[实用新型]有机溶剂的脱水装置及精制系统

说明书

本实用新型涉及有机溶剂的脱水装置及精制系统。一种有机溶液的脱水装置，其被供给有机溶剂和水的混合液，进行混合液的脱水，将浓缩后的有机溶剂排出，其具备：第一冷凝器(261)，其使从脱水膜组件(203)的透过室(203b)排出的成分以第一冷凝温度冷凝；第二冷凝器(271)，其相对于第一冷凝器(261)串联设置，供给有第一冷凝器(261)中的未冷凝的气相成分，使气相成分以比第一冷凝温度低的第二冷凝温度冷凝；排出单元，其将由一个冷凝器产生的冷凝液排出到有机溶剂的脱水装置的外部；循环单元，其回收由另一个冷凝器产生的冷凝液使其向有机溶剂的脱水装置的入口侧循环。

技术领域

本实用新型涉及从有机溶剂和水的混合物中分离出水而进行有机溶剂的精制的精制装置，特别涉及使用渗透汽化膜等脱水膜进行有机溶剂的脱水的脱水装置、和具备这种脱水装置而进行有机溶剂的精制的精制系统。

背景技术

在有机溶剂中，有对水具有高溶解度的物质。在使用了这种水溶性的有机溶剂以后进行回收而再利用的情况下，因为大多回收有机溶剂和水的混合液，所以需要从该混合液中分离出成为再利用对象的有机溶剂进行精制。一直以来，作为从有机溶剂和水的混合液中分离出有机溶剂进行回收的方法之一，已知设备规模小即可并且节能性能优异的渗透汽化(Pervaporation：PV)法。在渗透汽化法中，使用对成为分离处理对象的成分(例如，水分)具有亲和性的渗透汽化膜作为分离膜。将夹着分离膜时的一侧称为浓缩侧或浓缩室，将另一侧称为透过侧或透过室，通过将含有成为分离处理对象的成分的混合液(例如，有机溶剂和水的混合液)供给到分离膜的浓缩侧，且在分离膜的透过侧进行减压或者使惰性气体流动，从而利用分离膜中的各成分的透过速度差进行分离。作为用于使水分透过的分离膜，例如可使用沸石膜。如果仅水分通过分离膜向透过侧移动，则会在分离膜的浓缩侧残留有机溶剂，能够回收有机溶剂。特别将用于从有机溶剂中分离出水分进行有机溶剂的脱水的分离膜称为脱水膜。作为提高渗透汽化膜装置的分离性能的方法，有将分别具备渗透汽化膜的渗透汽化膜组件串联地连接的方法。

作为从有机溶剂和水的混合液中回收有机溶剂进行精制的例子，可举出来自N-甲基-2-吡咯烷酮(以下，简称为NMP)和水的混合液、即NMP水溶液的NMP的回收。NMP对水具有高溶解性，例如，在锂离子二次电池的制造工序中，在将分散有电极活性物质等粒子的浆料涂布在电极集电体上且使其干燥而形成电极时，被广泛作为浆料的分散介质来使用。在使浆料干燥时，回收NMP，回收后的NMP能够在精制以后进行再利用。在NMP的回收中，汽化后的NMP通过例如水洗涤器来回收。因此，NMP以NMP水溶液的形式被回收。这时，回收后的NMP水溶液中的NMP浓度为70～90质量％左右。

专利文献1公开有如下技术，即，在从锂离子二次电池的制造工序中回收的NMP水溶液中得到精制NMP的系统中，以将第一段的渗透汽化膜组件的浓缩侧出口与设置于第二段的渗透汽化膜组件的浓缩侧的入口连接的方式串联连接有两台渗透汽化膜组件，进行NMP水溶液的脱水。同样，专利文献2公开有一种从锂离子二次电池的制造工序中回收的NMP水溶液中得到精制NMP的系统，其串联连接有三台渗透汽化膜组件。在专利文献2的精制系统中，由上游的渗透汽化膜组件进行了脱水而浓缩后的NMP水溶液被供给到后级的渗透汽化膜组件，进一步去除水分。透过至各渗透汽化膜组件的透过室的透过蒸汽通过与透过室连接的热交换器来冷凝，成为透过水。下游的渗透汽化膜组件与上游的渗透汽化膜组件相比，水分的去除效率较低，向透过室漏出的NMP的量相对较多。因此，为了抑制NMP的损失，将由下游的渗透汽化膜组件生成的透过水再次供给到上游的渗透汽化膜组件。另外，与下游的渗透汽化膜组件连接的热交换器使用比上游的冷却液更低温的冷却液，来冷却透过蒸汽。由此，透过室的负压升高，下游的渗透汽化膜组件的水分去除效率升高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－071139号公报

专利文献2：国际公开第2018/207431号

实用新型内容