| 研究概要 |
超臨界相吸着による構造異性体分離のメカニズムの解明を目的として、超臨界相吸着における単一溶質系(超臨界二酸化炭素+2,6-ジメチルナフタレン(DMN)および超臨界二酸化炭素+2,7-DMN系)および混合溶質系(超臨界二酸化炭素+2,6-DMN+2,7-DMN)の吸着量および吸着挙動に関する基礎データを温度・圧力を変化させ系統的に蓄積した。これより、NaY型ゼオライトを用いることにより2,7-DMNが選択的に吸着されることが確認され、異性体分離の可能性が示された。また、(1)2,6-DMNの破過時間は2,7-DMNの破過時間よりも早く、圧力が高い場合また温度が低い場合に破過時間は早くなる、(2)圧力が高い場合または温度が低い場合に分離効果が高く平衡吸着量が小さく、圧力が低い場合または温度が高い場合に分離効果が低く平衡吸着量が大きい、(3)単一溶質系吸着の場合においても混合溶質系と同様に、2,6-DMNより2,7-DMNのほうが吸着量が多く破過時間は遅い、(4)2,6-および2,7-DMNにおいて混合溶質系より単一溶質系のほうが吸着量が多く破過時間が遅い、ということが示された。これらの成果により、異性体分離に対する最適条件が存在することが示唆された。また、固定層吸着装置の操作設計では、層内の物質移動過程すなわち破過曲線の解析が重要となる。超臨界相吸着分離を利用した分離プロセス設計を考える場合、破過曲線が何らかの方法によりあらかじめ計算できれば非常に有用である。そこで、総括物質移動係数と直線型吸着平衡を仮定した吸着モデルにより得られた破過曲線の相関を試み、その適用性を検討したところ、良好な相関結果が得られ、本研究のモデルの有効性が示された。
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