与图2-致。另外，可W认为，该上升的原因是分离膜装置52(蒸汽透 过分离膜5)的最终路（最終パス）的驱动力变小。
[0104] 此外，再沸器输入热量为：透过度比20(初期值）的必要热量最高，接着，随着透过 度比变高，显示出慢慢减少的趋势。运也与图2-致。
[0105] 图6是表示分析例2(分离膜装置52的非透过侧的最终出口处的IPA的浓度为 99. 9质量％ )的结果的图。图6与图5表现出同样的趋势，与图2-致。
[0106] 图7是表示分析例3 (分离膜装置52的非透过侧的最终出口处的IPA的浓度为 99. 0质量％ )的结果的图。如图5和图6所示那样的在透过度比大概在50-100的范围内 膜面积比变为最小的趋势（最适部的显现）消失了，透过度比越高，膜面积比和再沸器输入 热量都显示出减小的趋势，与图3 -致。 阳107] W上表明：如果分离膜装置52的非透过侧的最终出口处的IPA的浓度超过99. 0 质量％，在透过度比大概为50-100的范围内，膜面积比变为最小，此后，随着透过度比变 高，膜面积比表现出上升的趋势；在透过度比为50-100的范围内，显示存在最适部。
[0108] [实施例^
[0109] 使用图1所示的浓缩装置1，对于分离膜装置51、52,使用前述与分析例1 一样的 分离膜组件作为蒸汽透过分离膜5,另一方面，对于设置在分离膜装置52中的非透过侧的 最终出口最前侧（4级（4路）中，只有最终级（最终路）一个）的蒸汽透过分离膜5,使用 透过度比为100的蒸汽透过分离膜5,除此W外的蒸汽透过分离膜5的透过度比为500,与 分析例1 (分离膜装置52的最终出口处的IPA的浓度为99. 9质量％ ^上）进行同样操作。 接着，使用流程模拟软件模拟分析了：按照前述（a)蒸馈工序和化）膜分离工序进行IPA的 浓缩操作时的"再沸器输入热量"和"膜面积比"，其中，所述"再沸器输入热量"是"相比于 参考例1中求得的必要热量，蒸馈塔的再沸器输入热量"，所述"膜面积比"是"相比于透过 度比=20时的膜面积的膜面积比"，与分析例1的所有蒸汽透过分离膜5的透过度比都为 500时的结果进行比较。结果如图8和表1所示。
[0110](结果） 阳 111][表 1] 阳112]
[0113] 图8是表示实施例1中的结果的图，表示再沸器输入热量W及蒸汽透过分离膜的 膜面积比与透过度比的关系图。如图8和表1所示，与分析例1的结果相比，利用图1所示 的浓缩装置1，使用设置在分离膜装置52的非透过侧的最终出口最前侧的透过度比为100 的蒸汽透过分离膜5的实施例1的浓缩操作，膜面积比变低，可W确认与膜面积的削减紧密 相关。此外，即使前述膜面积比变低，再沸器输入热量几乎相等，可W确认能够维持节能性。
[0114] 工业实用性
[0115] 作为从例如异丙醇等水溶性有机物和水的混合物将高浓度的水溶性有机物进行 脱水、浓缩的方法，可W有利地利用本发明，产业上的可利用性极高。
[0116] 符号说明
[0117] 1......水溶性有机物的浓缩装置
[011引 2……蒸馈塔
[0119] 3……热交换器 阳120] 4......分支部 阳121] 5……蒸汽透过分离膜 阳122] 51、52……分离膜装置 阳123] 10......冷却器 阳124] 11……冷凝液罐 阳125] 12、13......真空累 阳126] 14、15......冷却器 阳127] 16……再沸器 阳128] 17......冷却器
[0129] 18、19......累 阳130] 20.21……回收部 阳1：31] A-M……路径
【主权项】
1. 一种通过蒸馏和膜分离对水溶性有机物进行浓缩的浓缩方法，其特征在于，前述方 法包括： 蒸馏工序，前述蒸馏工序将原料送入蒸馏塔，对前述原料进行蒸馏，前述原料含有水和 比水沸点低的水溶性有机物的混合物、或水和与水形成共沸物且该共沸物的沸点比水低的 水溶性有机物的混合物；以及 膜分离工序，前述膜分离工序将在前述蒸馏工序得到的塔顶蒸汽导入具有多级选择 性地透过水蒸汽的蒸汽透过分离膜的分离膜装置，通过前述蒸汽透过分离膜的膜分离，从 前述分离膜装置中的非透过侧的最终出口得到超过99.O质量％的要求浓度的水溶性有机 物， 在将前述蒸汽透过分离膜处的水的透过度作为K_w、水溶性有机物的透过度作为Kj的 情况下，对于透过度比K_w/Kj，与其它蒸汽透过分离膜相比，至少设置在前述分离膜装置中 的非透过侧的最终出口最前侧的蒸汽透过分离膜的透过度比低。2. 如权利要求1所述的水溶性有机物的浓缩方法，其特征在于，在前述多级蒸汽透过 分离膜整体中，前述与其它蒸汽透过分离膜相比透过度比低的蒸汽透过分离膜被设置在从 前述分离膜装置的非透过侧的最终出口开始的1/8-1/2的范围内。3. 如权利要求1或2所述的水溶性有机物的浓缩方法，其特征在于，前述与其它蒸汽透 过分离膜相比透过度比低的蒸汽透过分离膜将前述分离膜装置中的水溶性有机物从99.O 质量％以上的中间浓度浓缩至前述要求浓度。4. 如权利要求1至3中任意一项所述的水溶性有机物的浓缩方法，其特征在于，前述与 其它蒸汽透过分离膜相比透过度比低的蒸汽透过分离膜处的水的透过度在前述其它蒸汽 透过分离膜处的水的透过度以上。5. 如权利要求1至4中任意一项所述的水溶性有机物的浓缩方法，其特征在于，前述分 离膜装置的透过成分的至少一部分被导入前述蒸馏塔。6. 如权利要求1至5中任意一项所述的水溶性有机物的浓缩方法，其特征在于，前述要 求浓度为99. 9质量％以上。7. 如权利要求1至6中任意一项所述的水溶性有机物的浓缩方法，其特征在于，前述水 溶性有机物是从异丙醇、乙醇、甲醇和丁醇所组成的组中选择的至少一种。8. -种通过蒸馏和膜分离对水溶性有机物进行浓缩的浓缩装置，其特征在于，前述浓 缩装置具备： 蒸馏塔，前述蒸馏塔将送入的原料进行蒸馏，前述原料含有水和比水沸点低的水溶性 有机物的混合物、或水和与水形成共沸物且该共沸物的沸点比水低的水溶性有机物的混合 物；以及 分离膜装置，前述分离膜装置将前述蒸馏塔的塔顶蒸汽导入具有多个选择性地透过水 蒸汽的蒸汽透过分离膜，通过该蒸汽透过分离膜的膜分离，从非透过侧的最终出口得到至 少超过99.O质量％的要求浓度的水溶性有机物， 在将前述蒸汽透过分离膜处的水的透过度作为K_w、水溶性有机物的透过度作为Kj的 情况下，对于透过度比K_w/Kj，与其它蒸汽透过分离膜相比，至少设置在前述分离膜装置中 的非透过侧的最终出口最前侧的蒸汽透过分离膜的透过度比低。9. 如权利要求8所述的水溶性有机物的浓缩装置，其中，前述与其它蒸汽透过分离膜
【专利摘要】本发明提供一种水溶性有机物的浓缩方法和水溶性有机物的浓缩装置，在达到高浓度的水溶性有机物的回收和节能化的同时，可以通过削减膜面积达到装置的低成本化。本发明使用将通过蒸馏塔(2)的蒸馏和通过具备多个蒸汽透过分离膜(5)的分离膜装置(51、52)的膜分离进行组合的混合工序，在维持节能性的同时，由于与其它蒸汽透过分离膜(5)相比，至少设置在分离膜装置(52)中的非透过侧的最终出口最前侧的蒸汽透过分离膜(5)的透过度比低，因此，可以得到对水溶性有机物以高浓度浓缩的成分，此外，还可以达到削减分离膜装置(51、52)整体中的蒸汽透过分离膜(5)的膜面积的目的，提供与装置的低成本化紧密相关的技术。
【IPC分类】C07C29/80, C07C31/10, B01D53/22, B01D3/14
【公开号】CN105209153
【申请号】CN201480025234
【发明人】松方正彦, 蛙石健一, 味村健一
【申请人】学校法人早稲田大学, 吉坤日矿日石能源株式会社, 三菱化学株式会社, 日立造船株式会社, 千代田化工建设株式会社
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年4月30日
【公告号】EP2998013A1, US20160107964, WO2014185269A1