Método de recuperación de vapor orgánico
Descripción general
 Un material polimérico obtenido mediante el injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi grupo sililo poli 1,2-butadieno en la membrana de separación de gas compuesto principalmente mediante el suministro de un gas mixto que contiene una permeación de vapor orgánico el lado de alimentación de la membrana de separación de gas Y recuperando el líquido como líquido al proporcionar una presión diferencial entre el líquido y el líquido. ] En comparación con membrana de separación de gas convencional, membranas de separación de gas se utilizan en la presente invención tiene la propiedad de separación de vapor orgánico de alto, y es posible recuperar un vapor orgánico a una eficacia extremadamente alta ya que la excelente resistencia a los disolventes Se convirtió
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de separación y recuperación de vapores orgánicos, hidrocarburos insaturados, aromáticos particularmente, los hidrocarburos alifáticos, saturados o, hidrocarburos halogenados, cetonas, alcoholes, tales como ésteres de ácidos carboxílicos gas que contiene el vapor de un disolvente orgánico, por ejemplo, se refiere a un método para el vapor de disolvente orgánico según el aire eficientemente separado y recuperado.
Antecedentes
Relativamente aire que contiene una alta concentración de vapores orgánicos, por ejemplo, o de la máquina de limpieza de tales componentes electrónicos o piezas de metal, de la máquina de limpieza en seco, o una gran cantidad descargada desde el depósito de petróleo.
Por ejemplo, tricloroetano ampliamente utilizado como un disolvente de limpieza para los componentes de metal, en forma de vapor se calienta en la lavadora, se han utilizado, se descargan a la atmósfera desde la abertura superior de la lavadora como una alta concentración del vapor, el Como resultado, destruye la capa de ozono, lo que lleva a la destrucción del medio ambiente a escala mundial.
Por lo tanto, para recuperar los vapores orgánicos a partir de una mezcla de gas que comprende un vapor de disolvente orgánico (en adelante, vapores orgánicos), un método de uso de una membrana de separación de gas hecha de silicona (JP-A-1 236 918) se sabe, la separación de gas Pero no tenía suficiente eficiencia económica debido a su baja separabilidad a los vapores orgánicos.
Tarea de solución
La presente invención es que la separación del vapor orgánico es alta, también proporciona un proceso de recuperación de vapor orgánico muy eficiente con membranas de separación de gas están suficientemente tiene resistencia a los disolventes.
Solución
Para lograr el objeto anterior, la presente invención tiene la siguiente configuración.
Una membrana de separación de gas compuesto principalmente de material de polímero injertado que comprende un grupo alcoxisililo o un grupo sililo acetoxi 'poli 1,2-butadieno, el suministro de un gas mixto que contiene un vapor orgánico, y el lado de alimentación de la membrana de separación de gas proporcionando un diferencial de presión entre el lado del permeado, en un proceso de recuperación de vapor orgánico. 'la presente invención y la recuperación del líquido, significa un vapor del disolvente orgánico es un vapor orgánico.
En la presente invención, incluyen poli 1,2-butadieno y 1,2 lazos de 90% o más sindiotáctico tiene un peso molecular promedio de más de 100.000, la cristalinidad de un polímero termoplástico de 15 a 35%, por ejemplo, Se vende bajo el nombre comercial JSR RB de Japan Synthetic Rubber.
En la presente invención, el material polimérico formado por injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi grupo sililo poli 1,2-butadieno, por reacción de un compuesto que tiene un poli 1,2-butadieno con un grupo alcoxisililo o acetoxysilyl grupo se refiere a un material polimérico obtenido mediante el injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxysilyl grupos ya sea en el poli 1,2-butadieno. En el que el compuesto capaz de injerto de un poli grupo alcoxisililo 1,2 butadieno, o un compuesto que tiene un grupo funcional y un grupo alcoxisililo capaz de reaccionar con los grupos vinilo de la poli 1,2-butadieno, o poli 1,2-butadieno con hidrógeno Puede plantearse un compuesto que tiene un grupo vinilo y un grupo alcoxisililo capaz de retirarse para efectuar una reacción de adición.
Ejemplos del compuesto que tiene un grupo funcional y un grupo alcoxisililo capaz de reaccionar con los grupos vinilo de la poli 1,2-butadieno, y el compuesto aminosilano cizallamiento alcoxi como tener el compuesto alkoxyhydrosilane o un grupo alcoxi y un grupo ciano que tiene un grupo alcoxi e hidrógeno Tu puedes Los ejemplos específicos de tales compuestos, trimetoxisilano, trietoxisilano, tripropoxysilane, aminosilano cizallamiento trimetoxisilano, aminosilano trietoxicianúrico, se pueden mencionar un aminosilano cizallamiento tripropoxy, un silano grupos alcoxi e hidrógeno , O un compuesto que tiene un grupo alcoxi y un grupo ciano en el silano, no está limitado a esto.
Se puede mencionar vinil silanos alcoxi como un compuesto que tiene un grupo vinilo y un grupo alcoxisililo que pueden poli 1,2 butadieno hidrógeno retirado por reacción de adición.
Ejemplos específicos de los silanos de vinilo alcoxi, vinil trimetoxisilano, trietoxisilano de vinilo, y vinil tris (2-metoxietoxi) silano.
En el que el compuesto capaz de injerto acetoxysilyl grupo poli 1,2 butadieno, se menciona acetoxi compuesto aminosilano cizallamiento o acetoxi silanos hidroeléctricas que tienen silanos acetoxi vinilo o grupo acetoxysilyl y un grupo ciano que tiene acetoxi grupo sililo y un grupo vinilo Tu puedes hacer
Para sintetizar el material polimérico formado por injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi grupo sililo poli 1,2 butadieno compuesto y un polibutadieno 1,2 apropiada con un compuesto o acetoxi grupo sililo que tiene el antes mencionado grupo alcoxisililo Y disolviéndolo en un solvente, y sometiéndolo a una reacción de adición a una temperatura de alrededor de 30 200 ° C. As, es necesario ser un disolvente que los compuestos lisan con compuesto o grupo sililo acetoxi tener poli 1,2-butadieno y un grupo alcoxisililo incluyen disolventes orgánicos que son adecuados para dicha reacción, hexano, Ciclohexano, xileno y similares. Esta reacción de adición se lleva a cabo preferiblemente en un gas inerte.
La relación de injerto del grupo alcoxisililo o sililo acetoxi grupo poli 1,2-butadieno es preferiblemente de 0,01 a 10% en moles, y aún más preferiblemente de 0,1% 5 mol. Es inferior a 0,01% en moles, la densidad de reticulación de la membrana de separación de vapor orgánica obtenida en el material polímero es pequeño, resistencia a los disolventes frente a la separación de vapor orgánico sujeto tiende a ser baja. Además, si es superior a 10% en moles, se aumenta la densidad de reticulación de la membrana de separación de vapor orgánico obtenido por material de polímero, la separación de la separación de vapor orgánico sujeto tiende a disminuir.
El espesor de la película de la membrana de separación de vapor orgánico compuesto principalmente de material polimérico formado por injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi poli grupo sililo 1,2-butadieno está relacionada con la velocidad de transmisión del vapor orgánico, si el espesor de la película es delgada más delgada es preferible porque la velocidad de permeación se incrementa, debido a la baja aislamiento desde poros demasiado delgada,, es preferible que el espesor pequeño agujero de alfiler libre. Tal espesor de película está usualmente preferiblemente en el rango de 0.01 5 μ.
Como un método para formar un espesor de película de la membrana de separación de vapor orgánico en esta gama con un material polimérico de la presente invención, se disuelve en un disolvente orgánico para lisar el material polimérico, se preparó la solución, de fundición sobre un fundamento adecuado Y es preferible un método de revestimiento en solución para evaporar un disolvente para formar una película delgada, ya que se puede formar una película delgada libre de orificios. En este momento, la reacción de condensación disolvente procede con grupos alcoxisililo o acetoxi grupo sililo entre sí en el proceso de la ida se evaporó, la película delgada resultante es reticulado. Esta estructura reticulada, pero que tiene una alta resistencia a los disolventes contra vapores orgánicos, con el fin de acelerar la reacción de reticulación, es preferible permitido pequeñas cantidades de disolución el catalizador de estaño orgánico en solución.
La película delgada resultante, para impartir resistencia a la presión, pero para el uso como un compuesto de película de material compuesto en la membrana de soporte porosa es generalmente, en este momento, el material polimérico de la película delgada directamente porosa de la presente invención Incluso si se intenta formar sobre la película de soporte, es difícil obtener una película delgada libre de orificios. Por lo tanto, los poros en la superficie de la membrana de soporte porosa y el agujero de llenado de poliorganosiloxano, aún más sobre la misma, para formar una membrana de separación de vapor orgánico de la presente invención, puesto que se obtiene una buena membrana de material compuesto del agujero de alfiler de libre . Aquí, es preferible que el poliorganosiloxano esté reticulado para impartir resistencia a los disolventes. El espesor de la capa de película fina hecha de poliorganosiloxano es preferentemente tan pequeño como sea posible a fin de no a la permeación resistencia siempre incluso llenar los poros de la membrana de soporte poroso, tal espesor en el intervalo de 0,01 1 [mu] . membrana de soporte porosa usada, la membrana de soporte porosa de la estructura asimétrica obtenida por el método de conversión de fase es preferible porque la pérdida de menor tamaño de poro de presión también transmitida es pequeña. elevar Específicamente una membrana de soporte poroso de este tipo, la membrana de soporte poroso de polisulfona, una membrana de soporte porosa polietersulfona, membrana de soporte porosa de poliacrilonitrilo, membrana de soporte porosa poliimida, sulfuro de polifenileno sulfona membrana de soporte porosa y .
Un método de formación de un poliorganosiloxano que tiene una estructura reticulada en la membrana de soporte porosa, un poliorganosiloxano y el agente silano de reticulación o un agente de reticulación de isocianato para poliorganosiloxano o una cadena lateral que tiene un silanol que tiene un grupo amino terminal se disuelve en un disolvente Para preparar una solución, recubrir la solución sobre la membrana de soporte porosa y evaporar el solvente.
Método en el que se utiliza una capa de película delgada de material polimérico de la presente invención sobre una capa de dicha película de poliorganosiloxano, por encima del método de recubrimiento solución.
La membrana compuesta de la presente invención se incorpora preferiblemente en un módulo de manera que se puede proporcionar una presión diferencial. La forma de este módulo, es posible utilizar una módulos enrollados en espiral-, módulos de fibra hueca, un plato y módulos de marco, y similares.
gas mixto que contiene vapor orgánico presente invención no está particularmente limitado siempre que el gas formado mediante la combinación de un vapor orgánico y otros vapores, preferiblemente comprende un vapor orgánico de aproximadamente 1.000 300000Ppm, vapores orgánicos el gas que no sea, por ejemplo, aire, un gas inerte tal como se utiliza nitrógeno.
La provisión de la diferencia de presión entre el lado de alimentación y el lado permeado de la membrana de separación de gas de la presente invención, significa que la presión en el lado de alimentación, es mayor que la presión en el lado permeado. En este momento, la presión de lado de transmisión y la presión de lado de suministro y P1 se denomina una relación de presión P1 / P2 Cuando P2, la concentración de los vapores orgánicos concentrados obtenidos en el lado del permeado, la relación de presión se enriquece tan alto , Es preferible establecer la relación de presión de acuerdo con la concentración de concentración requerida. Normalmente, es preferible que esta relación de presión se establezca apropiadamente dentro de un rango de 5 200. Como un método para proporcionar una diferencia de presión, el lado de suministro se presuriza lado del permeado y la forma de la presión atmosférica, un método para reducir la presión del lado de la oferta a la presión atmosférica permeado lado, un método para reducir la presión del lado de la oferta lado del permeado presurizado Sin embargo, es preferible seleccionar la condición en que la energía se vuelve más pequeña de acuerdo con la relación de presión.
Si una disposición de la presión diferencial tal manera que la mezcla de gas de un vapor orgánico enriquecido se obtiene desde el lado permeado de la membrana de separación de gas de la presente invención. La concentración del concentrado, aunque la concentración de lado de suministro de vapor orgánico en algunos casos está saturado concentración de vapor o más, en este caso, será licuado componentes de la concentración de vapor saturado anteriormente. Y, para la mezcla de gas enriquecida de vapor orgánico es todavía gaseoso, en contacto con el líquido del disolvente orgánico es el mismo componente y de vapor orgánico, es preferible para recuperar el vapor orgánico como un líquido por el equilibrio vapor-líquido. En este momento, con el fin de aumentar la eficiencia de recuperación del líquido, es preferible mantener la temperatura del disolvente orgánico líquido a una temperatura baja. Habitualmente, la temperatura del líquido del disolvente orgánico es preferiblemente de 15ºC o menos. El gas después de contactar el líquido, que puede ser liberado fuera del sistema, se devuelve preferiblemente al gas de alimentación con el fin de aumentar la eficiencia de recuperación.
membrana de separación de gas se utiliza en la presente invención, por diversas excelente separación de vapor orgánico contra vapores orgánicos, y es excelente en resistencia a los disolventes, en particular los vapores de disolventes clorados tales como tricloroetano y cloruro de metileno Es altamente separable y es posible recuperar el vapor de manera eficiente.
En lo sucesivo, la presente invención se describirá con más detalle basándose en ejemplos, pero la presente invención no se limita a esto.
Ejemplo 1
Poli 1,2-butadieno (JSR Co., Ltd. JSR RB820) 5 partes en peso, se disolvió en viniltrimetoxisilano 10 partes en peso de xileno. Además, el peróxido de bencilo se disolvieron 0,1 partes en peso, obtenido por reacción de agitación a gas nitrógeno 30 min a 0,99 ° C .. Se precipitó el polímero de la solución resultante con metanol para obtener el injerto de trimetoxisilil poli 1,2 butadieno. La relación de injerto del grupo trimetoxisililo del polímero fue 0,8% en moles. Polietersulfona (fabricado por Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., VICTREX 4800G) para preparar una solución al 20% disuelto en dimetilformamida. La solución se revistió 200μm en una cromatografía de poliéster tafetán para preparar una membrana de soporte porosa poliéter sulfona se sumergió en baño de coagulación de agua. polidimetilsiloxano con silanol extremo Dual (peso molecular promedio en número 30.000) 5 partes en peso, 2,5 partes en peso de solución de silano tetra-oxima se preparó disolviendo 0,5 partes en peso de diacetato de dibutilestaño en trifluorotricloroetano, la concentración de polímero La solución de recubrimiento se preparó con trifluorotricloroetano hasta que alcanzó 0,5%. La solución se revistió 100? M en una membrana de soporte poroso polietersulfona para preparar una película de material compuesto de silicona reticulado de evaporar el disolvente después de recubrimiento de aire caliente. Trimetoxisilil injertado poli 1,2-butadieno se disolvió 5 partes en peso de ciclohexano, además diluyó con concentración de polímero trifluorotricloroetano preparada de 0,5 partes en peso, aún más añadió 0,1 parte en peso de solución de octilato de estaño Estaba preparado. Esta solución se revistió 50 micras de espesor aplicada a la película de material compuesto de silicona reticulado obtenido anteriormente, el disolvente se evapora mediante aire caliente para preparar un poli membrana de material compuesto de 1,2-butadieno injertado trimetoxisilil. Usando esta membrana compuesta, se fabricó un módulo enrollado en espiral con un diámetro de 2 pulgadas y una longitud de 1 m. El área de la membrana de este módulo fue de 3,3 m2 cuadrados.
Suministrados por la presión normal de gas módulos en espiral mezclado de 19 mmHg a presión 30 litros / min velocidad de flujo con vapor de tricloroetano inclusive aire 1% en volumen a la oferta de, manteniendo el lado del permeado de la bomba de vacío 5 mmHg. En descargada a una tasa de 27 l / min en el gas de lado de alimentación ha disminuido vapor tricloroetano a 0,1% en volumen, el gas obtenido a partir del lado del permeado tiene concentración de vapor de tricloroetano en 9.1vol%, 3 litros / Min. concentración de vapor de tricloroetano del gas mixto después del contacto gas-líquido a través de una solución tricloroetano del gas permeado 20 ° C es de 1,5% en volumen, ya que el resto se recupera en forma de un líquido, la recuperación del líquido Fue 76%.
Ejemplo comparativo 1
polidimetilsiloxano con silanol extremo Dual (peso molecular promedio en número 30.000) 5 partes en peso, 2,5 partes en peso de solución de silano tetra-oxima se preparó disolviendo 0,5 partes en peso de diacetato de dibutilestaño en trifluorotricloroetano, la concentración de polímero La solución de recubrimiento se preparó con trifluorotricloroetano hasta que alcanzó 0,5%. Para 100? M recubierto con la solución a la misma película de soporte poroso sulfona de poliéter como en el Ejemplo 1 para preparar un membranas de material compuesto de silicona reticulados repitió cinco veces para evaporar el disolvente después de recubrimiento de aire caliente. Usando esta membrana compuesta, se preparó un módulo enrollado en espiral que tenía un diámetro de 2 pulgadas y una longitud de 1 m. El área de la membrana de este módulo fue de 3.5 metros cuadrados.
Se alimenta bajo presión desde la presión atmosférica 19 mmHg en el aire de suministro de 30 litros / min incluyendo la concentración de vapor de tricloroetano 1,0% en volumen a flujo lateral del módulo. El lado del permeado se mantuvo a 5 mmHg con una bomba de vacío. El lado de alimentación está dado de alta con 0,5% en volumen de aire que contiene vapor de tricloroetano caudal / min 27 l, el gas obtenido a partir del lado del permeado tiene vapor de tricloroetano concentración fue de 3 litros / minuto en 5.5Vol% . concentración de vapor de tricloroetano del gas mixto después del contacto gas-líquido a través de una solución tricloroetano del gas permeado 20 ° C es de 1,5% en volumen, ya que el resto se recupera en forma de un líquido, la recuperación del líquido Fue 40%
Efecto de la invención
La presente invención, de alta resistencia a la separación de vapor orgánico, y una excelente resistencia a los disolventes, por otra parte, fue posible proporcionar una orgánicos recuperación de vapores de los costos de operación método de recuperación de vapor orgánico se reduce.
Reclamo
Los 1 poli grupo grupos alcoxisililo o acetoxysilyl 1,2-butadieno de reclamación injertados material de polímero que comprende una película de una separación de gas principalmente por el suministro de un gas mixto que contiene un vapor orgánico, el suministro de la membrana de separación de gas Y se proporciona una presión diferencial entre el lado del permeado y el lado del permeado para recuperar el líquido como un líquido.
Por vapores orgánicos obtenidos en la reivindicación 2 lado del permeado en contacto la mezcla de gas enriquecida en vapor orgánico líquido, método de recuperación de vapor orgánico de la reivindicación 1, en el que la recuperó como un líquido.
Reivindicación de membrana de separación 3 de gas forma una capa de película fina hecha de poliorganosiloxano en una membrana de soporte porosa, es más sobre el mismo, mediante el injerto de grupo alcoxisililo o un grupo sililo polímero poli 1,2-butadieno acetoxi vapor orgánico método de recuperación de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que se trata de una película de material compuesto obtenida mediante la formación de una capa delgada de material.
Application number :1994-007654
Inventors :東レ株式会社
Original Assignee :城邦恭、森晶子