動的膜ウェーハアセンブリおよび方法
芳香族炭化水素を原料ストリームから分離する方法が開示される。本方法は、原料ストリームを、底流分配堰を含みうる第一のウェーハアセンブリ内の第一の通路を通して流す工程を含む。次に、原料ストリームは、第一の薄膜高分子膜に暴露される。これは、原料側表面に粉末吸着剤を含んで、所望成分の透過を高める。ストリームは、第一の薄膜高分子膜を透過し、第一のウェーハアセンブリから透過物が製造される。残留物は、再分配通路（管など）を経て、底流分配堰を含みうる第二のウェーハアセンブリに導かれる。この残留物は、第二の薄膜高分子膜に暴露される。第二の薄膜高分子膜を透過する第二の透過物ストリームが生成される。第二の透過物ストリームは、透過物域に導かれ、最後に第二のウェーハアセンブリから製造される。また、芳香族成分を原料ストリームから分離するための装置が開示される。好ましい実施形態においては、装置には、一連のタンデムのウェーハアセンブリが含まれる。ウェーハアセンブリには、第一のウェーハ、第二のウェーハおよび第三のウェーハが含まれる。第一および第二の膜要素は、ウェーハアセンブリ内に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族を原料ストリームから分離するための装置および方法に関する。より詳しくは、本発明は、膜要素によって生じる分離を用いて、ガソリン、ナフサ、ディーゼル燃料等から芳香族を分離するための装置および方法に関する。ただしこれに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透、パーベーパレーション、パーストラクションなどの膜ベースの分離プロセスは従来よりある（即ちよく知られている）。パーベーパレーションプロセスは、液体混合物を分離する技術である。膜媒体の片側に低い圧力の減圧を維持して、液体物質を蒸発するための低エネルギーのアプローチを提供する。これらの液体物質の減圧条件下での蒸発温度は、高い圧力で必要な温度より低い。分離される液体混合物は、膜の上流側に導かれる。膜は、いくつかの液体成分に対して実質的に不浸透性であるが、他の成分を、制御された方式で選択的に通過させる。膜の下流側は通常、減圧に暴露され、膜を通過する液体成分を蒸気相で除去し、凝縮器で凝縮することができる。
【０００３】
パーベーパレーションプロセスにおいては、混合液体原料の所望の原料成分（例えば芳香族成分）が、優先的に膜に溶解される。所望の成分に対して選択的な膜の場合には、所望の成分が、優先的に膜に吸収される。膜は、片側が混合物のストリームに暴露され、反対側で減圧が膜に付され、そのため吸収された液体化合物は、周知の溶液−拡散メカニズムによって膜を通って移動する。従って、所望の成分は、膜を通過し、蒸気としてその下流側から除去され、それにより所望の成分の更なる吸収のための空きが、膜の上流側に提供される。従って、膜を通って上流側から下流側に所望の成分を選択的に導く、濃度勾配による駆動力が確立される。
【０００４】
種々の膜が、先行技術で用いられている。例えば、特許文献１および特許文献２には、芳香族を、ナフサ、重質接触ナフサ（ＨＣＮ）等の非芳香族から、例えば懸濁−被覆膜を用いるパーベーパレーションによって分離する工程が記載される。膜は、高分子を多孔質支持体層上に沈積することによって形成される。これは、細かい分散物または懸濁物であって、固体の塊ではない。
【０００５】
パーベーパレ−ション技術と共に用いられる従来の装置の中に、らせん形板枠と共に用いられる膜がある。例えば、特許文献３には、基本単位の積み重ねからなるセルを、一対の端板の間に用いる膜分離を包含する工程が記載される。半透膜は、スペーサーおよび支持体によって保持される。伝熱流体は、入口、導管系および加熱室を経て、伝熱シートを横切って導かれる。
【０００６】
先行技術のパーベーパレーションプロセスでは、別個の装置工程を用いて、所望の分離が達成される。これらの装置を大流量用途のために相互結合することは、費用を要する。また、先行技術のらせん形要素は高価であり、また高温使用向きに製造するのが困難である。大部分の市販らせん形要素の設計は、１００〜１２０度の温度範囲に限定される。ガソリン、ナフサ、ディーゼル燃料およびより高沸点の炭化水素の分離を達成するためには通常、１２０℃を超えてより高い温度が必要とされる。従って、流体のパーベーパレーションを炭化水素物質（特に輸送燃料として用いられるもの）に適用して、特定の分子タイプの分離を、経済的・効率的に達成する装置および方法に対する必要性が存在する。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，８６１，６２８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０３０，３５５号明細書
【特許文献３】米国特許第３，３９８，０９１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，９４４，８８０号明細書
【特許文献５】米国特許第４，９４６，５９４号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０９３，００３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，５５０，１９９号明細書
【特許文献８】米国特許第４，９９０，２７５号明細書
【特許文献９】米国特許第５，０９８，５７０号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，１０９，６６６号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，８２８，７７３号明細書
【特許文献１２】米国特許第４，８３７，０５４号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，８７９，０４４号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，９１４，０６４号明細書
【特許文献１５】米国特許第４，９２１，６１１号明細書
【特許文献１６】米国特許第４，９２９，３５７号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，９８３，３３８号明細書
【特許文献１８】米国特許第５，０３９，４１７号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，０３９，４１８号明細書
【特許文献２０】米国特許第５，０３９，４２２号明細書
【特許文献２１】米国特許第５，０４９，２８１号明細書
【特許文献２２】米国特許第５，０５５，６３２号明細書
【特許文献２３】米国特許第５，０６３，１８６号明細書
【特許文献２４】米国特許第５，０７５，００６号明細書
【特許文献２５】米国特許第５，０９６，５９２号明細書
【特許文献２６】米国特許第５，１３０，０１７号明細書
【特許文献２７】米国特許第５，２２１，４８１号明細書
【特許文献２８】米国特許第５，２９０，４５２号明細書
【特許文献２９】米国特許第５，０２８，６８５号明細書
【特許文献３０】米国特許第５，１２８，４３９号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，１３８，０２３号明細書
【特許文献３２】米国特許第５，２４１，０３９号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，０１２，０３５号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，０１２，０３６号明細書
【特許文献３５】米国特許第５，１７７，２９６号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，１８０，４９６号明細書
【特許文献３７】米国特許第５，１０７，０５８号明細書
【特許文献３８】米国特許第５，１０７，０５９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態においては、本発明は、動的膜ウェーハアセンブリおよび膜分離方法に関する。動的膜ウェーハアセンブリ（本明細書では「ウェーハアセンブリ」とも称する）は、動的薄膜高分子膜（「膜」と呼ぶ）および枠（「ウェーハ」と呼び、膜透過をできる限り妨げずに膜を支える）を含む。膜は、原料ストリーム中の所望の成分または種を、圧力勾配、濃度勾配等に応じて、膜を横切って透過するのに選択的な高分子、および所望の成分を吸着するのに選択的な吸着媒体の層を含む。そのような膜は、パーベーパレ−ションおよびパーストラクション分離と適合性がある。好ましい実施形態においては、吸着媒体は、芳香族種を吸着するのに選択的である。芳香族種を吸着するのに選択的な適切な吸着媒体には、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等からなる群から選択されるものが含まれる。
【０００９】
薄膜高分子膜の外形は、従来型のものであり、第一の（または「上流の」）側および第二の（または「下流の」）側を含み、第一および第二の側は、連続的に、それらの周辺部に沿って結合されて、薄い要素を形成する。ウェーハは、膜周辺部を、流体流れに対してシールするための周辺部領域、および任意に、膜の片側を膜周辺部から離して保持するための少なくとも一つのリブを含む。円形または半円形のウェーハについては、例えば、リブは、（ａ）ウェーハの周辺部領域に取り付けられた第一および第二の端部、および（ｂ）周辺部の取り付け部の間をつなぐコードに沿った少なくとも一つの側面を含む。リブは、膜の上流側、下流側、または上流および下流の両側面を支えうる。一実施形態においては、ウェーハアセンブリ内で一つ以上の分配堰が用いられ、原料ストリームが薄膜高分子膜付近に分配される。メッシュスクリーン（一般には膜付近に乱流を提供するための）も用いてよい。スクリーンを膜の上流側で用いる場合、スクリーンは、原料ストリームを膜へ導くのに十分に多孔質であるように、しかし微粒子汚染物をろ過するのに十分に細かいように選択される。従来のろ紙が適切である。スクリーンを膜の下流側で用いる場合、スクリーンは次の特性を有すべきである。即ち、膜の撓みを防止するための機械的剛性、膜がスクリーンに浸入するのを防止するのに十分に滑らかかつ細かなウィーブ（ｗｅａｖｅ）、および熱源を膜を横切って提供するのに十分な伝熱能力である。知られるように、膜温度の増大は、膜透過の増大をもたらす。ウェーハアセンブリは、膜支持ファブリックを含んでよい。これは、好ましくは膜の上流側に配置される。一実施形態においては、リブ部材は、固体であり、それを通る内腔を有する。本方法は、流体が、リブ部材の内腔に入ることを可能にする工程、および原料ストリームがウェーハアセンブリを通って導かれている時に、原料ストリームを加熱する工程を含む。複数のウェーハアセンブリを用いる場合、ウェーハアセンブリの全てまたは殆ど全ては、そのような堰、スクリーン、支持ファブリックおよびリブ部材を、単独または組み合わせで含みうる。
【００１０】
好ましい実施形態においては、薄膜高分子膜は、Ｔｅｆｌｏｎ、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、Ｋｅｖｌａｒ等の膜支持ファブリックの上に載置され、（ｉ）膜支持ファブリックに接する多孔質金属および／または多孔質セラミック支持体物質および（ｉｉ）メッシュスクリーンを更に含む。これらは、単独で用いても、組み合わせで用いてもよい。セラミック支持体物質が好ましく、最も好ましい実施形態においては、これはコージエライト、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、ポルセリン、ステアライト、窒化ケイ素およびこれらの特別の組み合わせからなる群から選択される。ファブリック、多孔質支持体物質およびスクリーンを用いる場合には、リブが薄膜高分子膜を直接的に、或いは、ファブリック、多孔質支持体物質および／またはスクリーンを介して間接的に支持することを理解すべきである。
【００１１】
好ましい実施形態においては、膜は、ＴＥＦＬＯＮなど高分子物質の薄い支持体に振り当てられる。膜／支持体サブアセンブリは、好ましくは、ステンレススチールスクリーンなどの薄い金属スクリーンの第一の側と接する。膜／支持体の周辺部は、スクリーンに対して張った状態に保持される。これは、膜の周辺部の方向に放射状の張力を付し、次いで張力を緩めることなく、周辺部に、例えばＯ−リングにより圧縮力を付して、周辺部を位置付け、膜を張った状態に保持することによる。任意のスクリーンおよび支持体が用いられる場合には、膜の周辺部側は、典型的には、任意のスクリーンおよび支持体と接する。膜の残留物側は、好ましくは、膜アセンブリの加熱されたリブ上に支持されて、膜が等温に加熱される。
【００１２】
他の実施形態においては、液体原料ストリームから所望の成分を分離する方法、特に、芳香族および非芳香族炭化水素を含む液体原料ストリームから芳香族炭化水素を分離する方法が提供される。本方法は、原料ストリームを、第一のウェーハアセンブリ（残留物域および透過物域を含み、それらの間に動的膜を有する）内の残留物域に導く工程を含む。動的膜は、接触する芳香族の吸着に選択的な吸着媒体の層、および高分子膜を含む。吸着媒体は、粉末形態であってよく、吸着媒体の層は、多孔質層であってよい。吸着媒体の層は、膜の上流側と接触する。吸着媒体の層が多孔質である場合には、原料ストリームは、吸着媒体の層および膜の上流側の両方と流体接触する。何故なら、膜の上流側は、吸着層の穴を通って残留物域に暴露されるからである。原料ストリームの所望の部分（例えば芳香族部分）は、吸着媒体に吸着される。吸着媒体層または引き続く薄膜高分子層と反応しない原料ストリームの一部（本明細書では残留物と称する）を、プロセスから導き出すことができる。プロセス条件（圧力、原料ストリーム成分の相対濃度など）は、原料ストリーム中に存在する所望の成分（芳香族成分など）を、吸着媒体の層に吸着させ、次いで膜を通って膜の上流側から下流側に透過させるように制御される。例えば、膜の透過側に大気圧より低い圧力を提供するために、吸引を用いることができる。残留物側がより高い圧力にあると、膜を横切る差圧が確立され、膜を横切る上流から下流への透過がもたらされる。圧力勾配を提供するために、原料ストリームの加圧および透過物の吸引を、単独または組み合わせで用いることができる。原料ストリームの加圧を用いる場合、原料ストリームは、原料ストリームの相図の蒸気、液体または液体−蒸気の領域にあるものでもよい。吸引を用いてより低い圧力を透過物域に提供する場合、膜の下流側は、透過物蒸気を透過物域にもたらす。これは、液体透過物に凝縮しうる。従って、吸着媒体の層は、透過物域と流体（ガス状を含む）接触する。透過物域中の透過物は、蒸気状態にあってよく、その後液体に凝縮してもよい。透過物は、透過物域から導き出すこともでき、また液体または蒸気状態のいずれで導き出すこともできる。残留物ストリーム（所望の原料ストリーム成分がリーンなものでもよい）は、残留物域から導き出すことができる。
【００１３】
複数のウェーハアセンブリ（それぞれ少なくとも一つの動的膜を含む）を組み合わせて用いることができる。例えば、ウェーハアセンブリを並行、連続および連続−並行の流体流回路で配置しうる。好ましい実施形態においては、残留物の全てまたは一部は、第一のウェーハアセンブリから、第一のウェーハアセンブリと並行の流体流形態で配置される第二のウェーハアセンブリに導き出される。原料ストリームは、第二のウェーハアセンブリ中の残留物域へ導かれる。プロセス条件は、第二の薄膜高分子膜の上流端部から膜の下流側、更に第二の透過物域に、第二の所望のストリーム成分（第一の所望の原料ストリーム成分と同じであってもよい）をもたらすように制御される。第二の透過物（第一の透過物と同じであってもよい）は、第二の透過物域から導き出すことができる。第二の透過物域から導き出される第二の透過物の全てまたは一部を、第一の透過物域から導き出される第一の透過物の全てまたは一部と組み合わせることができる。第二の薄膜高分子膜を通り、更に透過物域に透過する透過物ストリームがもたらされる。
【００１４】
原料ストリーム分離に、二つ以上のウェーハアセンブリを並行で用いる場合、ウェーハアセンブリを横切る差圧を確立して、膜透過のための駆動力を提供することができる。そのような場合、複数のウェーハアセンブリからの透過物ストリームを、共通の中央出口管を経る吸引駆動力によって製造することができる。減圧ポンプ排出、減圧エゼクションおよび透過物蒸気の凝縮は、そのような圧力差を提供するのに適切である。透過物は、透過物域から、出口管を経て共通の中央出口管により吸引して出され、続いて必要に応じて凝縮されうる。一実施形態においては、第二のウェーハアセンブリからの透過物を、第一のウェーハアセンブリからの透過物と組み合わせ、組み合わせた透過物ストリームを、プロセスから運び出す。他の実施形態においては、ウェーハアセンブリの透過物域は、スチーム熱、高温ガス、高温油および高温液体からなる群から選択される高温媒体により加熱される。複数のウェーハアセンブリを用いる場合、その全てまたは殆ど全てで、透過物域の加熱を用いることができる。
【００１５】
他の実施形態においては、芳香族を原料ストリームから分離するための装置が提供される。本装置は、第一、第二および第三のウェーハを含む第一のウェーハアセンブリを含む。第一のウェーハは、外側リムと共に第一および第二の側面を含む。第二のウェーハは、運転可能に、第一のウェーハに取り付けられ、第二のウェーハは、第一の側面および第二の側面、並びに外側リムを有する。第一のウェーハおよび第二のウェーハは、第一の空腔領域を形成する。第三のウェーハは、運転可能に、第二のウェーハに取り付けられ、第三のウェーハは、第一の側面および第二の側面、並びに外側リムを有する。その際、第二のウェーハおよび第三のウェーハは、第二の空腔領域を形成する。第一および第三のウェーハは、底流分配堰を含んでもよい。第二のウェーハは、透過物域を含む。
【００１６】
本装置は、第一および第二の動的膜要素を更に含み、膜要素は、独立に選択された動的薄膜高分子膜を、Ｔｅｆｌｏｎ、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、Ｋｅｖｌａｒ等の膜支持ファブリック上に載置して含む。また任意に、（ｉ）膜支持ファブリックに隣接する多孔質金属および／または多孔質セラミック支持体物質および（ｉｉ）メッシュスクリーンを含む。セラミック支持体物質が好ましく、最も好ましい実施形態においては、これはコージエライト、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、ポルセリン、ステアライトおよび窒化ケイ素の少なくとも一種である。最も好ましい実施形態においては、吸着媒体の粉末層は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナおよび商業的に入手可能な他の吸着剤等からなる群から選択される。第一の膜要素が第一の空腔内に配置されて、そこに第一の残留物領域が形成され、また第二の膜要素が第二の空腔内に配置されて、そこに第二の残留物領域が形成される。
【００１７】
ウェーハアセンブリをシールするためのシール手段も含まれる。シール手段は、第一および第二のウェーハの間に取り付けられたガスケット、および第二のウェーハの溝内に配置されたＯ−リングを含みうる。
【００１８】
他の実施形態のシール手段を用いてもよい。例えば、シール手段は、第一のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた第一のＯ−リング、および第二のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する第二のＯ−リングを含んでもよい。他の実施形態においては、シール手段は、第一のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた二重Ｏ−リング、および第二のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する二重Ｏ−リングを含む。更に他の実施形態においては、第二および第三のウェーハのためのシール手段は、第二のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた第一のＯ−リング、および第三のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する第二のＯ−リングを含む。更なる他の実施形態においては、シール手段は、第二のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた二重Ｏ−リング、および第三のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する１対の二重Ｏ−リングを含む。
【００１９】
本装置は、第一のウェーハアセンブリを通って配置された第一の原料管を含んでもよい。第一の原料管は、原料ストリームをウェーハアセンブリへ導く。第一の透過物管は、第一のウェーハアセンブリを通って配置される。第一の透過物管は、製造された透過物を、第一のウェーハアセンブリの透過物域から導く。
【００２０】
他の実施形態においては、本装置は、タンデムの第二のウェーハアセンブリを更に含む。これは、第四、第五および第六のウェーハを含む。第四のウェーハは、第一の側面および第二の側面を有する。第五のウェーハは、運転可能に、第四のウェーハに取り付けられ、第五のウェーハは、第一の側面および第二の側面を有し、その際第四のウェーハおよび第五のウェーハは、第三の空腔領域を形成する。第六のウェーハは、運転可能に、第五のウェーハに取り付けられ、第六のウェーハは、第一の側面および第二の側面を有し、その際第五のウェーハおよび第六のウェーハは、第四の空腔領域を形成する。第四および第六のウェーハは、底流分配堰を含んでもよい。
【００２１】
本アセンブリは、第一および第二のウェーハアセンブリを通って配置された再分配管を更に含み、残留物の少なくとも一部が、第一のウェーハアセンブリから第二のウェーハアセンブリへ導かれる。第三および第四の膜要素は、それぞれ、第三および第四の空腔内に載置される。
【００２２】
加えて、好ましい実施形態においては、第一および第二のウェーハアセンブリは、タンデムで配置され、それによりアセンブリが、筒形の外形で形成される。外形は、円筒形の外形に限定されない。半円形、三角形、長方形、並びに正および偏多角形に基づいた柱筒形態も用いうる。次いで、タンデムウェーハアセンブリを一連のタンデムウェーハアセンブリで配置しうる。連続で配置されたタンデムウェーハアセンブリの数は、流れ容量などの設計基準による。
【００２３】
ここで、動的膜ウェーハアセンブリおよび高分子膜ウェーハアセンブリの実施形態の利点と特徴につき議論する。
【００２４】
いかなる理論またはモデルにも縛られることを望むものではないが、ウェーハアセンブリを、モジュール方式の「ワゴンホイール」外形で配列することは好都合であると考えられる。これは、流体のパーベーパレ−ションが起こっている膜表面に隣接した、プロセスの加熱および冷却域と密結合させることができる。そのような外形は好都合である。何故なら、（１）全アセンブリは、単一の圧力槽内に含まれ、（２）アセンブリを減圧系（例えば減圧ポンプ）に密結合させて、高度に統合された小型装置サイズを達成でき、（３）プロセスの加熱／再加熱と分離との統合は、流体の全パーベーパレーションを高めるからである。流体のパーベーパレ−ションにおいては、膜分離層を横切る熱負荷は、透過物質および運転条件（容積、蒸発熱、運転圧力に対する蒸気圧等）に従う変数である。
【００２５】
いかなる理論またはモデルにも縛られることを望むものではないが、また、当該のウェーハアセンブリは、域−域シーケンス（例えばウェーハリブを加熱することによって、パーベーパレ−ションが起こっている膜表面に密結合される）に、制御可能な再加熱の柔軟性を提供すると考えられる。これは、より等温の系（効果的な透過温度をより正確に制御できる）をもたらす。バルク相の分子濃度もまた、より均一に制御され、全分離性能を高める。この等温性能を達成するための好ましい実施形態は、スチームを加熱流体として用いることである。膜系配列における種々の域が熱を必要とする場合には、スチームは迅速に凝縮し、局部的に膜および透過物を迅速に加熱することができる。
【００２６】
従って、スチームなどの高温ガス、または低価値の煙道ガスは、好ましい加熱媒体として用いられる。一実施形態においては、高温ガスは、リブを経てウェーハアセンブリを通って流れ、必要な熱入力を系に供給する。一実施形態においては、別の加熱装置アセンブリ（例えば外付けフィンを有するか、または有しない蛇状コイル管設計）が、膜ウェーハに取り付けられる。フィン付き管式加熱部材の設計は、流体力学および伝熱に関して考慮すべき更なる事項を配慮して適合させることができ、またフィンの設計は、スタティックミキサー部材の設計に類似の、流体力学に関して考慮すべき更なる事項を配慮する。この実施形態においては、更なる流体の混合および乱流が、膜表面の高圧側上の薄膜境界層に好都合に影響を及ぼし、流体力学的な静止域を回避することによって、流量および選択性が高められる。
【００２７】
本明細書に示される筒型タンデムウェーハアセンブリは、石油化学工業に典型的に見出されるプラントモジュール装置の規模と一致する。筒型タンデムウェーハアセンブリ（「ワゴンホイール」外形に類似する）は、大規模化可能であり、大小いずれのサイズでも製造しうる。小サイズ装置の例は、車載の自動車燃料分離装置である。
【００２８】
実施形態においては、動的薄膜高分子膜は、薄膜高分子膜および薄膜吸着物質を、膜の上流側と接触して含む。これは、微細に分散された粉末の形態にあってもよく、次の層または微細に分散された物質に結合されてもよく、架橋されて膜フィルム内に多孔質層を形成してもよい。薄膜被覆、制御された熱分解、熱処理、プラズマ被覆等などの技術を、この機能を達成するのに用いうる。吸着層は、目標分子の局部的な濃度勾配を高める。薄膜吸着剤および膜フィルムは何れも、原料ストリームの中の目標成分または種に対して選択的である。層状の多孔質系は、目標分子の濃度勾配（圧力勾配等）が、分離性能を高めるように制御されることを可能にする。好ましい実施形態の一つにおいては、薄膜吸着剤は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナおよび商業的に入手可能な他の吸着剤等からなる群から選択される。
【００２９】
他の実施形態においては、圧力および熱スイングプロセス制御、およびそれらの組み合わせを、吸着媒体と共に用いることができる。圧力スイング方式においては、吸着媒体は、高圧および低圧（減圧）勾配を経る。高圧域においては、目標分子がバルク流体相から媒体に引き寄せられる。これらの目標分子は、低圧域に移動した際に、低圧側のバルク流体相に脱着する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は、動的膜ウェーハアセンブリ、およびそのようなウェーハアセンブリの、所望の種または成分を液体原料ストリームから分離するための使用に関する。
【００３１】
議論したように、膜ウェーハアセンブリは、動的薄膜高分子膜（即ち膜）および膜透過をできる限り妨げずに動的高分子膜を支持する枠（即ちウェーハ）を含む。動的薄膜高分子膜は、原料ストリームの成分または種を吸着するのに選択的な吸着剤の層、および同じ所望の成分または種を、圧力勾配、濃度勾配等に応じて透過するのに選択的な高分子を含む。
【００３２】
ウェーハアセンブリ内の薄膜高分子膜で用いられる高分子は、所望の原料ストリーム成分を透過するのに選択的であるべきである。異なる原料ストリーム成分を、一つ以上のそのようなアセンブリの配列における個々のウェーハアセンブリを横切って透過することが望まれる場合には、ウェーハアセンブリは、独立に選択された高分子を含む膜を含むことができる。加えて、好ましい一実施形態においては、高分子膜は独立に、芳香族種を選択的に透過するのに有用な高分子から選択される。第二の高分子膜が用いられる場合には、その高分子を独立に選択できる。高分子の混合物を膜に用いることができる。用語「高分子」は、巨大分子という一般的な意味で用いられ、これには、例えば、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、プレポリマーおよびオリゴマーが含まれる。
【００３３】
液体炭化水素の芳香族／非芳香族分離に適切な高分子の例は、次の米国特許に見出すことができる。即ち、ポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマーを包む特許文献４、脂肪族ポリエステルジオールおよび二無水物の架橋コポリマーを包む特許文献５、ハロゲン化ポリウレタンを包む特許文献６、ジエポキシド架橋／エステル化ポリイミド−脂肪族ポリエステルコポリマーを包む特許文献７、ポリイミド脂肪族ポリエステルコポリマーを含む特許文献８、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献９、芳香族を飽和分から分離するためのポリカーボネート膜を含む特許文献１０、高度芳香族異方性のポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１１、溶液からの沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献１２、懸濁沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献１、高度芳香族異方性ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１３、高度芳香族ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１４、溶液からの沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献１５、イソシアヌレート架橋ポリウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１６、イソシアネレート架橋ポリウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１７、懸濁沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献２、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたイミドまたはアミド−酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマーから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献１８、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたオキサゾリドンプレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマーから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献１９、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２０、親和性の第二のプレポリマーで伸展された第一のプレポリマー（エポキシをジアミンと組み合わせることによって製造される）鎖からなるマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離でのその使用を含む特許文献２１、高度芳香族ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献２２、高度芳香族ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献２３、イソシアネレート架橋ポリウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献２４、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたエステルプレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２５、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献９、親和性の第二のプレポリマーで伸展された第一のアミド酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２６、エステルプレポリマー（エポキシを、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたポリエステル鎖と組み合わせることによって調製される）を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２７、架橋ポリエステルアミド膜、および有機物分離のためのその使用を含む特許文献２８、ハロゲン化ポリウレタンを含む特許文献２９、飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３０、不飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３１、ペンダントカルボン酸基を有しないポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマーを含む特許文献３２、芳香族／飽和分分離のためのポリフタレートカルボネート膜を含む特許文献３３、芳香族／飽和分分離のためのポリアリーレート膜を含む特許文献３４、飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３５、不飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３６、膜抽出によるオレフィン／パラフィン分離を含む特許文献３７、膜抽出によるイソ／ノルマルパラフィン分離を含む特許文献３８である。他の適切な高分子には、ポリアクリロニトリル（「ＰＡＮ」）およびポリスルホン（「ＰＳ」）が含まれる。一実施形態においては、ＰＶＡおよびＰＳ膜は、多孔質ポリエステルなどの不織高分子支持体上に支持される。薄い（例えば、０．０１マイクロメーター〜１０マイクロメーター）高分子層を、選択性を高めるのに用いることができる。例えば、ポリビニルアルコール（「ＰＶＡ」）、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）およびセルロースエステルの薄層を用いることができる。
【００３４】
動的高分子膜ウェーハアセンブリは、動的高分子膜および少なくとも一つのウェーハを含む。ここで、図面に示す、芳香族および非芳香族成分を含む液体原料からの芳香族分離に関する特定の実施形態を用いて、ウェーハを記載する。本発明は、これらの実施形態に限定されないことに留意されたい。
【００３５】
一実施形態で用いるのに適切なウェーハを図１−ａに示す。一つのウェーハアセンブリに、一つ超のウェーハを用いうる。ウェーハは、薄い半円形筒の外形で示されるが、他の筒形の外形が適切であることを理解すべきである。即ち、例えば、円形、三角形、長方形、正多角形、偏多角形断面などの断面を有する筒を用いることができる。ここで、図１−ａを参照し、第一の外側ウェーハ２ａの透視図につき記載する。第一の外側ウェーハ２ａは一般に、半円形の固体部材である。第一の外側ウェーハは、半径方向の表面６に伸びる半円形外側端部４を含む。半円形の外側端部４は、リム８を含む。リム８は、ねじなどの留め具を配置するための複数の開口（例えば１０に見られる）、またはＯ−リング溝（この図には示されない）を有する。半円形の外側端部４は、第一のくぼみ１２をウェーハ２ａの頂部部分（また、頂点とも呼ばれる）に含む。くぼみ１２は、次に記載されるように、管状部材を受け入れるように配列される。
【００３６】
ウェーハ２ａはまた、第一の隅くぼみ１４および第二の隅くぼみ１６を含み、隅くぼみ１４、１６は、管状部材をも受け入れるように配列される。半径方向の表面は、中央くぼみ２２と共に、第一の側面くぼみ１８および第二の側面くぼみ２０を含む。これは、管状部材を受け入れ、それと結合されるように運転可能に配列される。管状部材の機能は種々であり、次により完全に示される。議論したように、ウェーハ２ａは、固体の背壁２４を有する。換言すれば、ウェーハ２ａは、板の形態である。背壁２４は、それを横断する二つの底流堰、即ち底流堰２６および底流堰２８を有する。堰２６、２８は一段高い突出部であり、原料ストリームの流れパターンを変更する。これは、次により完全に示される。堰２６、２８はまた、ウェーハ２ａの構造的支持を増大する。より大きな直径の系の場合には、更なるリブおよび管状部材のためのくぼみを提供することができる。
【００３７】
図１−ｂは、図１−ａの第一のウェーハ２ａの側面図である。種々の図面に見られる同数字は、同部品を指すことに留意されたい。従って、半径方向の表面６は、くぼみ１４、１８、２２、２０および１６と共に示される。図１−ｂはまた、背壁２４に伸びるリム８を示す。また、再分配穴３０ａ、３０ｂが示される。図１−ｃを参照すると、図１−ａの第一の外側ウェーハについて、反対面からの透視図が示される。図１−ｃは、背壁２４を示す。
【００３８】
ここで、図２−ａを参照し、内部ウェーハ３４ａの透視図につき記載する。内部ウェーハ３４ａもまた、半円形の輪郭３６であり、上部外側リム３６ａを有する。これは、それを通る開口（開口３８など）を含み、ねじなどの留め具手段、またはＯ−リング溝（この図には示されない）が配置される。内部ウェーハ３４ａは、第一のリブ部材４０および第二のリブ部材４２を有する。リブ４０、４２は、そこを通る穿孔４４、４６を有する。穿孔４４、４６は、スチームなどの高温媒体が、リブを通って流れることを可能にし、それによりウェーハアセンブリの中身が加熱される。これは、次により完全に説明される。より大きな直径の系の場合には、更なるリブおよび管状部材のためのくぼみを提供することができる。
【００３９】
内部ウェーハ３４ａは、頂点に、頂部くぼみ４８を有して、管状部材が配置される。外側リム３６ａは、半径方向に平らな表面５０まで伸びる。半径方向に平らな表面５０は、第一の隅くぼみ５２および第二の隅くぼみ５４を有し、第一の側面くぼみ５６および第二の側面くぼみ５８を更に含む。中央くぼみ６０は、そこを通る開口６２と共に示される。内部ウェーハ３４ａは、壁を含まないが、その代わりに開口領域を有する。従って、図２−ａに見られる数字６４、６６および６８は、透過物域に対応する開口領域を表す。内部ウェーハ３４ａは、第一のレッジ７２ａおよび第二のレッジ７４ａを有する。
【００４０】
ここで、図２−ｂを参照し、図２−ａの内部ウェーハ３４ａの側面図につき記載する。半径方向に平らな表面５０は、開口６２と共に示される。外側リムは、上部リム表面３６ａおよび下部リム表面３６ｂを含む。両リム表面３６ａ、３６ｂは、次により詳細に記載されるように、シール表面として資する。図２−ｃに見られるように、上部リム表面３６ａは、第一のレッジ７２ａおよび第二のレッジ７４ａに至り、下部リム表面３６ｂは、第三のレッジ７２ｂおよび第四のレッジ７４ｂに至る。
【００４１】
ここで、第二の外側ウェーハ７６ａの透視図である図３−ａを参照する。好ましい実施形態においては、第二の外側ウェーハ７６ａは一般に、第一の外側ウェーハ２ａと構造的に同じである。従って、第二の外側ウェーハ７６ａは、半径方向の表面８０に伸びる半円形の外側端部７８を含む。半円形の外側端部７８および半径方向の表面８０は、リム８２を含み、リム８２は、ねじなどの留め具を配置するための複数の開口（例えば８４に見られる）を有するか、またはＯ−リング溝（この図には示されない）を含んでもよい。半円形の外側端部７８は、ウェーハ７６ａの頂部部分（また、頂点とも呼ばれる）に第一のくぼみ８６を含む。くぼみ８６は、次により完全に示されるように、管状部材を受け入れるように配列される。管状部材の機能は種々であり、次により完全に示される。
【００４２】
ウェーハ７６ａはまた、第一の隅くぼみ８８および第二の隅くぼみ９０を含み、隅くぼみ８８、９０は、管状部材をも受け入れるように配列される。半径方向の表面８０は、中央くぼみ９６と共に、第一の側面くぼみ９２および第二の側面くぼみ９４を含む。これは、管状部材を受け入れ、運転可能に、管状部材と結合されるように配列される。
【００４３】
ウェーハ７６ａは、固体の背壁９８を有する。換言すれば、ウェーハ７６ａは、板の形態である。背壁９８は、それを横断する二つの底流堰、即ち底流堰１００および底流堰１０２を有する。堰１００、１０２は、一段高い突出部であり、原料ストリームの流れパターンを変更する。これは、次により完全に示される。堰１００、１０２はまた、ウェーハ７６ａの構造的支持を増大する。より大きな直径の系の場合には、更なるリブおよび管状部材のためのくぼみを提供することができる。
【００４４】
図３−ｂは、図３−ａの第一のウェーハ７６ａの側面図である。先に記載したように、種々の図面に見られる同数字は、同部品を指す。従って、半径方向の表面８０は、くぼみ８８、９４、９６、９２および９０と共に示される。くぼみ９２は、再分配開口１０４を有する。くぼみ９４は、再分配開口１０５を有する。図３−ｃは、図３−ａの第２の外側ウェーハについて、反対面からの透視図であり、この図は、固体の背壁９８、同様に支持体９９ａおよび９９ｂを示す。
【００４５】
ここで、図４を参照し、第二のウェーハアセンブリ１０８とタンデムにある第一のウェーハアセンブリ１０６の分解側面図につき記載する。図４に見られるように、ウェーハアセンブリ１０６は、第一の外側ウェーハ２ａ、第一の膜要素１１０、内部ウェーハ３４ａ、第二の膜要素１１２、および次いで第二の外側ウェーハ７６ａからなる。従って、ウェーハアセンブリは、第一の外側ウェーハ、膜要素、内部ウェーハ、膜要素、および次いで外側ウェーハからなる。第一の外側ウェーハ２ａは、強化タイプのものであり、これは、ウェーハ７６ａより厚く、構造的にそれより強いことに留意されたい。
【００４６】
図４に示されるように、第二のウェーハアセンブリ１０８は、第一のウェーハアセンブリ１０６とタンデムである。従って、第二のウェーハアセンブリ１０８は、第一の外側ウェーハ２ｂ、第一の膜要素１１４、内部ウェーハ３４ｂ、第二の膜要素１１６、および第二の外側ウェーハ７６ｂからなる。本発明の教示によれば、第一のウェーハアセンブリ１０６は、運転可能に、第二のウェーハアセンブリ１０８とタンデムで取り付けられて、タンデムウェーハアセンブリが形成される。
【００４７】
複数のねじが、ウェーハアセンブリを固定するために示される。例えば、ねじ１１７ａは、ウェーハ２ａの開口１１７ｂを通ってはめ込まれ、ねじ１１７ｃは、ウェーハ７６ａの開口１１７ｄを通ってはめ込まれ、ウェーハ３４ａの開口１１７ｅ／１１７ｆに共働し、そのためにウェーハ２ａ、３４ａおよび７６ａは共に固定される。
【００４８】
図５−ａは、図４に見られるタンデムウェーハアセンブリの分解側面図であり、膜要素の一実施形態を詳細に示す。図５−ａは、高分子膜ウェーハアセンブリの好ましい実施形態を示す。この好ましい実施形態において、膜要素１１０は、原料スペーサースクリーン１２０ａ、ガスケット１２２ａ、薄膜１２４ａおよび焼結金属部材１２６ａを含む。焼結金属部材１２６ａは、典型的には、電子ビーム溶接によって部材３４ａに取り付けられる。当業者に広く知られた他の取り付け方式も実行可能である。部材１２６ａは（また）、多孔質金属または多孔質セラミック支持体物質から構成されうる。多孔質支持体物質は、膜ファブリックに対して、載置するように工作された平らな表面を提供する。これは、本明細書に開示される動的および高分子実施形態の両方に共通である。
【００４９】
原料スペーサースクリーンは、従来のスクリーンでありうる。商業的に入手可能な金属または非金属スクリーン物質が適切である。例えば、部材１２６ａは、Ｍａｒｔｉｎ Ｋｕｒｚ ａｎｄ Ｃｏ．Ｉｎｃ．から、商品名ＤＹＮＡＰＯＲＥで得られる。グレードＴＷＭ−８０からＢＷＭ−８０までの、ＤＹＮＡＰＯＲＥの種々のグレードを用いうる。５層のスクリーンフィルター媒体から製造されたＤＹＮＡＰＯＲＥグレードは、この焼結金属部材に最も好ましい実施形態である。従来のガスケット物質を、シールに用いることができる。ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＶｉｔｏｎガスケットが適切である。焼結金属は、商業的に、Ｍｏｔｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名Ｓｉｎｔｅｒｅｄ Ｍｅｔａｌで入手可能である。適切な動的膜を議論した。
【００５０】
第二の膜要素１１２は、原料スペーサースクリーン１２８ａ、ガスケット１３０ａ、薄膜１３２ａおよび焼結金属１３４ａを含む。焼結金属部材１３４ａは、典型的には、電子ビーム溶接によって部材３４ａに取り付けられる。当業者に広く知られた他の取り付け方式も実行可能である。部材１３４ａもまた、多孔質金属または多孔質セラミック支持体物質でありうる。
【００５１】
膜要素１１４は、原料スペーサースクリーン１２０ｂ、ガスケット１２２ｂ、薄膜１２４ｂおよび焼結金属部材１２６ｂを含む。焼結金属部材１２６ｂは、典型的には、電子ビーム溶接によって部材３４ａに取り付けられる。当業者に広く知られた他の取り付け方式も実行可能である。好ましい一実施形態においては、第二の膜要素１１６は、原料スペーサースクリーン１２８ｂ、ガスケット１３０ｂ、薄膜１３２ｂおよび焼結金属部材１３４ｂを含む。焼結金属部材１３４ｂは、電子ビーム溶接、または十分に機械的に結合する特定の他の好適な取り付け方式によって、部材３４ａに取り付けることができる。部材１２６ａおよび１３４ａもまた、多孔質金属または多孔質セラミック物質から構成されうる。
【００５２】
膜要素内の異なる成分も実施可能であることに留意すべきである。例えば、膜支持ファブリックは、図５−ａには示されないものの、図５−ｂに示されるように、膜要素の一部として含まれうる。図５−ｂは、次に議論される。加えて、本発明の教示通りの、膜要素内の成分の異なるシーケンスおよび／または配置もまた実施可能である。
【００５３】
図５−ｂは、図４に見られるタンデムウェーハアセンブリの分解側面図であり、膜要素パッケージの第二の実施形態を詳細に示す。図５−ｂの実施形態は、動的膜を示す。この第二の好ましい実施形態においては、膜要素４００は、Ｏ−リングロープ４０９ａ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ａ、吸着媒体の粉末層４１２ａ、膜４１４ａ、膜支持ファブリック４１６ａおよびＯ−リングロープ４１７ａを含む。また、多孔質支持体物質媒体４１８ａが含まれる。これは、膜支持ファブリックに隣接した多孔質金属でも、多孔質セラミック支持体物質でもよい。
【００５４】
従来のＯ−リングロープを用いることができる。即ち、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｅａｌ Ｉｎｃ．から、商品名Ｃａｂｒｅｓで入手可能なＯ−リングロープが適切である。原料スペーサー（４１０ａ）は、従来の金属または非金属スクリーン物質でありうる。従来の膜支持ファブリックを用いることができる。Ｔｅｆｌｏｎポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ファブリック（Ｇｏｒｅ Ｔｅｘ）（Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ，Ｉｎｃ．から入手可能である）などである。膜支持ファブリックはまた、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、またはＫｅｖｌａｒタイプの構造であってもよい。Ｔｅｆｌｏｎ、ＮｏｍｅｘおよびＫｅｖｌａｒは、ＤｕＰｏｎｔの登録商標である。議論したように、多孔質金属支持体物質（４１８ａ）は、従来型のものでありうる。シートまたはディスク物質の製作には、従来の製作方法を用いることができる。吸着媒体は、多孔質シート上に配置してもよく、薄膜の表面上に配置してもよい。吸着媒体は、商業的に、いくつかの販売業者から入手可能である。吸着媒体は、表面積１００〜１５００ｍ２／ｇを有する。典型的な吸着剤物質は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナまたはその他の商業的に入手可能な吸着剤である。含浸吸着剤も用いうる。吸着剤物質は、ナトリウム、コバルト、モリブデン、銅などの金属で含浸しうる。適切な金属は、例えば、次の（ａ）〜（ｄ）から入手可能である。即ち、（ａ）活性炭および含浸活性炭についてはＣａｌｇｏｎ Ｃｏ．（非含浸の商品名はＣａｌ Ｆ−２００およびＣａｌ Ｆ−４００であり、含浸はＣｅｎｔｕｒ（ナトリウム含浸）である）；（ｂ）モレキュラーシーブ／ゼオライト、シリカゲルについてはＧｒａｃｅ Ｃｏ．（モレキュラーシーブ／ゼオライトの商品名は、１３Ｘ、５Ａその他であり、シリカゲルの商品名は、Ｇｒａｃｅ Ｇｅｌその他である）；（ｃ）アルミナについてはＡＬＣＯＡ Ｃｏ．（商品名は、Ａ−２００、Ａ−４００その他である）；（ｄ）ゼオライトについてはＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｏ．（商品名は、ＺＳＭ−５、ＭＣＭシリーズその他である）である。
【００５５】
第二の膜要素４０２は、Ｏ−リングロープ４０９ｂ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ｂ、吸着媒体の粉末層４１２ｂ、膜４１４ｂ、膜４１６ｂ、Ｏ−リングロープ４１７ｂおよび多孔質支持体物質４１８ｂを含む。これは、金属またはセラミックのいずれでもよい。
【００５６】
膜要素４０６は、Ｏ−リングロープ４０９ｃ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ｃ、吸着媒体の粉末層４１２ｃ、膜４１４ｃ、Ｏ−リングロープ４１７ｃ、支持ファブリック膜４１６ｃおよび多孔質支持体物質４１８ｃを含む。これは、金属またはセラミックのいずれでもよい。好ましい一実施形態においては、第二の膜要素パッケージ４０８は、Ｏ−リングロープ４０９ｄ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ｄ、吸着媒体の粉末層４１２ｄ、膜４１４ｄ、膜支持ファブリック４１６ｄ、Ｏ−リングロープ４１７ｄおよび多孔質支持体物質４１８ｄを含む。これは、金属またはセラミックのいずれでもよい。膜要素内の異なる成分または異なるシーケンスが実施可能であることに留意されたい。
【００５７】
図５−ｃは、図５−ｂに見られる動的実施形態を通る流れの概略図である。流れストリーム「Ｆ」は、粉末吸着媒体を通り、次いで薄膜高分子膜を通り、更に次いで膜ファブリックを通り、次には多孔質支持体を通って流れる。
【００５８】
ここで図６を参照すると、タンデム接続された二つの内部ウェーハの平面図が示される。従って、３４ａなどの内部ウェーハと第二の内部ウェーハ３４ｂは、運転可能に取り付けられる。いくつかの取り付け方法が実施可能である。これには、管状部材１４８および１４９の外側に配列されたボルト／ねじ３０２、３０４が含まれる。これは、好ましい実施形態である。別の方法は、ウェーハ３４ａおよび３４ｂにねじ留め／ボルト留めされた開いた長方形ピンまたはハープでありうる。圧縮帯も用いうる。ウェーハ３４ａ、３４ｂのいずれも半円形であるので、二つの結合されたウェーハは、概して円形断面を有する筒形アセンブリを形成する。この筒形アセンブリは、装置全体が圧力槽１３５内に配置されることを可能にする。従って、これにより前記槽１３５内の空間および容積が最大にされる。換言すれば、筒形アセンブリは、大量の原料ストリームを圧力槽内で処理するのに最大効率の形態である。槽１３５は、環形領域Ａ内に配置されたスチームなどの高温媒体を有してもよい。
【００５９】
図６は、透過物を管状部材１４０中へ通すための開口１４０ａおよび１４０ｂと共に、中央くぼみ６０ａおよび６０ｂ（透過物のための管状部材１４０を配置するための筒形通路を形成する）を示す。また、くぼみ４８ａは、そこに、入口原料のための管状部材１４２を有する。くぼみ４８ｂは、そこに、原料（残留物）出口のための管状部材１４４を有する。くぼみ５２ａおよび５２ｂは、そこに、スチーム供給のための管状部材１４６を有する。くぼみ５４ａおよび５４ｂは、スチーム供給のための管状部材１４８を有する。側面くぼみ５６ａおよび５６ｂは、再分配管状部材１５０を有する。側面くぼみ５８ａ、５８ｂは、再分配管状部材１５２を有する。
【００６０】
管状部材１４２は、原料ストリームをウェーハに導く。管状部材１４４は、原料ストリーム（残留物）のための出口チャネルである。管状部材１４６および１４８は、補足スチーム供給入口である。管状部材１５０および１５２は、残留物を、ウェーハ３４ａの領域からウェーハ３４ｂの領域へ再分配するための再分配チャネルである。これは、次により完全に記載される。取り付け板３０６、３０８もまた、管状部材１４４、１４２を固定するのに用いられる。
【００６１】
ここで、図７−ａを参照し、直列に配置されるタンデムウェーハアセンブリの概略側面図につき記載する。図７−ａは、ウェーハアセンブリを示す。これは、端部ウェーハ１６０を含む。それは、端部ウェーハ１６４に取り付けられた内部ウェーハ１６２に取り付けられる。端部ウェーハ１６０は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１６６および１６８を有し、他のウェーハアセンブリからの異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。端部ウェーハ１６４は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１７０および１７２を有し、異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。このウェーハアセンブリは、Ｗ１と表される。
【００６２】
タンデムの逆のウェーハアセンブリは、端部ウェーハ１７４を含む。これは、端部ウェーハ１７８に取り付けられた内部ウェーハ１７６に取り付けられる。端部ウェーハ１７４は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１７６および１７８を有し、異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。端部ウェーハ１７８は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１８０および１８２を有し、異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。このウェーハアセンブリは、Ｗ２と表される。
【００６３】
ウェーハアセンブリＷ３およびＷ４が示される。ウェーハアセンブリＷ３およびＷ４は、実質的にＷ１およびＷ２と同じである。ウェーハアセンブリＷ３は、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ４に取り付けられる。図７−ａは、原料ストリームの流れ抜けを示す。より詳しくは、原料ストリームは、入口チャネル１４２を経て、１９０、１９２として示される矢印を通って入る。ここで、図７−ｂを参照し、タンデムウェーハアセンブリＷ３、Ｗ４の概略正面図につき記載する。図７−ｂに見られるように、Ｗ３からの原料／残留物液体は、再分配チャネル１５０および１５２を経てＷ３から流出し、これらのチャネル１５０、１５２を経てＷ４に入る。即ち、透過物はＷ３およびＷ４から流出し、管状部材１４０に流入する。
【００６４】
図７−ａに戻ると、原料ストリームは、矢印１９４、１９６によって表示されるように、出口チャネル１４４を経て出る。膜要素を通って透過する原料ストリームの一部は、チャネル１４０を経て出る。これは、数字１９８および２００によって示される。本発明の教示により、この流れパターンは、図７−ａに示されるように、全ウェーハアセンブリ（Ｗ１−Ｗ２、Ｗ５−Ｗ６、Ｗ７−Ｗ８）について類似である。
【００６５】
図７−ａは、ウェーハアセンブリＷ５を示す。これは、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ６に取り付けられる。最終的に、ウェーハアセンブリＷ７は、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ８に取り付けられて示される。ウェーハアセンブリＷ５およびＷ６は、本質的にＷ３およびＷ４と同じであり、ウェーハアセンブリＷ７およびＷ８は、本質的にウェーハアセンブリＷ５およびＷ６と同じである。但し、Ｗ７ウェーハアセンブリにおける端部ウェーハ２ａは強化タイプであり、Ｗ８における端部ウェーハ２ｂもまた強化タイプである。内部ウェーハ３４ａおよび３４ｂ、並びに外側ウェーハ７６ａ、７６ｂもまた示される。
【００６６】
図７−ａは、ウェーハがタンデムで配置され、次いでタンデムウェーハアセンブリは直列で配置されることを示す。換言すれば、ウェーハＷ１は、ウェーハＷ２とタンデムである。タンデムウェーハアセンブリを直列で加えることによって、実質的に、装置の流れ容量が増大される。図７−ａはまた、支持体突出物が、隣接するウェーハ上にあるが異なる面にある隣接する支持体突出物と、いかに共働するかを示す。例えば、端部ウェーハ１６４の支持体突出物１７０および１７２は、背壁３５０に接し、端部ウェーハ２１０のウェーハ突出物２０６および２０８は、ウェーハ１６４の背壁３５１に接する。これは、強度を増し、タンデムウェーハアセンブリが連続してしかるべき所に押し付けられる際の圧縮荷重を分配する。
【００６７】
ここで、図８を参照し、管状部材に沿って直列に配置されたタンデムウェーハアセンブリの透視図につき記載する。この図においては、ウェーハアセンブリＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７およびＷ８が示される。ウェーハＷ７の端部ウェーハ２ａおよびウェーハＷ８の端部ウェーハ２ｂは、強化タイプのものであることに留意されたい。原料入口管１４２、透過物管１４０および原料出口管１４４が図８に示される。ストッパー板２４４および連結板２４６は、再分配チャネル１５０、１５２と共に示される。
【００６８】
図９は、図８に見られるタンデムウェーハアセンブリの部分破断図である。従って、ウェーハアセンブリＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７およびＷ８が示される。この部分断面図は、ノズル２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３１、２３２、２３３および２３４と共に、再分配チャネル１５２を示す。これらのノズルは、原料（残留物）を、第一のウェーハアセンブリからタンデムで配置された第二のウェーハアセンブリに導く。例えば、原料は、ノズル２２４およびノズル２２６を経て、ウェーハアセンブリＷ１からウェーハアセンブリＷ２に導かれる。加えて、透過物チャネル１４０は、ノズル２３６、２３８、２４０、２４２および２４３と共に示され、ウェーハアセンブリから製造される透過物（最終的に装置から製造されるもの）が、透過物域（透過物域２６２は図１０に示される）から透過物チャネル１４０に導かれる。
【００６９】
図９においては、第一のストッパー板２４４は、連結板２４６で補強される。ストッパー板２４４および連結板２４６は、好ましい一実施形態において、一連のタンデムウェーハアセンブリを適切に圧縮するのを補助するために加えられる。連結板２５０で補強された第二のストッパー板２４８が示される。ストッパー板２４８および連結板２５０は、反対側に加えられ、一連のタンデムウェーハアセンブリが逆に圧縮される。好ましい一実施形態においては、連結板は、二つの半分からなる。これは、一般に留め具手段（ナットおよびボルトなど）によって取り付けられる。ストッパー板２４４、２４８はまた、留め具手段（ナットおよびボルトなど）によってウェーハアセンブリに取り付けられる。ストッパー板は、ウェーハＷ１〜Ｗ８のアセンブリに、更なる機械的完全性を提供する。
【００７０】
ここで、図１０を参照し、一連のタンデムウェーハアセンブリを通る流れパターンについての、好ましい実施形態の断面図につき記載する。従って、運転可能に内部ウェーハ３４ａに取り付けられた第一の外側ウェーハ２ａが示される。内部ウェーハ３４ａは次に、前記したように、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ７の第二の外側ウェーハ７６ａに取り付けられる。第一の膜要素１１０は、ウェーハ２ａとウェーハ３４ａの間に設けられた第一の空腔内に配置される。第二の膜１１２は、ウェーハ７６ａとウェーハ３４ａの間に設けられた第二の空腔内に配置される。
【００７１】
原料ストリームは、通路２６０を通って導かれる。堰２６および堰２８は、原料ストリームに乱流を経させる。ストリームの一部は、膜１１０と反応し、このように製造された透過物は、透過物域２６２に導かれる。これは次いで、ノズル２４３を経て透過物管１４０に導かれる。透過物通路は、矢印「Ｐ」によって示される。膜要素１１０を通って透過しない原料ストリームの一部は、残留物として知られ、この残留物は、通路矢印「Ｒ」によって示される残留物領域を通って流れる。
【００７２】
設計により、入ってくる原料ストリームもまた、通路２６３を通って導かれる。堰１０２および堰１００は、原料ストリームに乱流を経させる。ストリームの一部は、膜１１２と反応し、このように製造された透過物は、透過物域２６２へ、次いでノズル２４３を経て透過物管１４０に導かれる。先に示したように、透過物流路は、矢印Ｐによって示される。未反応の入口流体ストリームの一部（先に言及したように、残留物として知られる）は、残留物領域を通って流れる。これは、通路矢印Ｒによって示される。
【００７３】
好ましい実施形態においては、第一のウェーハアセンブリＷ７からの残留物は、再分配チャネル１５０、１５２（チャネル１５０は、図１０には示されない）を経て、タンデムウェーハアセンブリＷ８へ導かれ、そこでそれは、再度、原料ストリーム（残留物）が堰および膜要素に曝される類似のプロセスに曝される。透過物は、透過管１４０へ導かれ、残留物は、出口チャネル１４４へ導かれる。
【００７４】
図１０に例証されるように、類似の流れパターンが、全てのタンデムウェーハアセンブリに存在する。より詳しくは、図１０はまた、ウェーハＷ５およびＷ６の流れパターンを示す。矢印Ｐは、透過物通路の流れを示し、矢印Ｒは、ウェーハアセンブリＷ５、Ｗ６、Ｗ７およびＷ８に対する残留物の流れを示す。例えば、残留物は、ノズル２３３を経てウェーハＷ７を出て、ノズル４００を経て入る。残留物は、結局、ノズル４０２を経てウェーハＷ８を出て、出口チャネル１４４に入る。透過物は、ノズル４０４を経て透過物管１４０に入る。加えて、凝縮器および真空ポンプ３００もまた、図１０に示される。これは、透過物チャネル１４０に、次いで透過物域に吸引を提供する。
【００７５】
図１１−ａにおいては、ウェーハアセンブリのシール部材についての、第一の実施形態をここに記載する。図１１−ａに示されるシール部材は、技術的に周知のガスケット２７０である。ウェーハ２ａは、その周辺部上にリム２７２を含み、内部ウェーハ３４ａは、その周辺部上に逆のリム２７４を含む。スクリーン２７６（例えば、膜要素パッケージ１１０または膜要素パッケージ４００の成分であってよい）は、ウェーハ３４ａのレッジ表面２７７ａ内に配置されるように配列されて示される。薄膜は、数字２７８によって示される。従って、ガスケット２７０は、リム２７２および２７４の間に置かれて、シール手段が提供される。ガスケット２７０は、Ｖｉｔｏｎ、または所望の原料ストリーム、透過物、残留物およびプロセス条件を用いる運転に適切な他のエラストマーでありうる。
【００７６】
ウェーハアセンブリのシール部材についての第二の実施形態が、図１１−ｂに示される。この実施形態においては、スクリーン２７６は、数字２８０によって示される膜要素と共に用いられる。ガスケット２７０が、再度用いられる。この実施形態においては、第二のレッジ２８２は、リム２７４内に配列される。Ｏ−リング２８４は、この第二のレッジ内に置かれ、スクリーン２７６によって接触される。Ｏ−リング２８４は、膜要素２８０に押し付けられ、更にガスケット２７０に押し付けられることから、第二のシールメカニズムを提供する。Ｏ−リングは従来からあるものであり（即ち当業界では大変よく知られている）、商標ＶｉｔｏｎとしてＤｕＰｏｎｔ社から商業的に入手できる。
【００７７】
図１１−ｃにおいては、ウェーハアセンブリのシール部材についての第三の実施形態が示される。この実施形態においても、Ｏ−リング２８４はレッジ２８２内に配置される。ウェーハ２ａにおいては、二つの溝が、リム２７２内に配列される。即ち、溝２８６および溝２８８である。Ｏ−リング２９０は、溝２８６内に置かれ、Ｏ−リング２９２は、溝２８８内にある。この実施形態は、Ｏ−リング２９０およびＯ−リング２８４が、シール手段として共働することを可能にする。Ｏ−リング２９２は、予備のシールを提供し、シールがＯ−リング２９２および膜要素２８０の間に生じる。
【００７８】
本明細書に記載される膜は、所望の成分または種を液体原料から分離するのに有用である。パーストラクションおよびパーベーパレーション分離を用いうる。
【００７９】
パーストラクション分離においては、透過物は、液体スイープストリームを用いて透過物域から除去される。透過物は、スイープストリームに溶解し、スイープストリーム流によって導き出されて、透過物域における透過物の蓄積が防止される。スイープ液体は、好ましくは、透過物に親和性があり、かつそれと混和性である。パーベーパレーションにおいては、透過物は、透過物域から蒸気として導き出される。真空または減圧が、透過物域に保持される。原料ストリーム中の所望の種または成分は、膜を横切って移動する際に蒸発する。パーベーパレーションにおいては、残留物域における原料ストリームと、透過物域における透過物の分圧の間の蒸気圧の差が、膜を横切る所望の種または成分の移動をもたらす。膜は、平らなシートとして記載されたものの、分離プロセスは、らせん形または中空繊維など、実行可能ないかなる形態の膜をも用いうる。
【００８０】
膜分離は、膜が物理的に損傷し、または分解する温度未満の温度で生じるべきである。炭化水素分離については、膜温度は、２５℃〜５００℃、好ましくは２５℃〜２５０℃の範囲である。
【００８１】
本方法は、所望の種または成分を原料ストリームから分離するのに有用である。詳しくは、本方法は、所望の種または成分を炭化水素原料ストリームから分離するのに有用である。一実施形態においては、芳香族が、炭化水素原料ストリームから分離される。
【００８２】
本明細書で用いられる用語「炭化水素」とは、主に炭化水素の特徴を有する有機化合物を意味する。従って、一種以上の非炭化水素基（例えば硫黄または酸素）を含む有機化合物は、この定義の範囲内にある。本明細書で用いられる用語「芳香族炭化水素」とは、少なくとも一つの芳香族環を含む炭化水素基有機化合物を意味する。環は、縮合されていても、架橋されていても、縮合と架橋の組み合わせであってもよい。好ましい実施形態においては、炭化水素原料から分離される芳香族種は、一つまたは二つの芳香族環を含む。「非芳香族炭化水素」とは、芳香族核を全く有しない炭化水素基有機化合物を意味する。一実施形態においては、炭化水素原料ストリームは、２５℃〜２５０℃の範囲の沸点を有し、芳香族および非芳香族炭化水素を含む。好ましい実施形態においては、芳香族炭化水素は、ナフサ（２５℃〜２５０℃の範囲で沸騰し、芳香族および非芳香族炭化水素を含む）から分離される。本明細書で用いられる用語「ナフサ」には、２５℃〜１００℃で沸騰する軽質ナフサ、１００℃〜１６０℃で沸騰する中間ナフサ、および１６０℃〜２５０℃の範囲で沸騰する重質ナフサが含まれる。用語ナフサには、熱分解ナフサ、接触分解ナフサおよび直留ナフサが含まれる。流動接触分解プロセス（「ＦＣＣ」）から得られるナフサは、その高い芳香族含有量のために特に好ましい。
【００８３】
好ましい実施形態においては、ナフサ原料ストリーム中に存在する芳香族は、優先的に、動的薄膜高分子膜の残留物側で選択的吸着媒体層に吸着する。残留物域の圧力は、大気圧〜１００ｐｓｉｇの範囲である。動的薄膜高分子膜の温度は、２５℃〜２５０℃の範囲である。ナフサ原料ストリームから分離された芳香族は、透過物域から導き出される。透過物域の圧力は、大気圧〜１．０ｍｍＨｇの範囲である。
【００８４】
本発明は、特定の実施形態に関して記載されているが、そのように限定されるものではない。特定の状況下における実施のための好適な代替・修正は、当業者にとって自明である。従って請求項は、本発明の真の精神および範囲内に入る全てのそのような別形態および修正形態を包含すると解釈されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１−ａ】第一の外側ウェーハの透視図である。
【図１−ｂ】図１−ａの第一のウェーハの側面図である。
【図１−ｃ】図１−ａの第一の外側ウェーハの、反対面からの透視図である。
【図２−ａ】内部ウェーハの透視図である。
【図２−ｂ】図２−ａの内部ウェーハの側面図である。
【図２−ｃ】図２−ａの内部ウェーハの、線２Ｃ−２Ｃで切り取った断面図である。
【図３−ａ】第二の外側ウェーハの透視図である。
【図３−ｂ】図３−ａの第二の外側ウェーハの側面図である。
【図３−ｃ】図１−ａの第一の外側ウェーハの、反対面からの透視図である。
【図４】二つのウェーハアセンブリの分解側面図である。
【図５−ａ】図４の二つのウェーハアセンブリの分解側面図である。これは、膜要素の一実施形態を詳細に示す。
【図５−ｂ】図４の二つのウェーハアセンブリの分解側面図である。これは、膜要素の第二の実施形態を詳細に示す。
【図５−ｃ】図５−ｂの第二の実施形態を通る流れの概略図である。
【図６】タンデムにある二つの内部ウェーハの平面図である。
【図７−ａ】連続に配置されたタンデムウェーハアセンブリの概略側面図である。
【図７−ｂ】図７−ａのタンデムウェーハアセンブリの一つの概略正面図である。
【図８】管状部材に沿って直列に配置されたタンデムウェーハアセンブリの透視図である。
【図９】図８のタンデムウェーハアセンブリの部分切り取り図である。
【図１０】タンデムウェーハアセンブリを通る流れパターンの好ましい実施形態の、図６の線１０−１０で切り取った断面図である。
【図１１−ａ】ウェーハアセンブリのシール部材の、第一の実施形態である。
【図１１−ｂ】ウェーハアセンブリのシール部材の、第二の実施形態である。
【図１１−ｃ】ウェーハアセンブリのシール部材の、第三の実施形態である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族を原料ストリームから分離するための装置および方法に関する。より詳しくは、本発明は、膜要素によって生じる分離を用いて、ガソリン、ナフサ、ディーゼル燃料等から芳香族を分離するための装置および方法に関する。ただしこれに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透、パーベーパレーション、パーストラクションなどの膜ベースの分離プロセスは従来よりある（即ちよく知られている）。パーベーパレーションプロセスは、液体混合物を分離する技術である。膜媒体の片側に低い圧力の減圧を維持して、液体物質を蒸発するための低エネルギーのアプローチを提供する。これらの液体物質の減圧条件下での蒸発温度は、高い圧力で必要な温度より低い。分離される液体混合物は、膜の上流側に導かれる。膜は、いくつかの液体成分に対して実質的に不浸透性であるが、他の成分を、制御された方式で選択的に通過させる。膜の下流側は通常、減圧に暴露され、膜を通過する液体成分を蒸気相で除去し、凝縮器で凝縮することができる。
【０００３】
パーベーパレーションプロセスにおいては、混合液体原料の所望の原料成分（例えば芳香族成分）が、優先的に膜に溶解される。所望の成分に対して選択的な膜の場合には、所望の成分が、優先的に膜に吸収される。膜は、片側が混合物のストリームに暴露され、反対側で減圧が膜に付され、そのため吸収された液体化合物は、周知の溶液−拡散メカニズムによって膜を通って移動する。従って、所望の成分は、膜を通過し、蒸気としてその下流側から除去され、それにより所望の成分の更なる吸収のための空きが、膜の上流側に提供される。従って、膜を通って上流側から下流側に所望の成分を選択的に導く、濃度勾配による駆動力が確立される。
【０００４】
種々の膜が、先行技術で用いられている。例えば、特許文献１および特許文献２には、芳香族を、ナフサ、重質接触ナフサ（ＨＣＮ）等の非芳香族から、例えば懸濁−被覆膜を用いるパーベーパレーションによって分離する工程が記載される。膜は、高分子を多孔質支持体層上に沈積することによって形成される。これは、細かい分散物または懸濁物であって、固体の塊ではない。
【０００５】
パーベーパレ−ション技術と共に用いられる従来の装置の中に、らせん形板枠と共に用いられる膜がある。例えば、特許文献３には、基本単位の積み重ねからなるセルを、一対の端板の間に用いる膜分離を包含する工程が記載される。半透膜は、スペーサーおよび支持体によって保持される。伝熱流体は、入口、導管系および加熱室を経て、伝熱シートを横切って導かれる。
【０００６】
先行技術のパーベーパレーションプロセスでは、別個の装置工程を用いて、所望の分離が達成される。これらの装置を大流量用途のために相互結合することは、費用を要する。また、先行技術のらせん形要素は高価であり、また高温使用向きに製造するのが困難である。大部分の市販らせん形要素の設計は、１００〜１２０度の温度範囲に限定される。ガソリン、ナフサ、ディーゼル燃料およびより高沸点の炭化水素の分離を達成するためには通常、１２０℃を超えてより高い温度が必要とされる。従って、流体のパーベーパレーションを炭化水素物質（特に輸送燃料として用いられるもの）に適用して、特定の分子タイプの分離を、経済的・効率的に達成する装置および方法に対する必要性が存在する。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，８６１，６２８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０３０，３５５号明細書
【特許文献３】米国特許第３，３９８，０９１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，９４４，８８０号明細書
【特許文献５】米国特許第４，９４６，５９４号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０９３，００３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，５５０，１９９号明細書
【特許文献８】米国特許第４，９９０，２７５号明細書
【特許文献９】米国特許第５，０９８，５７０号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，１０９，６６６号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，８２８，７７３号明細書
【特許文献１２】米国特許第４，８３７，０５４号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，８７９，０４４号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，９１４，０６４号明細書
【特許文献１５】米国特許第４，９２１，６１１号明細書
【特許文献１６】米国特許第４，９２９，３５７号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，９８３，３３８号明細書
【特許文献１８】米国特許第５，０３９，４１７号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，０３９，４１８号明細書
【特許文献２０】米国特許第５，０３９，４２２号明細書
【特許文献２１】米国特許第５，０４９，２８１号明細書
【特許文献２２】米国特許第５，０５５，６３２号明細書
【特許文献２３】米国特許第５，０６３，１８６号明細書
【特許文献２４】米国特許第５，０７５，００６号明細書
【特許文献２５】米国特許第５，０９６，５９２号明細書
【特許文献２６】米国特許第５，１３０，０１７号明細書
【特許文献２７】米国特許第５，２２１，４８１号明細書
【特許文献２８】米国特許第５，２９０，４５２号明細書
【特許文献２９】米国特許第５，０２８，６８５号明細書
【特許文献３０】米国特許第５，１２８，４３９号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，１３８，０２３号明細書
【特許文献３２】米国特許第５，２４１，０３９号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，０１２，０３５号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，０１２，０３６号明細書
【特許文献３５】米国特許第５，１７７，２９６号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，１８０，４９６号明細書
【特許文献３７】米国特許第５，１０７，０５８号明細書
【特許文献３８】米国特許第５，１０７，０５９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態においては、本発明は、動的膜ウェーハアセンブリおよび膜分離方法に関する。動的膜ウェーハアセンブリ（本明細書では「ウェーハアセンブリ」とも称する）は、動的薄膜高分子膜（「膜」と呼ぶ）および枠（「ウェーハ」と呼び、膜透過をできる限り妨げずに膜を支える）を含む。膜は、原料ストリーム中の所望の成分または種を、圧力勾配、濃度勾配等に応じて、膜を横切って透過するのに選択的な高分子、および所望の成分を吸着するのに選択的な吸着媒体の層を含む。そのような膜は、パーベーパレ−ションおよびパーストラクション分離と適合性がある。好ましい実施形態においては、吸着媒体は、芳香族種を吸着するのに選択的である。芳香族種を吸着するのに選択的な適切な吸着媒体には、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等からなる群から選択されるものが含まれる。
【０００９】
薄膜高分子膜の外形は、従来型のものであり、第一の（または「上流の」）側および第二の（または「下流の」）側を含み、第一および第二の側は、連続的に、それらの周辺部に沿って結合されて、薄い要素を形成する。ウェーハは、膜周辺部を、流体流れに対してシールするための周辺部領域、および任意に、膜の片側を膜周辺部から離して保持するための少なくとも一つのリブを含む。円形または半円形のウェーハについては、例えば、リブは、（ａ）ウェーハの周辺部領域に取り付けられた第一および第二の端部、および（ｂ）周辺部の取り付け部の間をつなぐコードに沿った少なくとも一つの側面を含む。リブは、膜の上流側、下流側、または上流および下流の両側面を支えうる。一実施形態においては、ウェーハアセンブリ内で一つ以上の分配堰が用いられ、原料ストリームが薄膜高分子膜付近に分配される。メッシュスクリーン（一般には膜付近に乱流を提供するための）も用いてよい。スクリーンを膜の上流側で用いる場合、スクリーンは、原料ストリームを膜へ導くのに十分に多孔質であるように、しかし微粒子汚染物をろ過するのに十分に細かいように選択される。従来のろ紙が適切である。スクリーンを膜の下流側で用いる場合、スクリーンは次の特性を有すべきである。即ち、膜の撓みを防止するための機械的剛性、膜がスクリーンに浸入するのを防止するのに十分に滑らかかつ細かなウィーブ（ｗｅａｖｅ）、および熱源を膜を横切って提供するのに十分な伝熱能力である。知られるように、膜温度の増大は、膜透過の増大をもたらす。ウェーハアセンブリは、膜支持ファブリックを含んでよい。これは、好ましくは膜の上流側に配置される。一実施形態においては、リブ部材は、固体であり、それを通る内腔を有する。本方法は、流体が、リブ部材の内腔に入ることを可能にする工程、および原料ストリームがウェーハアセンブリを通って導かれている時に、原料ストリームを加熱する工程を含む。複数のウェーハアセンブリを用いる場合、ウェーハアセンブリの全てまたは殆ど全ては、そのような堰、スクリーン、支持ファブリックおよびリブ部材を、単独または組み合わせで含みうる。
【００１０】
好ましい実施形態においては、薄膜高分子膜は、Ｔｅｆｌｏｎ、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、Ｋｅｖｌａｒ等の膜支持ファブリックの上に載置され、（ｉ）膜支持ファブリックに接する多孔質金属および／または多孔質セラミック支持体物質および（ｉｉ）メッシュスクリーンを更に含む。これらは、単独で用いても、組み合わせで用いてもよい。セラミック支持体物質が好ましく、最も好ましい実施形態においては、これはコージエライト、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、ポルセリン、ステアライト、窒化ケイ素およびこれらの特別の組み合わせからなる群から選択される。ファブリック、多孔質支持体物質およびスクリーンを用いる場合には、リブが薄膜高分子膜を直接的に、或いは、ファブリック、多孔質支持体物質および／またはスクリーンを介して間接的に支持することを理解すべきである。
【００１１】
好ましい実施形態においては、膜は、ＴＥＦＬＯＮなど高分子物質の薄い支持体に振り当てられる。膜／支持体サブアセンブリは、好ましくは、ステンレススチールスクリーンなどの薄い金属スクリーンの第一の側と接する。膜／支持体の周辺部は、スクリーンに対して張った状態に保持される。これは、膜の周辺部の方向に放射状の張力を付し、次いで張力を緩めることなく、周辺部に、例えばＯ−リングにより圧縮力を付して、周辺部を位置付け、膜を張った状態に保持することによる。任意のスクリーンおよび支持体が用いられる場合には、膜の周辺部側は、典型的には、任意のスクリーンおよび支持体と接する。膜の残留物側は、好ましくは、膜アセンブリの加熱されたリブ上に支持されて、膜が等温に加熱される。
【００１２】
他の実施形態においては、液体原料ストリームから所望の成分を分離する方法、特に、芳香族および非芳香族炭化水素を含む液体原料ストリームから芳香族炭化水素を分離する方法が提供される。本方法は、原料ストリームを、第一のウェーハアセンブリ（残留物域および透過物域を含み、それらの間に動的膜を有する）内の残留物域に導く工程を含む。動的膜は、接触する芳香族の吸着に選択的な吸着媒体の層、および高分子膜を含む。吸着媒体は、粉末形態であってよく、吸着媒体の層は、多孔質層であってよい。吸着媒体の層は、膜の上流側と接触する。吸着媒体の層が多孔質である場合には、原料ストリームは、吸着媒体の層および膜の上流側の両方と流体接触する。何故なら、膜の上流側は、吸着層の穴を通って残留物域に暴露されるからである。原料ストリームの所望の部分（例えば芳香族部分）は、吸着媒体に吸着される。吸着媒体層または引き続く薄膜高分子層と反応しない原料ストリームの一部（本明細書では残留物と称する）を、プロセスから導き出すことができる。プロセス条件（圧力、原料ストリーム成分の相対濃度など）は、原料ストリーム中に存在する所望の成分（芳香族成分など）を、吸着媒体の層に吸着させ、次いで膜を通って膜の上流側から下流側に透過させるように制御される。例えば、膜の透過側に大気圧より低い圧力を提供するために、吸引を用いることができる。残留物側がより高い圧力にあると、膜を横切る差圧が確立され、膜を横切る上流から下流への透過がもたらされる。圧力勾配を提供するために、原料ストリームの加圧および透過物の吸引を、単独または組み合わせで用いることができる。原料ストリームの加圧を用いる場合、原料ストリームは、原料ストリームの相図の蒸気、液体または液体−蒸気の領域にあるものでもよい。吸引を用いてより低い圧力を透過物域に提供する場合、膜の下流側は、透過物蒸気を透過物域にもたらす。これは、液体透過物に凝縮しうる。従って、吸着媒体の層は、透過物域と流体（ガス状を含む）接触する。透過物域中の透過物は、蒸気状態にあってよく、その後液体に凝縮してもよい。透過物は、透過物域から導き出すこともでき、また液体または蒸気状態のいずれで導き出すこともできる。残留物ストリーム（所望の原料ストリーム成分がリーンなものでもよい）は、残留物域から導き出すことができる。
【００１３】
複数のウェーハアセンブリ（それぞれ少なくとも一つの動的膜を含む）を組み合わせて用いることができる。例えば、ウェーハアセンブリを並行、連続および連続−並行の流体流回路で配置しうる。好ましい実施形態においては、残留物の全てまたは一部は、第一のウェーハアセンブリから、第一のウェーハアセンブリと並行の流体流形態で配置される第二のウェーハアセンブリに導き出される。原料ストリームは、第二のウェーハアセンブリ中の残留物域へ導かれる。プロセス条件は、第二の薄膜高分子膜の上流端部から膜の下流側、更に第二の透過物域に、第二の所望のストリーム成分（第一の所望の原料ストリーム成分と同じであってもよい）をもたらすように制御される。第二の透過物（第一の透過物と同じであってもよい）は、第二の透過物域から導き出すことができる。第二の透過物域から導き出される第二の透過物の全てまたは一部を、第一の透過物域から導き出される第一の透過物の全てまたは一部と組み合わせることができる。第二の薄膜高分子膜を通り、更に透過物域に透過する透過物ストリームがもたらされる。
【００１４】
原料ストリーム分離に、二つ以上のウェーハアセンブリを並行で用いる場合、ウェーハアセンブリを横切る差圧を確立して、膜透過のための駆動力を提供することができる。そのような場合、複数のウェーハアセンブリからの透過物ストリームを、共通の中央出口管を経る吸引駆動力によって製造することができる。減圧ポンプ排出、減圧エゼクションおよび透過物蒸気の凝縮は、そのような圧力差を提供するのに適切である。透過物は、透過物域から、出口管を経て共通の中央出口管により吸引して出され、続いて必要に応じて凝縮されうる。一実施形態においては、第二のウェーハアセンブリからの透過物を、第一のウェーハアセンブリからの透過物と組み合わせ、組み合わせた透過物ストリームを、プロセスから運び出す。他の実施形態においては、ウェーハアセンブリの透過物域は、スチーム熱、高温ガス、高温油および高温液体からなる群から選択される高温媒体により加熱される。複数のウェーハアセンブリを用いる場合、その全てまたは殆ど全てで、透過物域の加熱を用いることができる。
【００１５】
他の実施形態においては、芳香族を原料ストリームから分離するための装置が提供される。本装置は、第一、第二および第三のウェーハを含む第一のウェーハアセンブリを含む。第一のウェーハは、外側リムと共に第一および第二の側面を含む。第二のウェーハは、運転可能に、第一のウェーハに取り付けられ、第二のウェーハは、第一の側面および第二の側面、並びに外側リムを有する。第一のウェーハおよび第二のウェーハは、第一の空腔領域を形成する。第三のウェーハは、運転可能に、第二のウェーハに取り付けられ、第三のウェーハは、第一の側面および第二の側面、並びに外側リムを有する。その際、第二のウェーハおよび第三のウェーハは、第二の空腔領域を形成する。第一および第三のウェーハは、底流分配堰を含んでもよい。第二のウェーハは、透過物域を含む。
【００１６】
本装置は、第一および第二の動的膜要素を更に含み、膜要素は、独立に選択された動的薄膜高分子膜を、Ｔｅｆｌｏｎ、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、Ｋｅｖｌａｒ等の膜支持ファブリック上に載置して含む。また任意に、（ｉ）膜支持ファブリックに隣接する多孔質金属および／または多孔質セラミック支持体物質および（ｉｉ）メッシュスクリーンを含む。セラミック支持体物質が好ましく、最も好ましい実施形態においては、これはコージエライト、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、ポルセリン、ステアライトおよび窒化ケイ素の少なくとも一種である。最も好ましい実施形態においては、吸着媒体の粉末層は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナおよび商業的に入手可能な他の吸着剤等からなる群から選択される。第一の膜要素が第一の空腔内に配置されて、そこに第一の残留物領域が形成され、また第二の膜要素が第二の空腔内に配置されて、そこに第二の残留物領域が形成される。
【００１７】
ウェーハアセンブリをシールするためのシール手段も含まれる。シール手段は、第一および第二のウェーハの間に取り付けられたガスケット、および第二のウェーハの溝内に配置されたＯ−リングを含みうる。
【００１８】
他の実施形態のシール手段を用いてもよい。例えば、シール手段は、第一のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた第一のＯ−リング、および第二のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する第二のＯ−リングを含んでもよい。他の実施形態においては、シール手段は、第一のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた二重Ｏ−リング、および第二のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する二重Ｏ−リングを含む。更に他の実施形態においては、第二および第三のウェーハのためのシール手段は、第二のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた第一のＯ−リング、および第三のウェーハ上の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する第二のＯ−リングを含む。更なる他の実施形態においては、シール手段は、第二のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた二重Ｏ−リング、および第三のウェーハ上の一対の溝内にある外側リムの横に取り付けられた共働する１対の二重Ｏ−リングを含む。
【００１９】
本装置は、第一のウェーハアセンブリを通って配置された第一の原料管を含んでもよい。第一の原料管は、原料ストリームをウェーハアセンブリへ導く。第一の透過物管は、第一のウェーハアセンブリを通って配置される。第一の透過物管は、製造された透過物を、第一のウェーハアセンブリの透過物域から導く。
【００２０】
他の実施形態においては、本装置は、タンデムの第二のウェーハアセンブリを更に含む。これは、第四、第五および第六のウェーハを含む。第四のウェーハは、第一の側面および第二の側面を有する。第五のウェーハは、運転可能に、第四のウェーハに取り付けられ、第五のウェーハは、第一の側面および第二の側面を有し、その際第四のウェーハおよび第五のウェーハは、第三の空腔領域を形成する。第六のウェーハは、運転可能に、第五のウェーハに取り付けられ、第六のウェーハは、第一の側面および第二の側面を有し、その際第五のウェーハおよび第六のウェーハは、第四の空腔領域を形成する。第四および第六のウェーハは、底流分配堰を含んでもよい。
【００２１】
本アセンブリは、第一および第二のウェーハアセンブリを通って配置された再分配管を更に含み、残留物の少なくとも一部が、第一のウェーハアセンブリから第二のウェーハアセンブリへ導かれる。第三および第四の膜要素は、それぞれ、第三および第四の空腔内に載置される。
【００２２】
加えて、好ましい実施形態においては、第一および第二のウェーハアセンブリは、タンデムで配置され、それによりアセンブリが、筒形の外形で形成される。外形は、円筒形の外形に限定されない。半円形、三角形、長方形、並びに正および偏多角形に基づいた柱筒形態も用いうる。次いで、タンデムウェーハアセンブリを一連のタンデムウェーハアセンブリで配置しうる。連続で配置されたタンデムウェーハアセンブリの数は、流れ容量などの設計基準による。
【００２３】
ここで、動的膜ウェーハアセンブリおよび高分子膜ウェーハアセンブリの実施形態の利点と特徴につき議論する。
【００２４】
いかなる理論またはモデルにも縛られることを望むものではないが、ウェーハアセンブリを、モジュール方式の「ワゴンホイール」外形で配列することは好都合であると考えられる。これは、流体のパーベーパレ−ションが起こっている膜表面に隣接した、プロセスの加熱および冷却域と密結合させることができる。そのような外形は好都合である。何故なら、（１）全アセンブリは、単一の圧力槽内に含まれ、（２）アセンブリを減圧系（例えば減圧ポンプ）に密結合させて、高度に統合された小型装置サイズを達成でき、（３）プロセスの加熱／再加熱と分離との統合は、流体の全パーベーパレーションを高めるからである。流体のパーベーパレ−ションにおいては、膜分離層を横切る熱負荷は、透過物質および運転条件（容積、蒸発熱、運転圧力に対する蒸気圧等）に従う変数である。
【００２５】
いかなる理論またはモデルにも縛られることを望むものではないが、また、当該のウェーハアセンブリは、域−域シーケンス（例えばウェーハリブを加熱することによって、パーベーパレ−ションが起こっている膜表面に密結合される）に、制御可能な再加熱の柔軟性を提供すると考えられる。これは、より等温の系（効果的な透過温度をより正確に制御できる）をもたらす。バルク相の分子濃度もまた、より均一に制御され、全分離性能を高める。この等温性能を達成するための好ましい実施形態は、スチームを加熱流体として用いることである。膜系配列における種々の域が熱を必要とする場合には、スチームは迅速に凝縮し、局部的に膜および透過物を迅速に加熱することができる。
【００２６】
従って、スチームなどの高温ガス、または低価値の煙道ガスは、好ましい加熱媒体として用いられる。一実施形態においては、高温ガスは、リブを経てウェーハアセンブリを通って流れ、必要な熱入力を系に供給する。一実施形態においては、別の加熱装置アセンブリ（例えば外付けフィンを有するか、または有しない蛇状コイル管設計）が、膜ウェーハに取り付けられる。フィン付き管式加熱部材の設計は、流体力学および伝熱に関して考慮すべき更なる事項を配慮して適合させることができ、またフィンの設計は、スタティックミキサー部材の設計に類似の、流体力学に関して考慮すべき更なる事項を配慮する。この実施形態においては、更なる流体の混合および乱流が、膜表面の高圧側上の薄膜境界層に好都合に影響を及ぼし、流体力学的な静止域を回避することによって、流量および選択性が高められる。
【００２７】
本明細書に示される筒型タンデムウェーハアセンブリは、石油化学工業に典型的に見出されるプラントモジュール装置の規模と一致する。筒型タンデムウェーハアセンブリ（「ワゴンホイール」外形に類似する）は、大規模化可能であり、大小いずれのサイズでも製造しうる。小サイズ装置の例は、車載の自動車燃料分離装置である。
【００２８】
実施形態においては、動的薄膜高分子膜は、薄膜高分子膜および薄膜吸着物質を、膜の上流側と接触して含む。これは、微細に分散された粉末の形態にあってもよく、次の層または微細に分散された物質に結合されてもよく、架橋されて膜フィルム内に多孔質層を形成してもよい。薄膜被覆、制御された熱分解、熱処理、プラズマ被覆等などの技術を、この機能を達成するのに用いうる。吸着層は、目標分子の局部的な濃度勾配を高める。薄膜吸着剤および膜フィルムは何れも、原料ストリームの中の目標成分または種に対して選択的である。層状の多孔質系は、目標分子の濃度勾配（圧力勾配等）が、分離性能を高めるように制御されることを可能にする。好ましい実施形態の一つにおいては、薄膜吸着剤は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナおよび商業的に入手可能な他の吸着剤等からなる群から選択される。
【００２９】
他の実施形態においては、圧力および熱スイングプロセス制御、およびそれらの組み合わせを、吸着媒体と共に用いることができる。圧力スイング方式においては、吸着媒体は、高圧および低圧（減圧）勾配を経る。高圧域においては、目標分子がバルク流体相から媒体に引き寄せられる。これらの目標分子は、低圧域に移動した際に、低圧側のバルク流体相に脱着する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は、動的膜ウェーハアセンブリ、およびそのようなウェーハアセンブリの、所望の種または成分を液体原料ストリームから分離するための使用に関する。
【００３１】
議論したように、膜ウェーハアセンブリは、動的薄膜高分子膜（即ち膜）および膜透過をできる限り妨げずに動的高分子膜を支持する枠（即ちウェーハ）を含む。動的薄膜高分子膜は、原料ストリームの成分または種を吸着するのに選択的な吸着剤の層、および同じ所望の成分または種を、圧力勾配、濃度勾配等に応じて透過するのに選択的な高分子を含む。
【００３２】
ウェーハアセンブリ内の薄膜高分子膜で用いられる高分子は、所望の原料ストリーム成分を透過するのに選択的であるべきである。異なる原料ストリーム成分を、一つ以上のそのようなアセンブリの配列における個々のウェーハアセンブリを横切って透過することが望まれる場合には、ウェーハアセンブリは、独立に選択された高分子を含む膜を含むことができる。加えて、好ましい一実施形態においては、高分子膜は独立に、芳香族種を選択的に透過するのに有用な高分子から選択される。第二の高分子膜が用いられる場合には、その高分子を独立に選択できる。高分子の混合物を膜に用いることができる。用語「高分子」は、巨大分子という一般的な意味で用いられ、これには、例えば、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、プレポリマーおよびオリゴマーが含まれる。
【００３３】
液体炭化水素の芳香族／非芳香族分離に適切な高分子の例は、次の米国特許に見出すことができる。即ち、ポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマーを包む特許文献４、脂肪族ポリエステルジオールおよび二無水物の架橋コポリマーを包む特許文献５、ハロゲン化ポリウレタンを包む特許文献６、ジエポキシド架橋／エステル化ポリイミド−脂肪族ポリエステルコポリマーを包む特許文献７、ポリイミド脂肪族ポリエステルコポリマーを含む特許文献８、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献９、芳香族を飽和分から分離するためのポリカーボネート膜を含む特許文献１０、高度芳香族異方性のポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１１、溶液からの沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献１２、懸濁沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献１、高度芳香族異方性ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１３、高度芳香族ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１４、溶液からの沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献１５、イソシアヌレート架橋ポリウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１６、イソシアネレート架橋ポリウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献１７、懸濁沈積によって調製された薄膜複合膜を含む特許文献２、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたイミドまたはアミド−酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマーから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献１８、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたオキサゾリドンプレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマーから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献１９、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２０、親和性の第二のプレポリマーで伸展された第一のプレポリマー（エポキシをジアミンと組み合わせることによって製造される）鎖からなるマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離でのその使用を含む特許文献２１、高度芳香族ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献２２、高度芳香族ポリ尿素／ウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献２３、イソシアネレート架橋ポリウレタン膜、および芳香族を非芳香族から分離するためのその使用を含む特許文献２４、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたエステルプレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２５、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献９、親和性の第二のプレポリマーで伸展された第一のアミド酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２６、エステルプレポリマー（エポキシを、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたポリエステル鎖と組み合わせることによって調製される）を含むマルチブロックポリマー、それから製造された膜、および分離におけるその使用を含む特許文献２７、架橋ポリエステルアミド膜、および有機物分離のためのその使用を含む特許文献２８、ハロゲン化ポリウレタンを含む特許文献２９、飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３０、不飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３１、ペンダントカルボン酸基を有しないポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマーを含む特許文献３２、芳香族／飽和分分離のためのポリフタレートカルボネート膜を含む特許文献３３、芳香族／飽和分分離のためのポリアリーレート膜を含む特許文献３４、飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３５、不飽和ポリエステル、および芳香族／飽和分分離のためのそれからの架橋膜を含む特許文献３６、膜抽出によるオレフィン／パラフィン分離を含む特許文献３７、膜抽出によるイソ／ノルマルパラフィン分離を含む特許文献３８である。他の適切な高分子には、ポリアクリロニトリル（「ＰＡＮ」）およびポリスルホン（「ＰＳ」）が含まれる。一実施形態においては、ＰＶＡおよびＰＳ膜は、多孔質ポリエステルなどの不織高分子支持体上に支持される。薄い（例えば、０．０１マイクロメーター〜１０マイクロメーター）高分子層を、選択性を高めるのに用いることができる。例えば、ポリビニルアルコール（「ＰＶＡ」）、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）およびセルロースエステルの薄層を用いることができる。
【００３４】
動的高分子膜ウェーハアセンブリは、動的高分子膜および少なくとも一つのウェーハを含む。ここで、図面に示す、芳香族および非芳香族成分を含む液体原料からの芳香族分離に関する特定の実施形態を用いて、ウェーハを記載する。本発明は、これらの実施形態に限定されないことに留意されたい。
【００３５】
一実施形態で用いるのに適切なウェーハを図１−ａに示す。一つのウェーハアセンブリに、一つ超のウェーハを用いうる。ウェーハは、薄い半円形筒の外形で示されるが、他の筒形の外形が適切であることを理解すべきである。即ち、例えば、円形、三角形、長方形、正多角形、偏多角形断面などの断面を有する筒を用いることができる。ここで、図１−ａを参照し、第一の外側ウェーハ２ａの透視図につき記載する。第一の外側ウェーハ２ａは一般に、半円形の固体部材である。第一の外側ウェーハは、半径方向の表面６に伸びる半円形外側端部４を含む。半円形の外側端部４は、リム８を含む。リム８は、ねじなどの留め具を配置するための複数の開口（例えば１０に見られる）、またはＯ−リング溝（この図には示されない）を有する。半円形の外側端部４は、第一のくぼみ１２をウェーハ２ａの頂部部分（また、頂点とも呼ばれる）に含む。くぼみ１２は、次に記載されるように、管状部材を受け入れるように配列される。
【００３６】
ウェーハ２ａはまた、第一の隅くぼみ１４および第二の隅くぼみ１６を含み、隅くぼみ１４、１６は、管状部材をも受け入れるように配列される。半径方向の表面は、中央くぼみ２２と共に、第一の側面くぼみ１８および第二の側面くぼみ２０を含む。これは、管状部材を受け入れ、それと結合されるように運転可能に配列される。管状部材の機能は種々であり、次により完全に示される。議論したように、ウェーハ２ａは、固体の背壁２４を有する。換言すれば、ウェーハ２ａは、板の形態である。背壁２４は、それを横断する二つの底流堰、即ち底流堰２６および底流堰２８を有する。堰２６、２８は一段高い突出部であり、原料ストリームの流れパターンを変更する。これは、次により完全に示される。堰２６、２８はまた、ウェーハ２ａの構造的支持を増大する。より大きな直径の系の場合には、更なるリブおよび管状部材のためのくぼみを提供することができる。
【００３７】
図１−ｂは、図１−ａの第一のウェーハ２ａの側面図である。種々の図面に見られる同数字は、同部品を指すことに留意されたい。従って、半径方向の表面６は、くぼみ１４、１８、２２、２０および１６と共に示される。図１−ｂはまた、背壁２４に伸びるリム８を示す。また、再分配穴３０ａ、３０ｂが示される。図１−ｃを参照すると、図１−ａの第一の外側ウェーハについて、反対面からの透視図が示される。図１−ｃは、背壁２４を示す。
【００３８】
ここで、図２−ａを参照し、内部ウェーハ３４ａの透視図につき記載する。内部ウェーハ３４ａもまた、半円形の輪郭３６であり、上部外側リム３６ａを有する。これは、それを通る開口（開口３８など）を含み、ねじなどの留め具手段、またはＯ−リング溝（この図には示されない）が配置される。内部ウェーハ３４ａは、第一のリブ部材４０および第二のリブ部材４２を有する。リブ４０、４２は、そこを通る穿孔４４、４６を有する。穿孔４４、４６は、スチームなどの高温媒体が、リブを通って流れることを可能にし、それによりウェーハアセンブリの中身が加熱される。これは、次により完全に説明される。より大きな直径の系の場合には、更なるリブおよび管状部材のためのくぼみを提供することができる。
【００３９】
内部ウェーハ３４ａは、頂点に、頂部くぼみ４８を有して、管状部材が配置される。外側リム３６ａは、半径方向に平らな表面５０まで伸びる。半径方向に平らな表面５０は、第一の隅くぼみ５２および第二の隅くぼみ５４を有し、第一の側面くぼみ５６および第二の側面くぼみ５８を更に含む。中央くぼみ６０は、そこを通る開口６２と共に示される。内部ウェーハ３４ａは、壁を含まないが、その代わりに開口領域を有する。従って、図２−ａに見られる数字６４、６６および６８は、透過物域に対応する開口領域を表す。内部ウェーハ３４ａは、第一のレッジ７２ａおよび第二のレッジ７４ａを有する。
【００４０】
ここで、図２−ｂを参照し、図２−ａの内部ウェーハ３４ａの側面図につき記載する。半径方向に平らな表面５０は、開口６２と共に示される。外側リムは、上部リム表面３６ａおよび下部リム表面３６ｂを含む。両リム表面３６ａ、３６ｂは、次により詳細に記載されるように、シール表面として資する。図２−ｃに見られるように、上部リム表面３６ａは、第一のレッジ７２ａおよび第二のレッジ７４ａに至り、下部リム表面３６ｂは、第三のレッジ７２ｂおよび第四のレッジ７４ｂに至る。
【００４１】
ここで、第二の外側ウェーハ７６ａの透視図である図３−ａを参照する。好ましい実施形態においては、第二の外側ウェーハ７６ａは一般に、第一の外側ウェーハ２ａと構造的に同じである。従って、第二の外側ウェーハ７６ａは、半径方向の表面８０に伸びる半円形の外側端部７８を含む。半円形の外側端部７８および半径方向の表面８０は、リム８２を含み、リム８２は、ねじなどの留め具を配置するための複数の開口（例えば８４に見られる）を有するか、またはＯ−リング溝（この図には示されない）を含んでもよい。半円形の外側端部７８は、ウェーハ７６ａの頂部部分（また、頂点とも呼ばれる）に第一のくぼみ８６を含む。くぼみ８６は、次により完全に示されるように、管状部材を受け入れるように配列される。管状部材の機能は種々であり、次により完全に示される。
【００４２】
ウェーハ７６ａはまた、第一の隅くぼみ８８および第二の隅くぼみ９０を含み、隅くぼみ８８、９０は、管状部材をも受け入れるように配列される。半径方向の表面８０は、中央くぼみ９６と共に、第一の側面くぼみ９２および第二の側面くぼみ９４を含む。これは、管状部材を受け入れ、運転可能に、管状部材と結合されるように配列される。
【００４３】
ウェーハ７６ａは、固体の背壁９８を有する。換言すれば、ウェーハ７６ａは、板の形態である。背壁９８は、それを横断する二つの底流堰、即ち底流堰１００および底流堰１０２を有する。堰１００、１０２は、一段高い突出部であり、原料ストリームの流れパターンを変更する。これは、次により完全に示される。堰１００、１０２はまた、ウェーハ７６ａの構造的支持を増大する。より大きな直径の系の場合には、更なるリブおよび管状部材のためのくぼみを提供することができる。
【００４４】
図３−ｂは、図３−ａの第一のウェーハ７６ａの側面図である。先に記載したように、種々の図面に見られる同数字は、同部品を指す。従って、半径方向の表面８０は、くぼみ８８、９４、９６、９２および９０と共に示される。くぼみ９２は、再分配開口１０４を有する。くぼみ９４は、再分配開口１０５を有する。図３−ｃは、図３−ａの第２の外側ウェーハについて、反対面からの透視図であり、この図は、固体の背壁９８、同様に支持体９９ａおよび９９ｂを示す。
【００４５】
ここで、図４を参照し、第二のウェーハアセンブリ１０８とタンデムにある第一のウェーハアセンブリ１０６の分解側面図につき記載する。図４に見られるように、ウェーハアセンブリ１０６は、第一の外側ウェーハ２ａ、第一の膜要素１１０、内部ウェーハ３４ａ、第二の膜要素１１２、および次いで第二の外側ウェーハ７６ａからなる。従って、ウェーハアセンブリは、第一の外側ウェーハ、膜要素、内部ウェーハ、膜要素、および次いで外側ウェーハからなる。第一の外側ウェーハ２ａは、強化タイプのものであり、これは、ウェーハ７６ａより厚く、構造的にそれより強いことに留意されたい。
【００４６】
図４に示されるように、第二のウェーハアセンブリ１０８は、第一のウェーハアセンブリ１０６とタンデムである。従って、第二のウェーハアセンブリ１０８は、第一の外側ウェーハ２ｂ、第一の膜要素１１４、内部ウェーハ３４ｂ、第二の膜要素１１６、および第二の外側ウェーハ７６ｂからなる。本発明の教示によれば、第一のウェーハアセンブリ１０６は、運転可能に、第二のウェーハアセンブリ１０８とタンデムで取り付けられて、タンデムウェーハアセンブリが形成される。
【００４７】
複数のねじが、ウェーハアセンブリを固定するために示される。例えば、ねじ１１７ａは、ウェーハ２ａの開口１１７ｂを通ってはめ込まれ、ねじ１１７ｃは、ウェーハ７６ａの開口１１７ｄを通ってはめ込まれ、ウェーハ３４ａの開口１１７ｅ／１１７ｆに共働し、そのためにウェーハ２ａ、３４ａおよび７６ａは共に固定される。
【００４８】
図５−ａは、図４に見られるタンデムウェーハアセンブリの分解側面図であり、膜要素の一実施形態を詳細に示す。図５−ａは、高分子膜ウェーハアセンブリの好ましい実施形態を示す。この好ましい実施形態において、膜要素１１０は、原料スペーサースクリーン１２０ａ、ガスケット１２２ａ、薄膜１２４ａおよび焼結金属部材１２６ａを含む。焼結金属部材１２６ａは、典型的には、電子ビーム溶接によって部材３４ａに取り付けられる。当業者に広く知られた他の取り付け方式も実行可能である。部材１２６ａは（また）、多孔質金属または多孔質セラミック支持体物質から構成されうる。多孔質支持体物質は、膜ファブリックに対して、載置するように工作された平らな表面を提供する。これは、本明細書に開示される動的および高分子実施形態の両方に共通である。
【００４９】
原料スペーサースクリーンは、従来のスクリーンでありうる。商業的に入手可能な金属または非金属スクリーン物質が適切である。例えば、部材１２６ａは、Ｍａｒｔｉｎ Ｋｕｒｚ ａｎｄ Ｃｏ．Ｉｎｃ．から、商品名ＤＹＮＡＰＯＲＥで得られる。グレードＴＷＭ−８０からＢＷＭ−８０までの、ＤＹＮＡＰＯＲＥの種々のグレードを用いうる。５層のスクリーンフィルター媒体から製造されたＤＹＮＡＰＯＲＥグレードは、この焼結金属部材に最も好ましい実施形態である。従来のガスケット物質を、シールに用いることができる。ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＶｉｔｏｎガスケットが適切である。焼結金属は、商業的に、Ｍｏｔｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名Ｓｉｎｔｅｒｅｄ Ｍｅｔａｌで入手可能である。適切な動的膜を議論した。
【００５０】
第二の膜要素１１２は、原料スペーサースクリーン１２８ａ、ガスケット１３０ａ、薄膜１３２ａおよび焼結金属１３４ａを含む。焼結金属部材１３４ａは、典型的には、電子ビーム溶接によって部材３４ａに取り付けられる。当業者に広く知られた他の取り付け方式も実行可能である。部材１３４ａもまた、多孔質金属または多孔質セラミック支持体物質でありうる。
【００５１】
膜要素１１４は、原料スペーサースクリーン１２０ｂ、ガスケット１２２ｂ、薄膜１２４ｂおよび焼結金属部材１２６ｂを含む。焼結金属部材１２６ｂは、典型的には、電子ビーム溶接によって部材３４ａに取り付けられる。当業者に広く知られた他の取り付け方式も実行可能である。好ましい一実施形態においては、第二の膜要素１１６は、原料スペーサースクリーン１２８ｂ、ガスケット１３０ｂ、薄膜１３２ｂおよび焼結金属部材１３４ｂを含む。焼結金属部材１３４ｂは、電子ビーム溶接、または十分に機械的に結合する特定の他の好適な取り付け方式によって、部材３４ａに取り付けることができる。部材１２６ａおよび１３４ａもまた、多孔質金属または多孔質セラミック物質から構成されうる。
【００５２】
膜要素内の異なる成分も実施可能であることに留意すべきである。例えば、膜支持ファブリックは、図５−ａには示されないものの、図５−ｂに示されるように、膜要素の一部として含まれうる。図５−ｂは、次に議論される。加えて、本発明の教示通りの、膜要素内の成分の異なるシーケンスおよび／または配置もまた実施可能である。
【００５３】
図５−ｂは、図４に見られるタンデムウェーハアセンブリの分解側面図であり、膜要素パッケージの第二の実施形態を詳細に示す。図５−ｂの実施形態は、動的膜を示す。この第二の好ましい実施形態においては、膜要素４００は、Ｏ−リングロープ４０９ａ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ａ、吸着媒体の粉末層４１２ａ、膜４１４ａ、膜支持ファブリック４１６ａおよびＯ−リングロープ４１７ａを含む。また、多孔質支持体物質媒体４１８ａが含まれる。これは、膜支持ファブリックに隣接した多孔質金属でも、多孔質セラミック支持体物質でもよい。
【００５４】
従来のＯ−リングロープを用いることができる。即ち、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｅａｌ Ｉｎｃ．から、商品名Ｃａｂｒｅｓで入手可能なＯ−リングロープが適切である。原料スペーサー（４１０ａ）は、従来の金属または非金属スクリーン物質でありうる。従来の膜支持ファブリックを用いることができる。Ｔｅｆｌｏｎポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ファブリック（Ｇｏｒｅ Ｔｅｘ）（Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ，Ｉｎｃ．から入手可能である）などである。膜支持ファブリックはまた、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、またはＫｅｖｌａｒタイプの構造であってもよい。Ｔｅｆｌｏｎ、ＮｏｍｅｘおよびＫｅｖｌａｒは、ＤｕＰｏｎｔの登録商標である。議論したように、多孔質金属支持体物質（４１８ａ）は、従来型のものでありうる。シートまたはディスク物質の製作には、従来の製作方法を用いることができる。吸着媒体は、多孔質シート上に配置してもよく、薄膜の表面上に配置してもよい。吸着媒体は、商業的に、いくつかの販売業者から入手可能である。吸着媒体は、表面積１００〜１５００ｍ２／ｇを有する。典型的な吸着剤物質は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナまたはその他の商業的に入手可能な吸着剤である。含浸吸着剤も用いうる。吸着剤物質は、ナトリウム、コバルト、モリブデン、銅などの金属で含浸しうる。適切な金属は、例えば、次の（ａ）〜（ｄ）から入手可能である。即ち、（ａ）活性炭および含浸活性炭についてはＣａｌｇｏｎ Ｃｏ．（非含浸の商品名はＣａｌ Ｆ−２００およびＣａｌ Ｆ−４００であり、含浸はＣｅｎｔｕｒ（ナトリウム含浸）である）；（ｂ）モレキュラーシーブ／ゼオライト、シリカゲルについてはＧｒａｃｅ Ｃｏ．（モレキュラーシーブ／ゼオライトの商品名は、１３Ｘ、５Ａその他であり、シリカゲルの商品名は、Ｇｒａｃｅ Ｇｅｌその他である）；（ｃ）アルミナについてはＡＬＣＯＡ Ｃｏ．（商品名は、Ａ−２００、Ａ−４００その他である）；（ｄ）ゼオライトについてはＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｏ．（商品名は、ＺＳＭ−５、ＭＣＭシリーズその他である）である。
【００５５】
第二の膜要素４０２は、Ｏ−リングロープ４０９ｂ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ｂ、吸着媒体の粉末層４１２ｂ、膜４１４ｂ、膜４１６ｂ、Ｏ−リングロープ４１７ｂおよび多孔質支持体物質４１８ｂを含む。これは、金属またはセラミックのいずれでもよい。
【００５６】
膜要素４０６は、Ｏ−リングロープ４０９ｃ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ｃ、吸着媒体の粉末層４１２ｃ、膜４１４ｃ、Ｏ−リングロープ４１７ｃ、支持ファブリック膜４１６ｃおよび多孔質支持体物質４１８ｃを含む。これは、金属またはセラミックのいずれでもよい。好ましい一実施形態においては、第二の膜要素パッケージ４０８は、Ｏ−リングロープ４０９ｄ、ワイヤーメッシュスクリーン４１０ｄ、吸着媒体の粉末層４１２ｄ、膜４１４ｄ、膜支持ファブリック４１６ｄ、Ｏ−リングロープ４１７ｄおよび多孔質支持体物質４１８ｄを含む。これは、金属またはセラミックのいずれでもよい。膜要素内の異なる成分または異なるシーケンスが実施可能であることに留意されたい。
【００５７】
図５−ｃは、図５−ｂに見られる動的実施形態を通る流れの概略図である。流れストリーム「Ｆ」は、粉末吸着媒体を通り、次いで薄膜高分子膜を通り、更に次いで膜ファブリックを通り、次には多孔質支持体を通って流れる。
【００５８】
ここで図６を参照すると、タンデム接続された二つの内部ウェーハの平面図が示される。従って、３４ａなどの内部ウェーハと第二の内部ウェーハ３４ｂは、運転可能に取り付けられる。いくつかの取り付け方法が実施可能である。これには、管状部材１４８および１４９の外側に配列されたボルト／ねじ３０２、３０４が含まれる。これは、好ましい実施形態である。別の方法は、ウェーハ３４ａおよび３４ｂにねじ留め／ボルト留めされた開いた長方形ピンまたはハープでありうる。圧縮帯も用いうる。ウェーハ３４ａ、３４ｂのいずれも半円形であるので、二つの結合されたウェーハは、概して円形断面を有する筒形アセンブリを形成する。この筒形アセンブリは、装置全体が圧力槽１３５内に配置されることを可能にする。従って、これにより前記槽１３５内の空間および容積が最大にされる。換言すれば、筒形アセンブリは、大量の原料ストリームを圧力槽内で処理するのに最大効率の形態である。槽１３５は、環形領域Ａ内に配置されたスチームなどの高温媒体を有してもよい。
【００５９】
図６は、透過物を管状部材１４０中へ通すための開口１４０ａおよび１４０ｂと共に、中央くぼみ６０ａおよび６０ｂ（透過物のための管状部材１４０を配置するための筒形通路を形成する）を示す。また、くぼみ４８ａは、そこに、入口原料のための管状部材１４２を有する。くぼみ４８ｂは、そこに、原料（残留物）出口のための管状部材１４４を有する。くぼみ５２ａおよび５２ｂは、そこに、スチーム供給のための管状部材１４６を有する。くぼみ５４ａおよび５４ｂは、スチーム供給のための管状部材１４８を有する。側面くぼみ５６ａおよび５６ｂは、再分配管状部材１５０を有する。側面くぼみ５８ａ、５８ｂは、再分配管状部材１５２を有する。
【００６０】
管状部材１４２は、原料ストリームをウェーハに導く。管状部材１４４は、原料ストリーム（残留物）のための出口チャネルである。管状部材１４６および１４８は、補足スチーム供給入口である。管状部材１５０および１５２は、残留物を、ウェーハ３４ａの領域からウェーハ３４ｂの領域へ再分配するための再分配チャネルである。これは、次により完全に記載される。取り付け板３０６、３０８もまた、管状部材１４４、１４２を固定するのに用いられる。
【００６１】
ここで、図７−ａを参照し、直列に配置されるタンデムウェーハアセンブリの概略側面図につき記載する。図７−ａは、ウェーハアセンブリを示す。これは、端部ウェーハ１６０を含む。それは、端部ウェーハ１６４に取り付けられた内部ウェーハ１６２に取り付けられる。端部ウェーハ１６０は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１６６および１６８を有し、他のウェーハアセンブリからの異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。端部ウェーハ１６４は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１７０および１７２を有し、異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。このウェーハアセンブリは、Ｗ１と表される。
【００６２】
タンデムの逆のウェーハアセンブリは、端部ウェーハ１７４を含む。これは、端部ウェーハ１７８に取り付けられた内部ウェーハ１７６に取り付けられる。端部ウェーハ１７４は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１７６および１７８を有し、異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。端部ウェーハ１７８は、二つの支持体突出物、即ち構造上の支持を提供するための１８０および１８２を有し、異なる面上の逆の支持体突出物の組と共働する。このウェーハアセンブリは、Ｗ２と表される。
【００６３】
ウェーハアセンブリＷ３およびＷ４が示される。ウェーハアセンブリＷ３およびＷ４は、実質的にＷ１およびＷ２と同じである。ウェーハアセンブリＷ３は、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ４に取り付けられる。図７−ａは、原料ストリームの流れ抜けを示す。より詳しくは、原料ストリームは、入口チャネル１４２を経て、１９０、１９２として示される矢印を通って入る。ここで、図７−ｂを参照し、タンデムウェーハアセンブリＷ３、Ｗ４の概略正面図につき記載する。図７−ｂに見られるように、Ｗ３からの原料／残留物液体は、再分配チャネル１５０および１５２を経てＷ３から流出し、これらのチャネル１５０、１５２を経てＷ４に入る。即ち、透過物はＷ３およびＷ４から流出し、管状部材１４０に流入する。
【００６４】
図７−ａに戻ると、原料ストリームは、矢印１９４、１９６によって表示されるように、出口チャネル１４４を経て出る。膜要素を通って透過する原料ストリームの一部は、チャネル１４０を経て出る。これは、数字１９８および２００によって示される。本発明の教示により、この流れパターンは、図７−ａに示されるように、全ウェーハアセンブリ（Ｗ１−Ｗ２、Ｗ５−Ｗ６、Ｗ７−Ｗ８）について類似である。
【００６５】
図７−ａは、ウェーハアセンブリＷ５を示す。これは、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ６に取り付けられる。最終的に、ウェーハアセンブリＷ７は、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ８に取り付けられて示される。ウェーハアセンブリＷ５およびＷ６は、本質的にＷ３およびＷ４と同じであり、ウェーハアセンブリＷ７およびＷ８は、本質的にウェーハアセンブリＷ５およびＷ６と同じである。但し、Ｗ７ウェーハアセンブリにおける端部ウェーハ２ａは強化タイプであり、Ｗ８における端部ウェーハ２ｂもまた強化タイプである。内部ウェーハ３４ａおよび３４ｂ、並びに外側ウェーハ７６ａ、７６ｂもまた示される。
【００６６】
図７−ａは、ウェーハがタンデムで配置され、次いでタンデムウェーハアセンブリは直列で配置されることを示す。換言すれば、ウェーハＷ１は、ウェーハＷ２とタンデムである。タンデムウェーハアセンブリを直列で加えることによって、実質的に、装置の流れ容量が増大される。図７−ａはまた、支持体突出物が、隣接するウェーハ上にあるが異なる面にある隣接する支持体突出物と、いかに共働するかを示す。例えば、端部ウェーハ１６４の支持体突出物１７０および１７２は、背壁３５０に接し、端部ウェーハ２１０のウェーハ突出物２０６および２０８は、ウェーハ１６４の背壁３５１に接する。これは、強度を増し、タンデムウェーハアセンブリが連続してしかるべき所に押し付けられる際の圧縮荷重を分配する。
【００６７】
ここで、図８を参照し、管状部材に沿って直列に配置されたタンデムウェーハアセンブリの透視図につき記載する。この図においては、ウェーハアセンブリＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７およびＷ８が示される。ウェーハＷ７の端部ウェーハ２ａおよびウェーハＷ８の端部ウェーハ２ｂは、強化タイプのものであることに留意されたい。原料入口管１４２、透過物管１４０および原料出口管１４４が図８に示される。ストッパー板２４４および連結板２４６は、再分配チャネル１５０、１５２と共に示される。
【００６８】
図９は、図８に見られるタンデムウェーハアセンブリの部分破断図である。従って、ウェーハアセンブリＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７およびＷ８が示される。この部分断面図は、ノズル２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３１、２３２、２３３および２３４と共に、再分配チャネル１５２を示す。これらのノズルは、原料（残留物）を、第一のウェーハアセンブリからタンデムで配置された第二のウェーハアセンブリに導く。例えば、原料は、ノズル２２４およびノズル２２６を経て、ウェーハアセンブリＷ１からウェーハアセンブリＷ２に導かれる。加えて、透過物チャネル１４０は、ノズル２３６、２３８、２４０、２４２および２４３と共に示され、ウェーハアセンブリから製造される透過物（最終的に装置から製造されるもの）が、透過物域（透過物域２６２は図１０に示される）から透過物チャネル１４０に導かれる。
【００６９】
図９においては、第一のストッパー板２４４は、連結板２４６で補強される。ストッパー板２４４および連結板２４６は、好ましい一実施形態において、一連のタンデムウェーハアセンブリを適切に圧縮するのを補助するために加えられる。連結板２５０で補強された第二のストッパー板２４８が示される。ストッパー板２４８および連結板２５０は、反対側に加えられ、一連のタンデムウェーハアセンブリが逆に圧縮される。好ましい一実施形態においては、連結板は、二つの半分からなる。これは、一般に留め具手段（ナットおよびボルトなど）によって取り付けられる。ストッパー板２４４、２４８はまた、留め具手段（ナットおよびボルトなど）によってウェーハアセンブリに取り付けられる。ストッパー板は、ウェーハＷ１〜Ｗ８のアセンブリに、更なる機械的完全性を提供する。
【００７０】
ここで、図１０を参照し、一連のタンデムウェーハアセンブリを通る流れパターンについての、好ましい実施形態の断面図につき記載する。従って、運転可能に内部ウェーハ３４ａに取り付けられた第一の外側ウェーハ２ａが示される。内部ウェーハ３４ａは次に、前記したように、運転可能に、ウェーハアセンブリＷ７の第二の外側ウェーハ７６ａに取り付けられる。第一の膜要素１１０は、ウェーハ２ａとウェーハ３４ａの間に設けられた第一の空腔内に配置される。第二の膜１１２は、ウェーハ７６ａとウェーハ３４ａの間に設けられた第二の空腔内に配置される。
【００７１】
原料ストリームは、通路２６０を通って導かれる。堰２６および堰２８は、原料ストリームに乱流を経させる。ストリームの一部は、膜１１０と反応し、このように製造された透過物は、透過物域２６２に導かれる。これは次いで、ノズル２４３を経て透過物管１４０に導かれる。透過物通路は、矢印「Ｐ」によって示される。膜要素１１０を通って透過しない原料ストリームの一部は、残留物として知られ、この残留物は、通路矢印「Ｒ」によって示される残留物領域を通って流れる。
【００７２】
設計により、入ってくる原料ストリームもまた、通路２６３を通って導かれる。堰１０２および堰１００は、原料ストリームに乱流を経させる。ストリームの一部は、膜１１２と反応し、このように製造された透過物は、透過物域２６２へ、次いでノズル２４３を経て透過物管１４０に導かれる。先に示したように、透過物流路は、矢印Ｐによって示される。未反応の入口流体ストリームの一部（先に言及したように、残留物として知られる）は、残留物領域を通って流れる。これは、通路矢印Ｒによって示される。
【００７３】
好ましい実施形態においては、第一のウェーハアセンブリＷ７からの残留物は、再分配チャネル１５０、１５２（チャネル１５０は、図１０には示されない）を経て、タンデムウェーハアセンブリＷ８へ導かれ、そこでそれは、再度、原料ストリーム（残留物）が堰および膜要素に曝される類似のプロセスに曝される。透過物は、透過管１４０へ導かれ、残留物は、出口チャネル１４４へ導かれる。
【００７４】
図１０に例証されるように、類似の流れパターンが、全てのタンデムウェーハアセンブリに存在する。より詳しくは、図１０はまた、ウェーハＷ５およびＷ６の流れパターンを示す。矢印Ｐは、透過物通路の流れを示し、矢印Ｒは、ウェーハアセンブリＷ５、Ｗ６、Ｗ７およびＷ８に対する残留物の流れを示す。例えば、残留物は、ノズル２３３を経てウェーハＷ７を出て、ノズル４００を経て入る。残留物は、結局、ノズル４０２を経てウェーハＷ８を出て、出口チャネル１４４に入る。透過物は、ノズル４０４を経て透過物管１４０に入る。加えて、凝縮器および真空ポンプ３００もまた、図１０に示される。これは、透過物チャネル１４０に、次いで透過物域に吸引を提供する。
【００７５】
図１１−ａにおいては、ウェーハアセンブリのシール部材についての、第一の実施形態をここに記載する。図１１−ａに示されるシール部材は、技術的に周知のガスケット２７０である。ウェーハ２ａは、その周辺部上にリム２７２を含み、内部ウェーハ３４ａは、その周辺部上に逆のリム２７４を含む。スクリーン２７６（例えば、膜要素パッケージ１１０または膜要素パッケージ４００の成分であってよい）は、ウェーハ３４ａのレッジ表面２７７ａ内に配置されるように配列されて示される。薄膜は、数字２７８によって示される。従って、ガスケット２７０は、リム２７２および２７４の間に置かれて、シール手段が提供される。ガスケット２７０は、Ｖｉｔｏｎ、または所望の原料ストリーム、透過物、残留物およびプロセス条件を用いる運転に適切な他のエラストマーでありうる。
【００７６】
ウェーハアセンブリのシール部材についての第二の実施形態が、図１１−ｂに示される。この実施形態においては、スクリーン２７６は、数字２８０によって示される膜要素と共に用いられる。ガスケット２７０が、再度用いられる。この実施形態においては、第二のレッジ２８２は、リム２７４内に配列される。Ｏ−リング２８４は、この第二のレッジ内に置かれ、スクリーン２７６によって接触される。Ｏ−リング２８４は、膜要素２８０に押し付けられ、更にガスケット２７０に押し付けられることから、第二のシールメカニズムを提供する。Ｏ−リングは従来からあるものであり（即ち当業界では大変よく知られている）、商標ＶｉｔｏｎとしてＤｕＰｏｎｔ社から商業的に入手できる。
【００７７】
図１１−ｃにおいては、ウェーハアセンブリのシール部材についての第三の実施形態が示される。この実施形態においても、Ｏ−リング２８４はレッジ２８２内に配置される。ウェーハ２ａにおいては、二つの溝が、リム２７２内に配列される。即ち、溝２８６および溝２８８である。Ｏ−リング２９０は、溝２８６内に置かれ、Ｏ−リング２９２は、溝２８８内にある。この実施形態は、Ｏ−リング２９０およびＯ−リング２８４が、シール手段として共働することを可能にする。Ｏ−リング２９２は、予備のシールを提供し、シールがＯ−リング２９２および膜要素２８０の間に生じる。
【００７８】
本明細書に記載される膜は、所望の成分または種を液体原料から分離するのに有用である。パーストラクションおよびパーベーパレーション分離を用いうる。
【００７９】
パーストラクション分離においては、透過物は、液体スイープストリームを用いて透過物域から除去される。透過物は、スイープストリームに溶解し、スイープストリーム流によって導き出されて、透過物域における透過物の蓄積が防止される。スイープ液体は、好ましくは、透過物に親和性があり、かつそれと混和性である。パーベーパレーションにおいては、透過物は、透過物域から蒸気として導き出される。真空または減圧が、透過物域に保持される。原料ストリーム中の所望の種または成分は、膜を横切って移動する際に蒸発する。パーベーパレーションにおいては、残留物域における原料ストリームと、透過物域における透過物の分圧の間の蒸気圧の差が、膜を横切る所望の種または成分の移動をもたらす。膜は、平らなシートとして記載されたものの、分離プロセスは、らせん形または中空繊維など、実行可能ないかなる形態の膜をも用いうる。
【００８０】
膜分離は、膜が物理的に損傷し、または分解する温度未満の温度で生じるべきである。炭化水素分離については、膜温度は、２５℃〜５００℃、好ましくは２５℃〜２５０℃の範囲である。
【００８１】
本方法は、所望の種または成分を原料ストリームから分離するのに有用である。詳しくは、本方法は、所望の種または成分を炭化水素原料ストリームから分離するのに有用である。一実施形態においては、芳香族が、炭化水素原料ストリームから分離される。
【００８２】
本明細書で用いられる用語「炭化水素」とは、主に炭化水素の特徴を有する有機化合物を意味する。従って、一種以上の非炭化水素基（例えば硫黄または酸素）を含む有機化合物は、この定義の範囲内にある。本明細書で用いられる用語「芳香族炭化水素」とは、少なくとも一つの芳香族環を含む炭化水素基有機化合物を意味する。環は、縮合されていても、架橋されていても、縮合と架橋の組み合わせであってもよい。好ましい実施形態においては、炭化水素原料から分離される芳香族種は、一つまたは二つの芳香族環を含む。「非芳香族炭化水素」とは、芳香族核を全く有しない炭化水素基有機化合物を意味する。一実施形態においては、炭化水素原料ストリームは、２５℃〜２５０℃の範囲の沸点を有し、芳香族および非芳香族炭化水素を含む。好ましい実施形態においては、芳香族炭化水素は、ナフサ（２５℃〜２５０℃の範囲で沸騰し、芳香族および非芳香族炭化水素を含む）から分離される。本明細書で用いられる用語「ナフサ」には、２５℃〜１００℃で沸騰する軽質ナフサ、１００℃〜１６０℃で沸騰する中間ナフサ、および１６０℃〜２５０℃の範囲で沸騰する重質ナフサが含まれる。用語ナフサには、熱分解ナフサ、接触分解ナフサおよび直留ナフサが含まれる。流動接触分解プロセス（「ＦＣＣ」）から得られるナフサは、その高い芳香族含有量のために特に好ましい。
【００８３】
好ましい実施形態においては、ナフサ原料ストリーム中に存在する芳香族は、優先的に、動的薄膜高分子膜の残留物側で選択的吸着媒体層に吸着する。残留物域の圧力は、大気圧〜１００ｐｓｉｇの範囲である。動的薄膜高分子膜の温度は、２５℃〜２５０℃の範囲である。ナフサ原料ストリームから分離された芳香族は、透過物域から導き出される。透過物域の圧力は、大気圧〜１．０ｍｍＨｇの範囲である。
【００８４】
本発明は、特定の実施形態に関して記載されているが、そのように限定されるものではない。特定の状況下における実施のための好適な代替・修正は、当業者にとって自明である。従って請求項は、本発明の真の精神および範囲内に入る全てのそのような別形態および修正形態を包含すると解釈されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１−ａ】第一の外側ウェーハの透視図である。
【図１−ｂ】図１−ａの第一のウェーハの側面図である。
【図１−ｃ】図１−ａの第一の外側ウェーハの、反対面からの透視図である。
【図２−ａ】内部ウェーハの透視図である。
【図２−ｂ】図２−ａの内部ウェーハの側面図である。
【図２−ｃ】図２−ａの内部ウェーハの、線２Ｃ−２Ｃで切り取った断面図である。
【図３−ａ】第二の外側ウェーハの透視図である。
【図３−ｂ】図３−ａの第二の外側ウェーハの側面図である。
【図３−ｃ】図１−ａの第一の外側ウェーハの、反対面からの透視図である。
【図４】二つのウェーハアセンブリの分解側面図である。
【図５−ａ】図４の二つのウェーハアセンブリの分解側面図である。これは、膜要素の一実施形態を詳細に示す。
【図５−ｂ】図４の二つのウェーハアセンブリの分解側面図である。これは、膜要素の第二の実施形態を詳細に示す。
【図５−ｃ】図５−ｂの第二の実施形態を通る流れの概略図である。
【図６】タンデムにある二つの内部ウェーハの平面図である。
【図７−ａ】連続に配置されたタンデムウェーハアセンブリの概略側面図である。
【図７−ｂ】図７−ａのタンデムウェーハアセンブリの一つの概略正面図である。
【図８】管状部材に沿って直列に配置されたタンデムウェーハアセンブリの透視図である。
【図９】図８のタンデムウェーハアセンブリの部分切り取り図である。
【図１０】タンデムウェーハアセンブリを通る流れパターンの好ましい実施形態の、図６の線１０−１０で切り取った断面図である。
【図１１−ａ】ウェーハアセンブリのシール部材の、第一の実施形態である。
【図１１−ｂ】ウェーハアセンブリのシール部材の、第二の実施形態である。
【図１１−ｃ】ウェーハアセンブリのシール部材の、第三の実施形態である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ストリームからの所望の種の分離方法であって、
（ａ）原料ストリームを、動的膜を含む残留物域に導く工程であって、前記動的膜は、（ｉ）前記残留物域と流体接触し、前記所望の種を吸着するのに選択的な吸着剤層、および（ｉｉ）前記所望の成分を透過するのに選択的であり、前記吸着剤層と接触した上流側、および下流側を含む薄膜高分子膜を含む工程；
（ｂ）前記所望の種を前記吸着剤層上に吸着し、前記所望の種を、前記薄膜高分子膜を通して下流側に透過する工程；および
（ｃ）前記所望の種を、前記薄膜高分子膜の下流側と流体接触した前記透過物域から導き出す工程
を含むことを特徴とする分離方法。
【請求項２】
（ａ）前記残留物域から、残留物ストリームを、第二の動的膜を含む第二の残留物域に導く工程；および
（ｂ）前記所望の種を、前記第二の透過物域から導き出す工程
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の分離方法。
【請求項３】
前記吸着剤層は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナおよびそれらの混合物からなる群から選択される粉末吸着媒体を含み、前記薄膜高分子膜は、多孔質金属物質、多孔質セラミック物質およびそれらの組み合わせからなる群から選択される支持体物質を更に含むことを特徴とする請求項１または２に記載の分離方法。
【請求項４】
前記原料ストリームは、芳香族および非芳香族炭化水素を含み、前記所望の種は、芳香族炭化水素であり、前記薄膜高分子膜は、ポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマー、脂肪族ポリエステルジオールおよび二無水物の架橋コポリマー、ハロゲン化ポリウレタン、ジエポキシド架橋／エステル化ポリイミド−脂肪族ポリエステルコポリマー、ポリイミド脂肪族ポリエステルコポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、ポリカーボネート、高度芳香族異方性ポリ尿素／ウレタン膜、高度芳香族性ポリ尿素／ウレタン膜、イソシアヌレート架橋ポリウレタン膜、イソシアネレート架橋ポリウレタン膜、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたイミドまたはアミド−酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたオキサゾリドンプレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展され、エポキシをジアミンと組み合わせることによって調製された第一のプレポリマー鎖からなるマルチブロックポリマー、高度に芳香族質のポリ尿素／ウレタン、親和性の第二のプレポリマーで伸展された第一のアミド酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、エポキシを親和性の第二のプレポリマーで伸展されたポリエステル鎖と組み合わせることによって調製されたエステルプレポリマー、架橋ポリエステルアミド膜、ハロゲン化ポリウレタン、飽和ポリエステルおよび架橋膜、不飽和ポリエステルおよび架橋膜、ペンダントカルボン酸基を有しないポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマー、ポリフタレートカルボネート膜、ポリアリレート膜およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分離方法。
【請求項５】
前記第一および第二の動的膜はそれぞれ、第一および第二のウェーハアセンブリを含み、前記第一および第二のウェーハアセンブリの少なくとも一つは、少なくとも一つの底流分散堰を更に含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の分離方法。
【請求項６】
前記第一および第二のウェーハアセンブリの少なくとも一つは、吸着媒体の前記第一および第二の粉末層の次に配置されたワイヤメッシュスクリーンを含むことを特徴とする請求項５に記載の分離方法。
【請求項７】
前記第一および第二のウェーハアセンブリの少なくとも一つは、Ｔｅｆｌｏｎ、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、Ｋｅｖｌａｒおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される膜支持ファブリックを含み、前記膜支持ファブリックは、前記薄膜高分子膜と前記多孔質支持体の間に位置することを特徴とする請求項５または６に記載の分離方法。
【請求項８】
（ｉ）前記少なくとも一つのウェーハアセンブリは、膜を周辺部から離して支持するための少なくとも一つのリブ膜を含み、
（ｉｉ）前記少なくとも一つのリブ部材は、それを通る内腔を含み、
伝熱ストリームを内腔を通して導いて、原料ストリームを加熱する工程を更に含み、前記伝熱ストリームは、スチーム熱、高温ガス、高温油および高温液体の少なくとも一種であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の分離方法。
【請求項９】
前記透過物域から、第一および第二の透過物ストリームを吸引する工程を更に含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の分離方法。
【請求項１】
原料ストリームからの所望の種の分離方法であって、
（ａ）原料ストリームを、動的膜を含む残留物域に導く工程であって、前記動的膜は、（ｉ）前記残留物域と流体接触し、前記所望の種を吸着するのに選択的な吸着剤層、および（ｉｉ）前記所望の成分を透過するのに選択的であり、前記吸着剤層と接触した上流側、および下流側を含む薄膜高分子膜を含む工程；
（ｂ）前記所望の種を前記吸着剤層上に吸着し、前記所望の種を、前記薄膜高分子膜を通して下流側に透過する工程；および
（ｃ）前記所望の種を、前記薄膜高分子膜の下流側と流体接触した前記透過物域から導き出す工程
を含むことを特徴とする分離方法。
【請求項２】
（ａ）前記残留物域から、残留物ストリームを、第二の動的膜を含む第二の残留物域に導く工程；および
（ｂ）前記所望の種を、前記第二の透過物域から導き出す工程
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の分離方法。
【請求項３】
前記吸着剤層は、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライト、シリカゲル、アルミナおよびそれらの混合物からなる群から選択される粉末吸着媒体を含み、前記薄膜高分子膜は、多孔質金属物質、多孔質セラミック物質およびそれらの組み合わせからなる群から選択される支持体物質を更に含むことを特徴とする請求項１または２に記載の分離方法。
【請求項４】
前記原料ストリームは、芳香族および非芳香族炭化水素を含み、前記所望の種は、芳香族炭化水素であり、前記薄膜高分子膜は、ポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマー、脂肪族ポリエステルジオールおよび二無水物の架橋コポリマー、ハロゲン化ポリウレタン、ジエポキシド架橋／エステル化ポリイミド−脂肪族ポリエステルコポリマー、ポリイミド脂肪族ポリエステルコポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、ポリカーボネート、高度芳香族異方性ポリ尿素／ウレタン膜、高度芳香族性ポリ尿素／ウレタン膜、イソシアヌレート架橋ポリウレタン膜、イソシアネレート架橋ポリウレタン膜、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたイミドまたはアミド−酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展されたオキサゾリドンプレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展された尿素プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、親和性の第二のプレポリマーで伸展され、エポキシをジアミンと組み合わせることによって調製された第一のプレポリマー鎖からなるマルチブロックポリマー、高度に芳香族質のポリ尿素／ウレタン、親和性の第二のプレポリマーで伸展された第一のアミド酸プレポリマー鎖を含むマルチブロックポリマー、エポキシを親和性の第二のプレポリマーで伸展されたポリエステル鎖と組み合わせることによって調製されたエステルプレポリマー、架橋ポリエステルアミド膜、ハロゲン化ポリウレタン、飽和ポリエステルおよび架橋膜、不飽和ポリエステルおよび架橋膜、ペンダントカルボン酸基を有しないポリイミド／脂肪族ポリエステルコポリマー、ポリフタレートカルボネート膜、ポリアリレート膜およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分離方法。
【請求項５】
前記第一および第二の動的膜はそれぞれ、第一および第二のウェーハアセンブリを含み、前記第一および第二のウェーハアセンブリの少なくとも一つは、少なくとも一つの底流分散堰を更に含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の分離方法。
【請求項６】
前記第一および第二のウェーハアセンブリの少なくとも一つは、吸着媒体の前記第一および第二の粉末層の次に配置されたワイヤメッシュスクリーンを含むことを特徴とする請求項５に記載の分離方法。
【請求項７】
前記第一および第二のウェーハアセンブリの少なくとも一つは、Ｔｅｆｌｏｎ、ポリエステル、ナイロン、Ｎｏｍｅｘ、Ｋｅｖｌａｒおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される膜支持ファブリックを含み、前記膜支持ファブリックは、前記薄膜高分子膜と前記多孔質支持体の間に位置することを特徴とする請求項５または６に記載の分離方法。
【請求項８】
（ｉ）前記少なくとも一つのウェーハアセンブリは、膜を周辺部から離して支持するための少なくとも一つのリブ膜を含み、
（ｉｉ）前記少なくとも一つのリブ部材は、それを通る内腔を含み、
伝熱ストリームを内腔を通して導いて、原料ストリームを加熱する工程を更に含み、前記伝熱ストリームは、スチーム熱、高温ガス、高温油および高温液体の少なくとも一種であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の分離方法。
【請求項９】
前記透過物域から、第一および第二の透過物ストリームを吸引する工程を更に含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の分離方法。
【図１−ａ】
【図１−ｂ】
【図１−ｃ】
【図２−ａ】
【図２−ｂ】
【図２−ｃ】
【図３−ａ】
【図３−ｂ】
【図３−ｃ】
【図４】
【図５−ａ】
【図５−ｂ】
【図５−ｃ】
【図６】
【図７−ａ】
【図７−ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−ａ】
【図１１−ｂ】
【図１１−ｃ】
【図１−ｂ】
【図１−ｃ】
【図２−ａ】
【図２−ｂ】
【図２−ｃ】
【図３−ａ】
【図３−ｂ】
【図３−ｃ】
【図４】
【図５−ａ】
【図５−ｂ】
【図５−ｃ】
【図６】
【図７−ａ】
【図７−ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１−ａ】
【図１１−ｂ】
【図１１−ｃ】
【公表番号】特表２００７−５１６０７２（Ｐ２００７−５１６０７２Ａ）
【公表日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３９７３９（Ｐ２００６−５３９７３９）
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３７３２９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４９１７９
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＴＥＦＬＯＮ
【出願人】（３９００２３６３０）エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー (442)
【氏名又は名称原語表記】ＥＸＸＯＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３７３２９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４９１７９
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＴＥＦＬＯＮ
【出願人】（３９００２３６３０）エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー (442)
【氏名又は名称原語表記】ＥＸＸＯＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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