[发明专利]含水有机化合物的脱水系统及其运转方法以及脱水方法

说明书

本发明提供一种能够抑制沸石膜组件中的膜元件发生破损的脱水系统及其运转方法。含水有机化合物的脱水系统具备：沸石膜组件，其内部配置有具有沸石膜的1个或2个以上的筒状的膜元件，从所供给的含水有机化合物中分离出水；减压单元，其使上述筒状的膜元件的内侧成为减压状态；以及冷凝器，其藉由配管设置在上述膜组件与上述减压单元之间，将透过了上述筒状的膜元件的水蒸气冷凝成水；该脱水系统具备下述构成(1)和构成(2)中的至少一者。构成(1)：具有将连接上述膜组件与上述冷凝器之间的配管保持在水不发生冷凝的温度的温度保持单元；构成(2)：将连接上述膜组件与上述冷凝器之间的配管从膜组件的透过水出口向着冷凝器朝下配置。

技术领域

本发明涉及在工业领域中用于从有机溶剂中分离出水的具有分离膜组件的脱水系统及其运转方法以及脱水方法。

背景技术

含水有机化合物中的水与有机化合物的分离在化学设备中的含水有机化合物的精制、印刷电路板、半导体晶片、电子部件、液晶基板和透镜等半导体产业中的精密电子部件工厂或Li电池制造工厂等中的从含水有机化合物中进行的有机化合物的回收中是重要的技术。作为含水有机化合物的脱水方法，以往使用了蒸馏，但近年来提出了使用沸石膜等无机膜的脱水方法(专利文献1～4)。

在使用沸石膜作为分离膜的脱水方法中，有渗透气化分离法(渗透气化法)和蒸汽渗透法(蒸气透过法)，在渗透气化分离法中，通过使含水有机化合物与膜元件的一侧(例如外侧)接触并对另一侧(例如内侧)进行减压而使水以蒸气形式透过，在蒸汽渗透法中，将含水有机化合物从最初起以蒸气的状态供给。任一情况下的水透过的驱动力均由膜元件的外侧(含水有机化合物的供给侧)与内侧(水的透过侧)的水分压差来确定。

作为使用沸石膜来进行含水有机化合物的脱水的装置，具有使用分离膜组件的脱水系统。该分离膜组件中使用的筒状的膜元件由筒状的多孔质陶瓷支撑体和设置在该支撑体上的沸石膜构成。

作为使用了具备沸石膜作为分离膜的分离膜组件的含水有机化合物的脱水系统的课题之一，可以举出膜元件的破损(例如非专利文献1)。膜元件发生破损时，膜的水选择性显著降低，最终会对设备的运转带来障碍。因此，在脱水系统中要求用于抑制膜元件的破损的对策。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-144871号公报

专利文献2：日本特开2006-263574号公报

专利文献3：日本特开2011-121045号公报

专利文献4：日本特开2012-81463号公报

非专利文献

非专利文献1：中国经济联合会等举办，第3次面向化学工艺的膜分离应用技术研究会“化学プロセスへ的膜分離利用技術をめざして：高機能分離膜開発と反応膜分離の最前線(针对面向化学工艺的膜分离应用技术：高功能分离膜开发与反应膜分离的最前沿)”演讲(“実用化ゼオライト膜のトラブル事例(实用化沸石膜的问题事例)”)资料，2014年9月5日

发明内容

发明所要解决的课题

为了解决上述的使用了分离膜组件的脱水系统中的膜元件破损的问题，通常通过提高膜元件的强度来采取对策(非专利文献1)。另一方面，未发现在脱水系统的装置设计或者运转方法、特别是透过了膜元件的水蒸气配管和冷凝水抽出顺序的不当状况中探求膜元件的破损原因的事例。

在这种情况下，本发明的目的在于，在用于从含水有机化合物中分离出水的具有分离膜组件(该分离膜组件具有沸石膜)的脱水系统中，提供一种能够降低分离膜组件中的膜元件的破损的脱水系统及其运转方法。

用于解决课题的手段