JPS63236504A - 吸着塔の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、及びウェーハーの洗
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
ウェーハーの洗浄用溶剤等としては、メタノール、エタ
ノール、イングロパノール、ブタ７〜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、）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−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。

ｆｉ＋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塔のア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ツール
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ｍｌ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。

炙３）分離すべき水の盪が多いため、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。

従って、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、イソプロパツール、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内にスチーム供給うイン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／−・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、該気体混合物が餞縮し
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（−次側）３ａに供給し、且つその際、該気体分
１１ｉＩ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ｌＩ！３の一次側３ａに分離
ｔＱ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ｊｉ
Ｉ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ｌ１ｆｉ３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Ｉｋ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Ｍ８３の二次側３ｂの系の圧
力は、通常４００ｍｍＨｇ以下、好ましくは３００ｍｍ
Ｈｇ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より糸外へ排出される。

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３ａ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８様にお
いては、気体分離膜３による水茎気の除去を、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った
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にキャ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にキャ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ＩＩ！Ｊ３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ｌ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−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Ｂ襟と同様にして、スチーム供給ラ
インＡより水蒸気を蒸留塔ｌ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０次いで、吸着塔ｌ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−８に移送し、該デカンタ−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ＩＯに移送する６次い
で、上記水層を、蒸発器１０で温度７０〜１５０℃、圧
力Ｏ〜５Ｋｇ／ａＪ・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
供給ラインにより気体分離膜３に供給し、以下は第１図
のフローシートに示す実施ＬＡＸ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ィルターに
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・セラミック多孔質膜
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ｉ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′＼ノ ある場合は、モジエ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ｍ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
ラミック多孔質膜を使用すると良い、一般に、ガラス・
セラミック多孔質膜は、有機質膜に比して、モジュール
化が困難で且つ単−容積当たりの膜面積を大きくできな
い。

上記気体骨１ｌｉｌ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骨＋Ｉ！１１１９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°　−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２．
３，３°、４′　−ヘンシフエノンテトラカルボン酸、
とロメリフト酸、３．３′、４゜４°−ビフェニルテト
ラカルボン酸、及び２，３゜３°、４°−ビフェニルテ
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°　−ビフェニルテトラカルボン酸の酸二無
水物と２．３．３’　、４°　−ビフェニルテトラカル
ボン酸の酸二無水物等により代表されるビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物から誘導された酸骨格を土酸骨格
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−フェニレ
ンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２．４−ジアミ
ノトルエン、４，４′　−ジアミノジフェニルエーテル
、４．４’　　−ジアミノジフェニルメタン、ｏ−）リ
ジン、１．４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン
、０−）リジンスルホン、ビス（アミノフェノキシ−フ
ェニル）メタン、及びビス（アミノフェノキシ−フェニ
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
フェニルテトラカルボン酸成分とを略等モル、フェノー
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って下記の如〈実施した
０本実施例は、イソプロパツ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。

イソプロパツールが吸着されている吸着塔ｌにスチーム
供給ラインＡより圧ｔｓ３Ｋｇ／−・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ツール蒸気からなる
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［３は、中空糸外径５００μ、有効膜面積Ｉｏｎ（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、
イソプロパツール濃度０．８重世％の液が総１９．０７
Ｋｇ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よりイソプロパツール濃度９９．９重
量％に濃縮された濃縮イソプロパツールが総量０．９３
Ｋｇ得られた。

実施例２ 第２図に示すフローシートに従って下記の如〈実施した
０本実施例は、イソプロパツ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。

イソプロパツ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４Ｋｇ／ｃ＋４・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ツー
ル庫気とキシレン蒸気からなる気体混合物が１５分間で
合計１４．７に、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−８で油水分離を行い、回収ライン■よリキシレン
を主成分とする油層０．２Ｋｇを分離回収した。デカン
タ−内の水層は、ポンプ９により７発器１０に送り込み
、蒸発器１０で温度１３８℃、圧力２．６　Ｋｇ／　ｃ
ｊ　−Ｇ迄昇温・昇圧し、水蒸気とイソプロパツール蒸
気からなる気体混合物とした。

この気体混合物１４．５Ｋｇを送出ラインにより気体分
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２０ｄ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、２００ｍｍＨＨ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、イソプロパツール
濃度０．５重量％の液が聡１１３．５５に、得られた。

一方、上記気体分離１１！３の非透過ガスとして回収ラ
インＤよりイソプロパツール濃度９９．９重量％に濃縮
されたｔ；縮イソプロパツールが総量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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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
   。