置が該回収
部とは別体に配置されていることを特徴とする有機溶媒
混合液体分離装置とするものである。このPV膜分離装
置は、水が選択的に透過される性質を有し、供給側表面
が親水性の非多孔質膜面を有する膜モジュールである。
るために、本発明は、抽出蒸留塔の回収部にPV膜分離
装置が収容されているか、又はPV膜分離装置が該回収
部とは別体に配置されていることを特徴とする有機溶媒
混合液体分離装置とするものである。このPV膜分離装
置は、水が選択的に透過される性質を有し、供給側表面
が親水性の非多孔質膜面を有する膜モジュールである。
【0012】また本発明は、有機溶媒混合液体及び水を
各々抽出蒸留塔に供給して抽出蒸留を行ない、抽出蒸留
塔の溶剤回収部に有機溶媒混合液体の中の一種の溶剤を
回収し、抽出蒸留塔の回収部に有機溶媒混合液体の中の
その他の溶剤及び水を回収し、回収部に回収された他種
の溶剤及び水をPV膜分離装置で水を選択的に透過させ
ることにより、水及びその他の溶剤を回収することを特
徴とする有機溶媒混合液体の分離方法とするものであ
る。
各々抽出蒸留塔に供給して抽出蒸留を行ない、抽出蒸留
塔の溶剤回収部に有機溶媒混合液体の中の一種の溶剤を
回収し、抽出蒸留塔の回収部に有機溶媒混合液体の中の
その他の溶剤及び水を回収し、回収部に回収された他種
の溶剤及び水をPV膜分離装置で水を選択的に透過させ
ることにより、水及びその他の溶剤を回収することを特
徴とする有機溶媒混合液体の分離方法とするものであ
る。
【0013】
【作用】本発明の有機溶媒混合液体分離装置は、抽出蒸
留塔の回収部にPV膜分離装置が収容されているか、又
はPV膜分離装置が該回収部とは別体に配置されている
ので、抽出蒸留塔の回収部に回収された他種の溶剤及び
水からなる混合液体はPV膜分離装置で他種の溶剤と水
とに選択的に分離される。この分離は、PV膜の供給側
と透過側に圧力差を生じさせて行なうことができる。
留塔の回収部にPV膜分離装置が収容されているか、又
はPV膜分離装置が該回収部とは別体に配置されている
ので、抽出蒸留塔の回収部に回収された他種の溶剤及び
水からなる混合液体はPV膜分離装置で他種の溶剤と水
とに選択的に分離される。この分離は、PV膜の供給側
と透過側に圧力差を生じさせて行なうことができる。
【0014】
【実施例】図1は本発明の有機溶媒混合液体の分離装置
であり、有機溶媒混合液体としてメタノール−アセトン
混合液体を用いた場合についての例を示す。図1中の1
は抽出蒸留塔であり、この抽出蒸留塔1は塔底から塔頂
に向かって、回収部1−1、濃縮部1−2、及び溶剤回
収部1−3から構成されている。
であり、有機溶媒混合液体としてメタノール−アセトン
混合液体を用いた場合についての例を示す。図1中の1
は抽出蒸留塔であり、この抽出蒸留塔1は塔底から塔頂
に向かって、回収部1−1、濃縮部1−2、及び溶剤回
収部1−3から構成されている。
【0015】この抽出蒸留塔1の回収部1−1内には、
中空糸膜モジュールを用いたPV膜分離装置2が配置さ
れている。このPV膜は、原料供給側表面が非多孔質で
あって、かつ親水性の高分子膜であり、水を選択的に透
過する性質を有する。その回収部1−1上に位置する濃
縮部1−2及び溶剤回収部1−3は従来の抽出蒸留塔の
構成と同じように構成されている。3は抽出蒸留塔1の
塔頂から溜出するアセトンを凝縮するためのコンデンサ
であり、従来の抽出蒸留塔と同じ構成である。4は、塔
底から排出される水を若干含んだメタノールを加熱する
ためのリボイラである。5はPV膜分離装置2の透過側
を吸引するための真空ポンプである。この真空ポンプ5
の吸引によりPV膜の液の供給側と透過側に圧力差がで
き、この圧力差がドライビングホースとなって水が選択
的に透過し、膜による分離・濃縮が可能となる。
中空糸膜モジュールを用いたPV膜分離装置2が配置さ
れている。このPV膜は、原料供給側表面が非多孔質で
あって、かつ親水性の高分子膜であり、水を選択的に透
過する性質を有する。その回収部1−1上に位置する濃
縮部1−2及び溶剤回収部1−3は従来の抽出蒸留塔の
構成と同じように構成されている。3は抽出蒸留塔1の
塔頂から溜出するアセトンを凝縮するためのコンデンサ
であり、従来の抽出蒸留塔と同じ構成である。4は、塔
底から排出される水を若干含んだメタノールを加熱する
ためのリボイラである。5はPV膜分離装置2の透過側
を吸引するための真空ポンプである。この真空ポンプ5
の吸引によりPV膜の液の供給側と透過側に圧力差がで
き、この圧力差がドライビングホースとなって水が選択
的に透過し、膜による分離・濃縮が可能となる。
【0016】上記有機溶媒混合液体の分離装置を用い
た、メタノール−アセトン混合液体の分離方法を次に説
明する。原料としてメタノール−アセトン混合液体は、
抽出蒸留塔1の回収部1−1と濃縮部1−2の間に供給
され、第3成分の水は濃縮部1−2と溶剤回収部1−3
の間に供給される。そして、抽出蒸留塔1内ではアセト
ンは溶剤回収部1−3に回収され、抽出蒸留塔1より溜
出し、コンデンサ3で濃縮されて回収される。また、メ
タノール−水は回収部1−1内のPV膜分離装置2にそ
のほとんどが分配される。PV膜分離装置2に供給され
たメタノール−水は、真空ポンプ5でPV膜の透過側が
減圧されることにより水が選択的に透過し、その結果、
PV膜の供給側のメタノールは抽出蒸留塔1より排出し
て回収される。水分を含んだメタノールは加熱されて抽
出蒸留塔1内の回収部1−1の上段に循環される。
た、メタノール−アセトン混合液体の分離方法を次に説
明する。原料としてメタノール−アセトン混合液体は、
抽出蒸留塔1の回収部1−1と濃縮部1−2の間に供給
され、第3成分の水は濃縮部1−2と溶剤回収部1−3
の間に供給される。そして、抽出蒸留塔1内ではアセト
ンは溶剤回収部1−3に回収され、抽出蒸留塔1より溜
出し、コンデンサ3で濃縮されて回収される。また、メ
タノール−水は回収部1−1内のPV膜分離装置2にそ
のほとんどが分配される。PV膜分離装置2に供給され
たメタノール−水は、真空ポンプ5でPV膜の透過側が
減圧されることにより水が選択的に透過し、その結果、
PV膜の供給側のメタノールは抽出蒸留塔1より排出し
て回収される。水分を含んだメタノールは加熱されて抽
出蒸留塔1内の回収部1−1の上段に循環される。
【0017】本実施例のメタノール−アセトン混合液体
の分離を行なう場合のPV膜の選択係数α、透過速度
Q、及び膜面積は次のようにした。メタノール−アセト
ン混合液体450kg/h(メタノール:160kg/
h、アセトン:290kg/h)を原料とし、水(27
0kg/h)を第3成分として抽出蒸留を行ない、通常
の抽出蒸留塔の缶出液として得られる約37重量%のメ
タノールを95重量%以上まで濃縮する。また、PV膜
は水選択性を示し、分離性能がα=100、Q=10k
g/m2 ・hとする。PV膜での水の透過率を98重量
%以上とする。上記条件を基に膜面積を計算すると、約
27m2 となる。
の分離を行なう場合のPV膜の選択係数α、透過速度
Q、及び膜面積は次のようにした。メタノール−アセト
ン混合液体450kg/h(メタノール:160kg/
h、アセトン:290kg/h)を原料とし、水(27
0kg/h)を第3成分として抽出蒸留を行ない、通常
の抽出蒸留塔の缶出液として得られる約37重量%のメ
タノールを95重量%以上まで濃縮する。また、PV膜
は水選択性を示し、分離性能がα=100、Q=10k
g/m2 ・hとする。PV膜での水の透過率を98重量
%以上とする。上記条件を基に膜面積を計算すると、約
27m2 となる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、抽出蒸留法における他
の溶剤(例えば、アルコール)精製用の蒸留塔を省くこ
とができ、従来の抽出蒸留におけるアルコールの精製に
要していた熱エネルギーを低減できる。また、このこと
により、プロセスが簡略化し操作性が向上した。
の溶剤(例えば、アルコール)精製用の蒸留塔を省くこ
とができ、従来の抽出蒸留におけるアルコールの精製に
要していた熱エネルギーを低減できる。また、このこと
により、プロセスが簡略化し操作性が向上した。
【0019】さらにPV膜の膜面積がわずかで済むため
PV膜分離装置を蒸留塔内部に組み込むことができ、装
置全体を小型化できる。
PV膜分離装置を蒸留塔内部に組み込むことができ、装
置全体を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機溶媒混合液体の分離装置を示す。
【図2】従来の抽出蒸留装置を示す。
1 抽出蒸留塔 2 PV膜分離装置 3 コンデンサ 4 リボイラ 5 真空ポンプ
Claims (3)
- 【請求項1】 抽出蒸留塔の回収部にPV膜分離装置が
収容されているか、又はPV膜分離装置が該回収部とは
別体に配置されていることを特徴とする有機溶媒混合液
体分離装置。 - 【請求項2】 前記PV膜分離装置は、水が選択的に透
過される性質を有し、供給側表面が親水性の非多孔質膜
面を有する膜モジュールである請求項1記載の有機溶媒
混合液体分離装置。 - 【請求項3】 (1)有機溶媒混合液体及び水を各々抽
出蒸留塔に供給して抽出蒸留を行ない、 (2)前記抽出蒸留塔の溶剤回収部に前記有機溶媒混合
液体の中の一種の溶剤を回収し、 (3)前記抽出蒸留塔の回収部に前記有機溶媒混合液体
の中のその他の溶剤及び水を回収し、 (4)前記回収部に回収された他種の溶剤及び水をPV
膜分離装置で水を選択的に透過させることにより、水及
びその他の溶剤を回収することを特徴とする有機溶媒混
合液体の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6545693A JPH06277403A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 有機溶媒混合液体の分離方法及びその分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6545693A JPH06277403A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 有機溶媒混合液体の分離方法及びその分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277403A true JPH06277403A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13287663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6545693A Withdrawn JPH06277403A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 有機溶媒混合液体の分離方法及びその分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06277403A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010027862A (ko) * | 1999-09-16 | 2001-04-06 | 양인모 | 에피클로로히드린 제조공정의 부산물로부터 유효성분을 분리하는 방법 |
| JP2010240565A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Honda Motor Co Ltd | エタノール水溶液の濃縮方法 |
| JP2010537995A (ja) * | 2007-08-29 | 2010-12-09 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | ビスフェノールa製造プロセスにおける循還流中のメタノールの低減方法 |
| CN101492345B (zh) | 2008-01-23 | 2011-07-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 加盐萃取精馏分离丙酮和甲醇的方法 |
| CN102190558A (zh) * | 2011-04-01 | 2011-09-21 | 扬州市丽邦化工有限公司 | 一种分离丙酮与甲醇混合物的方法 |
| CN103288581A (zh) * | 2013-07-01 | 2013-09-11 | 济南大学 | 苯-丙醇共沸混合物的间歇萃取精馏分离方法 |
| CN103755559A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-04-30 | 沈阳化工大学 | 一种离子液体萃取精馏分离乙酸乙酯-异丙醇的方法 |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP6545693A patent/JPH06277403A/ja not_active Withdrawn
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