浸透気化膜分離法によるガソリンオクタン価向上剤の分離・精製プロセスの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555190
• Section: 試験
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 東稔 節治 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (40029418)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中塚 修志 ダイセル化学工業総合研究所, 研究員 ; 正脇 輝之 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (10209421)
• Keywords: 膜分離 / 浸透気化 / DMC / TAME / MTBE / ポリジメチルシロキサン / ポリイオンコンプレックス膜 / メタノール

Research Abstract

本申請課題では,ガソリンのオクタン価向上剤としてジメチルカーボネート(DMC),t-アミルメチルエーテル(TAME),メチル-t-ブチルエーテル(MTBE)を取り上げた.これらオクタン価向上剤とメタノール(MeOH)混合溶液の浸透気化膜分離特性の解析および合成プロセスから分離精製プロセスまでの一貫した生産プロセスの構築を目的とし,本年度は膜素材の選定および膜分離特性の実験的・理論的解析を主として検討し,以下のような結果を得た.
1.DMC/メタノール混合溶液からのDMCの浸透気化分離において,ポリジメチルシロキサン膜が優れたDMC選択透過性を示すことが分った.DMCの透過流束は,供給液DMC重量分率の増加とともに増加し,また,温度の増加とともに増加した.分離係数は,供給液DMC重量分率の増加とともに減少し,温度による影響はほとんどみられなかった.
2.アクリロニトリル製中空糸膜を,アルカリ加水分解した後,ポリカチオンによりコンプレックス化を行ったポリイオンコンプレックス中空糸膜を用いて,TAME/MeOHの浸透気化を行ったところ,優れたMeOH選択透過性を示すことがわかった.製膜時における加水分解時間を効果を検討したところ,加水分解時間を長くすることにより,TAMEの透過流束は減少するものの,分離係数が大きくなることを見い出した.また,ガラス製多孔質膜上にアクリル酸共重合体を塗布し,薄膜化を行うことにより,MTBE/MeOH混合液の浸透気化分離において,非常に大きくなMeOHの透過流束と分離係数が得られることが分った
3.平衡収着実験によりオクタン価向上剤とMeOHとの混合溶液の膜に対する溶解度を測定し,これをもとに拡散係数が濃度依存性を示すとして,溶解-拡散理論に基づく透過流束式により,透過流束と分離係数に及ぼす供給液組成と温度の効果が表現できた.また,得られた透過流束式とエネルギー収支式を適用することにより,ポリイオンコンプレックス中空糸膜によるパイロットスケールでの浸透気化分離結果を良く説明できることを示した.

Research Products

• [Publications] Setsuji Tone: "Separation of tert-Amyl Methyl Ether-Methanol Mixture by Pervaparation" Proc.of International Membrane Science and Technology Conference. 2. 106-108 (1996)
• [Publications] Teruyuki Masawaki: "Separation of Dimethylcarbonate-Methanol Mixture by Pervaporation through Poly (dimethylsiloxane) Membrane" Proc.of International Congress Membranes and Membrane Processes'96. 412-413 (1996)
• [Publications] Phan Do Hung: "t-アミルメチルエーテル生産における膜分離を組合せた反応蒸留計算" 化学工学会第29回秋季大会研究発表講演要旨集第一分冊. 33 (1996)
• [Publications] Phan Do Hung: "t-アミルメチルエーテル/メタノール混合溶液からのメタノールの浸透気化分離" 化学工学会第62年会研究発表要旨集. (印刷中). (1997)