JPS63205105A - 低分子量有機化合物水溶液の膜による濃縮方法 - Google Patents
低分子量有機化合物水溶液の膜による濃縮方法Info
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- JPS63205105A JPS63205105A JP3880987A JP3880987A JPS63205105A JP S63205105 A JPS63205105 A JP S63205105A JP 3880987 A JP3880987 A JP 3880987A JP 3880987 A JP3880987 A JP 3880987A JP S63205105 A JPS63205105 A JP S63205105A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
皮呈上立科叫立亘
本発明は、低分子量有機化合物、特に、エタノール、イ
ソプロパツール等の脂肪族低級アルコールや、アセトン
等の低級ジアルキルケトンの水溶液の膜による高濃度濃
縮方法に関する。
ソプロパツール等の脂肪族低級アルコールや、アセトン
等の低級ジアルキルケトンの水溶液の膜による高濃度濃
縮方法に関する。
従来■及血
従来、低分子量有機化合物、特に、エタノール、イソプ
ロパツール等の脂肪族低級アルコールや、アセトン等の
低級ジアルキルケトンに代表される低分子量有機化合物
を含む水溶液を濃縮するには、一般に、蒸留法が採、用
されている。
ロパツール等の脂肪族低級アルコールや、アセトン等の
低級ジアルキルケトンに代表される低分子量有機化合物
を含む水溶液を濃縮するには、一般に、蒸留法が採、用
されている。
しかし、この蒸留法は、気液の相転換をさせるために、
多大の熱エネルギーを要する。第２図は、このような蒸
留法による濃縮を示す。原料水溶液は予熱器１１にて予
め所定の温度に予熱されて、ポンプ１２にて蒸留塔１３
に供給され、加熱器１４による塔底１５でのの加熱によ
って蒸発し、所要の濃度に濃縮され、塔頂１６に流れて
、冷却器１７で冷却された後、塔頂液として濃縮液を得
る。
多大の熱エネルギーを要する。第２図は、このような蒸
留法による濃縮を示す。原料水溶液は予熱器１１にて予
め所定の温度に予熱されて、ポンプ１２にて蒸留塔１３
に供給され、加熱器１４による塔底１５でのの加熱によ
って蒸発し、所要の濃度に濃縮され、塔頂１６に流れて
、冷却器１７で冷却された後、塔頂液として濃縮液を得
る。
この蒸留法によれば、よく知られているように、塔底の
加熱部にて多大の熱エネルギーが必要とされる。
加熱部にて多大の熱エネルギーが必要とされる。
そこで、圧力を駆動力とする逆浸透膜による濃縮法も試
みられている。しかし、除去率の高い逆浸透膜を用いる
低分子量有機化合物の濃縮においては、濃縮が進行する
につれて、濃縮液の浸透圧が急激に高まるので、ｔａ
ｋ−Ｎには自ずから限界がある。例えば、濃度１５重量
％のエタノール水溶液の浸透圧は８０〜１００ ｋｇ／
ｃ１１！であって、膜透過液の浸透圧が無視し得る場合
には、上記浸透圧を越える高い圧力を必要とする。従っ
て、除去率の高い逆浸透膜を用いる逆浸透法によって、
低分子量有機化合物を含む水溶液を高倍率に濃縮するこ
とは、実用上、不可能である。
みられている。しかし、除去率の高い逆浸透膜を用いる
低分子量有機化合物の濃縮においては、濃縮が進行する
につれて、濃縮液の浸透圧が急激に高まるので、ｔａ
ｋ−Ｎには自ずから限界がある。例えば、濃度１５重量
％のエタノール水溶液の浸透圧は８０〜１００ ｋｇ／
ｃ１１！であって、膜透過液の浸透圧が無視し得る場合
には、上記浸透圧を越える高い圧力を必要とする。従っ
て、除去率の高い逆浸透膜を用いる逆浸透法によって、
低分子量有機化合物を含む水溶液を高倍率に濃縮するこ
とは、実用上、不可能である。
■が解゛ しようとする問題声
本発明は、低級アルコールやケトンに代表される低分子
量有機化合物を含む水溶液の濃縮における上記した問題
を解決するためになされたものであって、上記のような
水溶液を逆浸透法によって高濃度に濃縮することができ
る方法を提供することを目的とする。
量有機化合物を含む水溶液の濃縮における上記した問題
を解決するためになされたものであって、上記のような
水溶液を逆浸透法によって高濃度に濃縮することができ
る方法を提供することを目的とする。
朋ｌ塾【４解状Ｊ−Ｖだ予ｊど１段
本発明は、低分子量有機化合物水溶液の膜による濃縮方
法において、上記低分子量有機化合物に対する除去率が
３０〜８０％である逆浸透膜を備えた膜モジュールを第
１段の膜モジュールから透過液側と濃縮液側とに並列に
して多段に配列し、第１段の膜モジュールからの透過液
を順次、透過液側の次段の膜モジュールに供給し、濃縮
液を前段の膜モジュールに戻すと共に、第１段の膜モジ
ュールからの濃縮液を順次、濃縮液側の次段の膜モジュ
ールに供給し、透過液を前段の膜モジュールに戻し、か
くして、それぞれ最終段の膜モジュールから透過液及び
濃縮液を得ることを特徴とする。
法において、上記低分子量有機化合物に対する除去率が
３０〜８０％である逆浸透膜を備えた膜モジュールを第
１段の膜モジュールから透過液側と濃縮液側とに並列に
して多段に配列し、第１段の膜モジュールからの透過液
を順次、透過液側の次段の膜モジュールに供給し、濃縮
液を前段の膜モジュールに戻すと共に、第１段の膜モジ
ュールからの濃縮液を順次、濃縮液側の次段の膜モジュ
ールに供給し、透過液を前段の膜モジュールに戻し、か
くして、それぞれ最終段の膜モジュールから透過液及び
濃縮液を得ることを特徴とする。
本発明において、低分子量有機化合物とは、分子量が１
０００以下である有機化合物をいい、特に、本発明の方
法は、前述したように、エタノール、イソプロパツール
等の低級脂肪族アルコールや、アセトン等の低級ジアル
キルケトンの水溶液の濃縮に好適である。また、逆浸透
膜の除去率とは、温度２５℃、圧力３０ｋｇ／ｃＩ１１
の条件下に、濃度１重量％の水溶液を逆浸透処理したと
きに得られる除去率をいう。
０００以下である有機化合物をいい、特に、本発明の方
法は、前述したように、エタノール、イソプロパツール
等の低級脂肪族アルコールや、アセトン等の低級ジアル
キルケトンの水溶液の濃縮に好適である。また、逆浸透
膜の除去率とは、温度２５℃、圧力３０ｋｇ／ｃＩ１１
の条件下に、濃度１重量％の水溶液を逆浸透処理したと
きに得られる除去率をいう。
本発明の方法において用いる逆浸透膜は、濃縮すべき低
分子量有機化合物に対する除去率が３０〜８０％の範囲
にあり、好ましくは４０〜７０％の範囲にあり、このよ
うに、比較的、除去率の低い膜を用いることが重要であ
る。しかしながら、本発明の方法によれば、最終的には
、上記化合物の水溶液は、高濃度に濃縮されるので、か
かる高濃度水溶液に対して十分な耐久性を有することが
必要であり、かかる耐久性を有する膜として、例えば、
酢酸セルロース、ポリイミド、ポリアミド等からなる非
対称膜や、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
イミド等からなる限外濾過膜上にポリ尿素、ポリアミド
、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、スルホン化ポ
リスルホン等の超薄膜を形成させてなる複合膜を用いる
ことが好ましい。このような膜は、既に知られており、
上記した範囲の除去率を有する膜は、一部、市販されて
おり、本発明の方法においては、かかる市販されてしく
る膜を用いることができる。
分子量有機化合物に対する除去率が３０〜８０％の範囲
にあり、好ましくは４０〜７０％の範囲にあり、このよ
うに、比較的、除去率の低い膜を用いることが重要であ
る。しかしながら、本発明の方法によれば、最終的には
、上記化合物の水溶液は、高濃度に濃縮されるので、か
かる高濃度水溶液に対して十分な耐久性を有することが
必要であり、かかる耐久性を有する膜として、例えば、
酢酸セルロース、ポリイミド、ポリアミド等からなる非
対称膜や、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
イミド等からなる限外濾過膜上にポリ尿素、ポリアミド
、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、スルホン化ポ
リスルホン等の超薄膜を形成させてなる複合膜を用いる
ことが好ましい。このような膜は、既に知られており、
上記した範囲の除去率を有する膜は、一部、市販されて
おり、本発明の方法においては、かかる市販されてしく
る膜を用いることができる。
本発明の方法において用いる逆浸透膜は、前述したよう
に、？；縮すべき低分子量有機化合物に対する除去率が
３０〜８０％の範囲であることが必要である。除去率が
余りに低いときは、非常に多数の膜モジュールを必要と
し、効率及び費用のいずれの点においても好ましくなく
、他方、余りに高いときは、それぞれの段において高い
操作圧力を必要とし、かかる高い操作圧力に耐える逆浸
透膜を得ることが困難であるからである。
に、？；縮すべき低分子量有機化合物に対する除去率が
３０〜８０％の範囲であることが必要である。除去率が
余りに低いときは、非常に多数の膜モジュールを必要と
し、効率及び費用のいずれの点においても好ましくなく
、他方、余りに高いときは、それぞれの段において高い
操作圧力を必要とし、かかる高い操作圧力に耐える逆浸
透膜を得ることが困難であるからである。
また、本発明の方法において用いる膜モジュールの形態
は特に限定されるものではなく、スパイラル型、ホロー
ファイバー型、プレート・アンド・フレーム型等、任意
の形態の膜モジュールを用いることができる。
は特に限定されるものではなく、スパイラル型、ホロー
ファイバー型、プレート・アンド・フレーム型等、任意
の形態の膜モジュールを用いることができる。
以下に実施例を示す図面に基づいて、本発明の方法を詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は、第１段の膜モジュール１を含めて、膜モジュ
ール２及び３によって透過液側を３段に直列に接続する
と共に、濃縮液側についても、第１段の膜モジュール１
を含めて、膜モジュール４及び５によって３段に直列に
接続し、これら透過液側と濃縮液側とを合計５段に接続
してなる濃縮装置を示す。
ール２及び３によって透過液側を３段に直列に接続する
と共に、濃縮液側についても、第１段の膜モジュール１
を含めて、膜モジュール４及び５によって３段に直列に
接続し、これら透過液側と濃縮液側とを合計５段に接続
してなる濃縮装置を示す。
この装置においては、先ず、原液としての低分子量有機
化合物を含む水溶液は、ポンプ６にて第１段の膜モジュ
ール１に供給され、その透過液は、ポンプ７にて透過液
側の第２段の膜モジュール２に供給され、他方、濃縮液
は、濃縮液側の第２段の膜モジュール４に供給される。
化合物を含む水溶液は、ポンプ６にて第１段の膜モジュ
ール１に供給され、その透過液は、ポンプ７にて透過液
側の第２段の膜モジュール２に供給され、他方、濃縮液
は、濃縮液側の第２段の膜モジュール４に供給される。
透過液側の第２段の膜モジュール２からの透過液は、ポ
ンプ８にて更に第３段の膜モジュール３に供給され、こ
のようにして、透過液は、透過液側の膜モジュールを多
段に直列に通過して、最終的に透過液を得る。
ンプ８にて更に第３段の膜モジュール３に供給され、こ
のようにして、透過液は、透過液側の膜モジュールを多
段に直列に通過して、最終的に透過液を得る。
透過液側においては、各段の膜モジュールからの濃縮液
は、前段の膜モジュールに戻される。
は、前段の膜モジュールに戻される。
他方、第１段の膜モジュールｌからの濃縮液は、濃縮液
側の第２段の膜モジュール４に供給され、この第２段の
膜モジュール４からの透過液は、前段、即ち、第１段の
膜モジュール１にポンプ９にて戻される。濃縮液側の第
２段の膜モジュール４からの濃縮液は、次段、即ち、第
３段の膜モジュール５に供給され、第３段の膜モジュー
ル５からの透過液は、前段、即ち、第２段の膜モジュー
ル４にポンプ１０にて戻される。このようにして、濃縮
液は、第１段の膜モジュールから濃縮液側の膜モジュー
ルを多段に直列に通過して、最終段の膜モジュールから
所要の高濃度の濃縮液を得る。
側の第２段の膜モジュール４に供給され、この第２段の
膜モジュール４からの透過液は、前段、即ち、第１段の
膜モジュール１にポンプ９にて戻される。濃縮液側の第
２段の膜モジュール４からの濃縮液は、次段、即ち、第
３段の膜モジュール５に供給され、第３段の膜モジュー
ル５からの透過液は、前段、即ち、第２段の膜モジュー
ル４にポンプ１０にて戻される。このようにして、濃縮
液は、第１段の膜モジュールから濃縮液側の膜モジュー
ルを多段に直列に通過して、最終段の膜モジュールから
所要の高濃度の濃縮液を得る。
以上のように、本発明の方法においては、第１段の膜モ
ジュールから透過液側と濃縮液側とにそれぞれ多段に膜
モジュールを接続し、透過液側においては、それぞれの
段の透過液を次段の膜モジュールに供給すると共に、濃
縮液を前段の膜モジュールに戻し、他方、濃縮液側では
、それぞれの段の濃縮液を次段の膜モジュールに供給す
ると共に、透過液を前段の膜モジュールに戻し、それぞ
れ最終段の膜モジュールから透過液及び濃縮液を得るも
のである。
ジュールから透過液側と濃縮液側とにそれぞれ多段に膜
モジュールを接続し、透過液側においては、それぞれの
段の透過液を次段の膜モジュールに供給すると共に、濃
縮液を前段の膜モジュールに戻し、他方、濃縮液側では
、それぞれの段の濃縮液を次段の膜モジュールに供給す
ると共に、透過液を前段の膜モジュールに戻し、それぞ
れ最終段の膜モジュールから透過液及び濃縮液を得るも
のである。
衾皿曳塾来
ここに、本発明の方法において用いる逆浸１３Ｊｌｌは
、その濃縮すべき低分子量有機化合物に対する除去率が
比較的低いので、いずれの段の膜モジュールについても
、これに供給される低分子量有機化合物の原料水溶液と
透過液との間の濃度差はそれほど大きくはなく、従って
、原料水溶液と透過液との間の浸透圧の差もそれほど大
きくはない。
、その濃縮すべき低分子量有機化合物に対する除去率が
比較的低いので、いずれの段の膜モジュールについても
、これに供給される低分子量有機化合物の原料水溶液と
透過液との間の濃度差はそれほど大きくはなく、従って
、原料水溶液と透過液との間の浸透圧の差もそれほど大
きくはない。
その結果として、本発明の方法によれば、いずれの段に
おいても、それほど大きい操作圧力を必要としないで、
逆浸透処理による水溶液の濃縮処理を行なうことができ
、このように、各段においては、比較的低い操作圧力に
て多段に順次に濃縮処理を行ないながら、最終的に高濃
度の濃縮水溶液を得ることができる。
おいても、それほど大きい操作圧力を必要としないで、
逆浸透処理による水溶液の濃縮処理を行なうことができ
、このように、各段においては、比較的低い操作圧力に
て多段に順次に濃縮処理を行ないながら、最終的に高濃
度の濃縮水溶液を得ることができる。
大施貫
操作圧力８０ｋｇ／ｃａｌＯ下でイソプロパツールに対
する除去率が４０〜６０％、透過流量が０．１〜０．２
ｍ’／ｍ”・日であるポリアミド架橋超薄膜を有する複
合逆浸透膜を備えた膜モジュールを第１図に示したよう
に、５段の装置に構成した。
する除去率が４０〜６０％、透過流量が０．１〜０．２
ｍ’／ｍ”・日であるポリアミド架橋超薄膜を有する複
合逆浸透膜を備えた膜モジュールを第１図に示したよう
に、５段の装置に構成した。
この装置を用いて、原料として、濃度２０重量％のイソ
プロパツール水溶液を１０００１ｑｒ／ＩＩの割合で第
１段の膜モジュールに供給し、濃度６０重■％のイソプ
ロパツール水溶液を濃縮液として３３０ｋｇ／時の割合
で得た。
プロパツール水溶液を１０００１ｑｒ／ＩＩの割合で第
１段の膜モジュールに供給し、濃度６０重■％のイソプ
ロパツール水溶液を濃縮液として３３０ｋｇ／時の割合
で得た。
上記の濃縮処理によれば、所要動力は、各段の膜モジュ
ールに原料水溶液を供給するポンプのための動力のみで
あって、所要動力は、約２０ＨＰ（計算値１５）ＴＰ、
ポンプ効率が０．７）であった。
ールに原料水溶液を供給するポンプのための動力のみで
あって、所要動力は、約２０ＨＰ（計算値１５）ＴＰ、
ポンプ効率が０．７）であった。
他方、前述した蒸留法によって、効率は低いが、最も低
エネルギーで実施し得るように、還流比０（還流液量Ｏ
ｋｇ／時）として、脱法と同じ条件にて、イソプロパツ
ールを濃縮した。この蒸留法によれば、所要動力は約６
０ＨＰであった。但し、実際には、１７０ＨＰ必要であ
るが、熱回収等を加味して、発電効率を約１／３として
いる。
エネルギーで実施し得るように、還流比０（還流液量Ｏ
ｋｇ／時）として、脱法と同じ条件にて、イソプロパツ
ールを濃縮した。この蒸留法によれば、所要動力は約６
０ＨＰであった。但し、実際には、１７０ＨＰ必要であ
るが、熱回収等を加味して、発電効率を約１／３として
いる。
従って、脱法によれば、蒸留法に比べて、所要エネルギ
ー量を約１／３に低減することができる。
ー量を約１／３に低減することができる。
第１図は、本発明の方法を実施するための膜モジュール
構成の一例を示し、第２図は、蒸留法による水溶液の濃
縮を示す。 １〜５・・・膜モジュール、６〜１０・・・ポンプ、１
１・・・予熱器、１２・・・ポンプ、１３・・・蒸留塔
、１４・・・加熱器、１５・・・塔底、１６・・・塔頂
、１７・・・冷却器。 特許出願人 日東電気工業株式会社 ％、４’Ｌ−一 第２図
構成の一例を示し、第２図は、蒸留法による水溶液の濃
縮を示す。 １〜５・・・膜モジュール、６〜１０・・・ポンプ、１
１・・・予熱器、１２・・・ポンプ、１３・・・蒸留塔
、１４・・・加熱器、１５・・・塔底、１６・・・塔頂
、１７・・・冷却器。 特許出願人 日東電気工業株式会社 ％、４’Ｌ−一 第２図
Claims (1)
- （１）低分子量有機化合物水溶液の膜による濃縮方法に
おいて、上記低分子量有機化合物に対する除去率が３０
〜８０％である逆浸透膜を備えた膜モジュールを第１段
の膜モジュールから透過液側と濃縮液側とに並列にして
多段に配列し、第１段の膜モジュールからの透過液を順
次、透過液側の次段の膜モジュールに供給し、濃縮液を
前段の膜モジュールに戻すと共に、第１段の膜モジュー
ルからの濃縮液を順次、濃縮液側の次段の膜モジュール
に供給し、透過液を前段の膜モジュールに戻し、かくし
て、それぞれ最終段の膜モジュールから透過液及び濃縮
液を得ることを特徴とする低分子量有機化合物水溶液の
膜による濃縮方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3880987A JPS63205105A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 低分子量有機化合物水溶液の膜による濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3880987A JPS63205105A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 低分子量有機化合物水溶液の膜による濃縮方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63205105A true JPS63205105A (ja) | 1988-08-24 |
Family
ID=12535615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3880987A Pending JPS63205105A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 低分子量有機化合物水溶液の膜による濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63205105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011173035A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Tsukishima Kankyo Engineering Ltd | 目的物質の分離・回収方法および装置 |
| JP4868479B2 (ja) * | 1999-05-10 | 2012-02-01 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 広いモル質量分布を有し、水中に可溶性又は分散可能なアミノ基を有するポリマーの分別法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116695A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-04 | 科学技術庁原子力局長 | 放射性ヨウ素含有水溶液の処理法 |
| JPS61200813A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-05 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離装置 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3880987A patent/JPS63205105A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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