JPH0857204A - 複数成分の混合物を分離するための吸着−脱着法 - Google Patents

複数成分の混合物を分離するための吸着−脱着法

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JPH0857204A JP10861595A JP10861595A JPH0857204A JP H0857204 A JPH0857204 A JP H0857204A JP 10861595 A JP10861595 A JP 10861595A JP 10861595 A JP10861595 A JP 10861595A JP H0857204 A JPH0857204 A JP H0857204A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体吸着剤への成分の選択的な吸着−脱着に
より複数成分の液体混合物を分離するための吸着−脱着
法を、吸着剤床の間隙空間やマクロポアに存在している
非吸着物質を吸着物質で脱着工程中に実質的に汚染する
ことなく回収するように改良する。 【構成】 吸着成分で飽和された吸着成分を再生する際
に、第一段階で当該吸着剤床中の液体の非吸着成分を気
化させて回収し、そして第二段階で吸着剤床から吸着成
分を回収する二段階プロセスで再生を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液体混合物の2以上の
成分を分離するために使用される吸着剤床の再生のため
の二段階プロセスである。第一の段階において、吸着剤
床の間隙空間あるいはマクロポアに蓄積された非吸着且
つ未精製の液体を床から気化させて回収し、そして第二
の段階において、吸着された成分を吸着剤床から回収す
る。この方法は、非吸着成分の商業的価値が高い用途に
おいて特に有用である。それは、ハロシラン類から炭化
水素類を分離するのに用いられる吸着剤床を再生するの
に殊に有効である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】混合物
中の種の選択的吸着により気体混合物や液体混合物を分
離するための方法は、よく知られており、例えばKirk-O
thmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 第4
版,John Wiley and Sons, NY, Vol. 1, pp.493-600 で
検討されている。そのような方法が商業的に有効である
ためには、吸着物質の表面積が大きいことが必要であ
る。大きな表面積は典型的に、吸着物質が非常に多孔質
である場合に得られる。多孔質の物質の例には、活性
炭、カーボンモレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカ
ライト、シリカゲル等が含まれる。これらの多孔質吸着
剤を使用することにつきまとう共通の問題は、吸着され
た物質で飽和された後に、それらは吸着剤床のそれらの
間隙空間あるいはマクロポア中に有意の量の非吸着且つ
未精製の物質も含有していることである。飽和された床
を再生するための典型的な方法では、非吸着物質は吸着
された物質との混合物でもって床から回収される。
【0003】この再生方法は、追加の分離工程を採用し
ない限り有意量の非吸着物質を使用できなくしかねな
い。非吸着物質の経済的価値が高い状況においては、こ
の物質の損失は望ましくない。本発明の方法は、飽和さ
れた吸着剤床から、吸着された物質の脱着より先に非吸
着物質を取除く段階的なプロセスである。このようにし
て、吸着剤床の間隙空間やマクロポアに残っている非吸
着物質を、それにおける吸着物質の量を供給原料混合物
中に見られるそれらの量と同様の量にして回収すること
ができる。
【0004】米国特許第 4874524号明細書には、吸着工
程中に供給原料混合物のうちの少なくとも二つの成分を
吸着剤物質により吸着する方法が記載されている。それ
は、吸着される成分のうちの少なくとも二つのものの吸
着剤に対する親和力が異なる場合には、適切な温度の選
定による選択的脱着によってそれらを分離することがで
きることを具体的に教示している。
【0005】上述のKirk-Othmer の554 ページには、吸
着によりガス混合物を分離するために、同時の圧抜き工
程を利用して床の空隙に保持されている弱く吸着された
種の量を減らすことができることが明らかにされてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は、
2成分以上の液体混合物を分離するための二段階吸着−
脱着法である。この方法は、(A) 複数成分の液体混合物
を、この混合物から少なくとも一つの成分を選択的に吸
着しそしてこの混合物から少なくとも一つの成分を実質
的に吸着しない吸着剤床へ供給する工程、(B) 吸着剤床
から吸着された成分の減少した流出液を回収する工程、
(C) 吸着剤床を吸着された成分で実質的に飽和させる工
程、(D) この実質的に飽和した吸着剤床への複数成分の
液体混合物の供給を停止する工程、(E) そしてこの吸着
剤床を、第一段階で当該吸着剤床中の液体の非吸着成分
を気化させて回収し、そして第二段階で吸着剤床から吸
着された成分を回収する二段階プロセスで再生する工
程、を含む。
【0007】この方法は、複数成分のうちの少なくとも
一つのものの固体吸着剤への選択的な吸着−脱着により
複数成分の液体混合物を分離するための他の方法に優る
有意の改良である。本発明の方法は、吸着剤床が所望の
液体成分から不純物を吸着するのに用いられる状況にお
いて特に有効である。典型的には、そのような方法にお
いては、吸着剤を不純物で飽和させ、吸着剤床への供給
を停止し、そして吸着された成分を脱着させるのに十分
な熱を、又は熱と減圧との組み合わせを吸着剤床に適用
して、吸着剤床を再生する。このような標準的な方法で
遭遇する問題は、吸着剤床の間隙空間やマクロポアにか
なりの量の所望の非吸着成分も存在して、吸着された種
と一緒になって吸着剤床から回収されることである。大
抵は、この一緒になったもの又は混合物からその所望の
成分を回収することは可能でなく、あるいは経済的に実
現不能である。非吸着成分が実際上商業的に重要なもの
であるか、あるいは製造するのに費用がかかる場合に
は、この損失は実質的に商業的損失に相当しかねない。
【0008】本発明の発明者らは、標準的な吸着−脱着
法を、吸着剤床の間隙空間やマクロポアに存在している
非吸着物質を吸着された物質で脱着工程中に実質的に汚
染することなく回収するように改良することができるこ
とを見いだした。本発明の方法は、吸着剤床の温度と圧
力を、非吸着物質をその沸点より高く加熱しそしてそれ
を吸着剤床から吸着成分を実質的に脱着することなく回
収するように調節する第一の脱着段階を必要とする。
「実質的に脱着することなく」とは、この脱着法の段階
1から回収される物質中の非吸着成分と一緒になった吸
着成分がこの方法を単一段の再生法として実施した場合
よりも少ないことを意味する。
【0009】本発明の方法は、混合物のうちの少なくと
も一つの成分が吸着剤に吸着しそして他の成分がこの吸
着剤に実質的に吸着しない複数成分の任意の混合物を分
離するのに使用することができる。非吸着成分は、吸着
成分の実質的な脱着を引き起こさない条件下で吸着剤床
内において蒸発させることもできる。吸着剤に「実質的
に吸着しない」とは、吸着しない成分が吸着成分の吸着
中に吸着成分が減少した流出液として吸着剤床から回収
されることを意味する。
【0010】本発明の方法により申し分なく分離するこ
とができる液体混合物の例は、炭化水素類で汚染された
ハロシラン類の液体混合物である。この液体混合物は、
例えば、式Ra b SiCl4-a-b で表されるクロロシ
ラン類(式中のa=0〜3、b=0〜3、a+b=0〜
3であり、各Rは炭素原子数1〜12の一価の炭化水素基
から独立に選ばれる)を含む。ここでのRは、例えば、
メチル基、エチル基、プロピル基、tert−ブチル基、ビ
ニル基、アリル基及びフェニル基である。これらのクロ
ロシランは、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロ
ロシラン、ジメチルクロロシラン、フェニルメチルジク
ロロシラン、フェニルトリクロロシラン、トリクロロシ
ラン、テトラクロロシラン、及びビニルメチルジクロロ
シランである。このクロロシラン混合物から除去される
炭化水素は、蒸留工程後にクロロシラン中に典型的に微
量に見られるものである。クロロシラン中に存在する炭
化水素の具体的な種類は、特定のクロロシランとその分
離の経歴に依存する。炭化水素類には、飽和炭化水素、
不飽和炭化水素、及びハロゲン化炭化水素を含めること
ができる。
【0011】本発明の方法で有用な吸着剤は、当該技術
分野で知られているもののうちのいずれでもよい。例え
ば、それは活性炭、ゼオライト、シリカライト、カーボ
ンモレキュラーシーブ、シリカゲルその他同様のもので
よい。分離しようとする液体混合物が炭化水素で汚染さ
れたクロロシランである場合、吸着剤は活性炭、シリカ
ライト又はカーボンモレキュラーシーブから選ばれる。
【0012】吸着剤床が吸着成分で実質的に飽和された
なら、吸着剤床への供給を停止する。「実質的に飽和さ
れる」とは、吸着剤床の吸着可能成分を吸着する能力が
低下することを意味する。吸着成分で実質的に飽和され
た吸着剤床は二段階法で再生される。第一段階では、床
内の液体の非吸着成分を気化させて回収する。非吸着成
分の気化は、非吸着成分をその沸点より高く且つ吸着成
分が吸着剤床から脱着する温度より低い温度に加熱する
ことでなされる。例えば、非吸着成分がクロロシランで
ありそして吸着成分が炭化水素である場合には、非吸着
成分をこのクロロシランの沸点より高く且つ吸着された
炭化水素が脱着するより低い温度に加熱する。この第一
段階の間の流出液の組成は、液体供給混合物の組成と同
様である。
【0013】当業者は、吸着剤床の間隙空間又はマクロ
ポア内に含まれる非吸着物質の気化を引き起こすのに温
度と減圧との任意の組み合わせを使用することができる
ことを認めよう。吸着剤床の加熱は、標準的な方法によ
り、例えば外部もしくは内部加熱要素のようなものによ
り、あるいは加熱したスウィープガスを吸着剤床に通す
ことによって行うことができる。好ましい方法において
は、加熱した例えば窒素のような不活性ガスに吸着剤床
を通過させ、それにより非吸着成分をその沸点より高い
温度に加熱して、吸着剤床から気体成分を一掃する。
【0014】第一の脱着段階において吸着剤床から除去
された非吸着成分は、凝縮といったような標準的な方法
により回収することができる。この成分は、更に精製を
行うための吸着剤床への供給物として使用してもよい。
【0015】本発明の方法の第二の段階では、吸着され
た成分を吸着剤床から脱着しそして回収する。この第二
の工程における脱着の方法は、吸着床から成分を脱着す
ることについて当該技術分野で知られているいずれかの
方法である。この脱着は、高温、減圧、両者の組み合わ
せ、あるいは適当な液媒体への脱着により行うことがで
きる。好ましい方法では、脱着は加熱した不活性ガスを
用いて、脱着物質の脱着をなし遂げる温度で行われる。
例えば、本発明の方法を利用してクロロシラン類から炭
化水素汚染物を取り除く場合には、240℃より高い温
度の窒素ガスを流すことが吸着剤から炭化水素類を脱着
するための効果的な方法であることが分かっている。
【0016】当業者は、本発明の方法は、飽和した吸着
剤床の再生を可能にするように供給を吸着剤床間で切り
換えることによりこの方法を連続プロセスとして実施す
るのを可能にする2以上の吸着剤床を使用して実施する
ことができる、ということを認めよう。本発明の方法
は、実質的に飽和した吸着剤床の極めて効果的な二段階
の再生を達成するという点で、標準的なサーマル・スウ
ィング法を凌ぐ進んだものとして特に有効である。
【0017】
【実施例】本発明を例示するために次に掲げる例を提供
する。
【0018】米国ニューヨーク州Tarrytown のUOP社
の乾燥したPurasieve (商標)423シリカライト113
gをカラムに入れた。炭化水素類を4400ppm含有
しているトリメチルクロロシランの供給物を2.44m
l/hの流量でカラムへ供給した。カラムからの流出液
を、フレームイオン化検出器(FID)を使用するガス
クロマトグラフィーにより監視した。炭化水素の漏出が
起きるまで、カラムへの供給を継続した。加熱した窒素
を62cm3 /minで吸着剤床へ吹き込んで床の温度
を120℃に上昇させることにより、本発明の吸着剤床
の再生の段階1を実施した。直列の、−50℃と−68
℃の一組のコールドトラップで、脱着された物質を窒素
から凝縮させた。凝縮液がそれ以上生じなくなるまでパ
ージを続けた。この再生工程の開始時に吸着剤床に残っ
ていたものの約95%を、この第一の段階において凝縮
液として回収した。この段階1からの凝縮液のフレーム
イオン化検知器を使用したガスクロマトグラフィーによ
る分析から、6%の炭化水素濃度を有するトリメチルク
ロロシランの存在することが示された。加熱した窒素を
62cm3 /minで吸着剤床へ吹き込んで床の温度を
240℃に上昇させることにより、本発明の吸着剤床再
生法の段階2を実施した。脱着された物質を、段階1に
ついて説明したように集めて分析した。その結果得られ
た凝縮液は95%の炭化水素を含んでいた。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A) 複数成分の液体混合物を、この混合
    物から少なくとも一つの成分を選択的に吸着しそしてこ
    の混合物から少なくとも一つの成分を実質的に吸着しな
    い吸着剤床へ供給する工程、 (B) 吸着剤床から吸着成分の減少した流出液を回収する
    工程、 (C) 吸着剤床を吸着成分で実質的に飽和させる工程、 (D) 実質的に飽和した吸着剤床への上記複数成分の液体
    混合物の供給を停止する工程、 (E) そしてこの吸着剤床を、第一段階で当該吸着剤床中
    の液体の非吸着成分を気化させて回収し、そして第二段
    階で吸着剤床から吸着成分を回収する二段階プロセスで
    再生する工程、を含む、複数成分の混合物を分離するた
    めの吸着−脱着法。
  2. 【請求項2】 前記液体混合物がクロロシラン成分と炭
    化水素成分とを含み、当該炭化水素成分を前記吸着剤床
    へ選択的に吸着させ、そして工程(B)で吸着剤床から
    回収される流出液が炭化水素含有量の低下したクロロシ
    ランを含む、請求項1記載の方法。
JP10861595A 1994-05-05 1995-05-02 複数成分の混合物を分離するための吸着−脱着法 Withdrawn JPH0857204A (ja)

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