液体の連続式脱水方法
【課題】低コストで効率よく含水液体から水分を除去する連続式脱水方法を提供する。
【解決手段】（１）該原料液体または該原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、該吸着管の他端から流出液を回収する工程、および（２）該流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程を含む方法であり、該工程（２）において、該流出液中の該累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、（３）該原料液体または該原料液体由来の蒸気の供給を停止し、該吸着管内の該吸着剤から水分を離脱させる工程、（４）該吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、該蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および（５）該工程（１）に戻る工程をさらに含む、水分を含む原料液体の連続式脱水方法。
【解決手段】（１）該原料液体または該原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、該吸着管の他端から流出液を回収する工程、および（２）該流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程を含む方法であり、該工程（２）において、該流出液中の該累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、（３）該原料液体または該原料液体由来の蒸気の供給を停止し、該吸着管内の該吸着剤から水分を離脱させる工程、（４）該吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、該蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および（５）該工程（１）に戻る工程をさらに含む、水分を含む原料液体の連続式脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着剤を利用した液体の連続式脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む液体（含水液体）から水分を除去する方法として、回分式の脱水方法または連続式の脱水方法がある。
【０００３】
回分式の脱水方法は、例えば、フラスコ、試験管などにモレキュラーシーブおよび含水液体を入れ、モレキュラーシーブに水分のみを吸着させることにより、含水液体から水分を除去する方法である。回分式の脱水方法は、通常、必要量の液体を必要に応じて脱水するときに用いられるため、工業的に用いられることは少なく実験室で頻繁に用いられる。
【０００４】
連続式の脱水方法は、回分式の脱水方法とは異なり、水分が除去された液体を工業的規模などで多量に得るために用いられる。例えば、特許文献１に記載の方法は、含水液体を蒸気の状態で加圧して脱水する方法であり、高温・高圧条件が必要である。含水液体を蒸気の状態にして加圧するには大量のエネルギーを要し、さらに加熱・加圧装置、耐熱・耐圧容器など特別な装置、容器が必要となり、コストアップにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低コストで効率よく含水液体から水分を除去する連続式脱水方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水分を含む原料液体の連続式脱水方法を提供し、該方法は、（１）該原料液体または該原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、該吸着管の他端から流出液を回収する工程、および（２）該流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程を含む方法であり、該工程（２）において、該流出液中の該累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、（３）該原料液体または該原料液体由来の蒸気の供給を停止し、該吸着管内の該吸着剤から水分を離脱させる工程、（４）該吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、該蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および（５）該濃縮液が、該原料液体と混合され、該工程（１）に戻る工程をさらに含む。
【０００８】
１つの実施態様では、上記工程（３）において、上記吸着管内の滞留液を抜き出し回収する工程、および上記工程（４）の後に、該滞留液を該吸着管の一端に供給する工程、をさらに含む。
【０００９】
１つの実施態様では、上記工程（４）は、上記吸着管内を室温よりも高い温度に加温し、かつ減圧にして行われる。
【００１０】
１つの実施態様では、上記工程（４）は、上記吸着管内をガスでパージした後、大気圧または減圧にして行われる。
【００１１】
他の実施態様では、上記吸着管は、２つ以上用いられる
【００１２】
ある実施態様では、上記吸着管は、３つ以上用いられ、上記工程（５）において、上記滞留液は、該滞留液を抜き出した吸着管とは異なる吸着管の一端に供給される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低コストで効率よく含水液体から水分を除去する連続式脱水方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の脱水方法に用いられる脱水システムの一実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明の脱水方法に用いられる脱水システムの他の実施態様を示す概略図である。
【図３】従来の脱水方法に用いられる脱水システムの実施態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の脱水方法は、（１）原料液体または原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、吸着管の他端から流出液を回収する工程、および（２）流出液を定期的にサンプリングし、流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程を含む方法であり、工程（２）において、流出液中の累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、（３）原料液体または原料液体由来の蒸気の供給を停止し、吸着管内の吸着剤から水分を離脱させる工程、（４）吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および（５）濃縮液が、原料液体と混合され、該工程（１）に戻る工程をさらに含む。
【００１６】
（工程（１））
工程（１）では、水分を含む原料液体または原料液体由来の蒸気（以下、単に「原料液体」と記載する場合がある）を、水分吸着剤（以下、単に「吸着剤」と記載する場合がある）を充填した吸着管の一端に供給し、吸着管の他端から流出液を回収する。
【００１７】
水分を含む原料液体としては、特に限定されず、例えば有機溶媒と水との混合液が挙げられる。好ましくは、蒸留では水分が完全に除去できない共沸混合物が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール類；アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドなどのアルデヒド類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；ギ酸、酢酸などの有機酸類などが挙げられる。
【００１８】
原料液体中の水分濃度は特に限定されず、好ましくは１質量％〜１５質量％である。本発明の脱水方法を用いると、原料液体から、効率よく無水（例えば、水分濃度が０．５質量％未満）の流出液（製品）が得られる。
【００１９】
吸着剤としては、水分を吸着し得る吸着剤であれば特に限定されず、例えば、ゼオライト（モレキュラーシーブ）、シリカゲルなどが挙げられる。特許文献１に記載のハニカム形状の吸着剤なども用い得る。市販されている吸着剤としては、例えば、モレキュラーシーブ１３Ｘ（ユニオン昭和株式会社製）、モレキュラーシーブ３Ａペレット１．６（ユニオン昭和株式会社製）、ハニクルＭＳＸおよびＭＳＡ（ニチアス株式会社製）などが挙げられる。
【００２０】
吸着管は、吸着剤が充填され、原料液体と吸着剤とが接触し得るように構成されている。吸着管は、例えば、円筒形など中空の柱状の構造を有する。
【００２１】
原料液体を吸着管の一端に供給する方法は、特に限定されない。例えば、ポンプ、バルブなどを用いて、供給し得る。吸着管を地面に対して垂直に設置して使用する場合、原料液体は、吸着管の下端から供給されることが好ましい。
【００２２】
原料液体の供給速度は、原料液体中の水分濃度、吸着管の大きさなどに応じて、適宜設定され得る。液体の状態で供給する場合は、好ましくは、吸着剤１ｇあたり０．５ｍＬ／ｈ〜４ｍＬ／ｈの流量で吸着管に供給される。蒸気の状態で供給する場合は、好ましくは、吸着剤１ｇあたり０．１ｍＬ／ｈ〜４ｍＬ／ｈの流量で吸着管に供給される。例えば、含水エタノールの脱水を行う場合は、吸着剤１ｇあたり約１ｍＬ／ｈの流量（液体の状態）、または吸着剤１ｇあたり約０．１９ｍＬ／ｈの流量（蒸気の状態）が好ましい。
【００２３】
原料の供給は、液体の状態では室温で行われ、蒸気の状態では供給される原料の沸点以上の温度で行われる。原料を蒸気の状態にするために、例えば、図１に示すような全蒸発器が用いられる。水分の吸着は、原料の供給が液体の状態で行われる場合、室温で行ってもよく、加温して行ってもよい。好ましくは、２０℃〜９８℃程度で行う。
【００２４】
吸着管内の吸着剤によって水分が除去された流出液（製品）は、吸着管の他端から流出し回収される。
【００２５】
（工程（２））
工程（２）では、工程（１）で吸着管の他端から流出する流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する。水分濃度を測定する方法としては、例えば、密度計（センサー）を流出口に設置して連続的に流出液の密度を測定し、水分濃度を求める方法、流出液を定期的にサンプリングしてカールフィッシャー水分計、ポータブル密度比重計などで測定する方法などが挙げられる。水分濃度の測定値から累積水分濃度を算出する。累積水分濃度は、測定した水分濃度の積算値を、測定開始から経過した時間で除した値である。流出液を定期的にサンプリングして水分濃度を測定する場合は、サンプリング開始からの測定値の平均値である。
【００２６】
工程（２）で、累積水分濃度が所定濃度を超えた場合に、後述する工程（３）〜（５）に進む。
【００２７】
後述の工程（３）〜（５）に進むか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は特に限定されず、流出液（製品）の用途に応じて適宜設定され得る。例えば、液体を無水物の製品として用いる場合、累積水分濃度の所定濃度は、好ましくは０．５質量％未満に設定される。
【００２８】
（工程（３））
工程（３）では、原料液体または原料液体由来の蒸気の供給を停止し、吸着管内の吸着剤から水分を離脱させる。原料液体の供給が進むにつれて、吸着剤に吸着される水分も増加し、吸着剤の水分吸着能が低下する。その結果、工程（１）で回収される流出液中の水分濃度が増加する。
【００２９】
吸着剤から水分を離脱させる方法は、特に限定されない。例えば、吸着管内を室温よりも高い温度に加温（例えば、１００℃〜１４０℃）し、かつ最終的に５０ｍｍＨｇ程度まで減圧して吸着剤から水分を離脱させる方法；吸着管内をガス（例えば、窒素などの不活性ガス）でパージした後、大気圧または最終的に５０ｍｍＨｇ程度まで減圧して吸着剤から水分を離脱させる方法などが挙げられる。
【００３０】
吸着管内を加温するために、吸着管の外壁面に蒸気などの熱媒が供給され得る加熱装置（ジャケット）などが用いられ得る。
【００３１】
吸着管内を減圧にするために、真空ポンプ、ブロアーなどが用いられる。装置が小型の場合、好ましくは真空ポンプが用いられ、装置が大型の場合、好ましくは数台直列に並べたブロアーが用いられる。
【００３２】
このように、吸着剤から水分を離脱させることによって、吸着剤の水分吸収能を回復させることができる。
【００３３】
好ましくは、回収される流出液中の累積水分濃度が設定した所定濃度を超えると、吸着管への原料液体の供給を停止し、吸着管内に残存する滞留液を抜き出し回収する。滞留液を抜き出し回収する方法は、特に限定されない。例えば、ポンプ、バルブなどを用いて抜き出し回収し得る。また、吸着管内に窒素ガスを導入して、窒素ガスの圧力によって吸着管内に残存する滞留液を押し出してもよい。
【００３４】
（工程（４））
工程（４）では、吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される。
【００３５】
吸着管内に残存する蒸気（原料液体の蒸気および水蒸気）は、蒸留塔に供給される。蒸気は、蒸留塔の底部（塔底）に供給されて蒸留され、原料液体の蒸気を主として含む蒸気が蒸留塔の上部（塔頂）のコンデンサー（例えば、冷却器など）で液化されて蒸留塔に還流され、水蒸気を主として含む蒸気が液化して塔底に滞留する。
【００３６】
原料液体の蒸気を主として含む蒸気は、上記のように、コンデンサー（例えば、冷却器など）で液化されて蒸留塔に還流されることによって濃縮され、濃縮液として回収される。この濃縮液は、再度、原料液体として用いられる。
【００３７】
このように、濃縮液を、再度原料液体として用いることによって、含水液体から高収率で無水物が得られる。
【００３８】
（工程（５））
工程（５）では、濃縮液が、原料液体と混合され、工程（１）に戻る。
【００３９】
好ましくは、工程（３）で回収される滞留液を吸着管の一端に供給し、滞留液の供給後、工程（１）に戻り、濃縮液と混合された原料液体を吸着管の一端に供給する。滞留液についても、原料液体と同様、バルブなどで供給速度（流量）を調節して供給することが好ましい。
【００４０】
本発明の脱水方法では、上記工程（１）〜（５）によって、原料液体を連続的に脱水することが可能である。
【００４１】
本発明の脱水方法は、好ましくは図１に示すように、２つ以上の吸着管を用いる。特に、図１に示すような２つの吸着管を用いる方法は、原料液体を蒸気として用いる場合に好ましく用いられる。
【００４２】
本発明の脱水方法は、より好ましくは３つ以上の吸着管を用いる。この場合、工程（５）において、滞留液は、該滞留液を抜き出した吸着管とは異なる吸着管の一端に供給される。
【００４３】
例えば、３つの吸着管（第１の吸着管、第２の吸着管および第３の吸着管）を用いる場合、第１の吸着管から回収された滞留液を第２の吸着管に供給し、第２の吸着管から回収された滞留液を第３の吸着管に供給し、そして第３の吸着管から回収された滞留液を第１の吸着管に供給することが好ましい。このように、回収された滞留液を回収した吸着管とは異なる吸着管に供給することによって、より連続的に脱水することが可能となる。
【実施例】
【００４４】
（実施例１）
以下、本発明の脱水方法の一実施態様を、図２に示す脱水システムを参照して説明する。
【００４５】
図２に示す脱水システムは、吸着塔を３本用いたシステムであり、吸着塔２１、３１、４１、原料タンク１１、中間タンク１２、流出液タンク１３、真空ポンプ１４、コンデンサー１５、凝縮液タンク１６、蒸留塔１７および水タンクを備える。
【００４６】
吸着塔２１、３１、４１は、吸着剤を充填する内側の円筒管および内側の円筒管を覆う外側の円筒管でなる二重管構造を有する。内側の円筒管は、内径が２００ｍｍであり、長さが７００ｍｍである。外側の円筒管は、内径が２５０ｍｍであり、長さが７００ｍｍである。内側の円筒管と外側の円筒管との隙間に、蒸気、温水などの熱媒が供給され得、内側の円筒管を加熱できるように構成されている。
【００４７】
吸着塔２１、３１、４１の内側の円筒管の下部に網を設置し、その上に約３５００ｇの吸着剤（ユニオン昭和株式会社製：モレキュラーシーブ３Ａペレット１．６）を充填した。吸着剤の充填後、内側の円筒管内を窒素で満たした。
【００４８】
（前処理）
原料液体を脱水する前に、吸着剤に吸着している水分を離脱させた。バルブ２８５を開き、バルブ２８６を閉じて、吸着塔２１の内側の円筒管と外側の円筒管との隙間に０．４５Ｍｐａの蒸気を供給し、吸着塔２１を加熱した。次いで、バルブ２８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２をｂ−ａ方向に開き、バルブ２８３を閉じ、そしてバルブ２８４を開いて、真空ポンプ１４を運転した。真空ポンプ１４は、蒸留塔１７とバルブ２８２との間に備えられている。真空ポンプ１４によって、窒素ガスと共に水蒸気を吸引して蒸留塔１７に供給し、凝縮された水を水タンクに溜めた。
【００４９】
蒸留塔１７は、塔の内径が５０ｍｍおよび高さが１０００ｍｍの円筒形であり、内部にステンレス製のマクマホン充填物が、底から５００ｍｍの高さまで充填されている。
【００５０】
なお、吸着塔２１の内部温度は１００℃〜１２０℃で推移し、水分の離脱終了時の温度は、吸着塔２１の上部付近が約１００℃であり、下部付近が約２０℃であった。
【００５１】
吸着塔３１、４１についても、吸着塔２１と同様の手順で吸着剤に吸着している水分を離脱させた。
【００５２】
（吸着塔２１の運転）
次いで、バルブ２８４を閉じて、吸着塔２１の圧力を減圧し、原料液体の供給を行った。また、バルブ２８５を閉じて、バルブ２８６を開き、蒸気の供給を停止した。原料液体として、エタノール９０質量％および水１０質量％の含水エタノールを用いた。
【００５３】
バルブ２８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔２１に供給した。
【００５４】
吸着塔２１の圧力が常圧になれば、バルブ２８３を開いて流出液を回収した。流出液が流出液タンク１３に回収される前に、数回、３〜５ｍＬずつサンプリングを行い、カールフィッシャー水分計（平沼産業株式会社製、ＡＱＶ−２１００Ｓ）によって流出液中の水分濃度を測定し、累積水分濃度を算出した。また、瞬時にエタノール濃度が測定できるポータブル密度比重計（京都電子工業株式会社製、ＤＡ−１３０Ｎ）でエタノール濃度を監視した。なお、流出液を流出液タンク１３に回収するか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は、０．５質量％未満と設定した。
【００５５】
累積水分濃度が０．５質量％を超えた時点で、流出液の回収を停止し、バルブ２８３を閉じて、含水エタノールの供給を停止した。
【００５６】
次いで、バルブ２８９をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２をｂ−ｃ方向に開いて、吸着塔２１内の滞留液を抜き出し中間タンク１２に回収した。
【００５７】
滞留液を抜き出した後、バルブ２８５を開き、バルブ２８６を閉じて、吸着塔２１の内側の円筒管と外側の円筒管との隙間に０．４５Ｍｐａの蒸気を供給し、吸着塔２１を加熱した。次いで、バルブ２８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２をｂ−ａ方向に開き、そしてバルブ２８４を開いて、真空ポンプ１４を運転した。真空ポンプ１４によって、吸着塔２１内に残存するエタノールの蒸気および水蒸気が蒸留塔１７に供給し、蒸留を行った。
【００５８】
蒸留塔１７の塔頂に滞留する蒸気をコンデンサー１５（５℃の冷却水）で冷却し、凝縮液を凝縮液タンク１６に回収しながら、溜まった液を蒸留塔１７に還流液として戻した。回収された凝縮液のエタノール濃度を、ポータブル密度比重計で測定すると、約９０質量％であった。この凝縮液を原料として再利用するため、原料タンク１１に戻した。
【００５９】
蒸留塔１７の塔底に滞留する蒸気の凝縮液を、水タンクに回収した。回収された凝縮液のエタノール濃度は、約３０質量％であった。
【００６０】
（吸着塔３１の運転）
バルブ３８４を閉じて、吸着塔３１の圧力を減圧した。また、バルブ３８５を閉じて、バルブ３８６を開き、蒸気の供給を停止した。バルブ３８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ３８２および３８９をｂ−ｃ方向に開き、吸着塔２１内から抜き出し中間タンク１２に回収した滞留液を、ポンプ１９２を用いて吸着塔３１に供給した。
【００６１】
滞留液を全て吸着塔３１に供給し終わると、バルブ３８９をａ−ｂ方向に開いた。次いで、バルブ３８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔３１に供給した。
【００６２】
吸着塔３１の圧力が常圧になれば、バルブ３８３を開いて流出液を回収した。流出液が流出液タンク１３に回収される前に、数回、３〜５ｍＬずつサンプリングを行い、カールフィッシャー水分計によって流出液中の水分濃度を測定し、累積水分濃度を算出した。なお、流出液を流出液タンク１３に回収するか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は、０．５質量％未満と設定した。
【００６３】
累積水分濃度が０．５質量％を超えた時点で、流出液の回収を停止し、バルブ３８１をａ−ｃ方向に開き、そしてバルブ３８３を閉じて、含水エタノールの供給を停止した。
【００６４】
次いで、バルブ３８９をａ−ｃ方向に開き、バルブ３８２をｂ−ｃ方向に開いて、吸着塔３１内の滞留液を抜き出し中間タンク１２に回収した。
【００６５】
滞留液を抜き出した後、上記の吸着塔２１の場合と同様に、吸着塔３１に残存する蒸気を蒸留塔１７に供給し、蒸留を行った。蒸留塔１７の塔頂から回収された凝縮液のエタノール濃度は約９０質量％であった。この凝縮液を、原料タンク１１に戻した。蒸留塔１７の塔底から回収された凝縮液のエタノール濃度は３０質量％であった。
【００６６】
（吸着塔４１の運転）
バルブ４８４を閉じて、吸着塔４１の圧力を減圧した。また、バルブ４８５を閉じて、バルブ４８６を開き、蒸気の供給を停止した。バルブ４８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ４８２および４８９をｂ−ｃ方向に開き、吸着塔３１内から抜き出し中間タンク１２に回収した滞留液を、ポンプ１９２を用いて吸着塔４１に供給した。
【００６７】
滞留液を全て吸着塔４１に供給し終わると、バルブ４８９をａ−ｂ方向に開いた。次いで、バルブ４８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔４１に供給した。
【００６８】
吸着塔４１の圧力が常圧になれば、バルブ４８３を開いて流出液を回収した。流出液が流出液タンク１３に回収される前に、数回、３〜５ｍＬずつサンプリングを行い、カールフィッシャー水分計によって流出液中の水分濃度を測定し、累積水分濃度を算出した。なお、流出液を流出液タンク１３に回収するか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は、０．５質量％未満と設定した。
【００６９】
累積水分濃度が０．５質量％を超えた時点で、流出液の回収を停止し、バルブ４８３を閉じて、含水エタノールの供給を停止した。
【００７０】
次いで、バルブ４８９をａ−ｃ方向に開き、バルブ４８２をｂ−ｃ方向に開いて、吸着塔４１内の滞留液を抜き出し中間タンク１２に回収した。
【００７１】
滞留液を抜き出した後、上記の吸着塔２１の場合と同様に、吸着塔４１に残存する蒸気を蒸留塔１７に供給し、蒸留を行った。蒸留塔１７の塔頂から回収された凝縮液のエタノール濃度は約９０質量％であった。この凝縮液を、原料タンク１１に戻した。蒸留塔１７の塔底から回収された凝縮液のエタノール濃度は３０質量％であった。
【００７２】
（吸着塔２１の運転）
バルブ２８４を閉じて、吸着塔２１の圧力を減圧した。また、バルブ２８５を閉じて、バルブ２８６を開き、蒸気の供給を停止した。バルブ２８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２および２８９をｂ−ｃ方向に開き、吸着塔４１内から抜き出し中間タンク１２に回収した滞留液を、ポンプ１９２を用いて吸着塔２１に供給した。
【００７３】
滞留液を全て吸着塔２１に供給し終わると、バルブ２８９をａ−ｂ方向に開いた。次いで、バルブ２８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔２１に供給した。
【００７４】
次いで、上記の流出液の回収、流出液中の水分濃度の測定、累積水分濃度の算出、滞留液の抜き出しおよび回収を繰り返した。
【００７５】
３本の吸着塔２１、３１、４１を用いることにより、原料供給工程、流出液回収工程、水分離脱工程、濃縮液回収工程および原料再供給工程を、それぞれの吸着塔で時間差を設けて行うことによって、９９．５質量％の無水エタノールが約９０％の回収率で得られた。このように、本発明の方法を用いることによって、効率よく連続的に液体の脱水を行うことができる。
【００７６】
（比較例１）
従来の脱水方法、すなわち蒸留塔１７を有さない図３の脱水システムを用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で、エタノール９０質量％および水１０質量％の含水エタノールの脱水を行った。無水エタノールの回収率は、約６０％であった。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明によれば、低コストで効率よく含水液体から水分を除去する連続式脱水方法を提供することができる。したがって、本発明の方法は、溶媒の精製などの分野で有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１１ 原料タンク
１２ 中間タンク
１３ 流出液タンク
１４ 真空ポンプ
１５ コンデンサー
１６ 凝縮液タンク
１７ 蒸留塔
１９１、１９２ ポンプ
２１ 吸着塔
２８１〜２８６、２８９ バルブ
３１ 吸着塔
３８１〜３８６、３８９ バルブ
４１ 吸着塔
４８１〜４８６、４８９ バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着剤を利用した液体の連続式脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む液体（含水液体）から水分を除去する方法として、回分式の脱水方法または連続式の脱水方法がある。
【０００３】
回分式の脱水方法は、例えば、フラスコ、試験管などにモレキュラーシーブおよび含水液体を入れ、モレキュラーシーブに水分のみを吸着させることにより、含水液体から水分を除去する方法である。回分式の脱水方法は、通常、必要量の液体を必要に応じて脱水するときに用いられるため、工業的に用いられることは少なく実験室で頻繁に用いられる。
【０００４】
連続式の脱水方法は、回分式の脱水方法とは異なり、水分が除去された液体を工業的規模などで多量に得るために用いられる。例えば、特許文献１に記載の方法は、含水液体を蒸気の状態で加圧して脱水する方法であり、高温・高圧条件が必要である。含水液体を蒸気の状態にして加圧するには大量のエネルギーを要し、さらに加熱・加圧装置、耐熱・耐圧容器など特別な装置、容器が必要となり、コストアップにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低コストで効率よく含水液体から水分を除去する連続式脱水方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、水分を含む原料液体の連続式脱水方法を提供し、該方法は、（１）該原料液体または該原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、該吸着管の他端から流出液を回収する工程、および（２）該流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程を含む方法であり、該工程（２）において、該流出液中の該累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、（３）該原料液体または該原料液体由来の蒸気の供給を停止し、該吸着管内の該吸着剤から水分を離脱させる工程、（４）該吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、該蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および（５）該濃縮液が、該原料液体と混合され、該工程（１）に戻る工程をさらに含む。
【０００８】
１つの実施態様では、上記工程（３）において、上記吸着管内の滞留液を抜き出し回収する工程、および上記工程（４）の後に、該滞留液を該吸着管の一端に供給する工程、をさらに含む。
【０００９】
１つの実施態様では、上記工程（４）は、上記吸着管内を室温よりも高い温度に加温し、かつ減圧にして行われる。
【００１０】
１つの実施態様では、上記工程（４）は、上記吸着管内をガスでパージした後、大気圧または減圧にして行われる。
【００１１】
他の実施態様では、上記吸着管は、２つ以上用いられる
【００１２】
ある実施態様では、上記吸着管は、３つ以上用いられ、上記工程（５）において、上記滞留液は、該滞留液を抜き出した吸着管とは異なる吸着管の一端に供給される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低コストで効率よく含水液体から水分を除去する連続式脱水方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の脱水方法に用いられる脱水システムの一実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明の脱水方法に用いられる脱水システムの他の実施態様を示す概略図である。
【図３】従来の脱水方法に用いられる脱水システムの実施態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の脱水方法は、（１）原料液体または原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、吸着管の他端から流出液を回収する工程、および（２）流出液を定期的にサンプリングし、流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程を含む方法であり、工程（２）において、流出液中の累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、（３）原料液体または原料液体由来の蒸気の供給を停止し、吸着管内の吸着剤から水分を離脱させる工程、（４）吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および（５）濃縮液が、原料液体と混合され、該工程（１）に戻る工程をさらに含む。
【００１６】
（工程（１））
工程（１）では、水分を含む原料液体または原料液体由来の蒸気（以下、単に「原料液体」と記載する場合がある）を、水分吸着剤（以下、単に「吸着剤」と記載する場合がある）を充填した吸着管の一端に供給し、吸着管の他端から流出液を回収する。
【００１７】
水分を含む原料液体としては、特に限定されず、例えば有機溶媒と水との混合液が挙げられる。好ましくは、蒸留では水分が完全に除去できない共沸混合物が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール類；アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドなどのアルデヒド類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；ギ酸、酢酸などの有機酸類などが挙げられる。
【００１８】
原料液体中の水分濃度は特に限定されず、好ましくは１質量％〜１５質量％である。本発明の脱水方法を用いると、原料液体から、効率よく無水（例えば、水分濃度が０．５質量％未満）の流出液（製品）が得られる。
【００１９】
吸着剤としては、水分を吸着し得る吸着剤であれば特に限定されず、例えば、ゼオライト（モレキュラーシーブ）、シリカゲルなどが挙げられる。特許文献１に記載のハニカム形状の吸着剤なども用い得る。市販されている吸着剤としては、例えば、モレキュラーシーブ１３Ｘ（ユニオン昭和株式会社製）、モレキュラーシーブ３Ａペレット１．６（ユニオン昭和株式会社製）、ハニクルＭＳＸおよびＭＳＡ（ニチアス株式会社製）などが挙げられる。
【００２０】
吸着管は、吸着剤が充填され、原料液体と吸着剤とが接触し得るように構成されている。吸着管は、例えば、円筒形など中空の柱状の構造を有する。
【００２１】
原料液体を吸着管の一端に供給する方法は、特に限定されない。例えば、ポンプ、バルブなどを用いて、供給し得る。吸着管を地面に対して垂直に設置して使用する場合、原料液体は、吸着管の下端から供給されることが好ましい。
【００２２】
原料液体の供給速度は、原料液体中の水分濃度、吸着管の大きさなどに応じて、適宜設定され得る。液体の状態で供給する場合は、好ましくは、吸着剤１ｇあたり０．５ｍＬ／ｈ〜４ｍＬ／ｈの流量で吸着管に供給される。蒸気の状態で供給する場合は、好ましくは、吸着剤１ｇあたり０．１ｍＬ／ｈ〜４ｍＬ／ｈの流量で吸着管に供給される。例えば、含水エタノールの脱水を行う場合は、吸着剤１ｇあたり約１ｍＬ／ｈの流量（液体の状態）、または吸着剤１ｇあたり約０．１９ｍＬ／ｈの流量（蒸気の状態）が好ましい。
【００２３】
原料の供給は、液体の状態では室温で行われ、蒸気の状態では供給される原料の沸点以上の温度で行われる。原料を蒸気の状態にするために、例えば、図１に示すような全蒸発器が用いられる。水分の吸着は、原料の供給が液体の状態で行われる場合、室温で行ってもよく、加温して行ってもよい。好ましくは、２０℃〜９８℃程度で行う。
【００２４】
吸着管内の吸着剤によって水分が除去された流出液（製品）は、吸着管の他端から流出し回収される。
【００２５】
（工程（２））
工程（２）では、工程（１）で吸着管の他端から流出する流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する。水分濃度を測定する方法としては、例えば、密度計（センサー）を流出口に設置して連続的に流出液の密度を測定し、水分濃度を求める方法、流出液を定期的にサンプリングしてカールフィッシャー水分計、ポータブル密度比重計などで測定する方法などが挙げられる。水分濃度の測定値から累積水分濃度を算出する。累積水分濃度は、測定した水分濃度の積算値を、測定開始から経過した時間で除した値である。流出液を定期的にサンプリングして水分濃度を測定する場合は、サンプリング開始からの測定値の平均値である。
【００２６】
工程（２）で、累積水分濃度が所定濃度を超えた場合に、後述する工程（３）〜（５）に進む。
【００２７】
後述の工程（３）〜（５）に進むか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は特に限定されず、流出液（製品）の用途に応じて適宜設定され得る。例えば、液体を無水物の製品として用いる場合、累積水分濃度の所定濃度は、好ましくは０．５質量％未満に設定される。
【００２８】
（工程（３））
工程（３）では、原料液体または原料液体由来の蒸気の供給を停止し、吸着管内の吸着剤から水分を離脱させる。原料液体の供給が進むにつれて、吸着剤に吸着される水分も増加し、吸着剤の水分吸着能が低下する。その結果、工程（１）で回収される流出液中の水分濃度が増加する。
【００２９】
吸着剤から水分を離脱させる方法は、特に限定されない。例えば、吸着管内を室温よりも高い温度に加温（例えば、１００℃〜１４０℃）し、かつ最終的に５０ｍｍＨｇ程度まで減圧して吸着剤から水分を離脱させる方法；吸着管内をガス（例えば、窒素などの不活性ガス）でパージした後、大気圧または最終的に５０ｍｍＨｇ程度まで減圧して吸着剤から水分を離脱させる方法などが挙げられる。
【００３０】
吸着管内を加温するために、吸着管の外壁面に蒸気などの熱媒が供給され得る加熱装置（ジャケット）などが用いられ得る。
【００３１】
吸着管内を減圧にするために、真空ポンプ、ブロアーなどが用いられる。装置が小型の場合、好ましくは真空ポンプが用いられ、装置が大型の場合、好ましくは数台直列に並べたブロアーが用いられる。
【００３２】
このように、吸着剤から水分を離脱させることによって、吸着剤の水分吸収能を回復させることができる。
【００３３】
好ましくは、回収される流出液中の累積水分濃度が設定した所定濃度を超えると、吸着管への原料液体の供給を停止し、吸着管内に残存する滞留液を抜き出し回収する。滞留液を抜き出し回収する方法は、特に限定されない。例えば、ポンプ、バルブなどを用いて抜き出し回収し得る。また、吸着管内に窒素ガスを導入して、窒素ガスの圧力によって吸着管内に残存する滞留液を押し出してもよい。
【００３４】
（工程（４））
工程（４）では、吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される。
【００３５】
吸着管内に残存する蒸気（原料液体の蒸気および水蒸気）は、蒸留塔に供給される。蒸気は、蒸留塔の底部（塔底）に供給されて蒸留され、原料液体の蒸気を主として含む蒸気が蒸留塔の上部（塔頂）のコンデンサー（例えば、冷却器など）で液化されて蒸留塔に還流され、水蒸気を主として含む蒸気が液化して塔底に滞留する。
【００３６】
原料液体の蒸気を主として含む蒸気は、上記のように、コンデンサー（例えば、冷却器など）で液化されて蒸留塔に還流されることによって濃縮され、濃縮液として回収される。この濃縮液は、再度、原料液体として用いられる。
【００３７】
このように、濃縮液を、再度原料液体として用いることによって、含水液体から高収率で無水物が得られる。
【００３８】
（工程（５））
工程（５）では、濃縮液が、原料液体と混合され、工程（１）に戻る。
【００３９】
好ましくは、工程（３）で回収される滞留液を吸着管の一端に供給し、滞留液の供給後、工程（１）に戻り、濃縮液と混合された原料液体を吸着管の一端に供給する。滞留液についても、原料液体と同様、バルブなどで供給速度（流量）を調節して供給することが好ましい。
【００４０】
本発明の脱水方法では、上記工程（１）〜（５）によって、原料液体を連続的に脱水することが可能である。
【００４１】
本発明の脱水方法は、好ましくは図１に示すように、２つ以上の吸着管を用いる。特に、図１に示すような２つの吸着管を用いる方法は、原料液体を蒸気として用いる場合に好ましく用いられる。
【００４２】
本発明の脱水方法は、より好ましくは３つ以上の吸着管を用いる。この場合、工程（５）において、滞留液は、該滞留液を抜き出した吸着管とは異なる吸着管の一端に供給される。
【００４３】
例えば、３つの吸着管（第１の吸着管、第２の吸着管および第３の吸着管）を用いる場合、第１の吸着管から回収された滞留液を第２の吸着管に供給し、第２の吸着管から回収された滞留液を第３の吸着管に供給し、そして第３の吸着管から回収された滞留液を第１の吸着管に供給することが好ましい。このように、回収された滞留液を回収した吸着管とは異なる吸着管に供給することによって、より連続的に脱水することが可能となる。
【実施例】
【００４４】
（実施例１）
以下、本発明の脱水方法の一実施態様を、図２に示す脱水システムを参照して説明する。
【００４５】
図２に示す脱水システムは、吸着塔を３本用いたシステムであり、吸着塔２１、３１、４１、原料タンク１１、中間タンク１２、流出液タンク１３、真空ポンプ１４、コンデンサー１５、凝縮液タンク１６、蒸留塔１７および水タンクを備える。
【００４６】
吸着塔２１、３１、４１は、吸着剤を充填する内側の円筒管および内側の円筒管を覆う外側の円筒管でなる二重管構造を有する。内側の円筒管は、内径が２００ｍｍであり、長さが７００ｍｍである。外側の円筒管は、内径が２５０ｍｍであり、長さが７００ｍｍである。内側の円筒管と外側の円筒管との隙間に、蒸気、温水などの熱媒が供給され得、内側の円筒管を加熱できるように構成されている。
【００４７】
吸着塔２１、３１、４１の内側の円筒管の下部に網を設置し、その上に約３５００ｇの吸着剤（ユニオン昭和株式会社製：モレキュラーシーブ３Ａペレット１．６）を充填した。吸着剤の充填後、内側の円筒管内を窒素で満たした。
【００４８】
（前処理）
原料液体を脱水する前に、吸着剤に吸着している水分を離脱させた。バルブ２８５を開き、バルブ２８６を閉じて、吸着塔２１の内側の円筒管と外側の円筒管との隙間に０．４５Ｍｐａの蒸気を供給し、吸着塔２１を加熱した。次いで、バルブ２８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２をｂ−ａ方向に開き、バルブ２８３を閉じ、そしてバルブ２８４を開いて、真空ポンプ１４を運転した。真空ポンプ１４は、蒸留塔１７とバルブ２８２との間に備えられている。真空ポンプ１４によって、窒素ガスと共に水蒸気を吸引して蒸留塔１７に供給し、凝縮された水を水タンクに溜めた。
【００４９】
蒸留塔１７は、塔の内径が５０ｍｍおよび高さが１０００ｍｍの円筒形であり、内部にステンレス製のマクマホン充填物が、底から５００ｍｍの高さまで充填されている。
【００５０】
なお、吸着塔２１の内部温度は１００℃〜１２０℃で推移し、水分の離脱終了時の温度は、吸着塔２１の上部付近が約１００℃であり、下部付近が約２０℃であった。
【００５１】
吸着塔３１、４１についても、吸着塔２１と同様の手順で吸着剤に吸着している水分を離脱させた。
【００５２】
（吸着塔２１の運転）
次いで、バルブ２８４を閉じて、吸着塔２１の圧力を減圧し、原料液体の供給を行った。また、バルブ２８５を閉じて、バルブ２８６を開き、蒸気の供給を停止した。原料液体として、エタノール９０質量％および水１０質量％の含水エタノールを用いた。
【００５３】
バルブ２８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔２１に供給した。
【００５４】
吸着塔２１の圧力が常圧になれば、バルブ２８３を開いて流出液を回収した。流出液が流出液タンク１３に回収される前に、数回、３〜５ｍＬずつサンプリングを行い、カールフィッシャー水分計（平沼産業株式会社製、ＡＱＶ−２１００Ｓ）によって流出液中の水分濃度を測定し、累積水分濃度を算出した。また、瞬時にエタノール濃度が測定できるポータブル密度比重計（京都電子工業株式会社製、ＤＡ−１３０Ｎ）でエタノール濃度を監視した。なお、流出液を流出液タンク１３に回収するか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は、０．５質量％未満と設定した。
【００５５】
累積水分濃度が０．５質量％を超えた時点で、流出液の回収を停止し、バルブ２８３を閉じて、含水エタノールの供給を停止した。
【００５６】
次いで、バルブ２８９をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２をｂ−ｃ方向に開いて、吸着塔２１内の滞留液を抜き出し中間タンク１２に回収した。
【００５７】
滞留液を抜き出した後、バルブ２８５を開き、バルブ２８６を閉じて、吸着塔２１の内側の円筒管と外側の円筒管との隙間に０．４５Ｍｐａの蒸気を供給し、吸着塔２１を加熱した。次いで、バルブ２８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２をｂ−ａ方向に開き、そしてバルブ２８４を開いて、真空ポンプ１４を運転した。真空ポンプ１４によって、吸着塔２１内に残存するエタノールの蒸気および水蒸気が蒸留塔１７に供給し、蒸留を行った。
【００５８】
蒸留塔１７の塔頂に滞留する蒸気をコンデンサー１５（５℃の冷却水）で冷却し、凝縮液を凝縮液タンク１６に回収しながら、溜まった液を蒸留塔１７に還流液として戻した。回収された凝縮液のエタノール濃度を、ポータブル密度比重計で測定すると、約９０質量％であった。この凝縮液を原料として再利用するため、原料タンク１１に戻した。
【００５９】
蒸留塔１７の塔底に滞留する蒸気の凝縮液を、水タンクに回収した。回収された凝縮液のエタノール濃度は、約３０質量％であった。
【００６０】
（吸着塔３１の運転）
バルブ３８４を閉じて、吸着塔３１の圧力を減圧した。また、バルブ３８５を閉じて、バルブ３８６を開き、蒸気の供給を停止した。バルブ３８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ３８２および３８９をｂ−ｃ方向に開き、吸着塔２１内から抜き出し中間タンク１２に回収した滞留液を、ポンプ１９２を用いて吸着塔３１に供給した。
【００６１】
滞留液を全て吸着塔３１に供給し終わると、バルブ３８９をａ−ｂ方向に開いた。次いで、バルブ３８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔３１に供給した。
【００６２】
吸着塔３１の圧力が常圧になれば、バルブ３８３を開いて流出液を回収した。流出液が流出液タンク１３に回収される前に、数回、３〜５ｍＬずつサンプリングを行い、カールフィッシャー水分計によって流出液中の水分濃度を測定し、累積水分濃度を算出した。なお、流出液を流出液タンク１３に回収するか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は、０．５質量％未満と設定した。
【００６３】
累積水分濃度が０．５質量％を超えた時点で、流出液の回収を停止し、バルブ３８１をａ−ｃ方向に開き、そしてバルブ３８３を閉じて、含水エタノールの供給を停止した。
【００６４】
次いで、バルブ３８９をａ−ｃ方向に開き、バルブ３８２をｂ−ｃ方向に開いて、吸着塔３１内の滞留液を抜き出し中間タンク１２に回収した。
【００６５】
滞留液を抜き出した後、上記の吸着塔２１の場合と同様に、吸着塔３１に残存する蒸気を蒸留塔１７に供給し、蒸留を行った。蒸留塔１７の塔頂から回収された凝縮液のエタノール濃度は約９０質量％であった。この凝縮液を、原料タンク１１に戻した。蒸留塔１７の塔底から回収された凝縮液のエタノール濃度は３０質量％であった。
【００６６】
（吸着塔４１の運転）
バルブ４８４を閉じて、吸着塔４１の圧力を減圧した。また、バルブ４８５を閉じて、バルブ４８６を開き、蒸気の供給を停止した。バルブ４８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ４８２および４８９をｂ−ｃ方向に開き、吸着塔３１内から抜き出し中間タンク１２に回収した滞留液を、ポンプ１９２を用いて吸着塔４１に供給した。
【００６７】
滞留液を全て吸着塔４１に供給し終わると、バルブ４８９をａ−ｂ方向に開いた。次いで、バルブ４８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔４１に供給した。
【００６８】
吸着塔４１の圧力が常圧になれば、バルブ４８３を開いて流出液を回収した。流出液が流出液タンク１３に回収される前に、数回、３〜５ｍＬずつサンプリングを行い、カールフィッシャー水分計によって流出液中の水分濃度を測定し、累積水分濃度を算出した。なお、流出液を流出液タンク１３に回収するか否かを判断するための累積水分濃度の所定濃度は、０．５質量％未満と設定した。
【００６９】
累積水分濃度が０．５質量％を超えた時点で、流出液の回収を停止し、バルブ４８３を閉じて、含水エタノールの供給を停止した。
【００７０】
次いで、バルブ４８９をａ−ｃ方向に開き、バルブ４８２をｂ−ｃ方向に開いて、吸着塔４１内の滞留液を抜き出し中間タンク１２に回収した。
【００７１】
滞留液を抜き出した後、上記の吸着塔２１の場合と同様に、吸着塔４１に残存する蒸気を蒸留塔１７に供給し、蒸留を行った。蒸留塔１７の塔頂から回収された凝縮液のエタノール濃度は約９０質量％であった。この凝縮液を、原料タンク１１に戻した。蒸留塔１７の塔底から回収された凝縮液のエタノール濃度は３０質量％であった。
【００７２】
（吸着塔２１の運転）
バルブ２８４を閉じて、吸着塔２１の圧力を減圧した。また、バルブ２８５を閉じて、バルブ２８６を開き、蒸気の供給を停止した。バルブ２８１をａ−ｃ方向に開き、バルブ２８２および２８９をｂ−ｃ方向に開き、吸着塔４１内から抜き出し中間タンク１２に回収した滞留液を、ポンプ１９２を用いて吸着塔２１に供給した。
【００７３】
滞留液を全て吸着塔２１に供給し終わると、バルブ２８９をａ−ｂ方向に開いた。次いで、バルブ２８１をａ−ｂ方向に開き、ポンプ１９１を用いて、原料タンク１１から含水エタノールを吸着塔２１に供給した。
【００７４】
次いで、上記の流出液の回収、流出液中の水分濃度の測定、累積水分濃度の算出、滞留液の抜き出しおよび回収を繰り返した。
【００７５】
３本の吸着塔２１、３１、４１を用いることにより、原料供給工程、流出液回収工程、水分離脱工程、濃縮液回収工程および原料再供給工程を、それぞれの吸着塔で時間差を設けて行うことによって、９９．５質量％の無水エタノールが約９０％の回収率で得られた。このように、本発明の方法を用いることによって、効率よく連続的に液体の脱水を行うことができる。
【００７６】
（比較例１）
従来の脱水方法、すなわち蒸留塔１７を有さない図３の脱水システムを用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で、エタノール９０質量％および水１０質量％の含水エタノールの脱水を行った。無水エタノールの回収率は、約６０％であった。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明によれば、低コストで効率よく含水液体から水分を除去する連続式脱水方法を提供することができる。したがって、本発明の方法は、溶媒の精製などの分野で有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１１ 原料タンク
１２ 中間タンク
１３ 流出液タンク
１４ 真空ポンプ
１５ コンデンサー
１６ 凝縮液タンク
１７ 蒸留塔
１９１、１９２ ポンプ
２１ 吸着塔
２８１〜２８６、２８９ バルブ
３１ 吸着塔
３８１〜３８６、３８９ バルブ
４１ 吸着塔
４８１〜４８６、４８９ バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含む原料液体の連続式脱水方法であって、
（１）該原料液体または該原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、該吸着管の他端から流出液を回収する工程、および
（２）該流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程、
を含む方法であり、
該工程（２）において、該流出液中の該累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、
（３）該原料液体または該原料液体由来の蒸気の供給を停止し、該吸着管内の該吸着剤から水分を離脱させる工程、
（４）該吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、該蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および
（５）該濃縮液が、該原料液体と混合され、該工程（１）に戻る工程、
をさらに含む、方法。
【請求項２】
前記工程（３）において、前記吸着管内の滞留液を抜き出し回収する工程、および前記工程（４）の後に、該滞留液を該吸着管の一端に供給する工程、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程（４）が、前記吸着管内を室温よりも高い温度に加温し、かつ減圧にして行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程（４）が、前記吸着管内をガスでパージした後、大気圧または減圧にして行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記吸着管が、２つ以上用いられる、請求項１から４のいずれかの項に記載の方法。
【請求項６】
前記吸着管が、３つ以上用いられ、前記工程（５）において、前記滞留液が、該滞留液を抜き出した吸着管とは異なる吸着管の一端に供給される、請求項１から４のいずれかの項に記載の方法。
【請求項１】
水分を含む原料液体の連続式脱水方法であって、
（１）該原料液体または該原料液体由来の蒸気を、水分吸着剤を充填した吸着管の一端に供給し、該吸着管の他端から流出液を回収する工程、および
（２）該流出液中の水分濃度を測定して累積水分濃度を算出する工程、
を含む方法であり、
該工程（２）において、該流出液中の該累積水分濃度が所定濃度以上になった場合に、
（３）該原料液体または該原料液体由来の蒸気の供給を停止し、該吸着管内の該吸着剤から水分を離脱させる工程、
（４）該吸着管内に残存する蒸気が蒸留塔に供給され、該蒸留塔の塔頂から濃縮液が回収される工程、および
（５）該濃縮液が、該原料液体と混合され、該工程（１）に戻る工程、
をさらに含む、方法。
【請求項２】
前記工程（３）において、前記吸着管内の滞留液を抜き出し回収する工程、および前記工程（４）の後に、該滞留液を該吸着管の一端に供給する工程、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程（４）が、前記吸着管内を室温よりも高い温度に加温し、かつ減圧にして行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程（４）が、前記吸着管内をガスでパージした後、大気圧または減圧にして行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記吸着管が、２つ以上用いられる、請求項１から４のいずれかの項に記載の方法。
【請求項６】
前記吸着管が、３つ以上用いられ、前記工程（５）において、前記滞留液が、該滞留液を抜き出した吸着管とは異なる吸着管の一端に供給される、請求項１から４のいずれかの項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−４５５０７（Ｐ２０１２−４５５０７Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９１６７７（Ｐ２０１０−１９１６７７）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（３９０００６２６４）関西化学機械製作株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（３９０００６２６４）関西化学機械製作株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]