| 研究概要 |
メチル-t-ブチエーテル(MTBE),t-アミルメチルエーテル(TAME),ジメチルカーボネート(DMC)などのガソリンのオクタン化向上剤生産プロセスでは,未反応の原料メタノールを回収と生産物(MTBE,TAMEまたはDMC)精製プロセスが不可欠である.本申請課題では,ガソリンのオクタン価向上剤生産のためのメタノール/MTBE(TAME,DMC)混合物からのメタノールの浸透気化分離に適合した膜素材の選定を行い,高効率かつ連続的な分離プロセスの開発を目的として,種々の条件下における浸透気化分離特性を検討した.さらに,プロセス設計に必要な,透過流束・分離係数等の実験データの理論的解析を行うとともに,MTBE(TAME,DMC)合成反応の速度論的解析をもとに,一貫したガソリンのオクタン価向上剤生産システムの構築を図った.
1.ガソリンオクタン価向上剤としてMTBE,TAME,DMCを取り上げ,目的の分離系に適した膜素材のとして親水性であるアクリロニトリレル-アクリル酸共重合体を用い,ガラス性多孔質膜への固定化を行った.その際共重合体の中のアクリル酸の割合を変化させ,膜の親水性を制御できた.
上記で得られた膜に関し,膜透過特性の詳しい解析を行った.種々の濃度のMTBE,TAME,DMCを含むメタノール溶液を調整し,各成分の透過流束や分離係数に及ぼす供給液組成,温度,透過側圧力(減圧度)の影響を検討し,有機系混合物の浸透気化分離においては,膜の膨潤により透過流束や分離係数に濃度依存性が生じる.膜の膨潤を考慮し,拡散係数が濃度依存性を示すとして溶解-拡散理論に基づいて透過特性の解析を行った.
3.省エネルギー的なガソリンのオクタン価向上剤生産システムを開発するため,浸透気化分離を組み込んだプロセスを構築する。実験データをもとに、プロセスシミュレーションを行い,各種操作条件の影響を明確にするとともに,プロセスの最適化を行った.
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