JP2625996B2 - イオン交換樹脂の再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ）発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロ
ロエチレンをイオン交換樹脂で脱水処理した後の、イオ
ン交換樹脂の再生方法に関するものである。

〔従来の技術〕

1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロエチレン
は製造工程中、あるいは使用時に水分を吸収し、水分を
含有した1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロエ
チレンは、熱により化学反応を起こして塩酸を生成し、
装置や容器等に用いられている金属を腐食したり、また
製品の品質にも影響を及ぼす。

従来より、水分を含有した1,1,1−トリクロロエタン
またはトリクロロエチレンの脱水方法として、０℃〜−
30℃まで冷却し、水分を氷結除去する冷凍脱水法、精留
塔による分留等の方法が用いられているが、現在は作業
環境上あるいは省エネルギー面の見地より、イオン交換
樹脂による吸着脱水法が多く用いられている。

しかし、イオン交換樹脂による吸着脱水法は吸着後の
イオン交換樹脂の再生を行う必要があり、窒素等の不活
性ガスや空気の熱風によるイオン交換樹脂の再生が行わ
る。再生温度としては通常80℃から150℃が望ましい
が、1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロエチレ
ンを脱水した後、イオン交換樹脂を再生する場合、イオ
ン交換樹脂に吸着された水分と付着した1,1,1−トリク
ロロエタンまたはトリクロロエチレンが熱風により化学
反応を起こして、塩酸を生成し、装置、容器等の金属を
腐食するという不都合が生じ、そのため装置等にテフロ
ン材、カーボン材、グラファイト材等の高価な素材を用
いた、再生温度を低くして行う等、工業的に不利な方法
を用いざるを得なかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、水分を含有した1,1,1−トリクロロエ
タンまたはトリクロロエチレンをイオン交換樹脂で脱水
した後のイオン交換樹脂の再生にあたり、塩酸の生成を
抑制し、装置、容器等の金属の腐食を防ぎ、高い温度で
効率よくイオン交換樹脂の再生を行う方法につき鋭意研
究した結果、本発明を完成した。

ロ）発明の構成 〔課題を解決する為の手段〕 本発明は、水分を含有した1,1,1−トリクロロエタン
またはトリクロロエチレンの脱水に使用されたイオン交
換樹脂を、再生用循環ガスにより再生するに際し、エポ
キシド類0.02〜2.5容量％またはアンモニアもしくはア
ミン類0.005〜0.1容量％（以下、これらを総称して添加
剤ともいう）を含有した再生用循環ガスを用いることを
特徴とするイオン交換樹脂の再生方法である。

本発明方法は吸着脱水に使用される各種のイオン交換
樹脂、例えば強酸性陽イオン交換樹脂等の再生に適用す
ることが出来る。

再生用循環ガスとしては、通常用いられている窒素等
の不活性ガスや空気が挙げられるが、安全性の面から窒
素等の不活性ガスが好ましい。

再生用循環ガスに含有させるエポキシド類の割合は、
再生用循環ガスを基準として0.02〜2.5容量％、好まし
くは0.05〜１容量％である。0.02容量％未満では塩酸の
発生抑制の効果が認められず、2.5容量％を超えてもそ
れ以上の効果が望めず、また再生されたイオン交換樹脂
によって、1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロ
エチレンの脱水を行った際、これらに混入し、製品の品
質に影響を及ぼす。

エポキシ類の好ましい例としては、例えば1,2−エポ
キシブタン、エピクロロヒドリン等の低級エポキシド類
が挙げられる。

エポキシド類を添加する際、ニトロメタン、ニトロエ
タン等のニトロアルカンを併用添加すると望ましい。ニ
トロアルカンの好ましい割合は、再生用循環ガスを基準
として0.005〜0.1容量％である。

再生用循環ガスにアンモニアまたはアミン類を含有さ
せる場合は、再生用循環ガスを基準として0.005〜0.1容
量％、好ましくは0.01〜0.05容量％である。0.005容量
％未満では塩酸の発生抑制の効果がなく、0.1容量％を
超えてもそれに見合う効果が望めず、またイオン交換樹
脂を再生した後、1,1,1−トリクロロエタンまたはトリ
クロロエチレンの脱水を行った際、該化合物に混入し、
製品の品質に影響を及ぼす。

アンモニアまたはアミン類は、それぞれ単独で用いて
も併用して用いてもよい。アミン類の好ましい例として
は低級アルキルアミン、アリルアミン等が挙げられ、低
級アルキルアミンの具体例としてはメチルアミン、エチ
ルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチ
ルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピ
ルアミン、ジイソプロピルアミン、トリメチルアミン、
トリエチルアミン等がある。

各添加剤の再生用循環ガスに含有させる方法として
は、再生用循環ガス導入管にあらかじめ添加剤を供給し
ておき、再生用循環ガスの導入時に接触させることによ
り含有させてもよいし、また添加剤を事前に再生用循環
ガスに含有させておいても良い。

添加剤を含有した再生用循環ガスでイオン交換樹脂の
再生を行う際の再生温度は、75℃〜120℃で好ましい。7
5℃未満では再生に時間がかかりすぎる恐れがあり、ま
た再生が完全に行われない場合がある。また120℃を越
えると1,1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロエチ
レンが分解し、塩酸発生を抑制出来ない恐れがある。特
に好ましい再生温度は、1,1,1−トリクロロエタンの脱
水を行った場合は75℃〜90℃、トリクロロエチレンの脱
水を行った場合は95℃〜120℃である。

本発明において、イオン交換樹脂の再生を連続して効
率的に行う為に、イオン交換樹脂と接触した後の再生用
循環ガスを好ましくは０℃〜12℃に、更に好ましくは３
℃〜５℃に冷却し、ガス中の水分および1,1,1−トリク
ロロエタンまたはトリクロロエチレンを凝縮させ、凝縮
液の分離を通常の気液分離操作により行った後、再生用
循環ガスを再度循環使用する方法を用いると、更に望ま
しい。冷却温度が０℃未満では凝縮液中の水分の凍結に
よる配管の閉塞等が生じる場合があり、装置的にも有利
とは言えず、また12℃を超えると循環する再生用循環ガ
ス中の水分の濃度が高すぎて該循環ガスを用いて連続処
理を行った場合、効率的な処理が望めない場合があり、
また該循環ガスを系外に廃棄する場合、環境等の問題が
生じる恐れがある。再生用循環ガスを冷却する際、急冷
すると局所的に過冷却され、冷却器に氷が付着する場合
があり、これを避けるために、予備冷却を行うことはよ
り効率的な方法である。

以下、第１図に基づいて本発明を更に詳細に説明す
る。

第１図は本発明方法の一実施態様を示すフローシート
である。１は吸着塔で、その中に強酸性陽イオン交換樹
脂が充填されており、脱水操作においては、1,1,1−ト
リクロロエタンまたはトリクロロエチレンを導入管３よ
り吸着塔１に導入し、イオン交換樹脂２により脱水した
後、出口管４より系外に取り出す。

再生操作においては、再生用循環ガスは再生用循環ガ
ス供給管５より系内に供給され、ブロワー６により循環
され、ヒーター７により所定の温度に加熱されて熱風と
して吸着塔１中に導かれるが、その際、添加剤供給口15
より供給された添加剤を含有して吸着塔１中に導入され
る。なお、再生用循環ガスの温度は温度計８にて測定す
る。

吸着塔１に導入された添加剤含有再生用循環ガスは、
イオン交換樹脂に吸着されている水分および1,1,1−ト
リクロロエタンまたはトリクロロエチレンを気化させて
含み、配管９を経由して冷却器10に導かれ予備冷却さ
れ、一部の水分および1,1,1−トリクロロエタンまたは
トリクロロエチレンが凝縮液として凝縮タンク13に回収
される。再生用循環ガスは続いて冷却器11に導かれ０℃
〜12℃に冷却され、水分および1,1,1−トリクロロエタ
ンまたはトリクロロエチレンが充分に凝縮され、凝縮液
として凝縮タンク13において分離回収され、一方再生用
循環ガスは配管14を経由してブロワー15により再度イオ
ン交換樹脂の再生に使用される。なお、冷却された再生
用循環ガスの温度は温度計12で測定し、また再生用循環
ガスを循環使用するときは、添加剤が所定の含有量とな
るよう調整する。

再生終了後は、吸着塔に通ずる再生用循環ガス配管の
内、吸着塔の入口および出口部分を閉鎖し、吸着塔を脱
水に再使用し、次段階の再生においては前記閉鎖部分を
開放し、同様の再生操作を行えばよい。そうする事によ
り、再生用循環ガスを系外に出さずに脱水と再生を繰り
返すことが出来、再生用循環ガスの浪費を防止すること
ができ、また再生用循環ガスを系外に放出する場合の1,
1,1−トリクロロエタンまたはトリクロロエチレンの損
失それらの回収操作および環境上の問題も解消される。

〔試験〕

以下、試験に基づいて本発明を更に詳細に説明する。

試験１〜４ 第１図と同様な装置を用い、イオン交換樹脂再生を行
った。主装置である吸着塔１は、イオン交換樹脂（ダイ
ヤイオンSKIB:三菱化成工業（株）製）７が充填され
た内容積15の吸着塔である。320ppmの水分を含有した
1,1,1−トリクロロエタンの脱水を流速90/hrで35時間
供給し脱水を行った後、イオン交換樹脂の再生を開始し
た。脱水により吸着した水分は約200g/（イオン交換
樹脂基準）であった。なお、脱水および再生装置はSUS3
04製である。

窒素11Nm³/hrを再生用循環ガス供給管５より供給し、
ブロワー６により循環してヒーター７（加熱源：スチー
ム，形式：エロフィン型）で80℃に加熱し、一方添加剤
を添加剤供給口15より供給し、加熱された再生用循環ガ
スに含有させ、添加剤を含有した再生用循環ガスを吸着
塔１に導入した。なお、各試料の添加剤の種類は第１表
の通りであり、各試験において再生用循環ガス中の添加
剤の含有量を第２表の通り変化して、各試験を繰り返し
た。

吸着塔１から水分および1,1,1−トリクロロエタンを
含有した再生用循環ガスを、配管９を経由して冷却器10
（冷媒：塩化カルシウム水溶液，形式：垂直型多管式，
温度−20℃）に導き、予備冷却し、ここで一部の水分お
よび1,1,1−トリクロロエタンを凝縮分離させ、凝縮液
は凝縮タンク13に回収した。

続いて再生用循環ガスは冷却器11（冷媒：塩化カルシ
ウム水溶液，形式：垂直型多管式，温度−20℃）に導
き、５℃に冷却し、水分および1,1,1−トリクロロエタ
ンを凝縮させ、凝縮液を凝縮タンク13に分離回収した。

一方、再生用循環ガスは配管14を経てブロワー６によ
りヒーター７に循環し、再度加熱してイオン交換樹脂の
再生に循環使用した。

上記のようにして連続７時間の再生を行った後、凝縮
タンクの水のPHを、繰り返し行った各種試験につき測定
した。その結果を第２表に示す。

〔試験５〜８〕 240ppmの水分を含有したトリクロロエチレンの脱水を
流速120/hrで35時間行い（吸着した水分量は約200g/
（イオン交換樹脂基準）、加熱温度を110℃とし、添
加剤の量を第３表の如く変化させた以外は、試験１〜４
と同様にしてトリクロロエチレンの脱水およびイオン交
換樹脂の再生を行った。

連続７時間の再生を行った後の凝縮タンクの水の各試
験のPHの測定結果を第３表に示す。

ハ）発明の効果 本発明によれば、水分を含有した1,1,1−トリクロロ
エタンまたはトリクロロエチレンをイオン交換樹脂で脱
水した後の、イオン交換樹脂の再生において、高い温度
で再生しても塩酸の生成が抑制され、装置、容器等の金
属の腐食がなく、短時間で効率的に、しかも安価な装置
で再生することが可能であり、また必要に応じてイオン
交換樹脂と接触後の再生用循環ガスを特定の温度に冷却
する場合は、複雑な装置を必要とせず、1,1,1−トリク
ロロエタンまたはトリクロロエチレンのイオン交換樹脂
による脱水とイオン交換樹脂の再生を連続的に長時間に
わたり効率よく行うことが出来、省エネルギーで、工業
的、経済的に優れた再生方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるイオン交換樹脂の再生方法にお
ける一実施態様のフローシートである。 １……吸着塔 ２……イオン交換樹脂 ５……再生用循環ガス供給管 ７……ヒーター 10.および11……冷却器 13……凝縮タンク 15……添加剤供給口

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水分を含有した1,1,1−トリクロロエタン
   またはトリクロロエチレンの脱水に使用されたイオン交
   換樹脂を再生用循環ガスにより再生するに際し、エポキ
   シド類0.02〜2.5容量％またはアンモニアもしくはアミ
   ン類0.005〜0.1容量％を含有した再生用循環ガスを用い
   ることを特徴とするイオン交換樹脂の再生方法。