JP2018519994A - シリコーンの製造で得られた処理排ガスの連続的洗浄方法 - Google Patents
シリコーンの製造で得られた処理排ガスの連続的洗浄方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018519994A JP2018519994A JP2017566381A JP2017566381A JP2018519994A JP 2018519994 A JP2018519994 A JP 2018519994A JP 2017566381 A JP2017566381 A JP 2017566381A JP 2017566381 A JP2017566381 A JP 2017566381A JP 2018519994 A JP2018519994 A JP 2018519994A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- organosilicon compound
- silicone
- continuously
- stream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 66
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 50
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims abstract description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 48
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 2
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N Decamethylcyclopentasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000769 gas chromatography-flame ionisation detection Methods 0.000 description 1
- HTDJPCNNEPUOOQ-UHFFFAOYSA-N hexamethylcyclotrisiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HTDJPCNNEPUOOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229940110728 nitrogen / oxygen Drugs 0.000 description 1
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- AAPLIUHOKVUFCC-UHFFFAOYSA-N trimethylsilanol Chemical compound C[Si](C)(C)O AAPLIUHOKVUFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/225—Multiple stage diffusion
- B01D53/226—Multiple stage diffusion in serial connexion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/70—Polymers having silicon in the main chain, with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only
- B01D71/701—Polydimethylsiloxane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
- B01D71/78—Graft polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/20—Purification, separation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/55—Compounds of silicon, phosphorus, germanium or arsenic
- B01D2257/553—Compounds comprising hydrogen, e.g. silanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/55—Compounds of silicon, phosphorus, germanium or arsenic
- B01D2257/556—Organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本発明は、シリコーン系の半透膜を含有する膜分離装置によって、２〜１８個のシリコン原子を有する直鎖状、環式および分岐状シロキサン、トリオルガノシラノールおよびそれらの混合物の群から選択されるオルガノシリコン化合物を、窒素および酸素を含有している処理排気流から除去することによって、オルガノシリコン化合物を含有し、かつシリコーンを製造する製造方法において得られる排ガスを洗浄するための連続的方法であって、当該膜が、オルガノシリコン化合物および窒素を超えて酸素に選択的に透過性であり、オルガノシリコン化合物、地磯および酸素を含有し、かつ分離される当該供給ガス流が、膜分離装置の入り口で連続的に供給され、かつ膜に接触することによって、膜分離装置から放出される、オルガノシリコン化合物中で消費される残余ガス副流および膜分離装置から放出される、オルガノシリコン化合物に富化した浸透ガス副流内へ連続的に分離される、連続的方法を提供する。
Description
本方法は、オルガノシリコン化合物を含有し、かつシリコーンを製造する製造方法において得られる処理排ガスを精製するための連続的方法に関する。
ＵＳ4,941,893には、半導体シリコン金属の製造におけるガスの除去方法であって、水素および塩化水素が、ガス混合物中のクロロシランから半透膜で選択的に分離される除去方法が開示されている。選択的な膜として、スルホン化ポリスルホンでコーティングしたポリスルホン複合膜を使用することが好ましい。
M. Ajkar、M.Travesset、S.YuceおよびT.Melinは、Siloxan removal from landfill and digester gas - A technology overview", Bioresource Technology 101, 2913-2923 (2010)において、膜による方法を含む様々な技術による、埋立地ガスからの揮発性シロキサンの分離について記載している。
Hochschule Aachen (2011)の「Membran-based Removal of Volatile Methylsiloxanes from Biogas」という題名の論文の６８−１０４ページで、Marc Ajharは、生物起源ガスの揮発性メチルシロキサンを除去するためのポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜の使用を記載し、この揮発性メチルシロキサンは、メタン／二酸化炭素混合物から分離され、かつ約０．１５ｇ／ｍ３の範囲で少量存在しているものである。
本発明の目的は、オルガノシリコン化合物を含有し、かつシリコーンの製造において形成される処理排ガスを精製するための連続的方法であって、オルガノシリコン化合物、特にシロキサンが、窒素／酸素ガス合剤から比較的大量でも選択的に取り除くことができる連続的方法を提供することである。
この目的は本発明によって達成される。
この目的は本発明によって達成される。
本発明は、シリコーン系の半透膜を含有する膜分離装置によって、２〜１８個のＳｉ原子を有する直鎖状、環式および分岐状シロキサン、トリオルガノシラノールおよびそれらの混合物からなる群から選択されるオルガノシリコン化合物を、窒素および酸素を含有している処理排気流から分離することによって、オルガノシリコン化合物を含有し、かつシリコーンを製造する製造方法において得られる処理排気を精製するための連続的方法であって、当該膜が、オルガノシリコン化合物および窒素に相対する酸素および分離されかつオルガノシリコン化合物を含有する供給ガス流に選択的に透過性であり、窒素および酸素が、膜分離装置の入り口で連続的に導入され、かつ膜に接触することによって、オルガノシリコン化合物中で消費され、かつ膜分離装置から放出される残余ガス副流およびオルガノシリコン化合物に富化し、かつ膜分離装置から放出される浸透ガス副流内へ連続的に分離される、連続的方法を提供する。
シリコーンを製造するための生産方法としては、シリコーンゴム、例えばＨＴＶ、ＲＴＶおよびＬＳＲシリコーンゴムの製造、またはシリコーンポリマーの製造がある。ここで形成された処理排気は、２〜１８個のＳｉ原子を有する直鎖状、環式および分岐状シロキサン、トリオルガノシラノールおよびそれらの混合物からなる群から選択されたオルガノシリコン化合物を含有している。
この処理排気は本発明による半透膜上に供給ガスとして搬送される。
好ましくは、供給ガス中に存在するオルガノシリコン化合物は、下式の直鎖状シロキサン：
［式中、
基Ｒは、同一または異なっていて、各々１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜６個の炭素原子を有する一価炭化水素基、より好ましくはメチルまたはビニル基であり、かつ、
ｎは、０または１〜１６の整数である。］、
下式の環式シロキサン
［式中、
Ｒは、上に定義された通りであり、かつ、
ｘは、３〜１８、好ましくは３〜６の整数である。］、
下式のトリオルガノシラノール
［式中、
Ｒは、上に定義された通りである。］
およびそれらの混合物からなる群から選択された化合物である。
基Ｒは、同一または異なっていて、各々１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜６個の炭素原子を有する一価炭化水素基、より好ましくはメチルまたはビニル基であり、かつ、
ｎは、０または１〜１６の整数である。］、
下式の環式シロキサン
Ｒは、上に定義された通りであり、かつ、
ｘは、３〜１８、好ましくは３〜６の整数である。］、
下式のトリオルガノシラノール
Ｒは、上に定義された通りである。］
およびそれらの混合物からなる群から選択された化合物である。
本発明による排気精製の重要成分は、半透膜である。シリコーンの生産で得られた処理排気流は、半透膜を有する膜分離装置の入口に供給ガス流として搬送され、膜分離装置の膜と接触する。この膜は、好ましくはポリオクチルメチルシロキサン複合膜、好ましくはポリアクリロニトリル／ポリエステル不織布（ＰＯＭＳ）から成る多孔質支持構造上のポリオクチルメチルシロキサン複合膜である。そのような膜は、ドイツ、21502 Geesthacht、Max-Planck-Straβe 1のHelmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum fuer Material- und Kuestenforschung GmbHより取得可能である。
膜材料は、供給ガス中に存在するオルガノシリコン化合物を溶解することができる。膜材料中に溶解した化合物を移動させるための推進力を提供するために、好ましくは、膜の透過側、即ち、供給ガスが膜と接触する側とは反対の膜の側、の真空ポンプによって大気より低い圧力が加えられる。
供給ガスは、好ましくは窒素を９５容積％以上の量含有し、好ましくは酸素を５容積％以下の量含有している。
好ましくは真空ポンプによって膜の透過側に大気より低い圧力が加えられる。
透過ガス副流中の圧力は、好ましくは０．１５ｂａｒ以下であり、これには酸素を有する分離したオルガノシリコン化合物の点火を防止するという利点がある。圧力は０．０２〜０．０７ｂａｒが好ましい。
この圧力は、好ましくは液体リングポンプによって達成することができる。また、著しく低い圧力も、適切な真空装置の選択によって達成することができる。
透過ガス副流中の圧力は、好ましくは０．１５ｂａｒ以下であり、これには酸素を有する分離したオルガノシリコン化合物の点火を防止するという利点がある。圧力は０．０２〜０．０７ｂａｒが好ましい。
この圧力は、好ましくは液体リングポンプによって達成することができる。また、著しく低い圧力も、適切な真空装置の選択によって達成することができる。
供給ガス中の圧力は、好ましくは少なくとも１ｂａｒおよび１６ｂａｒ以下であり、１．０〜１．５ｂａｒの圧力が好ましい。
供給ガス中および本発明の方法における温度は、好ましくは１００℃以下、好ましくは少なくとも５℃、より好ましくは３０℃〜４０℃である。
膜の除去性能は、供給ガス流の浸透ガス流に対する圧力比によって変えることができる。ここで、供給側および透過側の両方に対する圧力は、適切に選択することができる。供給ガス流の浸透ガス流に対する圧力比は、好ましくは少なくとも７であって最大１６００万であってもよく、７〜５０の圧力比が好ましく、１５〜２０の圧力比が特に好ましい。
結果として生じる残余ガス流は、オルガノシリコン化合物中で対応して消費される。残余ガス流は、不活性ガスとして処理へ再循環されるか、または環境へ連続的に放出させることができる。
好ましくは、残余ガス流は、供給ガス流より高い含有量の窒素および低い含有量の酸素を含有する。したがって、残余ガス流は、好ましくは窒素を９５〜９８容積％の量含有し、好ましくは酸素を２〜５容積％の量含有する。
結果として生じる透過ガス流は、対応してオルガノシリコン化合物に富化している。これらは、好ましくは凝縮によって、例えば、シェルアンドチューブ熱交換器または平板熱交換器または連続洗浄可能な表面（例えば、スクラッチクーラー）を有する熱交換器での凝縮によって、対応する方法による透過ガス流から連続的に凝縮し出すことができる。好ましくは、得られた凝縮液を回収し利用する。構造に従い、対応する処理排ガス流は、残余ガス流と伴にまたは環境へと単独で連続的に放出される。
膜分離装置は、有効な膜面積のサイズを自由な選択を可能とする構造を有している。結果として、供給ガス中での非常に大きな濃度範囲、特に揮発性オルガノシリコン化合物の大きな負荷を補填することができる。この負荷は、わずかなｐｐｍ重量から最大キログラム数／ｈの合計までの範囲に及ぶことがある。
供給ガス中に存在するオルガノシリコン化合物の負荷［ｇ／ｈ］は、容積流量［ｍ３／ｈ］と濃度［ｇ／ｍ３］との積から得られる。
Marc Ajharの論文によれば、埋立地ガス中の揮発性メチルシロキサンの濃度は低く、具体的には合計０．１５ｇ／ｍ３未満であり、かつほんの少しの負荷の揮発性メチルシロキサンが埋立地ガスから除去される。それとは対照的に、本発明の方法によれば、高い濃度と負荷のオルガノシリコン化合物が処理排気から除去される、即ち、工業的処理からの処理排気は本発明の方法によって精製することができる。
供給ガス中のオルガノシリコン化合物の合計濃度は、好ましくは０．３ｇ／ｍ３〜１０００ｇ／ｍ３、好ましくは１ｇ／ｍ３〜１００ｇ／ｍ３である。
供給ガスの容積流量は、乾燥標準状態（標準状態： 圧力１．０１３２５ｂａｒ、温度２７３．１５ Ｋおよび、絶対大気湿度０％）に基づき、好ましくは１０ｍ３／ｈ〜２０００ｍ３／ｈ 、好ましくは３０ｍ３／ｈ〜５００ｍ３／ｈである。
供給ガス中に存在しているオルガノシリコン化合物の負荷［ｇ／ｈ］は、好ましくは合計で１０ｇ／ｈ〜１００００ｇ／ｈ、 より好ましくは合計で１０００ｇ／ｈ〜５０００ｇ／ｈである。
膜分離装置中の膜との接触後、この供給ガス流は、消費された残余ガス流と富化された透過ガス流に分割され、処理排気ガス流は、好適な方法、例えば凝縮による、オルガノシリコン化合物の透過ガス流からの分離によって得られるものである。
各場合において、オルガノシリコン化合物の個々のタイプまたはオルガノシリコン化合物の合計に基づき、供給ガス中の負荷［ｇ／ｈ］は、容積流量［ｍ３／ｈ］と供給ガスの濃度［ｇ／ｍ３］との積から計算することができる。同様に、残余ガス中のオルガノシリコン化合物の負荷［ｇ／ｈ］は、残余ガスの測定した容積流量［ｍ３／ｈ］および測定した濃度［ｇ／ｍ３］から計算することができる。オルガノシリコン化合物に関する膜の透過率、それ故、残余ガス中のオルガノシリコン化合物の負荷の消費の程度は、ひいては以下の通り決定することができる。
オルガノシリコン化合物に関する透過率は、好ましくは３０％〜１００％、好ましくは５０％〜１００％、特に好ましくは６０％〜９０％である。
供給ガスからのオルガノシリコン化合物に関する除去性能は、直列に複数の膜分離装置を接続することで、より一層最適化することができる。ここで、残余透過ガス流は、さらなる直列に接続した膜分離装置に連続的に供給される。そこで、透過と残余への新たな分離が行われる。
例示を目的として本方法を図１において描写する。
シリコーンの生産において得られた処理排気は、供給ガス１として半透膜６を有する膜分離装置の入口に供給される。供給ガスは、オルガノシリコン化合物中で消費される残余ガス２およびオルガノシリコン化合物が富化した透過ガス３へと膜６上で分離される。残余ガス２は、不活性ガスとして処理へと再循環させるか、または環境へ放出させることができる。好ましくは、膜材料中に溶解した化合物の移動のための推進力を示す大気より低い圧力を、膜の透過側に、真空ポンプ７によって加える。好ましくは、コンデンサー８による凝縮によって、より高い濃度で透過ガス３中に存在しているオルガノシリコン化合物を分離することができる。好ましくは、凝縮液４を回収し利用する。発生する処理排気ガス５は、環境の中へ単独でまたは残余ガスと一緒に放出される。
シリコーンの生産において得られた処理排気は、供給ガス１として半透膜６を有する膜分離装置の入口に供給される。供給ガスは、オルガノシリコン化合物中で消費される残余ガス２およびオルガノシリコン化合物が富化した透過ガス３へと膜６上で分離される。残余ガス２は、不活性ガスとして処理へと再循環させるか、または環境へ放出させることができる。好ましくは、膜材料中に溶解した化合物の移動のための推進力を示す大気より低い圧力を、膜の透過側に、真空ポンプ７によって加える。好ましくは、コンデンサー８による凝縮によって、より高い濃度で透過ガス３中に存在しているオルガノシリコン化合物を分離することができる。好ましくは、凝縮液４を回収し利用する。発生する処理排気ガス５は、環境の中へ単独でまたは残余ガスと一緒に放出される。
容積流量の決定：
Prandtl管を使用する差圧測定は、ＤＩＮ ＥＮ １５２５９に従い決定した。
検出限界：１ｍ３／ｓ
精度：およそ±１０％
Prandtl管を使用する差圧測定は、ＤＩＮ ＥＮ １５２５９に従い決定した。
検出限界：１ｍ３／ｓ
精度：およそ±１０％
オルガノシリコン化合物の決定：
真空ガス回収容器による毛細管を介した排気ガス流からの積分サンプリング、ＤＩＮ ＥＮ １３４６４に基づく方法によるＧＣ−ＦＩＤを使用した定性的決定および定量的決定。検出限界：オルガノシリコン化合物のタイプに従い、＜２ｍｇ／ｍ３
精度：およそ±１０％
真空ガス回収容器による毛細管を介した排気ガス流からの積分サンプリング、ＤＩＮ ＥＮ １３４６４に基づく方法によるＧＣ−ＦＩＤを使用した定性的決定および定量的決定。検出限界：オルガノシリコン化合物のタイプに従い、＜２ｍｇ／ｍ３
精度：およそ±１０％
実施例１：
高温架橋シリコーンゴムの生産で連続的に形成された処理排気を、供給ガス流１として、温度４０℃および絶対圧１０８０ｍｂａｒで、膜６へと５０ｍ３／ｈで供給した。この供給ガス流を、膜で、４０ｍ３／ｈの残余ガス流２と１０ｍ３／ｈの透過ガス流３とに分離した。透過側に対する圧力は、絶対圧６０ｍｂａｒである。これは圧力比１７．５に相当する。コンデンサー８は−１０℃の保冷剤を使用して操作した。
高温架橋シリコーンゴムの生産で連続的に形成された処理排気を、供給ガス流１として、温度４０℃および絶対圧１０８０ｍｂａｒで、膜６へと５０ｍ３／ｈで供給した。この供給ガス流を、膜で、４０ｍ３／ｈの残余ガス流２と１０ｍ３／ｈの透過ガス流３とに分離した。透過側に対する圧力は、絶対圧６０ｍｂａｒである。これは圧力比１７．５に相当する。コンデンサー８は−１０℃の保冷剤を使用して操作した。
処理排気の重要な構成物質の濃度は、表１に示されるように、正規のランダムなサンプルで測定した。対応する負荷は、測定した容積流量を使用してそこから計算することができる。供給ガス流１は、膜への進入前に取り除き、処理排気ガス５は、スクラッチクーラー８の下流で測定し、残余２は、膜の下流で決定した。
結果を表１にまとめた。
結果を表１にまとめた。
供給ガス：
Ｎ２：≧９５容積％
Ｏ２：≦５容積％
残余：
Ｎ２：９５〜９８容積％
Ｏ２：２〜５容積％
オルガノシリコン化合物：
Ｓｉ２：ヘキサメチルジシロキサン
Ｍ３ＳｉＯＨ：トリメチルシラノール
Ｄ３：ヘキサメチルシクロトリシロキサン
Ｄ４：オクタメチルシクロテトラシロキサン
Ｄ５：デカメチルシクロペンタシロキサン
Ｄ６：ウンデカメチルシクロヘキサシロキサン
Ｎ２：≧９５容積％
Ｏ２：≦５容積％
残余：
Ｎ２：９５〜９８容積％
Ｏ２：２〜５容積％
オルガノシリコン化合物：
Ｓｉ２：ヘキサメチルジシロキサン
Ｍ３ＳｉＯＨ：トリメチルシラノール
Ｄ３：ヘキサメチルシクロトリシロキサン
Ｄ４：オクタメチルシクロテトラシロキサン
Ｄ５：デカメチルシクロペンタシロキサン
Ｄ６：ウンデカメチルシクロヘキサシロキサン
オルガノシリコン化合物に関する透過率は以下の通り計算した。
および
実施例２:
高温架橋シリコーンゴムの生産で連続的に形成された処理排気を、供給ガス流１として、温度４０℃および絶対圧１０８０ｍｂａｒで、膜６へと５０ｍ３／ｈで供給した。この供給ガス流を、膜で、４０ｍ３／ｈの残余ガス流２と１０ｍ３／ｈの透過ガス流３とに分離した。透過側に対する圧力は、絶対圧６０ｍｂａｒである。これは圧力比１７．５に相当する。コンデンサー８は−１０℃の保冷剤を使用して操作した。
高温架橋シリコーンゴムの生産で連続的に形成された処理排気を、供給ガス流１として、温度４０℃および絶対圧１０８０ｍｂａｒで、膜６へと５０ｍ３／ｈで供給した。この供給ガス流を、膜で、４０ｍ３／ｈの残余ガス流２と１０ｍ３／ｈの透過ガス流３とに分離した。透過側に対する圧力は、絶対圧６０ｍｂａｒである。これは圧力比１７．５に相当する。コンデンサー８は−１０℃の保冷剤を使用して操作した。
処理排気の重要な構成物質の濃度は、表２に示されるように、正規のランダムなサンプルで測定した。対応する負荷は、測定した容積流量を使用してそこから計算することができる。供給ガス流１は、膜への進入前に取り除き、処理排気ガス５は、スクラッチクーラー８の下流で測定し、残余２は、膜の下流で決定した。
結果を表２にまとめた。
結果を表２にまとめた。
供給ガス：
Ｎ２：≧９５容積％
Ｏ２：≦５容積％
残余：
Ｎ２：９５〜９８容積％
Ｏ２：２〜５容積％
オルガノシリコン化合物：実施例１を参照のこと。
Ｎ２：≧９５容積％
Ｏ２：≦５容積％
残余：
Ｎ２：９５〜９８容積％
Ｏ２：２〜５容積％
オルガノシリコン化合物：実施例１を参照のこと。
オルガノシリコン化合物に関する透過率は以下の通り計算した。
および
オルガノシリコン化合物に関する透過率は以下の通り計算した。
オルガノシリコン化合物に関する透過率は以下の通り計算した。
Claims (8)
- シリコーン系の半透膜を含有する膜分離装置によって、２〜１８個のＳｉ原子を有する直鎖状、環式および分岐状シロキサン、トリオルガノシラノールおよびそれらの混合物からなる群から選択されるオルガノシリコン化合物を、窒素および酸素を含有している処理排気流から分離することによって、オルガノシリコン化合物を含有し、かつシリコーンを製造する製造方法において得られる処理排気を精製するための連続的方法であって、
前記膜が、オルガノシリコン化合物および窒素に相対する酸素および分離されかつオルガノシリコン化合物を含有する供給ガス流に選択的に透過性であり、窒素および酸素が、膜分離装置の入り口で連続的に導入され、かつ膜に接触することによって、オルガノシリコン化合物中で消費され、かつ膜分離装置から放出される残余ガス副流およびオルガノシリコン化合物に富化し、かつ膜分離装置から放出される浸透ガス副流内へ連続的に分離される、連続的方法。 - 前記オルガノシリコン化合物が、下式の直鎖状シロキサン：
基Ｒは、同一または異なっていて、各々１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜６個の炭素原子を有する一価炭化水素基、より好ましくはメチルまたはビニル基であり、かつ、
ｎは、０または１〜１６の整数である。］、
下式の環式シロキサン
Ｒは、上に定義された通りであり、かつ、
ｘは、３〜１８、好ましくは３〜６の整数である。］、
下式のトリオルガノシラノール
Ｒは、上に定義された通りである。］
およびそれらの混合物の中から選択された化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 前記透過ガス副流中の圧力が、０．１５ｂａｒ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
- 供給ガス流の透過ガス副流に対する圧力比が、７〜５０の範囲、好ましくは１５〜２０の範囲にあることを特徴とする、請求項１、２または３に記載の方法。
- 前記半透膜が、ポリオクチルメチルシロキサン複合膜、好ましくはポリアクリロニトリル／ポリエステル不織布（ＰＯＭＳ）から構成された多孔質支持構造上のポリオクチルメチルシロキサン複合膜であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記残余ガス副流が、シリコーン製造のための生産処理に連続的に再循環されるか、または環境内へ連続的に放出されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記透過ガス副流中により高い濃度で存在している前記オルガノシリコン化合物が、凝縮によって透過ガス副流から連続的に分離され、結果として得られる処理排気ガス流が、環境内へ連続的に放出されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
- 複数の膜分離装置が直列に接続されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015213252.8 | 2015-07-15 | ||
| DE102015213252.8A DE102015213252A1 (de) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | Kontinuierliches Verfahren zur Reinigung von bei der Produktion von Siliconen anfallender Prozessabluft |
| PCT/EP2016/066398 WO2017009276A1 (de) | 2015-07-15 | 2016-07-11 | Kontinuierliches verfahren zur reinigung von bei der produktion von siliconen anfallender prozessabluft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018519994A true JP2018519994A (ja) | 2018-07-26 |
| JP6522802B2 JP6522802B2 (ja) | 2019-05-29 |
Family
ID=56511553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017566381A Expired - Fee Related JP6522802B2 (ja) | 2015-07-15 | 2016-07-11 | シリコーンの製造で得られた処理排ガスの連続的洗浄方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10583390B2 (ja) |
| EP (1) | EP3322506B1 (ja) |
| JP (1) | JP6522802B2 (ja) |
| KR (1) | KR102035409B1 (ja) |
| CN (1) | CN107847853B (ja) |
| DE (1) | DE102015213252A1 (ja) |
| WO (1) | WO2017009276A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3653548A1 (de) | 2018-11-13 | 2020-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Linearsortierer mit variabel laufenden quergurt-trägern |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59222204A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-12-13 | Asahi Glass Co Ltd | ガス分離用複合膜 |
| JPH08502543A (ja) * | 1992-10-26 | 1996-03-19 | ノーレン，フランシスクス，ペトルス，マリー | 液体ポリシロキサン物質を精製する方法および装置およびその使用 |
| JP2003517073A (ja) * | 1999-12-14 | 2003-05-20 | アペックス メディカル テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 乳化したゴムの炭化水素溶液からの膜分離によるラテックス類 |
| JP2004532294A (ja) * | 2001-03-01 | 2004-10-21 | ダウ・コーニング・コーポレイション | エマルジョンからの揮発性シロキサンの浸透気化分離 |
| JP2004538336A (ja) * | 1999-04-01 | 2004-12-24 | バーゼル、ポリオレフィン、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング | ポリオレフィンプラントからオレフィンの単離方法 |
| JP2006512946A (ja) * | 2003-01-07 | 2006-04-20 | ブルー メンブレーンス ゲーエムベーハー | 空気中の二酸化炭素濃度を低減させるための方法および装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941893B1 (en) | 1989-09-19 | 1996-07-30 | Advanced Silicon Materials Inc | Gas separation by semi-permeable membranes |
| EP0908219B1 (en) * | 1997-10-09 | 1999-12-08 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Multi-stage process for the separation/recovery of gases |
| EP1680485A1 (en) * | 2003-11-04 | 2006-07-19 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process for upgrading a liquid hydrocarbon stream with a non-porous or nano-filtration membrane |
| CN101143803B (zh) * | 2007-09-18 | 2010-06-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物的方法 |
| EP2296784B1 (en) * | 2008-05-12 | 2013-09-04 | Membrane Technology And Research, Inc. | Gas-separation process using membranes with permeate sweep to remove co2 from combustion gases |
| US8568510B2 (en) * | 2008-05-12 | 2013-10-29 | Membrane Technology And Research, Inc | Gas-separation processes using membranes with permeate sweep to recover reaction feedstocks |
| KR20110120563A (ko) * | 2010-04-29 | 2011-11-04 | 명지대학교 산학협력단 | 유기물의 투과증발 회수용 안정화 지지 액막 |
| DK2727979T3 (da) * | 2012-11-02 | 2015-04-07 | Helmholtz Zentrum Geesthacht Zentrum Für Material Und Küstenforschung Gmbh | Fischer-tropsch-fremgangsmåde til fremstilling af carbonhydrider på grundlag af biogas |
| CN104707458B (zh) * | 2015-02-06 | 2017-02-22 | 常州大学 | 一种垃圾填埋气/沼气中硅氧烷的脱除方法和装置 |
-
2015
- 2015-07-15 DE DE102015213252.8A patent/DE102015213252A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-07-11 KR KR1020177036032A patent/KR102035409B1/ko active IP Right Grant
- 2016-07-11 JP JP2017566381A patent/JP6522802B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-07-11 EP EP16741895.3A patent/EP3322506B1/de active Active
- 2016-07-11 CN CN201680040002.0A patent/CN107847853B/zh active Active
- 2016-07-11 WO PCT/EP2016/066398 patent/WO2017009276A1/de active Application Filing
- 2016-07-11 US US15/739,960 patent/US10583390B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59222204A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-12-13 | Asahi Glass Co Ltd | ガス分離用複合膜 |
| JPH08502543A (ja) * | 1992-10-26 | 1996-03-19 | ノーレン，フランシスクス，ペトルス，マリー | 液体ポリシロキサン物質を精製する方法および装置およびその使用 |
| JP2004538336A (ja) * | 1999-04-01 | 2004-12-24 | バーゼル、ポリオレフィン、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング | ポリオレフィンプラントからオレフィンの単離方法 |
| JP2003517073A (ja) * | 1999-12-14 | 2003-05-20 | アペックス メディカル テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 乳化したゴムの炭化水素溶液からの膜分離によるラテックス類 |
| JP2004532294A (ja) * | 2001-03-01 | 2004-10-21 | ダウ・コーニング・コーポレイション | エマルジョンからの揮発性シロキサンの浸透気化分離 |
| JP2006512946A (ja) * | 2003-01-07 | 2006-04-20 | ブルー メンブレーンス ゲーエムベーハー | 空気中の二酸化炭素濃度を低減させるための方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180006444A (ko) | 2018-01-17 |
| CN107847853A (zh) | 2018-03-27 |
| KR102035409B1 (ko) | 2019-10-22 |
| EP3322506A1 (de) | 2018-05-23 |
| US20180369747A1 (en) | 2018-12-27 |
| US10583390B2 (en) | 2020-03-10 |
| WO2017009276A1 (de) | 2017-01-19 |
| JP6522802B2 (ja) | 2019-05-29 |
| DE102015213252A1 (de) | 2017-01-19 |
| CN107847853B (zh) | 2021-06-15 |
| EP3322506B1 (de) | 2019-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5305912B2 (ja) | 分離膜を用いたアルコキシシランの回収方法 | |
| EP1036758B1 (en) | Ozone purification | |
| Heile et al. | Establishing the suitability of symmetric ultrathin wall polydimethylsiloxane hollow-fibre membrane contactors for enhanced CO2 separation during biogas upgrading | |
| Ajhar et al. | Siloxane removal using silicone–rubber membranes | |
| Lau et al. | Silica nanohybrid membranes with high CO2 affinity for green hydrogen purification | |
| JP2019520198A (ja) | ガス分離のためのプロセスおよび機器 | |
| Vopička et al. | Ethanol sorption and permeation in fluoropolymer gel membrane containing 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ionic liquid | |
| JP6522802B2 (ja) | シリコーンの製造で得られた処理排ガスの連続的洗浄方法 | |
| Vorotyntsev et al. | Fine purification of silane for removal of chlorosilanes by membrane gas separation | |
| CN103657457B (zh) | 硅橡胶复合膜、其制备方法及其用途 | |
| JP2007063259A (ja) | シリル化したシリカライト膜を用いた浸透気化分離法による高濃度バイオエタノールの製造方法 | |
| WO2011150899A2 (en) | A process for enriching biogas from sewerage plants or agricultural basic industries in methane and an apparatus for carrying out the same. | |
| Chen et al. | Dehydration of diethylene glycol using a vacuum membrane distillation process | |
| JP2023518475A (ja) | 硫化水素を水素ガス及び硫黄に変換する方法及び装置 | |
| Hägg | Purification of chlorine gas with membranes—an integrated process solution for magnesium production | |
| JP3548135B2 (ja) | Ｐｆｃ混合排ガスの回収前処理方法 | |
| Yildirim et al. | An experimental study of CO2 separation using a silica based composite membrane | |
| KR20140034699A (ko) | 액체로부터 휘발성 유기 화합물을 제거하기 위한 다중 멤브레인 | |
| RU2586157C1 (ru) | Способ подготовки сероводородсодержащей нефти | |
| JPH10314551A (ja) | 分離方法 | |
| JP2910419B2 (ja) | 加水分解性の有機シラン化合物を含有する塩化水素の精製方法 | |
| AU757075B2 (en) | Ozone purification process | |
| Pei et al. | Surface plasma etching of ZIF-8/PEBA mixed matrix membranes for enhanced ethanol permselective pervaporation | |
| JP2002253928A (ja) | フッ素系化合物ガス分解装置 | |
| WATER et al. | LP Castillo", C. Visvanathan" and JC Mora |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181225 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190207 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190402 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190424 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6522802 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |