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公開番号2024146854
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2024050681
出願日2024-03-27
発明の名称ガス分離方法
出願人ダイキン工業株式会社
代理人個人,個人,個人
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】本開示は、フルオロカーボンの新たな分離方法を提供することを目的とする。
【解決手段】互いに分子径が異なる2種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスを、多孔膜に供給して、前記2種以上のフルオロカーボンガスから選ばれる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ことを含み、
前記多孔膜は、ゾル-ゲル法により形成されるアモルファスシリカを含む、フルオロカーボンガスの分離方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
互いに分子径が異なる２種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスを、多孔膜に供給して、前記２種以上のフルオロカーボンガスから選ばれる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ことを含み、
前記多孔膜は、ゾル－ゲル法により形成されるアモルファスシリカを含む、フルオロカーボンガスの分離方法。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記アモルファスシリカは、式：－Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ－で表される単位を含む、請求項１に記載のフルオロカーボンの分離方法。
【請求項３】
前記アモルファスシリカは、テトラアルコキシシランを原料として、ゾル－ゲル法により形成されるアモルファスシリカを含む、請求項１に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
【請求項４】
前記多孔膜の平均細孔径は、２Å以上１０Å以下である、請求項１に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
【請求項５】
前記１種のフルオロカーボンガスの分子径は、２Å以上７Å以下である、請求項１に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
【請求項６】
前記１種のフルオロカーボンガスの分子径と、それ以外のフルオロカーボンガスの分子径との差は、０．１Å以上３Å以下である、請求項１に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
【請求項７】
前記混合ガスの前記多孔膜への供給は、２０℃以上３００℃以下の温度で実施される、請求項１に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
【請求項８】
前記混合ガスの前記多孔膜への供給は、０．１ＭＰａ以上の差圧下で実施される、請求項１に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
【請求項９】
前記多孔膜は、多孔質支持体をさらに含む、請求項１に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
【請求項１０】
前記フルオロカーボン混合ガスは、ジフルオロメタンおよびペンタフルオロエタンを含む、請求項１～９のいずれか１項に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス分離方法および分離装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
フルオロカーボンの分離方法として、フルオロカーボンの混合物を蒸留する方法が知られている。特許文献１には、２，３，３，３－テトラフルオロプロペンおよびヘキサフルオロプロペンを含む混合物と、抽出溶剤とを混合して抽出用混合物を得た後、かかる抽出用混合物を蒸留して、ヘキサフルオロプロペンを主成分とする留出物と、２，３，３，３－テトラフルオロプロペンを含む留出物とを得ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－００２６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、フルオロカーボンの新たな分離方法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】
【０００５】
本開示は、以下の態様を提供する。
［１］
互いに分子径が異なる２種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスを、多孔膜に供給して、前記２種以上のフルオロカーボンガスから選ばれる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ことを含み、
前記多孔膜は、ゾル－ゲル法により形成されるアモルファスシリカを含む、フルオロカーボンガスの分離方法。
［２］
前記アモルファスシリカは、式：－Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ－で表される単位を含む、［１］に記載のフルオロカーボンの分離方法。
［３］
前記アモルファスシリカは、テトラアルコキシシランを原料として、ゾル－ゲル法により形成されるアモルファスシリカを含む、［１］または［２］に記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［４］
前記多孔膜の平均細孔径は、２Å以上１０Å以下である、［１］～［３］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［５］
前記１種のフルオロカーボンガスの分子径は、２Å以上７Å以下である、［１］～［４］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［６］
前記１種のフルオロカーボンガスの分子径と、それ以外のフルオロカーボンガスの分子径との差は、０．１Å以上３Å以下である、［１］～［５］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［７］
前記混合ガスの前記多孔膜への供給は、２０℃以上３００℃以下の温度で実施される、［１］～［６］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［８］
前記混合ガスの前記多孔膜への供給は、０．１ＭＰａ以上の差圧下で実施される、［１］～［７］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［９］
前記多孔膜は、多孔質支持体をさらに含む、［１］～［８］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［１０］
前記フルオロカーボン混合ガスは、ジフルオロメタンおよびペンタフルオロエタンを含む、［１］～［９］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［１１］
前記混合ガスを前記多孔膜に供給することは、前記混合ガスの少なくとも一部を前記多孔膜に透過させることを含む、［１］～［１０］のいずれか１つに記載のフルオロカーボンガスの分離方法。
［１２］
多孔膜を備え、
前記多孔膜は、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ゾル－ゲル法により形成されるアモルファスシリカを含む、分離装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によればフルオロカーボンの新たな分離方法を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本開示の１つの実施形態における分離装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第一実施形態：ガス分離方法）
本開示のガス分離方法は、
互いに分子径が異なる２種以上のフルオロカーボンガスを含む混合ガスを、多孔膜に供給して、前記２種以上のフルオロカーボンガスから選ばれる１種のフルオロカーボンガスを分離することを含み、
前記多孔膜は、ゾル－ゲル法により形成されるアモルファスシリカを含む。
【０００９】
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ができる。フルオロカーボンは混合ガスとして冷媒などの用途に用いられており、蒸留による分離が試みられているが、蒸留はエネルギー負荷が大きく、また、共沸などのために分離が困難であった。加えて、各種のフルオロカーボンは、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かった。
【００１０】
フルオロカーボンの分離方法としては、例えば、特開平１－４２４４４号公報に記載されるように、シリコーン樹脂を用いた方法、Journal of Membrane Science 652 (2022) 120467に記載されるように、フッ素系樹脂を用いる方法も知られている。しかしながら、これらの方法では、分離対象となるガスが膜そのものに溶け込む溶解拡散効果を利用して分離しており、分離媒体の細孔の影響は小さい。本開示における分離方法は、分離媒体であるアモルファスシリカの細孔にフルオロカーボンガスを透過させ、分子篩効果によりガス分離を実施している点で、従来の分離方法とは異なる。そのため、本開示によれば、フルオロカーボンの新たな分離方法を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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