特許 6235691 粉末から油を抽出するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235691

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】粉末から油を抽出するための方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 15/00 20060101AFI20171113BHJP

   B01J 20/26 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   B01D15/00 K

   B01J20/26 G

【請求項の数】9

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-500479(P2016-500479)

(86)(22)【出願日】2014年2月28日

(65)【公表番号】特表2016-522075(P2016-522075A)

(43)【公表日】2016年7月28日

(86)【国際出願番号】US2014019185

(87)【国際公開番号】WO2014149515

(87)【国際公開日】20140925

【審査請求日】2015年9月15日

(31)【優先権主張番号】61/802,831

(32)【優先日】2013年3月18日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502141050

【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100077517

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100087413

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 哲次

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(74)【代理人】

【識別番号】100173107

【弁理士】

【氏名又は名称】胡田 尚則

(74)【代理人】

【識別番号】100142387

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 都子

(72)【発明者】

【氏名】ローバート・エス・ランドン

(72)【発明者】

【氏名】チャールズ・エム・ヴァネック

【審査官】 河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００７２１１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１８６０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９１１５４１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５２４２５９８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０５０９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０５７６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４７７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２０／００ − ２０／３４

Ｂ０１Ｄ １５／００ − １５／０８

Ｂ０１Ｄ １１／００ − １２／００

Ｃ０８Ｌ １／００ − １０１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉末から炭化水素液体を分離するためのプロセスであって、該プロセスが、（ａ）親水性微粒子及び炭化水素液体を含む粉末を提供することと、（ｂ）ポリオレフィンビーズを提供することと、（ｃ）前記ポリオレフィンビーズを前記粉末と組み合わせることによって、組み合わせを形成することと、を含み、前記親水性微粒子が水溶性である、プロセス。

【請求項2】

前記組み合わせをある時間の間存在させ、その後、前記炭化水素液体のうちの少なくとも一部分が結合された状態で、前記ポリオレフィンビーズを除去することを可能にすること、をさらに含む、請求項１に記載の前記プロセス。

【請求項3】

前記親水性微粒子より大きい寸法を有する前記ポリオレフィンビーズによってさらに特徴付けられ、前記組み合わせをふるいかけて、より小さい前記親水性微粒子を前記ポリオレフィンビーズから分離させることをさらに含む、請求項２に記載の前記プロセス。

【請求項4】

総粉末重量に基づいて少なくとも９５重量％の親水性微粒子を含む前記粉末によってさらに特徴付けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の前記プロセス。

【請求項5】

平均で２ミリメートルを超える最大寸法を有する前記ポリオレフィンビーズ及び２ミリメートル未満の最大寸法を有する前記親水性微粒子によってさらに特徴付けられる、請求項１〜４のいずれかに記載の前記プロセス。

【請求項6】

ステップ（ｃ）において形成される前記組み合わせを加熱することによってさらに特徴付けられる、請求項１〜５のいずれかに記載の前記プロセス。

【請求項7】

ステップ（ｃ）において形成される前記組み合わせを撹拌させて、それによって、前記親水性微粒子及びポリオレフィンビーズを混合させることをさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の前記プロセス。

【請求項8】

組み合わせ重量に基づいて２重量パーセント未満の液体を含む前記組み合わせによってさらに特徴付けられる、請求項１〜７のいずれかに記載の前記プロセス。

【請求項9】

総粉末重量に基づいて１重量パーセント未満の濃度で前記粉末中に存在する前記炭化水素液体によってさらに特徴付けられる、請求項１〜８のいずれかに記載の前記プロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉末から油を抽出するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

親水性粒子（すなわち、親水性粉末）を含む粉末の調製及び処理は、親水性粒子の液体炭化水素への曝露を含み得る。親水性粉末から液体炭化水を除去することは困難であり得る。特に、最後の微量の液体炭化水素を除去することは困難であり得、微量とは、総粉末重量に基づいて１重量パーセント（重量％）未満の量を指す。製薬業界等におけるいくつかの用途において、親水性粉末中の微量の炭化水素でさえも望ましくない可能性がある。したがって、微量及び低微量であっても親水性粉末から液体炭化水素を効率的に抽出する方法に対する必要性が存在する。

【発明の概要】

【0003】

本発明は、親水性粒子（すなわち、親水性粉末）の粉末から炭化水素を抽出するための方法を提供する。方法は、親水性粉末中の微量の炭化水素を減少させるのにさえ驚くほど効率的である。

【0004】

本発明は、ほんの微量でさえも炭化水素液体を含有する親水性粉末をポリオレフィン粒子に曝露することは、炭化水素液体を、ポリオレフィン粒子と組み合わさせる（すなわち、ポリオレフィン粒子上に吸収されるか、またはポリオレフィン粒子中に吸収される）ことを発見したことの結果である。ポリオレフィン粒子からの親水性粉末のその後の選別は、親水性粉末から炭化水素液体を抽出する。

【0005】

第１の態様において、本発明は、（ａ）親水性微粒子及び炭化水素液体を含有する粉末を提供することと、（ｂ）ポリオレフィンビーズを提供することと、（ｃ）ポリオレフィンビーズを粉末と組み合わせることによって、組み合わせを形成することと、を含む、プロセスである。

【0006】

本発明は、親水性粉末から炭化水素液体を抽出するために有用である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

「複数」は、２つ以上を意味する。「及び／または」は、「及び、または代替として」を意味する。全ての範囲は、別途示されない限り、エンドポイントを含む。

【0008】

本発明は、粉末を提供することを必要とするプロセスである。粉末は、親水性微粒子を含む。「親水性」は、脱イオン水との９０度未満の接触角を有し、及び／または水を吸収する物質を特徴付ける。したがって、親水性微粒子は、水を吸収し、及び／または脱イオン水との９０度より小さい接触角を有する物質で作られる。親水性粒子は、水溶性であることができる。したがって、「水」は、別途示されない限り、ｐＨ７の脱イオン水を指す。例えば、親水性微粒子は、ポリエチレンオキシドの微粒子であることができる。望ましくは、粉末は、粉末重量に基づいて５０重量パーセント（重量％）を超える親水性微粒子を含む。好ましくは、粉末は、９５重量％以上、より好ましくは、９８重量％以上、さらにより好ましくは、９９重量％以上であり、総粉末重量に基づいて９９．５重量％以上の親水性粒子であることができる。

【0009】

粉末は、炭化水素も含む。炭化水素液体は、プロセスが行われる温度、抽出の温度で「液体」である。典型的には、炭化水素は、２０摂氏度で液体である。炭化水素液体は、典型的には、親水性微粒子上に吸収される。さらに、または代替的に、炭化水素液体は、親水性微粒子間で別々の相として存在することができる。本発明のプロセスは、炭化水素液体の濃度が、２重量％以下、好ましくは、１重量％以下、さらにより好ましくは、０．７５重量％以下のときに最も効果的であり、０．５重量％以下であることができる。プロセスは、粉末中に、１重量％未満の微量として存在する炭化水素液体を除去するのに特に効果的である。炭化水素の重量％は、総粉末重量に対する。炭化水素液体のそのような低い濃度であってさえも、本発明のプロセスは、粉末の親水性微粒子から炭化水素液体を抽出するために有用である。さらに、本発明のプロセスは、何らかのさらなる液体（例えば、溶媒）を粉末に添加することなく、粉末の親水性微粒子から炭化水素液体を抽出するために有用である。好ましくは、本発明のプロセスは、液体を粉末に添加することがない。

【0010】

プロセスは、ポリオレフィンビーズを提供することをさらに含む。ポリオレフィンビーズは、１つまたは１つを超えるポリオレフィンを含むか、好ましくは、１つまたは１つを超えるポリオレフィンをから成る。ポリオレフィンは、オレフィンコポリマーまたはオレフィンホモポリマーであることができる。ポリオレフィンは、炭化水素であることができる。ポリオレフィンは、望ましくは、粉末中の炭化水素液体に対して親和性を有し、炭化水素液体が、望ましくは、粉末の親水性微粒子に吸収されるよりも、優先的に、ポリオレフィンビーズ上に吸収されるか、及び／またはポリオレフィンビーズ中に吸収されることを意味する。望ましいポリオレフィンの例としては、エチレン−オクテンコポリマー、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、鎖状低密度ポリエチレン、架橋ポリエチレン、及びエチレン−酢酸ビニルコポリマーから成る群から選択されるものを含む。

【0011】

ポリオレフィンビーズを粉末と組み合わせることによって、組み合わせを形成する。本明細書において、「ビーズ」は、ペレットを含む任意のサイズ及び形の粒子に対応する一般的な用語である。プロセスは、ポリオレフィンビーズ及び粉末を一緒に分散させて、それによって、粉末の親水性微粒子及びポリオレフィンビーズを混合させるために、粉末中に、または粉末とポリオレフィンビーズを混合させること、及び／または他の何らかの形の撹拌を含むことができる。最も効果的にするために、プロセスは、ポリオレフィンビーズを、粉末中のできる限り多くの炭化水素液体と接触させるべきである。また、組み合わせは、できる限り均一であることが望ましく、これは、ポリオレフィンビーズ及び親水性微粒子が、互いに完全に分散されることを意味する。

【0012】

炭化水素液体は、ポリオレフィンビーズに曝露されたときに、ポリオレフィンビーズ上及び／またはポリオレフィンビーズ中に吸収される傾向がある。したがって、ポリオレフィンビーズを粉末中の炭化水素液体に曝露する可能性を最適化することが望ましい。例えば、ポリオレフィンビーズ及び粉末の組み合わせを、ある時間の間存在させることを可能にすることが望ましく、短い時間よりも長い時間がより望ましい。さらに、組み合わせにおいてポリオレフィンビーズに曝露されるようになる可能性がより高くなるように、組み合わせを加熱するか、または温めて、炭化水素液体の流動性をより高めることが望ましい。

【0013】

ポリオレフィンビーズは、組み合わせにおいて粉末から炭化水素液体を抽出する。本発明のプロセスは、ビーズが液体炭化水素を抽出した後の、親水性粉末からのポリオレフィンビーズの分離を含むことがさらに望ましい。プロセスは、基本的に、任意の分離技術を含むことができる。しかしながら、ふるいによる分離が、特に望ましい方法である。その点において、親水性微粒子及びポリオレフィンビーズは、ふるいによる分離を可能にする異なるサイズを有することが望ましい。ふるいは、特定のサイズの開口部を有するスクリーン（または網目もしくはふるい等の同様の物品）上に粒子の組み合わせを置き、開口部より小さい寸法を有する粒子が、スクリーンを通過することを可能し、一方で、開口部より大きい寸法の粒子を、スクリーンを通過しないように保持することによって、異なるサイズの粒子を分離させる方法である。ふるいは、スクリーン上で粒子の組み合わせを撹拌して、分離を促進することを含む場合がある。

【0014】

本発明のプロセスは、広義で、任意のサイズの親水性微粒子及び任意のサイズのポリオレフィンビーズを含むことができる。しかしながら、親水性微粒子は、ふるいによるビーズからの微粒子の分離を促進するように、ポリオレフィンビーズよりも大きいか、または小さいかのいずれかであることが望ましい。微粒子（またはビーズ）は、前者が後者より大きい寸法を有する場合、ビーズ（または微粒子）より大きい。例えば、親水性微粒子は、２ミリメートル（ｍｍ）未満の最大寸法を有することが典型的であり、より典型的には、１．５ｍｍ以下、及びさらにより典型的には、１ｍｍ以下の最大寸法を有する。同時に、または代替的に、ポリオレフィンビーズは、２ｍｍを超える最大寸法を有することが典型的であり、より典型的には、２．５ｍｍ以上、さらにより典型的には、３ｍｍ以上の最大寸法を有する。マイクロメータまたはより高い解像度の方法により、５０の微粒子またはビーズの最大寸法を測定し、それらの測定値の平均をとって、微粒子またはビーズの最大寸法を表すことによって、微粒子またはビーズの最大寸法を判定する。

【0015】

親水性粉末からの炭化水素の抽出は、平衡制御プロセスであると予想される。ポリオレフィンビーズが親水性粉末から抽出することができる炭化水素の量は、抽出平衡に達するようなときまで、ポリオレフィンビーズ及び親水性粉末が接触している時間、及び親水性粉末に対するポリオレフィンビーズの重量比によって最終的に制御される。平衡に達する速度は、親水性粉末粒子及びポリオレフィンビーズの表面積ならびに混合物の温度及びビーズ及び粉末がどれほど完全に混合されるかに依存する。表面積の増加、温度、及び／または分散の程度は全て、平衡に達するのに必要とされる時間を低減する。炭化水素抽出を最大にするためには、親水性粉末からポリオレフィンビーズを分離する前に平衡に達することが望ましい。

【実施例】

【0016】

以下の実施例において、粉末は、１００グラムのポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）微粒子及び粉末重量に基づいて０．３〜０．４重量％の鉱物油（１２、１３、及び１４炭素の炭化水素、すなわち、Ｃ１２、Ｃ１３、及びＣ１４炭化水素を含有）から成る。ＰＥＯ粉末は、１ミリメートル未満の直径を有するおよそ球状の微粒子を有する。例えば、ＰＥＯ粉末は、ＰＯＬＹＯＸ（商標）水溶性ポリエチレンオキシドポリマー粉末であることができる（ＰＯＬＹＯＸは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である）。

【0017】

比較実施例Ａ。粉末をガラス瓶に入れ、瓶に蓋をする。瓶を５０摂氏度（℃）でオーブンに入れる。粉末を瓶に入れた後、オーブンに入れて１週間後、及びオーブンに入れて２週間後に、ＰＥＯ微粒子の試料を除去する。アセトンでＰＥＯ粒子を抽出し、クロマトグラフのＣ１２、Ｃ１３、及びＣ１４炭化水素ピークに対応する組み合わされた濃度を測定することによりガスクロマトグラフィーを分析することによって、粉末試料中の鉱物油の濃度を判定する。結果を表１に示す。

【0018】

実施例１。オーブンに瓶を設置する前に、３ミリメートルの最大寸法を有する２グラムのエチレン／オクテンコポリマーペレット（例えば、ＥＮＧＡＧＥ（商標）８２０樹脂ペレット、ＥＮＧＡＧＥは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である）を粉末中に混合することを除いて、比較実施例Ａを繰り返す。１週間及び２週間後に、粉末試料のみを除去することによって、粉末中の鉱物油の濃度を判定する。結果を表１に示す。

【0019】

実施例２。エチレン／オクテンコポリマーの代わりに、鎖状低密度ポリエチレンのポリオレフィンペレットを用いることを除いて、実施例１を繰り返す。結果を表１に示す。

【0020】

表１のデータは、ポリオレフィンビーズが存在しない場合、粉末中の炭化水素の減少が最小限であることを明らかにする。しかしながら、ポリオレフィンビーズが存在するとき、粉末中の炭化水素の減少は著しい。データはまた、鎖状低密度ポリエチレンに対してエチレン／オクテンコポリマーの驚くほど効率的な抽出能力も明らかにする。

【0021】

【表1】

【0022】

実施例３。５０℃でオーブンに入れる代わりに、２０℃で瓶を放置し、瓶を回転させて、定期的に内容物を混合させることを除いて、実施例１を繰り返す。ポリオレフィンペレットを追加する直前、ポリオレフィンペレットを追加した２時間後、ポリオレフィンペレットを追加した４時間後、及びポリオレフィンペレットを追加した１８時間後に、粉末を試料採取することによって、粉末中の炭化水素の濃度を測定する。開始時、３８７０百万分率（ｐｐｍ）、２時間後に２８１３ｐｐｍ、４時間後に２５１２ｐｐｍ、及び１８時間後に１９０２ｐｐｍの鉱物油が粉末中に存在した。したがって、ポリオレフィンペレットは、加熱することさえなく、粉末から炭化水素油を効率的に抽出し、数時間のうちに、濃度を３８７０ｐｐｍから１９０２ｐｐｍまで半分に減少させた。百万分率は、粉末重量の重量百万分率である。
本開示は以下も包含する。
［１］ （ａ）親水性微粒子及び炭化水素液体を含む粉末を提供することと、（ｂ）ポリオレフィンビーズを提供することと、（ｃ）前記ポリオレフィンビーズを前記粉末と組み合わせることによって、組み合わせを形成することと、を含む、プロセス。
［２］ 前記組み合わせをある時間の間存在させ、その後、前記炭化水素液体のうちの少なくとも一部分が結合された状態で、前記ポリオレフィンビーズを除去することを可能にすること、をさらに含む、上記態様１に記載の前記プロセス。
［３］ 前記親水性微粒子より大きい寸法を有する前記ポリオレフィンビーズによってさらに特特徴付けられ、前記組み合わせをふるいかけて、より小さい前記親水性微粒子を前記ポリオレフィンビーズから分離させることをさらに含む、上記態様２に記載の前記プロセス。
［４］ 水溶性である前記親水性微粒子によってさらに特徴付けられる、上記態様１〜３のいずれかに記載の前記プロセス。
［５］ 総粉末重量に基づいて少なくとも９５重量％の親水性微粒子を含む前記粉末によってさらに特徴付けられる、上記態様１〜４のいずれかに記載の前記プロセス。
［６］ 平均で２ミリメートルを超える最大寸法を有する前記ポリオレフィンビーズ及び２ミリメートル未満の最大寸法を有する前記親水性微粒子によってさらに特徴付けられる、上記態様１〜５のいずれかに記載の前記プロセス。
［７］ ステップ（ｃ）において形成される前記組み合わせを加熱することによってさらに特徴付けられる、上記態様１〜６のいずれかに記載の前記プロセス。
［８］ ステップ（ｃ）において形成される前記組み合わせを撹拌させて、それによって、前記親水性微粒子及びポリオレフィンビーズを混合させることをさらに含む、上記態様１〜７のいずれかに記載の前記プロセス。
［９］ 組み合わせ重量に基づいて２重量パーセント未満の液体を含む前記組み合わせによってさらに特徴付けられる、上記態様１〜８のいずれかに記載の前記プロセス。
［１０］ 総粉末重量に基づいて少なくとも１重量パーセント未満の濃度で前記粉末中に存在する前記炭化水素液体によってさらに特徴付けられる、上記態様１〜９に記載の前記プロセス。