向沸石膜供应的被处理流体的处理方法技术

本发明专利技术提供一种对包含使沸石膜崩解的化合物的被处理流体高效地进行处理以不使沸石膜崩解的方法。该方法的特征在于，使采用液体混合物或气体混合物形成且包含使沸石膜(2)崩解的化合物的被处理流体(10)与含有与沸石膜(2)同种的沸石的颗粒(3、5)接触，该沸石的颗粒(3、5)被填充至具有沸石膜(2)的膜组件(1)内的沸石膜(2)的上游侧或设置在膜组件(1)的上游侧的前处理装置(4)内，使构成颗粒(3、5)的沸石崩解，从而使被处理流体(10)含有因崩解而产生的成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】向沸石膜供应的被处理流体的处理方法
本专利技术涉及一种使沸石膜延长寿命的被处理流体的处理方法。
技术介绍
近年来，作为从包含水等杂质的生物乙醇中分离水来精制高纯度的乙醇的方法、或者从被污染液体中将PCB等有害物质分离去除的方法，积极地采用使用了在抗热性及抗化学性方面优异的沸石膜的膜分离方法。在这些膜分离法的工业设备中，使沸石膜形成为圆筒状，配置多个沸石膜而成的膜组件为膜分离装置的构成单位，通过将多个膜组件串联地连结，使得选择透过性能(透过物浓度)维持得很高并且增大了处理能力(透过流量)。在这样的多个膜组件中，例如如果生物乙醇等被处理体含有有机酸或无机酸等使沸石膜崩解的成分，则可能阻碍膜分离操作，导致沸石膜崩解。配置在一个膜组件内的圆筒状沸石膜的个数约为38～4000个，在较短的期间内更换大量高价的沸石膜可能花费大量的费用以及大量的劳动力，导致膜分离的处理成本增大。因此，在通过膜组件进行分离处理之前，需要进行通过蒸馏等将使沸石膜崩解的成分从被处理体中分离去除的操作。但是，存在如下问题：蒸馏等单位操作的能量消耗量较多，而且未必能够充分地去除使沸石膜崩解的成分。专利文献1中提出，在使被处理体与沸石膜接触之前，通过使该被处理体和填充在与膜分离装置相独立的前处理装置内的沸石颗粒接触，来延长沸石膜的寿命。但是，为了进一步提高膜分离效率，并且进一步延长沸石膜的寿命，寻求更省力化、更高效地进行上述前处理的处理方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-35163号公报>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对包含使沸石膜崩解的化合物的被处理流体高效地进行处理以不使沸石膜崩解的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种向沸石膜供应的被处理流体的处理方法，所述被处理流体采用液体混合物或气体混合物形成，且包含使沸石膜崩解的化合物，所述处理方法的特征在于：将含有与所述沸石膜同种的沸石的颗粒填充至具有所述沸石膜的膜组件内的所述沸石膜的上游侧或设置在所述膜组件的上游侧的前处理装置内，使所述被处理流体与所述颗粒接触，使构成所述颗粒的沸石崩解，从而使所述被处理流体含有因崩解而产生的成分。本专利技术的向沸石膜供应的被处理流体的处理方法中，在膜组件内的沸石膜的上游侧或设置在膜组件的上游侧的前处理装置内填充含有与沸石膜同种的沸石的颗粒，使该颗粒与包含使沸石膜崩解的化合物的被处理流体接触，使构成颗粒的沸石崩解，从而使被处理流体含有因崩解而产生的成分，因此能够高效地进行处理以不使沸石膜崩解。作为使所述沸石膜崩解的化合物，能够列举选自以下物质中的至少一种：有机酸、无机酸、3-甲基-1-丁醇、乙缩醛、二甲基硫、二甲基亚砜，其含量为2000ppm以下即可。在所述被处理流体为液体混合物时，与所述颗粒接触的时间为60～600秒即可，另外，在所述被处理流体为气体混合物时，与所述颗粒接触的时间为1～60秒即可。附图说明图1是表示本专利技术的处理方法的实施方式的一例的示意性说明图。图2是表示本专利技术的处理方法所使用的前处理装置的一例的示意性说明图。图3是本专利技术的实施例1、2所使用的前处理装置的示意性说明图。图4是本专利技术的实施例3所使用的脱水系统的示意性说明图。附图标记说明1膜组件2分离膜3颗粒填充层4前处理装置5颗粒填充层10被处理流体11透过流体12浓缩流体13前处理流体具体实施方式在从包含水等杂质的生物乙醇中分离水的脱水过程中，通过将蒸馏和沸石膜的脱水进行组合，能够在提高脱水效率的同时削减脱水所需要的能量。从蒸馏工序向膜分离工序转移时将生物乙醇的乙醇浓度、即杂质浓度调节得较高，有利于削减消耗能量。但是，如果杂质中包含使沸石膜崩解的成分、例如有机酸、无机酸、3-甲基-1-丁醇、乙缩醛、二甲基硫、二甲基亚砜等且提高了杂质浓度，则无法利用沸石膜进行分离，并且可能使沸石膜在比较短的时间内崩解。本专利技术的处理方法是能够高效地对供应给使用沸石膜的膜分离处理的被处理流体进行处理以不使沸石膜崩解的方法。被处理流体采用液体混合物或气体混合物形成，包含使沸石膜崩解的化合物。作为被处理流体，例如能够例示由生物乙醇等生物质产业生成或副生成的溶液、工业有机废液、化学产业过程中的包含水的溶液、酯化反应等水成为副生成物的化学反应溶液、海水、盐湖水等，进一步，作为液体混合物或气体混合物的具体例，能够例示水和甲醇、乙醇、异丙醇等酒精类或乙酸、丙酸、丁酸等羧酸类的混合物、丙酮、甲乙酮等酮类、四氯化碳、三氯乙烯等卤化烃或所述羧酸类等有机溶液和所述酒精类的混合物、所述酒精类或羧酸类和苯、环己烷等芳香族类的混合物等。特别是，作为代表例，能够列举水-乙醇、水-丙醇、水-乙酸、水-甲基丙烯酸甲酯等脱水分离。作为使沸石膜崩解的化合物，能够例示有机酸、无机酸、3-甲基-1-丁醇、乙缩醛、二甲基硫、二甲基亚砜。优选这些杂质的含量在被处理流体中为2000ppm以下，更优选为10～1000ppm。通过使杂质的含量为2000ppm以下，在应用了本专利技术的处理方法的膜分离操作中，能够进一步延长沸石膜的寿命。另外，在被处理流体中的水浓度较高时，存在水成为使沸石膜崩解的化合物的情况。被处理流体中的水浓度例如为50重量％以上、优选为70重量％以上时，产生使沸石膜崩解的作用，但是通过应用了本专利技术的处理方法的膜分离操作，能够延长沸石膜的寿命。在膜分离方法中，通过使液体混合物与分离膜的单侧(供给侧)接触、而对相反侧(透过侧)进行减压，能够利用使特定的液体(透过物质)气化分离的渗透气化法(pervaporation)进行膜分离处理。另外，气体混合物或液体混合物以加热后的蒸气状态供给而与分离膜接触，能够利用对透过侧进行减压来分离特定蒸气的蒸汽渗透(vporpermeation)法进行膜分离处理。本专利技术的处理方法，通过使采用液体混合物或气体混合物形成的被处理流体和含有与沸石膜同种的沸石的颗粒接触，使构成颗粒的沸石崩解，从而使被处理流体含有因崩解而产生的成分。通过实施该处理，被处理流体即使与沸石膜接触，也能够不使沸石膜崩解。图1和图2是表示本专利技术的处理方法的实施方式的一例的示意性说明图。在图1中，3个膜组件1从上游侧向下游侧串联地连结。被处理流体10被供给至最上游侧的膜组件1，与分离膜2接触，透过分离膜2的透过流体11被移送至透过流体收集单元或制品罐(均未图示)。另外，未透过分离膜2的浓缩流体12被供给至下游侧的膜组件1，与分离膜2接触，进行分离成透过流体11和浓缩流体12的处理，与前述同样地移送、以及被进一步供给至下游的膜组件1。在该实施方式中，在最上游侧的膜组件1内的分离膜2的上游侧配置层3，该层3填充有含有与沸石膜2同种的沸石的颗粒。在图1中，沸石膜2用斜线概略表示，沸石膜2呈圆筒状，被处理流体10被供给至圆筒状沸石膜的外侧，透过流体11向圆筒状沸石膜的内侧透过时，在圆筒状沸石膜的外侧填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种向沸石膜供应的被处理流体的处理方法，所述被处理流体采用液体混合物或气体混合物形成，且包含使沸石膜崩解的化合物，所述处理方法的特征在于：/n将含有与所述沸石膜同种的沸石的颗粒填充至具有所述沸石膜的膜组件内的所述沸石膜的上游侧或设置在所述膜组件的上游侧的前处理装置内，使所述被处理流体与所述颗粒接触，使构成所述颗粒的沸石崩解，从而使所述被处理流体含有因崩解而产生的成分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190509 JP 2019-0890071.一种向沸石膜供应的被处理流体的处理方法，所述被处理流体采用液体混合物或气体混合物形成，且包含使沸石膜崩解的化合物，所述处理方法的特征在于：
将含有与所述沸石膜同种的沸石的颗粒填充至具有所述沸石膜的膜组件内的所述沸石膜的上游侧或设置在所述膜组件的上游侧的前处理装置内，使所述被处理流体与所述颗粒接触，使构成所述颗粒的沸石崩解，从而使所述被处理流体含有因崩解而产生的成分。


2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：
使所述沸石膜崩解的化合物是有机酸和/或无机酸，所述被处理流体含有2000ppm以下的所述化合物。

【专利技术属性】
技术研发人员：前川和也，
申请(专利权)人：三井易艾斯机械有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP