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公開番号2024146684
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023112649
出願日2023-07-07
発明の名称分離方法及び分離装置
出願人学校法人工学院大学,ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類B01D 53/22 20060101AFI20241004BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】フルオロカーボンの新たな分離方法および分離装置を提供する。
【解決手段】化学蒸着法で製膜されたアモルファスシリカを含む分子篩膜20に、分子径が異なる2種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスxを接触させることにより、前記混合ガスとは異なる混合比のガスa,bに分離するガス分離工程を含むフルオロカーボン混合ガスの分離方法、並びに分子径が異なる2種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスから1種のフルオロカーボンガスの混合比を向上させたガス組成物あるいは単一ガスを分離する化学蒸着法で製膜されたアモルファスシリカを含む多孔質膜を備えた分離装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
化学蒸着法で製膜されたアモルファスシリカを含む分子篩膜に、分子径が異なる２種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスを接触させることにより、前記混合ガスとは異なる混合比のガスに分離するガス分離工程を含むフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記分子篩膜は、－Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ－の結合を含む構造を有するアモルファスシリカ膜である請求項１に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
【請求項３】
前記ガス分離工程を２０℃～３００℃の環境下で行う請求項１に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
【請求項４】
前記ガス分離工程を０．１ＭＰａ以上の環境下で行う請求項１に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
【請求項５】
前記分子篩膜は、前記化学蒸着法における化学蒸着材料としてジメトキシジフェニルシランを用いて製膜した分子篩膜である請求項１に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
【請求項６】
前記化学蒸着法は、対向拡散法である請求項１に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
【請求項７】
前記分子篩膜は、セラミックス製の多孔質支持体に製膜されている請求項１に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
【請求項８】
前記フルオロカーボン混合ガスは、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンとの混合ガスである請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
【請求項９】
分子径が異なる２種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスから１種のフルオロカーボンガスの混合比を向上させたガス組成物あるいは単一ガスを分離する化学蒸着法で製膜されたアモルファスシリカを含む多孔質膜を備えた分離装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、フルオロカーボン混合ガスの分離方法及び分離装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
複数種の冷媒ガスからなる混合冷媒から特定の冷媒ガスを分離する技術としては、蒸留法がある。しかし、蒸着法は、エネルギー消費が大きく、設備投資コストも大きい。そのため、混合冷媒ガスを、低コストで、各種冷媒ガスに分離して回収する技術が望まれる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ポリイミド又はポリスルホンからなる多孔質支持膜上に架橋性シリコーン樹脂が架橋されてなる活性薄膜が形成された選択透過性複合膜にフロンを含む気体混合物を接触させ、フロンを選択的に上記膜を透過させ、これを分離することを特徴とするフロンを含む気体混合物からのフロンの分離回収方法が開示されている。
【０００４】
また、非特許文献１では、ジフルオロメタン（ＨＦＣ－３２、ＣＨ
２
Ｆ
２
）５０％とペンタフルオロエタン（ＨＦＣ－１２５、ＣＨＦ
２
ＣＦ
３
）５０％からなる混合物Ｒ４１０Ａを、ポリジメチルシロキサンおよび５ｍｏｌ％のパーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）と９５ｍｏｌ％のパーフルオロ（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソール）のフッ素系非晶質ポリマー膜で分離したところ、ＨＦＣ－１２５よりもＨＦＣ－３２の方が透過率が高かったことが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１－４２４４４号公報
【非特許文献】
【０００６】
ＡｂｂｙＮ．Ｈａｒｄｅｒｓｅｔａｌ．，Ｊ．Ｍｅｍｂｒ．Ｓｃｉ．，６５２，１２０４６７（２０２２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フルオロカーボンは、混合ガスとして冷媒などで用いられているが、共沸などのために分離が困難であり、また、分子径の差が小さいため膜分離でも効率的に分離再生することが容易ではない。
特許文献１及び非特許文献１に開示されているフルオロカーボンガスの分離技術では、各フルオロカーボンガスの透過率の比が数倍～２０倍程度であり、より選択性の高い分離技術が望まれる。
【０００８】
本開示は、フルオロカーボンの新たな分離方法および分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞化学蒸着法で製膜されたアモルファスシリカを含む分子篩膜に、分子径が異なる２種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスを接触させることにより、前記混合ガスとは異なる混合比のガスに分離するガス分離工程を含むフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜２＞前記分子篩膜は、－Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ－の結合を含む構造を有するアモルファスシ
リカ膜である＜１＞に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜３＞前記ガス分離工程を２０℃～３００℃の環境下で行う＜１＞又は＜２＞に記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜４＞前記ガス分離工程を０．１ＭＰａ以上の環境下で行う＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜５＞前記分子篩膜は、前記化学蒸着法における化学蒸着材料としてジメトキシジフェニルシランを用いて製膜した分子篩膜である＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜６＞前記化学蒸着法は、対向拡散法である＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜７＞前記分子篩膜は、セラミックス製の多孔質支持体に製膜されている＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜８＞前記フルオロカーボン混合ガスは、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンとの混合ガスである＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のフルオロカーボン混合ガスの分離方法。
＜９＞分子径が異なる２種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスから１種のフルオロカーボンガスの混合比を向上させたガス組成物あるいは単一ガスを分離する化学蒸着法で製膜されたアモルファスシリカを含む多孔質膜を備えた分離装置。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、フルオロカーボンの新たな分離方法および分離装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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