KR101559201B1 - 막 분리 장치 - Google Patents

막 분리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101559201B1
KR101559201B1 KR1020130069800A KR20130069800A KR101559201B1 KR 101559201 B1 KR101559201 B1 KR 101559201B1 KR 1020130069800 A KR1020130069800 A KR 1020130069800A KR 20130069800 A KR20130069800 A KR 20130069800A KR 101559201 B1 KR101559201 B1 KR 101559201B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
membrane
component
separation membrane
separator
stream
Prior art date
Application number
KR1020130069800A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140103804A (ko
Inventor
이상범
전문균
이성호
이종구
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to PCT/KR2014/001349 priority Critical patent/WO2014129801A1/ko
Priority to US14/652,689 priority patent/US10086325B2/en
Priority to CN201480003901.4A priority patent/CN104918683B/zh
Publication of KR20140103804A publication Critical patent/KR20140103804A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101559201B1 publication Critical patent/KR101559201B1/ko

Links

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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58—Multistep processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/144—Purification; Separation; Use of additives using membranes, e.g. selective permeation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00—Post-polymerisation treatments
    • C08F6/06—Treatment of polymer solutions
    • C08F6/12—Separation of polymers from solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141—Hydrocarbons
    • 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
    • B01D2053/221—Devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/25—Recirculation, recycling or bypass, e.g. recirculation of concentrate into the feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/263—Chemical reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2646—Decantation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02—Elements in series
    • B01D2317/022—Reject series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/08—Use of membrane modules of different kinds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2319/00—Membrane assemblies within one housing
    • B01D2319/06—Use of membranes of different materials or properties within one module
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/06—Polystyrene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 막 분리 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 분리 장치에 의하면, 작은 면적의 분리막을 이용하여 분리하고자 하는 성분을 고 선택도로 분리할 수 있어, 공정의 효율성 및 경제성을 탁월하게 향상시킬 수 있다.

Description

막 분리 장치{MEMBRANE SEPREATION APPARATUS}
본 출원은 막 분리 장치 및 방법에 관한 것이다.
막을 이용하여 기체 혼합물로부터 특정 기체를 선택적으로 분리하는 방법은 널리 알려진 기술이며, 1800년대 중반 T.Graham에 의하여 기체 분리막의 용해-확산 모델이 제시된 이 후, 기체 분리막에 대한 연구가 활발히 이루어져왔으나, 1980년대에 이르러 상용화 되어 다양한 분야에 적용되고 있다.
일반적으로, 비 다공성막을 통과하는 기체의 투과 현상은 T.Graham이 제시한 상기 용해-확산 모델을 이용하여 설명되는데, 이 경우, 각 기체 성분의 상대적인 확산계수 및 용해도 상수는 막을 구성하는 물질에 따라 서로 다르게 나타난다. 또한, 가장 바람직한 기체 분리막 소재는 높은 투과도와 높은 선택도를 동시에 나타내어야 하는 것으로 알려져 있다. Robeson(1991, J. Membr, Sci, 62, 165)은 투과도와 선택도 사이에는 상관관계가 있어 투과도가 증가하면 선택도가 감소하게 되고 반대로 선택도가 증가하면 투과도는 감소하게 되는 것을 밝혀내었으며, 이에 따라 상기 투과도와 선택도의 상관관계에 따른 상한선을 제안하고 있다. 상기 Robeson이 제안한 상한선을 초과하는 막 소재를 개발하는 것은 매우 어려우며 더구나 이를 상용화하는 것은 더더욱 어려운 과제로 알려져 있다.
따라서, 높은 투과도와 높은 선택도를 동시에 나타내는 분리막을 개발하는 것보다는, 압력차, 조성, 온도 등 기체 분리 공정 조건을 변경하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 상기 조건을 변경하는 것은 공정 조건을 변경해야 하므로, 비용이 많이 발생하는 문제점이 존재한다.
본 출원은 막 분리 장치 및 방법을 제공한다.
본 출원의 막 분리 장치는 직렬로 연결된 이종의 분리막을 포함한다. 예를 들면, 상기 분리 시스템은 제 1 분리막 및 상기 제 1 분리막 연결된 제 2 분리막과 같이, 둘 이상의 분리막을 포함한다. 예를 들면, 상기 막 분리 장치는, 공급 흐름 중에서 분리하고자 하는 성분에 대한 선택도가 상대적으로 높은 제 1 분리막 및 상기 제 1 분리막의 후단에 직렬로 연결되며, 분리하고자 하는 성분에 대한 선택도는 상대적으로 작으나 투과도가 제 1 분리막에 비하여 큰 제 2 분리막을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 분리 장치는, 공급 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막; 및 상기 제 1 비투과 흐름이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 분리막 및 제 2 분리막은, 전술한 바와 같이, 선택도 및 투과도가 상이할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 「직렬로 연결」은 상기 제 1 분리막 및 제 2 분리막의 투과 흐름 및 비투과 흐름이 상기와 같이 배출되도록 연결된 것을 의미한다.
본 명세서에서, 사용되는 용어 「선택도」는 분리막을 투과하는 둘 이상의 성분 중 특정 성분을 선택적으로 투과할 수 있는 정도를 의미하며, 또한, 본 명세서에서, 사용되는 용어 「투과도」는 분리막이 특정 성분을 투과시키는 투과 속도를 의미한다. 예를 들어, 성분 A 및 성분 B로 이루어진 2 성분의 혼합물 흐름이 분리막 장치로 유입되는 경우, 성분 A의 투과도를 PA, 성분 B의 투과도를 PB라고 나타낼 경우, 상기 성분 A의 투과도 PA는 하기 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다.
[수학식 1]
PA(GPU) = [표준 상태(STP)에서 혼합물 흐름 중 성분 A의 분리막 투과 부피 속도 × 106] / [분리막 면적×투과 흐름과 비투과 흐름의 압력차](cm3/cm2·s·cmHg)
상기에서 표준 상태는 0℃의 온도 및 1 기압의 압력 상태를 의미한다. 또한, 상기에서 투과 흐름은 분리막으로 유입되는 흐름 중 분리막을 통과하는 흐름을 의미하며, 상기 비투과 흐름은 상기 분리막으로 유입되는 흐름 중 분리막을 통과하지 않는 흐름을 의미한다.
또한, 성분 A 및 성분 B로 이루어진 2 성분의 혼합물 흐름이 분리막 장치로 유입되는 경우, 상기 성분 B에 대한 성분 A의 선택도는 하기 수학식 2에 의하여 계산될 수 있다.
[수학식 2]
αAB = PA/PB
일반적으로 막 분리 공정의 용량은 막의 면적과 관계되나, 분리막의 경우, 면적에 비례하여 가격이 큰 폭으로 상승하며, 고 선택도를 가지는 분리막의 경우, 투과도가 떨어져 넓은 면적의 분리막을 사용하여야 한다. 그러나 본 출원의 막 분리 장치에서는, 상기와 같이 분리하고자 하는 성분에 대한 선택도 및 투과도가 상이한 이종의 분리막, 예를 들면, 선택도가 상대적으로 높은 분리막을 전단에, 투과도가 상대적으로 큰 분리막을 후단에 직렬로 연결함으로써, 작은 면적의 분리막을 사용하고서도 고효율로 분리하고자 하는 성분의 분리가 가능하므로 경제적이고 효율적으로 공정을 운전할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서 첨부하는 도면을 참조하여 본 출원의 분리 장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 첨부되는 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 개략적인 것으로 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 상기 도면에 의하여 본 발명의 범위가 제한되지 아니한다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 출원의 막 분리 장치에서 기체 혼합물이 분리되는 과정을 상세히 설명한다. 도 1은 예시적인 상기 막 분리 장치의 제 1 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다. 하나의 예시에서, 도 1와 같이, 상기 막 분리 장치(1)의 상기 제 1 분리막 장치(10) 및 제 2 분리막 장치(20)는 선택도 및 투과도가 상이한 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)을 각각 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)은 하기 식 1을 만족할 수 있다.
[식 1]
α1 AB - α2 AB > 0
또한, 이와 동시에, 상기 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)은 하기 식 2를 만족할 수 있다.
[식 2]
P2 A - P1 A > 0
상기 식 1에서,
α1 AB는 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P1 A/P1 B)를 나타내고,
α2 AB는 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P2 A/P2 B)를 나타내며,
상기에서 P1 A 및 P1 B는 각각 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내고,
P2 A 및 P2 B는 각각 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내며,
상기에서 성분 A는 각 분리막에 유입되는 적어도 둘 이상의 성분 중 적어도 하나 이상의 분리 대상 성분을 나타내고, 성분 B는 각 분리막에 유입되는 적어도 둘 이상의 성분 중 상기 성분 A를 제외한 나머지 성분을 나타낸다.
또한, 이하에서, α1 AB, α2 AB, P1 A, P1 B, P2 A 및 P2 B는 상기에서 정의한 바와 동일하다.
본 출원에서는, 상기 식 1 및 2를 만족하도록 분리막(11, 21)을 직렬로 연결함으로써, 분리하고자 하는 성분을 고효율로 회수할 수 있으며, 고선택도를 가지는 제 1 분리막 하나만으로 막 분리 장치를 구성하는 경우에 비하여, 작은 단면적의 분리막을 사용하고도 분리하고자 하는 성분을 높은 회수율로 분리할 수 있으므로, 보다 경제적으로 기체 혼합물의 분리 공정을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 1에서 나타나듯이, 본 출원의 제 1 분리막 장치(10)로 공급 흐름(F1)이 유입되면, 상기 공급 흐름(F1)은 제 1 분리막(11)을 통과한 제 1 투과 흐름(F3)과 제 1 분리막(11)을 통과하지 않고, 배출되어 제 2 분리장치(20)로 유입되는 제 1 비투과 흐름(F2)으로 나뉘어 질 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 투과 흐름(F3)에는 제 2 분리막(21)에 비하여 상대적으로 성분 A에 대한 매우 높은 선택도 및 낮은 투과도를 가지는 제 1 분리막(11)을 통과하므로, 상기 제 1 투과흐름(F3)은 상대적으로 성분 A 가 농후한 흐름일 수 있다. 또한, 상기 제 1 비투과 흐름(F2)은, 제 2 분리막 장치(20)로 유입된 후에, 제 2 분리막(21)을 통과한 제 2 투과 흐름(F5)과 제 2 분리막(21)을 통과하지 않고 유출되는 제 2 비투과 흐름(F4)로 나뉘어 질 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 투과 흐름(F5)은, 제 1 분리막보다 상대적으로 선택도는 낮으나, 투과도는 높은 제 2 분리막(21)을 통과하므로, 제 1 투과 흐름(F3)에 비하여는 적지만, 상대적으로 성분 A가 농후한 흐름일 수 있다. 또한, 이러한 과정을 거쳐 최종적으로 유출되는 제 2 비투과 흐름(F4)에는 결과적으로 성분 A가 거의 포함되지 않을 수 있다. 상기에서, 사용되는 용어 「농후한 흐름」이란, 공급 흐름(F1)에 포함된 적어도 하나 이상의 분리 대상 성분 각각의 함량보다 제 1 투과 흐름(F3) 또는 제 2 투과흐름(F5)에 포함된 분리 대상 성분 각각의 함량이 더 높은 흐름을 의미하며, 제 1 투과 흐름(F3) 또는 제 2 투과흐름(F5)에 포함된 분리 대상 성분 각각의 함량이 예를 들어, 50 중량% 이상, 80 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 99 중량% 이상인 흐름을 의미할 수 있다.
또한 상기 막 분리 장치(1)는 상기 식 1 및 2를 만족하는 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)을 포함함과 동시에, 바람직하게는, 분리하고자 하는 물질, 특히 분리하고자 하는 성분에 대한 선택도가 1 보다 큰 분리막(11, 21)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1와 같이, 성분 A 및 각 분리막에 유입되는 적어도 둘 이상의 성분 중 상기 성분 A를 제외한 나머지 성분 B를 포함하는 공급 흐름(F1)이 막 분리 장치(1)로 유입되는 경우, 제 1 분리막(11)의 상기 성분 B에 대한 상기 성분 A의 선택도(α1 AB) 와 상기 제 2 분리막(21)의 상기 성분 B에 대한 상기 성분 A의 선택도(α2 AB)는 하기 식 3 및 식 4를 만족할 수 있다
[식 3]
α1 AB > 1
[식 4]
α2 AB > 1
상기 막 분리 장치(1)에서, 제 1 분리막(11)의 상기 성분 B에 대한 상기 성분 A의 선택도(α1 AB)와 상기 제 2 분리막(21)의 상기 성분 B에 대한 상기 성분 A의 선택도(α2 AB)가 상기 식 3 및 식 4를 만족함으로써, 분리하고자 하는 성분을 높은 선택도로 분리 및 회수할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 막 분리 장치(1)에 포함되는 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)은, 상기 식 1 및 2를 만족함과 동시에, 제 1 분리막(11)의 상기 성분 B의 투과도(P1 B) 및 제 2 분리막(21)의 상기 성분 B의 투과도(P2 B)는 하기 식 5를 만족할 수 있다.
[식 5]
P2 B - P1 B > 0
예를 들면, 상기 막 분리 장치(1)의 제 1 분리막(11)의 P1 A가 20, P1 B가 2 이고, 제 2 분리막(21)의 P2 A가 40, P2 B가 10일 경우, 제 1 분리막(11)의 α1 AB 값은 10, 제 2 분리막(21)의 α2 AB 값은 4가 되며, 따라서 α1 AB - α2 AB 의 값은 6으로 식 1을 만족하게 되고, 또한, P2 A - P1 A의 값은 20으로 식 2를 만족하게 된다. 한편, 이 경우, 식 3 및 식 4와 같이, α1 AB 및 α2 AB 는 모두 1보다 큰 값을 가지며, 또한, P2 B - P1 B의 값은 8로 식 5를 만족하게 된다.
본 출원의 막 분리 장치(1)에 사용되는 분리막 장치(10, 20)에 포함될 수 있는 분리막(11, 21)은 상기 식 1 및 2를 만족한다면, 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 다양한 종류의 분리막 중에서 분리하고자 하는 VOC 성분에 따라 선택하여 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 전술한 식 1 및 2를 만족하는 범위라면, 특별히 제한되는 것은 아니나, 제 1 분리막 장치(10)에 포함되는 제 1 분리막(11)의 투과도(P1 A) 및 제 2 분리막 장치(20)에 포함되는 제 2 분리막(21)의 투과도(P2 A)는 20 GPU 이상, 예를 들면, 30 GPU 이상, 40 GPU 이상, 바람직하게는 50 GPU 이상, 보다 바람직하게는 100 GPU 이상일 수 있다. 상기 제 1 분리막(11)의 투과도(P1 A) 및 제 2 분리막(21)의 투과도(P2 A)가 20 GPU 미만일 경우, 분리막의 처리용량이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 투과도의 상한은 특별히 제한되는 것은 아닌, 실제 적용 가능성을 고려할 때, 예를 들면, 100,000 GPU 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 전술한 식 1 및 2를 만족하는 범위라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 제 1 분리막(11)의 상기 성분 B에 대한 상기 성분 A의 선택도(α1 AB)와 상기 제 2 분리막(21)의 상기 성분 B에 대한 상기 성분 A의 선택도(α2 AB)는 10 이상, 예를 들면, 15 이상, 바람직하게는 20 이상, 보다 바람직하게는 30 이상일 수 있다. 상기 성분 A의 선택도(α1 AB)와 상기 제 2 분리막(21)의 상기 성분 B에 대한 상기 성분 A의 선택도(α2 AB)가 10 미만일 경우, 분리 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 막 분리 장치(1)는, 진공 펌프(40)을 포함할 수 있다. 상기 진공 펌프(40)는 상기 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)의 제 1 및 제 2 투과 흐름과 제 1 및 제 2 비투과 흐름에 대하여 압력 차를 제공하기 위하여, 본 출원의 분리 장치에 포함될 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았지만, 상기 막 분리 장치(1)는 공급 흐름이 상기 제 1 분리막(11)으로 유입되기 전에 상기 제 1 분리막으로 유입되는 흐름의 압력을 조절하기 위한 가압 장치, 예를 들면, 압축기(Compressor)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가압 장치에 의하여, 공급 흐름의 압력을 가압시킬 수 있으며, 이에 의하여, 상기 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)의 제 1 및 제 2 투과 흐름과 제 1 및 제 2 비투과 흐름에 대하여 압력 차를 제공할 수 있다.
도 2는 본 출원의 막 분리 장치의 제 2 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 나타나듯이, 예시적인 막 분리 장치는, 적어도 2 이상의 성분을 포함하는 공급 흐름이 유입되는 응축기(2); 상기 응축기에서 비응축된 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름(F3) 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름(F2)으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막(11); 및 상기 제 1 비투과 흐름(F2)이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름(F5) 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름(F4)으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막(21)을 포함한다. 또한, 상기 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)은 선택도 및 투과도가 상이할 수 있다.
상기 제 1 분리막(11) 및 상기 제 2 분리막(21)은 상기 막 분리 장치에서 전술한 식 1 내지 5를 만족할 수 있으며, 이에 따른 효과는 전술한 바와 동일하다.
하나의 예시에서, 도 2에 나타나듯이, 상기 막 분리 장치(1)는 응축기(2)를 포함할 수 있다. 상기 공급 흐름(F1)이 제 1 분리막(11)으로 유입되기 전에 응축기(2)를 통과함으로써, 분리하고자 하는 성분 중 응축 가능한 성분(F7)은 응축되어 사전 분리할 수 있으며, 응축되지 않은 기체 상태의 분리하고자 하는 성분과 비응축성 기체 혼합물의 혼합 기체만을 제 1 분리막(11)으로 유입시킴으로써, 사용되는 막의 면적을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 3은 본 출원의 막 분리 장치의 제 3 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 나타나듯이, 예시적인 막 분리 장치는, 공급 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름(F3) 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름(F2)으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막(11); 상기 제 1 비투과 흐름(F2)이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름(F5) 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름(F4)으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막(21); 및 상기 제 1 투과 흐름(F3) 및 상기 제 2 투과 흐름(F5)을 기상 흐름(F6) 및 액상 흐름으로 분리하고, 상기 분리된 기상 흐름을 배출하며, 상기 기상 흐름(F6)이 상기 공급 흐름(F1) 또는 제 1 비투과 흐름(F2)과 함께 상기 제 1 분리막(11) 및/또는 제 2 분리막(21)으로 유입되도록 상기 제 1 분리막(11)의 전단 및/또는 상기 제 1 분리막(11)과 상기 제 2 분리막(21) 사이에 연결된 기액 분리기(30)를 포함한다. 또한, 상기 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)은 선택도 및 투과도가 상이할 수 있다.
상기 제 1 분리막(11) 및 상기 제 2 분리막(21)은 상기 막 분리 장치에서 전술한 식 1 내지 5를 만족할 수 있으며, 이에 따른 효과는 전술한 바와 동일하다.
하나의 예시에서, 도 3에 나타나듯이, 상기 막 분리 장치(1)는 기액 분리기(30)를 포함할 수 있다. 상기 기액 분리기(30)에 막 분리 장치(1)의 제 1 투과 흐름(F3) 및 제 2 투과흐름(F5)이 유입될 수 있으며, 상기 기액 분리기(30)에서는, 제 1 투과흐름(F3) 및 제 2 투과흐름(F5)에 포함된 성분을 기액 분리하여, 분리된 기상 성분의 흐름(F6)을 상기 제 1 분리막(11) 및/또는 상기 제 2 분리막(21)으로 재유입하여, 재분리할 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 막 분리 장치(1)가 상기 기액 분리기(30)를 포함할 경우, 상기 분리된 기상 성분(F6)을 막 분리 공정에 재사용함으로써 공정에서 회수되는 성분의 양을 극대화 하는 효과가 있다.
하나의 예시에서, 비록 도시되지는 않았지만, 상기 막 분리 장치는 압력 조절 장치, 예를 들면, 가압 또는 감압 장치를 추가로 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 기액 분리기는, 상기 기상 흐름(F6)이 상기 제 1 분리막(11)으로 유입되기 전에 상기 기상 흐름(F6)을 가압시키기 위한 가압 장치를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 가압 장치는 압축기(compressor)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 1 분리막(11)으로 유입되는 공급 흐름(F1) 및 상기 제 2 분리막(21)으로 유입되는 제 1 비투과 흐름(F2)은 상압의 기상 흐름(F6)보다 높은 압력 상태의 고압 흐름이며, 따라서, 상압의 상기 기상 흐름(F6)은, 제 1 분리막(11)으로 공급되는 공급 흐름(F1) 및 제 2 분리막(21)으로 유입되는 제 1 비투과 흐름(F2)에 혼합되기 전에, 상기 가압 장치를 통해 상기 공급 흐름(F1) 및/또는 상기 제 1 비투과 흐름(F2)과 동일한 압력으로 조절될 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 상기 압력 조절 장치는, 감압 장치일 수 있으며, 예를 들어 상기 막 분리 장치(1)는 제 1 비투과 흐름(F2)을 감압시키는 감압 장치, 예를 들면, 상기 제 1 비투과 흐름(F2)이 흐르는 배관에 설치된 컨트롤 밸브를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 도 3에 도시되듯이, 기액 분리기(30)는, 상기 기액 분리기(30)에서 배출되는 기상 흐름(F6)이 제 2 분리막(21)으로 유입되도록 연결될 수 있다. 상기 상압의 상기 기상 흐름(F6)을 제 1 분리막(11)으로 유입하기 위해서는, 전술한 가압 장치를 별도로 설치하여야 하므로, 추가적인 비용이 발생하나, 상기와 같이, 제 1 비투과 흐름(F2)을 감압 장치를 통하여, 상압으로 압력을 조절함으로써, 추가적인 가압 장치를 설치하지 않고도, 상기 분리된 기상 성분(F6)을 막 분리 공정에 재사용함으로써 공정에서 회수되는 성분의 양을 극대화 하는 효과가 있다.
도 4는 본 출원의 막 분리 장치의 제 4 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 나타나듯이, 예시적인 막 분리 장치는, 적어도 2 이상의 성분을 포함하는 공급 흐름이 유입되는 응축기(2); 상기 응축기에서 비응축된 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름(F3) 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름(F2)으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막(11); 상기 제 1 비투과 흐름(F2)이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름(F5) 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름(F4)으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막(21); 및 상기 제 1 투과 흐름(F3) 및 상기 제 2 투과 흐름(F5)을 기상 흐름(F6) 및 액상 흐름으로 분리하고, 상기 분리된 기상 흐름을 배출하며, 상기 기상 흐름(F6)이 상기 공급 흐름(F1) 또는 제 1 비투과 흐름(F2)과 함께 상기 제 1 분리막(11) 및/또는 제 2 분리막(21)으로 유입되도록 상기 제 1 분리막(11)의 전단 및/또는 상기 제 1 분리막(11)과 상기 제 2 분리막(21) 사이에 연결된 기액 분리기(30)를 포함한다. 또한, 상기 제 1 분리막(11) 및 제 2 분리막(21)은 선택도 및 투과도가 상이할 수 있다.
상기 제 1 분리막(11) 및 상기 제 2 분리막(21)은 상기 막 분리 장치에서 전술한 식 1 내지 5를 만족할 수 있으며, 이에 따른 효과는 전술한 바와 동일하다.
하나의 예시에서, 도 4에 나타나듯이, 상기 막 분리 장치(1)는 응축기(2), 기액 분리기(30) 및 압력 조절 장치를 포함할 수 있으며, 이에 따른 효과는 전술한 바와 동일하다.
본 출원의 막 분리 장치는 다양한 분리 공정에 이용될 수 있으며, 예를 들면, 발포성 폴리스티렌(Expandable Polystylene, EPS) 제조 공정에 사용될 수 있다.
EPS 제조 공정 시스템에 본 출원의 막 분리 장치(1)를 이용함으로써, EPS 제조 시에 발포제로 사용되는 펜탄을 저비용으로 분리 및 회수할 수 있으며, 이에 따라 친환경적인 EPS의 제조 공정을 실현 가능하고, 분리된 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound, VOC)를 재생하여 EPS 제조 공정에 재사용함으로써 생산 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
하나의 예시에서, 상기 EPS 제조 공정 시스템은, 상기 막 분리 장치(1) 이외에도 반응기(Reactor)를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 반응기에서는 예를 들면, 폴리스티렌 비드가 중합되며, 상기 반응기는 또한, 발포 기체기체인 휘발성 유기 화합물(VOC), 예를 들면 펜탄 기체가 충전된 컬럼(column)일 수 있다.
상기 발포 기체는 상기 폴리스티렌 비드와 접촉하고 상기 폴리스티렌 비드 내로 함침되며, 미함침된 발포 기체는 후술할 비응축성 기체와 함께 후술할 배출 장치를 통하여 상기 반응기에서 배출될 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 상기 반응기에는 비응축성 기체를 공급하는 비응축성 기체 공급 장치가 상기 반응기에 연결되어 있을 수 있으며, 상기 비응축성 기체 공급 장치에서 공급된 비응축성 기체는 상기 미함침된 발포 기체와 함께 상기 반응기에서 배출되어, 막 분리 장치로 유입될 수 있다. 예를 들면, 상기 미함침된 발포 기체 및 비응축성 기체는 상기 반응기의 비응축성 기체 공급 장치가 연결된 부분의 타측에 연결된 배출 장치를 통하여 배출될 수 있으며, 예를 들면, 상기 배출 장치에서 배출된 기체 흐름(F1)은, 전술한 막 분리 장치(1)로 유입되는 공급 흐름(F1)일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 EPS 제조 공정 시스템은 상기 막 분리 장치(1) 및 EPS 반응기, 비응축성 공급 장치 및 배출 장치 이외에도, 응축기(Condenser)(2), 증류 장치(distillation apparatus), 흡착기(adsorber), 흡수기(absorber) 또는 기액 분리기(30)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 응축기(2)는 상기 배출 장치에서 배출된 기체가 유입되도록 상기 배출 장치에 연결될 수 있다. 상기 공급 흐름이 제 1 분리막(11)으로 유입되기 전에 응축기를 통과함으로써, 분리하고자 하는 성분 중 응축 가능한 성분은 응축되어 사전 분리할 수 있으며, 비응축된 기체 상태의 성분과 비응축성 기체 혼합물의 혼합 기체만을 제 1 분리막(11)으로 유입시킴으로써, 사용되는 막의 면적을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 예시적인 상기 EPS 제조 시스템은, 축열식 연소 장치(RTO)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 RTO는 상기 막 분리 장치를 통과한 후에도 남아 있을 수 있는 잔류 VOC 성분이 대기 중으로 유출되는 것을 방지하기 위한 연소 장치로서 본 출원의 EPS 제조 시스템에 포함될 수 있다.
본 출원은 또한, 막 분리 방법에 대한 것이다.
하나의 예시에서, 상기 막 분리 방법은, 성분 A 및 성분 B를 포함하는 공급 흐름을 제 1 분리막(11)으로 공급하여 상기 제 1 분리막(11)을 통과한 제 1 투과 흐름(F3) 및 상기 제 1 분리막(11)을 통과하지 않은 제 1 비투과 흐름(F2)을 배출하는 단계; 및 상기 제 1 비투과 흐름(F2)을 제 2 분리막(21)으로 공급하여 상기 제 2 분리막(21)을 통과한 제 2 투과 흐름(F5) 및 상기 제 2 분리막(21)을 통과하지 않은 제 2 비투과 흐름(F4)을 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 분리막(11) 및 상기 제 2 분리막(21)은 상기 막 분리 장치에서 전술한 식 1 내지 5를 만족할 수 있으며, 이에 따른 효과는 전술한 바와 동일하다.
하나의 예시에서, 상기 막 분리 방법은, 성분 A 및 성분 B를 포함하는 공급 흐름(F1)을 제 1 분리막(11)에 공급하기 전에 응축시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 공급 흐름(F1)을 제 1 분리막(11)에 공급하기 전에 응축기(3)에 유입시켜 응축시키고, 상기 공급 흐름(F1) 중 응축된 흐름(F7)을 분리할 수 있으며, 또한 상기 공급 원료 중 비응축된 흐름은 제 1 분리막(11)으로 공급할 수 있다. 상기 공급 흐름(F1)을 제 1 분리막(11)으로 유입되기 전에 응축시킴으로써, 분리하고자 하는 성분 중 응축 가능한 성분은 응축되어 사전 분리할 수 있으며, 비응축된 기체 상태의 성분과 비응축성 기체 혼합물의 혼합 기체만을 제 1 분리막(11)으로 유입시킴으로써, 사용되는 막의 면적을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 하나의 예시에서, 본 출원의 막 분리 방법에서는, 제 1 투과 흐름(F3) 및 제 2 투과 흐름(F5)을 기액 분리기(30)에 유입시켜 액상 흐름 및 기상 흐름으로 분리할 수 있으며, 상기 분리된 기상 흐름(F6)을 제 1 분리막(11) 및/또는 제 2 분리막(21)으로 공급하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 기액 분리기(30)에 막 분리 장치(1)의 제 1 투과 흐름(F3) 및 제 2 투과흐름(F5)을 유입시킴으로써, 상기 기액 분리기(30)에서는, 제 1 투과흐름(F3) 및 제 2 투과흐름(F5)에 포함된 성분을 기액 분리할 수 있다. 또한, 분리된 기상 성분의 흐름(F6)을 상기 제 1 분리막(11) 또는 상기 제 2 분리막(21)으로 재유입하여, 재분리할 수 있다. 이 경우, 상기 분리된 기상 성분(F6)을 막 분리 공정에 재사용함으로써 공정에 사용되는 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.
하나의 예시에서, 상기 분리된 기상 흐름(F6)을 제 1 분리막(11) 및/또는 제 2 분리막(21)으로 공급하는 단계는, 상기 분리된 기상 흐름(F6)을 공급 흐름의 압력과 동일한 압력으로 가압하여 제 1 분리막(11) 및/또는 제 2 분리막(21)으로 공급하여 수행될 수 있다. 상기 제 1 분리막(11)으로 유입되는 공급 흐름(F1) 및 제 2 분리막(21)으로 유입되는 제 1 비투과 흐름(F2)은 상압의 기상 흐름(F6)보다 높은 압력 상태의 고압 흐름이며, 따라서, 상압의 상기 기상 흐름(F6)은, 제 1 분리막(11)으로 공급되는 공급 흐름(F1) 및/또는 제 2 분리막(21)으로 유입되는 제 1 비투과 흐름(F2)에 혼합되기 전에, 가압 장치, 예를 들면 압축기를 통해 상기 공급 흐름(F1) 및 제 1 비투과 흐름(F2)과 동일한 압력으로 조절될 수 있다.
또한, 하나의 예시에서, 상기 분리된 기상 흐름(F6)을 제 1 분리막(11) 및/또는 제 2 분리막(21)으로 공급하는 단계는, 제 1 비투과 흐름(F2)을 분리된 기상 흐름(F6)과 동일한 압력으로 감압하고, 상기 감압된 제 1 비투과 흐름(F2) 및 상기 분리된 기상 흐름(F6)을 제 2 분리막(21)으로 공급하여 수행될 수 있다. 상기 상압의 상기 기상 흐름(F6)을 제 1 분리막(11)으로 유입하기 위해서는, 전술한 가압 장치를 별도로 설치하여야 하므로, 추가적인 비용이 발생하나, 상기와 같이, 제 1 비투과 흐름(F2)을 감압 장치를 통하여, 상압으로 압력을 조절함으로써, 추가적인 가압 장치를 설치하지 않고도, 상기 분리된 기상 성분(F6)을 막 분리 공정에 재사용함으로써 공정에서 회수되는 성분의 양을 극대화 하는 효과가 있다.
본 출원의 막 분리 방법은 다양한 분야에 이용될 수 있으며, 예를 들면, 발포성 폴리스티렌(EPS)의 제조 공정에 이용될 수 있다. 예를 들면, 상기 EPS 제조공정은 전술한 막 분리 방법을 포함함으로써, EPS 제조 시에 발포제로 사용되는 펜탄을 저비용으로 분리 및 회수할 수 있으며, 이에 따라 친환경적인 EPS의 제조 공정을 실현 가능하고, 분리된 VOC를 재생하여 EPS 제조 공정에 재사용함으로써 생산 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 막 분리 장치에 의하면, 작은 면적의 분리막을 이용하여 분리하고자 하는 성분을 고 선택도로 분리할 수 있어, 공정의 효율성 및 경제성을 탁월하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 출원의 예시적인 막 분리 장치의 제 1 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 4는 본 출원의 예시적인 막 분리 장치의 다양한 실시 형태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 출원의 비교예에서 사용되는 막 분리 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
1 개의 분리막 만을 포함하는 막 분리 장치를 이용한 펜탄의 분리
비교예 1
펜탄 및 질소가 혼합된 기체(펜탄 함량 12.7 몰%)를 계기 압력 4.0 kgf/cm2, 4.1 kg/hr의 유량으로 펜탄 기체에 대하여 고 선택도를 가지는 제 1 분리막 만을 포함하는 도 5와 같은 막 분리 장치에 유입시켜 막 분리 공정을 수행하였다. 수학식 1에 의하여 계산된 제 1 분리막의 펜탄(성분 A) 및 질소(성분 B)의 투과도는 각각 P1 A = 56.2 GPU 및 P1 B = 0.5 GPU이며, 수학식 2에 의하여 계산된 제 1 분리막의 질소(성분 B)에 대한 펜탄(성분 A)의 선택도 α1 AB = 115 이었다. 이 경우, 제 1 분리막을 투과하지 않고 배출되는 제 1 비투과 흐름 내의 펜탄의 함량은 3.9 몰%로 측정되었으며, 하기 수학식 3에 의하여 계산된 막 분리 장치의 펜탄(성분 A)의 회수율은 72%로 계산되었다.
[수학식 3]
회수율(%) = 회수된 성분 A의 유량(kg/hr)/유입된 성분 A의 유량(kg/hr)×100.
비교예 2
펜탄 및 질소가 혼합된 기체(펜탄 함량 12.9 몰%)를 계기 압력 4.0 kgf/cm2, 3.8 kg/hr의 유량으로 펜탄 기체에 대하여 고 투과도를 가지는 제 2 분리막 만을 포함하는 도 6과 같은 막 분리 장치에 유입시킨 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 막 분리 공정을 수행하였다. 수학식 1에 의하여 계산된 제 2 분리막의 펜탄(성분 A) 및 질소(성분 B)의 투과도는 각각 P1 A = 244.5 GPU 및 P1 B = 3.3 GPU이며, 수학식 2에 의하여 계산된 제 2 분리막의 질소(성분 B)에 대한 펜탄(성분 A)의 선택도 α1 AB = 73.4 이었다. 이 경우, 제 2 분리막을 투과하지 않고 배출되는 제 2 비투과 흐름 내의 펜탄의 함량은 0.4 몰%로 측정되었으며, 수학식 3에 의하여 계산된 막 분리 장치의 펜탄(성분 A)의 회수율은 97%로 계산되었다.
선택도 및 투과도가 상이한 2개의 분리막을 포함하는 막 분리 장치를 이용한 펜탄의 분리
실시예 1
펜탄 및 질소가 혼합된 기체(펜탄 함량 13.4 몰%)를 계기 압력 4.0 kgf/cm2, 4.1 kg/hr의 유량으로 상기 비교예 1에서 사용한 제 1 분리막 및 상기 비교예 2에서 사용한 제 2 분리막을 도 1과 같이 연결한 막 분리 장치에 유입시킨 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 막 분리 공정을 수행하였다. 제 2 분리막을 투과하지 않고 배출되는 제 2 비투과 흐름 내의 펜탄의 함량은 0.2 몰%로 측정되었으며, 수학식 3에 의하여 계산된 막 분리 장치의 펜탄(성분 A)의 회수율은 99%로 계산되었다.
실시예 2
펜탄 및 질소가 혼합된 기체(펜탄 함량 20.0 몰%, 기체 온도 51℃)를 계기 압력 4.0 kgf/cm2, 11.2 kg/hr의 유량으로 도 2와 같이 응축기로 유입시켜 응축시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 막 분리 공정을 수행하였다. 상기 응축기에서 유출되는 응축된 흐름 (F7)은 별도로 분리하고, 비응측된 발포 기체 흐름(펜탄 함량 13.1 몰%, 기체 온도 15℃)을 6.4 kg/hr의 유량으로 상기 제 1 분리막 및 제 2 분리막을 도 2와 같이 연결한 막 분리 장치에 유입하였다.
응축기에서 회수된 펜탄(성분 A)의 회수율은 59%로 계산되었다. 또한, 제 2 분리막을 투과하지 않고 배출되는 제 2 비투과 흐름 내의 펜탄의 함량은 0.7 몰%로 측정되었으며, 상기 수학식 3에 의하여 계산된 막 분리 장치의 펜탄(성분 A)의 회수율은 95%로 계산되었다. 결과적으로 응축기 및 막 분리 장치를 이용한 전체 펜탄 회수율은 98%로 측정되었다.
실시예 3
펜탄 및 질소가 혼합된 기체(펜탄 함량 28.4 몰%, 기체 온도 53℃)를 계기 압력 4.5 kgf/cm2, 9.7 kg/hr의 유량으로 도 4와 같이 응축기로 유입시켜 응축시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 막 분리 공정을 수행하였다. 상기 응축기에서 유출되는 응축된 흐름 (F7)은 별도로 분리하고, 비응측된 발포 기체 흐름(펜탄 함량 12.2 몰%, 기체 온도 15℃)을 6.5 kg/hr의 유량으로 상기 제 1 분리막, 제 2 분리막 및 기액 분리기를 도 4와 같이 연결한 막 분리 장치에 유입하였다.
응축기에서 회수된 펜탄(성분 A)의 회수율은 66%로 계산되었다. 또한, 제 2 분리막을 투과하지 않고 배출되는 제 2 비투과 흐름 내의 펜탄의 함량은 0.036 몰%로 측정되었으며, 수학식 3에 의하여 계산된 막 분리 장치의 펜탄(성분 A)의 회수율은 99.8%로 계산되었다. 결과적으로 응축기 및 막 분리 장치를 이용한 전체 펜탄 회수율은 99.9%로 측정되었다.
1: 막 분리 장치
10: 제 1 분리막 장치
11: 제 1 분리막
20: 제 2 분리막 장치
21: 제 2 분리막
30: 기액 분리기
40: 진공 펌프
2: 응축기
F1: 공급 흐름
F2: 제 1 비투과 흐름
F3: 제 1 투과 흐름
F4: 제 2 비투과 흐름
F5: 제 2 투과 흐름
F6: 분리된 기상 성분의 흐름
F7: 응축기에서 유출되는 응축된 흐름

Claims (24)

  1. 적어도 2 이상의 성분을 포함하는 공급 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막; 및
    상기 제 1 비투과 흐름이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막을 포함하고,
    상기 제 1 분리막과 제 2 분리막은 선택도 및 투과도가 상이하며,
    상기 제 1 분리막 및 상기 제 2 분리막은 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 1]
    α1 AB - α2 AB > 0
    [식 2]
    P2 A - P1 A > 0
    상기 식 1에서,
    α1 AB는 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P1 A/P1 B)를 나타내고,
    α2 AB는 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P2 A/P2 B)를 나타내며,
    상기에서 P1 A 및 P1 B는 각각 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내고,
    P2 A 및 P2 B는 각각 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내며,
    상기에서 성분 A는 각 분리막에 유입되는 성분 중 분리 대상 성분을 나타내고, 성분 B는 각 분리막에 유입되는 성분 중 상기 성분 A를 제외한 나머지 성분을 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 분리막 및 제 2 분리막은 하기 식 3 및 식 4를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 3]
    α1 AB > 1
    [식 4]
    α2 AB > 1
    상기 식 3 및 식 4에서 α1 AB 및 α2 AB는 제 1 항에서 정의한 바와 같다.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 분리막의 P1 A 및 제 2 분리막의 P2 A는 20 GPU 이상인 막 분리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 분리막의 α1 AB 및 제 2 분리막의 α2 AB는 10 이상인 막 분리 장치.
  6. 적어도 2 이상의 성분을 포함하는 공급 흐름이 유입되는 응축기;
    상기 응축기에서 비응축된 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막; 및
    상기 제 1 비투과 흐름이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막을 포함하고,
    상기 제 1 분리막과 제 2 분리막은 선택도 및 투과도가 상이하며,
    상기 제 1 분리막 및 상기 제 2 분리막은 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 1]
    α1 AB - α2 AB > 0
    [식 2]
    P2 A - P1 A > 0
    상기 식 1에서,
    α1 AB는 상기 제 1 분리막에 유입되는 비응축된 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P1 A/P1 B)를 나타내고,
    α2 AB는 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P2 A/P2 B)를 나타내며,
    상기에서 P1 A 및 P1 B는 각각 상기 제 1 분리막에 유입되는 비응축된 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내고,
    P2 A 및 P2 B는 각각 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내며,
    상기에서 성분 A는 각 분리막에 유입되는 성분 중 분리 대상 성분을 나타내고, 성분 B는 각 분리막에 유입되는 성분 중 상기 성분 A를 제외한 나머지 성분을 나타낸다.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서, 제 1 분리막 및 제 2 분리막은 하기 식 3 및 식 4를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 3]
    α1 AB > 1
    [식 4]
    α2 AB > 1
    상기 식 3 및 식 4에서 α1 AB 및 α2 AB는 제 6 항에서 정의한 바와 같다.
  9. 공급 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막;
    상기 제 1 비투과 흐름이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막; 및
    상기 제 1 투과 흐름 및 상기 제 2 투과 흐름을 기상 흐름 및 액상 흐름으로 분리하고, 상기 분리된 기상 흐름을 배출하며, 상기 기상 흐름이 상기 공급 흐름 또는 제 1 비투과 흐름과 함께 상기 제 1 분리막 및/또는 제 2 분리막으로 유입되도록 상기 제 1 분리막의 전단 및/또는 상기 제 1 분리막과 상기 제 2 분리막 사이에 연결된 기액 분리기를 포함하고,
    상기 제 1 분리막과 제 2 분리막은 선택도 및 투과도가 상이하며,
    상기 제 1 분리막 및 상기 제 2 분리막은 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 1]
    α1 AB - α2 AB > 0
    [식 2]
    P2 A - P1 A > 0
    상기 식 1에서,
    α1 AB는 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P1 A/P1 B)를 나타내고,
    α2 AB는 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P2 A/P2 B)를 나타내며,
    상기에서 P1 A 및 P1 B는 각각 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내고,
    P2 A 및 P2 B는 각각 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내며,
    상기에서 성분 A는 각 분리막에 유입되는 성분 중 분리 대상 성분을 나타내고, 성분 B는 각 분리막에 유입되는 성분 중 상기 성분 A를 제외한 나머지 성분을 나타낸다.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서, 제 1 분리막 및 제 2 분리막은 하기 식 3 및 식 4를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 3]
    α1 AB > 1
    [식 4]
    α2 AB > 1
    상기 식 3 및 식 4에서 α1 AB 및 α2 AB는 제 9 항에서 정의한 바와 같다.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 기액 분리기에서 배출되는 기상 흐름이 상기 제 1 분리막 및/또는 제 2 분리막으로 유입되기 전에 상기 기상 흐름을 가압시키는 가압 장치를 추가로 포함하는 막 분리 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 제 1 비투과 흐름을 감압시키는 감압 장치를 추가로 포함하며, 기액 분리기는, 상기 기액 분리기에서 배출되는 기상 흐름이 제 1 비투과 흐름과 함께 제 2 분리막으로 유입되도록 연결된 막 분리 장치.
  14. 적어도 2 이상의 성분을 포함하는 공급 흐름이 유입되는 응축기;
    상기 응축기에서 비응축된 흐름이 제 1 분리막으로 유입되어 상기 제 1 분리막을 통과하는 제 1 투과 흐름 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않는 제 1 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 1 분리막;
    상기 제 1 비투과 흐름이 제 2 분리막으로 유입되어 상기 제 2 분리막을 통과하는 제 2 투과 흐름 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않는 제 2 비투과 흐름으로 나뉘어 배출되는 제 2 분리막; 및
    상기 제 1 투과 흐름 및 상기 제 2 투과 흐름을 기상 흐름 및 액상 흐름으로 분리하고, 상기 분리된 기상 흐름을 배출하며, 상기 기상 흐름이 상기 공급 흐름 또는 제 1 비투과 흐름과 함께 상기 제 1 분리막 및/또는 제 2 분리막으로 유입되도록 상기 제 1 분리막의 전단 및/또는 상기 제 1 분리막과 상기 제 2 분리막 사이에 연결된 기액 분리기를 포함하고,
    상기 제 1 분리막과 제 2 분리막은 선택도 및 투과도가 상이하며,
    상기 제 1 분리막 및 상기 제 2 분리막은 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 1]
    α1 AB - α2 AB > 0
    [식 2]
    P2 A - P1 A > 0
    상기 식 1에서,
    α1 AB는 상기 제 1 분리막에 유입되는 비응축된 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P1 A/P1 B)를 나타내고,
    α2 AB는 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P2 A/P2 B)를 나타내며,
    상기에서 P1 A 및 P1 B는 각각 상기 제 1 분리막에 유입되는 비응축된 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내고,
    P2 A 및 P2 B는 각각 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내며,
    상기에서 성분 A는 각 분리막에 유입되는 성분 중 분리 대상 성분을 나타내고, 성분 B는 각 분리막에 유입되는 성분 중 상기 성분 A를 제외한 나머지 성분을 나타낸다.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서, 제 1 분리막 및 제 2 분리막은 하기 식 3 및 식 4를 만족하는 막 분리 장치:
    [식 3]
    α1 AB >1
    [식 4]
    α2 AB > 1
    상기 식 3 및 식 4에서 α1 AB 및 α2 AB는 제 14 항에서 정의한 바와 같다.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 기액 분리기에서 배출되는 기상 흐름이 상기 제 1 분리막 및/또는 제 2 분리막으로 유입되기 전에 상기 기상 흐름을 가압시키는 가압 장치를 추가로 포함하는 막 분리 장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 제 1 비투과 흐름을 감압시키는 감압 장치를 추가로 포함하며, 기액 분리기는, 상기 기액 분리기에서 배출되는 기상 흐름이 제 1 비투과 흐름과 함께 제 2 분리막으로 유입되도록 연결된 막 분리 장치.
  19. 성분 A 및 성분 B를 포함하는 공급 흐름을 제 1 분리막으로 공급하여 상기 제 1 분리막을 통과한 제 1 투과 흐름 및 상기 제 1 분리막을 통과하지 않은 제 1 비투과 흐름을 배출하는 단계; 및
    상기 제 1 비투과 흐름을 제 2 분리막으로 공급하여 상기 제 2 분리막을 통과한 제 2 투과 흐름 및 상기 제 2 분리막을 통과하지 않은 제 2 비투과 흐름을 배출하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 분리막 및 제 2 분리막은 하기 식 1 및 식 2를 만족하는 막 분리 방법:
    [식 1]
    α1 AB - α2 AB > 0
    [식 2]
    P2 A - P1 A > 0
    상기 식 1에서,
    α1 AB는 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P1 A/P1 B)를 나타내고,
    α2 AB는 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 B에 대한 성분 A의 선택도(P2 A/P2 B)를 나타내며,
    상기에서 P1 A 및 P1 B는 각각 상기 제 1 분리막에 유입되는 공급 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내고,
    P2 A 및 P2 B는 각각 상기 제 2 분리막에 유입되는 제 1 비투과 흐름 중 존재하는 성분 A 및 성분 B의 투과도를 나타내며,
    상기에서 성분 A는 각 분리막에 유입되는 성분 중 분리 대상 성분을 나타내고, 성분 B는 각 분리막에 유입되는 성분 중 상기 성분 A를 제외한 나머지 성분을 나타낸다.
  20. 제 19 항에 있어서, 제 1 분리막 및 제 2 분리막은 하기 식 3 및 식 4를 만족하는 막 분리 방법:
    [식 3]
    α1 AB > 1
    [식 4]
    α2 AB > 1
    상기 식 3 및 식 4에서 α1 AB 및 α2 AB는 제 19 항에서 정의한 바와 같다.
  21. 제 19 항에 있어서, 성분 A 및 성분 B를 포함하는 공급 흐름을 제 1 분리막에 공급하기 전에 응축시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 공급 흐름 중 응축된 흐름을 분리하고 비응축된 흐름을 상기 제 1 분리막으로 공급하는 막 분리 방법.
  22. 제 19 항에 있어서, 제 1 투과 흐름 및 제 2 투과 흐름을 기액 분리기에 유입시켜 액상 흐름 및 기상 흐름으로 분리하고, 상기 분리된 기상 흐름을 제 1 분리막 및/또는 제 2 분리막으로 공급하는 단계를 추가로 포함하는 막 분리 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 분리된 기상 흐름을 가압하여 제 1 분리막 및/또는 제 2 분리막으로 공급하는 막 분리 방법.
  24. 제 22 항에 있어서, 제 1 비투과 흐름을 감압하고, 상기 감압된 제 1 비투과 흐름 및 상기 분리된 기상 흐름을 제 2 분리막으로 공급하는 막 분리 방법.
KR1020130069800A 2013-02-19 2013-06-18 막 분리 장치 KR101559201B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2014/001349 WO2014129801A1 (ko) 2013-02-19 2014-02-19 막 분리 장치
US14/652,689 US10086325B2 (en) 2013-02-19 2014-02-19 Membrane separation device
CN201480003901.4A CN104918683B (zh) 2013-02-19 2014-02-19 薄膜分离装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130017624 2013-02-19
KR1020130017624 2013-02-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140103804A KR20140103804A (ko) 2014-08-27
KR101559201B1 true KR101559201B1 (ko) 2015-10-12

Family

ID=51747995

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130069800A KR101559201B1 (ko) 2013-02-19 2013-06-18 막 분리 장치
KR1020130069799A KR101569246B1 (ko) 2013-02-19 2013-06-18 발포성 폴리스티렌의 제조 장치 및 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130069799A KR101569246B1 (ko) 2013-02-19 2013-06-18 발포성 폴리스티렌의 제조 장치 및 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10086325B2 (ko)
KR (2) KR101559201B1 (ko)
CN (1) CN104918683B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101664363B1 (ko) * 2015-02-05 2016-10-11 충남대학교산학협력단 발포형 이온교환 필터 및 그 제조 방법
US10335733B2 (en) * 2015-09-21 2019-07-02 Fujifilm Manufacturing Europe B.V. Gas separation process
US10335734B2 (en) * 2015-09-21 2019-07-02 Fujifilm Manufacturing Europe B.V. Gas separation process
FR3063437B1 (fr) * 2017-03-02 2019-03-29 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Installation et procede pour le traitement par permeation membranaire d'un flux gazeux d'alimentation comprenant du methane et du dioxyde de carbone
EP3695897A1 (en) 2019-02-12 2020-08-19 Haffmans B.V. System and method for separating a gas mixture

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020152889A1 (en) 2000-05-19 2002-10-24 Baker Richard W. Gas separation using organic-vapor-resistant membranes in conjunction with organic-vapor-selective membranes
US20040099138A1 (en) * 2002-11-21 2004-05-27 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et Membrane separation process
KR100711237B1 (ko) 2006-06-09 2007-04-25 한국에너지기술연구원 흡착제가 충진된 분리막 및 이를 이용한 이산화탄소 분리방법

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4203734A (en) * 1976-03-16 1980-05-20 Ceagfilter Und Entstaubungstechnik Gmbh Method and apparatus for the selective adsorption of vaporous or gaseous impurities from other gases
JPS5699422A (en) * 1980-01-10 1981-08-10 Toyo Soda Mfg Co Ltd Separation of plasma albumin
US4659343A (en) * 1985-09-09 1987-04-21 The Cynara Company Process for separating CO2 from other gases
US4772295A (en) 1986-05-27 1988-09-20 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method for recovering hydrocarbon vapor
US4936887A (en) 1989-11-02 1990-06-26 Phillips Petroleum Company Distillation plus membrane processing of gas streams
US5569381A (en) * 1995-05-24 1996-10-29 Spokane Industries, Inc. Upflow clarifier
JP3552084B2 (ja) * 1997-05-29 2004-08-11 日東電工株式会社 円偏光分離板、その製造方法、光学素子、偏光光源装置及び液晶表示装置
FR2770150B1 (fr) * 1997-10-29 1999-11-26 Commissariat Energie Atomique Membranes creuses a tubes capillaires, modules de traitement de fluide les utilisant et leurs procedes de fabrication
CN1153099C (zh) * 1998-08-27 2004-06-09 日石三菱株式会社 真正性识别***及真正性识别薄膜的使用方法
US20020195250A1 (en) * 2001-06-20 2002-12-26 Underdown David R. System and method for separation of hydrocarbons and contaminants using redundant membrane separators
ITMI20012706A1 (it) * 2001-12-20 2003-06-20 Enichem Spa Procedimento per la produzione di granuli di polimeri termoplastici espandibili ed apparecchiatura adatta allo scopo
US6565626B1 (en) * 2001-12-28 2003-05-20 Membrane Technology And Research, Inc. Natural gas separation using nitrogen-selective membranes
US6986802B2 (en) * 2003-08-28 2006-01-17 Bp Corporation North America Inc. Selective separation of fluid compounds utilizing a membrane separation process
US7158299B2 (en) * 2003-09-26 2007-01-02 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Projection screen and projection system comprising the same
US20060081524A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Amitava Sengupta Membrane contactor and method of making the same
JP4765478B2 (ja) * 2005-08-23 2011-09-07 富士ゼロックス株式会社 積層型光変調素子の駆動方法、および積層型光変調素子の駆動装置
CN100490944C (zh) * 2007-06-06 2009-05-27 江苏莱顿宝富塑化有限公司 聚苯乙烯生产中真空尾气的吸收方法
CN201337877Y (zh) * 2008-11-04 2009-11-04 江苏莱顿宝富塑化有限公司 聚苯乙烯生产中尾气的吸收集合装置
US9630141B2 (en) * 2009-02-20 2017-04-25 Cameron Solutions, Inc. Membrane filter element with multiple fiber types
NZ606488A (en) * 2010-07-01 2014-05-30 Evonik Fibres Gmbh Process for separation of gases
EP2811296B1 (en) * 2012-02-03 2022-03-30 Daicel Corporation Chromatography medium
US20150273388A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Ube Industries, Ltd. Gas separation system and enriched gas production method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020152889A1 (en) 2000-05-19 2002-10-24 Baker Richard W. Gas separation using organic-vapor-resistant membranes in conjunction with organic-vapor-selective membranes
US20040099138A1 (en) * 2002-11-21 2004-05-27 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et Membrane separation process
KR100711237B1 (ko) 2006-06-09 2007-04-25 한국에너지기술연구원 흡착제가 충진된 분리막 및 이를 이용한 이산화탄소 분리방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20150321140A1 (en) 2015-11-12
KR20140103804A (ko) 2014-08-27
US10086325B2 (en) 2018-10-02
KR20140103803A (ko) 2014-08-27
KR101569246B1 (ko) 2015-11-13
CN104918683A (zh) 2015-09-16
CN104918683B (zh) 2016-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101559201B1 (ko) 막 분리 장치
KR102005593B1 (ko) 기체 분리 방법
US10913027B2 (en) CO2 separation device in gas and its membrane separation method and method for controlling membrane separation of CO2 separation device in gas
AU690723B2 (en) Organic and inorganic vapor permeation by countercurrent condensable sweep
EP0778068B1 (en) Process for the dehydration of a gas
US10765995B2 (en) Helium recovery from gaseous streams
JPH04277007A (ja) 気体流から蒸気を除去するための膜分離方法および装置
KR101858190B1 (ko) 아산화질소 함유 기체 혼합물로부터 아산화질소의 회수 및 정제공정
KR970706051A (ko) 반투막을 이용한 다단계 가스 분리방법(multiple stage semi-permeable membrane gas separation process)
CN104941394B (zh) 气体分离***及富化气体的制造方法
KR100879129B1 (ko) 가스 분리 방법 및 장치
KR101658448B1 (ko) 천연가스에 포함된 산성가스 및 수분 제거를 위한 다단계 혼성 장치 및 방법
US10377696B2 (en) Method and apparatus for purification of dimethyl carbonate using pervaporation
JPH06277456A (ja) 膜を用いた液体混合物の透過蒸発と蒸溜による共沸分離方法
US10427996B2 (en) Fermentation hydrocarbon gas products separation via membrane
JP3727552B2 (ja) パーフルオロ化合物ガスの分離回収装置
CN114436259B (zh) 一种环氧乙烷/乙二醇装置的尾气回收的方法和装置
KR102247285B1 (ko) 멤브레인 공정 및 증류 공정을 포함하는 하이브리드 가스 분리 공정
KR102273078B1 (ko) Gtl 합성공정에서 분리막을 이용한 이산화탄소 분리방법
JPH04284814A (ja) ガス分離装置
Peinemann et al. Separation of organic vapors from air with membranes
JPH0549841A (ja) 凝縮性有機蒸気の回収方法
CN117138517A (zh) 一种低水溶VOCs气体回收并精制有机溶剂的工艺
JPH0386210A (ja) 有機溶剤蒸気混合気体の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181001

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 5