特許 7580979 ヘプタフルオロイソブチロニトリルをリサイクルするための方法および装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】ヘプタフルオロイソブチロニトリルをリサイクルするための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/22 20060101AFI20241105BHJP

   B01D 53/26 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 53/04 20060101ALI20241105BHJP

   B01J 20/04 20060101ALI20241105BHJP

   B01J 20/08 20060101ALI20241105BHJP

   B01J 20/18 20060101ALI20241105BHJP

   B01J 20/22 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 71/32 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 71/48 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 71/50 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 71/52 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 71/56 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 71/64 20060101ALI20241105BHJP

   B01D 71/68 20060101ALI20241105BHJP

【ＦＩ】

B01D53/22

B01D53/26 200

B01D53/04

B01J20/04 A

B01J20/08 A

B01J20/18 B

B01J20/22 A

B01D71/32

B01D71/48

B01D71/50

B01D71/52

B01D71/56

B01D71/64

B01D71/68

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020147960

(22)【出願日】2020-09-03

(65)【公開番号】P2021053627

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2023-08-15

(31)【優先権主張番号】19290099

(32)【優先日】2019-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(72)【発明者】

【氏名】エロディ・ラルレル

(72)【発明者】

【氏名】ルイ・マクスード

(72)【発明者】

【氏名】ヤニック・キーフェル

【審査官】池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２５５８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０６９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５３４４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３１２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２１０９３８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／００－５３／９６

Ｂ０１Ｄ ６１／００－７１／８２

Ｂ０１Ｊ ２０／００－２０／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヘプタフルオロイソブチロニトリル、希釈ガス及びアーク放電副産物を含む使用済みガス混合物（２１０，３１０）からヘプタフルオロイソブチロニトリル及び希釈ガスを精製するための装置（２００，３００）であって、当該装置（２００，３００）が、
前記使用済みガス混合物（２１０，３１０）からアーク放電副産物の第１の群を除去し、副産物が枯渇した流れ（２３２，３３２）をもたらすように構成された少なくとも１つの吸着剤ユニット（２３０，３３０）と、
アーク放電副産物が枯渇した前記使用済みガス混合物（２１０，３１０）を第１の透過流（２５４，３５４）と第１の保持流（２５２，３５２）に分離するように構成された第１の膜分離ユニット（２５０，３５０）であって、前記第１の膜分離ユニット（２５０，３５０）が、第１の膜ユニット供給入口、第１の膜ユニット透過ガス出口及び第１の膜ユニット保持ガス出口を備え、前記第１の膜ユニット供給入口が、前記少なくとも１つの吸着剤ユニット（２３０，３３０）の下流にある第１の膜分離ユニット（２５０，３５０）と、
前記第１の透過流（２５４，３５４）を希釈ガス混合物と副産物に分離するように構成された第２の膜分離ユニット（２６０，３６０）であって、前記第２の膜分離ユニット（２６０，３６０）が、第２の膜ユニット供給入口、第２の膜ユニット透過ガス出口及び第２の膜ユニット保持ガス出口を備え、前記第２の膜ユニット供給入口が、前記第１の膜ユニット透過ガス出口の下流にある第２の膜分離ユニット（２６０，３６０）と、
前記第２の膜分離ユニット（２６０，３６０）の第２の膜ユニット透過ガス出口の下流の有機金属フレームワーク材料ユニット（２６６，３６６）と
を備える、装置（２００，３００）。

【請求項2】

前記第１の保持流（２５２，３５２）を第３の透過流（２９４，３９４）と第３の保持流（２９２，３９２）に分離するように構成された第３の膜分離ユニット（２９０，３９０）であって、前記第３の膜分離ユニット（２９０，３９０）が、第３の膜ユニット供給入口、第３の膜ユニット透過ガス出口及び第３の膜ユニット保持ガス出口を備え、前記第３の膜ユニット供給入口が、前記第１の膜ユニット保持ガス出口及び前記第２の膜ユニット保持ガス出口の下流にあり、かつ前記第２の膜ユニット供給入口が、前記第３の膜ユニット透過ガス出口の下流にある、第３の膜分離ユニット（２９０，３９０）をさらに備える、請求項１に記載の装置（２００，３００）。

【請求項3】

副産物が枯渇した前記ガス流（２３２，３３２）を圧縮するために、第１の膜分離ユニット（２５０，３５０）の上流に配置された圧縮機ユニット（２４０，３４０）をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の装置（２００，３００）。

【請求項4】

前記第１の（２５０，３５０）及び／又は第２の膜分離ユニット（２６０，３６０）が、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、アルキル置換芳香族ポリエステル、並びにポリエーテルスルホン、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、フッ素化芳香族ポリイミド、ポリアミド及びポリアミドイミドのブレンドからなる群から選択される膜を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の装置（２００，３００）。

【請求項5】

当該装置（２００，３００）が、前記第２の膜分離ユニット（２６０，３６０）の下流に少なくとも１つの吸着剤ユニット（２８０，３８０）をさらに備えており、前記吸着剤ユニット（２８０，３８０）の吸収剤が、モレキュラシーブ、ソーダライム及び活性アルミナからなる群から選択される、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の装置（２００，３００）。

【請求項6】

前記希釈ガスがＣＯ _２ 及びＯ _２ を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の装置（２００，３００）。

【請求項7】

ヘプタフルオロイソブチロニトリル、希釈ガス及びアーク放電副産物を含む使用済みガス混合物（２１０，３１０）からヘプタフルオロイソブチロニトリル及び希釈ガスを精製する方法であって、当該方法が、
（ａ）前記使用済みガス混合物（２１０，３１０）を少なくとも１つの吸着剤材料と接触させ、アーク放電副産物が枯渇したガス流（２３２，３３２）を生成するステップと、
（ｂ）副産物が枯渇した前記ガス流（２３２，３３２）を第１の膜と接触させ、希釈ガスに富む第１の透過流（２５４，３５４）及びヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む第１の保持流（２５２，３５２）を得るステップと、
（ｃ）前記希釈ガスに富む前記第１の透過流（２５４，３５４）を第２の膜と接触させ、前記希釈ガスに富む第２の透過流（２６４，３６４）及びヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む第２の保持流（２６２，３６２）を得るステップと、
（ｄ）ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む前記第１及び第２の保持流（２５２，３５２，２６２，３６２）を組み合わせるステップと、
（ｇ）前記希釈ガスに富む前記第２の透過流（２６４，３６４）を有機金属フレームワーク材料と接触させ、ＣＯが枯渇したガス流を得るステップと
を含む、方法。

【請求項8】

当該方法が、ステップ（ａ）の前にステップ（ａ’）をさらに含み、前記ステップ（ａ’）が、前記使用済みガス混合物（２１０，３１０）を微粒子フィルタ（２２０，３２０）と接触させ、微粒子物質を除去することを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

（ｅ）ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む前記組み合わされた保持流（２５６，３５６）を乾燥用フィルタと接触させるステップ
をさらに含む、請求項７又は請求項８に記載の方法。

【請求項10】

（ｆ）ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む前記乾燥させた流れを吸着剤材料と接触させるステップ
をさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記希釈ガスがＣＯ_２ 及びＯ_２を含む、請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

当該方法が、ステップ（ｄ）の後に、
（ｈ）前記組み合わされた保持流（２５６，３５６）を第３の膜と接触させ、前記希釈ガスに富む第３の透過流（２９４，３９４）及びヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む第３の保持流（２９２，３９２）を得るステップと、
（ｉ）前記希釈ガスに富む前記第１及び第３の透過流（２５４，３５４，２６４，３６４）を組み合わせるステップと
をさらに含む、請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記膜が、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、アルキル置換芳香族ポリエステル、並びにポリエーテルスルホン、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、フッ素化芳香族ポリイミド、ポリアミド及びポリアミドイミドのブレンドからなる群から選択される、請求項７乃至請求項１２のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルをリサイクルするための方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＳＦ_６ガスは、１９７０年代から、絶縁およびアーク消火のために中電圧機器および高電圧機器で使用されてきた。経済的および環境的理由から、ＳＦ_６メーカーは、閉ループでのＳＦ_６リサイクルの技術を開発した。

【0003】

しかし、中電圧機器および高電圧機器で使用するために、地球温暖化係数が低い代替のＳＦ_６フリー絶縁ガス混合物が導入されている。そのような代替物は、希釈ガスと共にヘプタフルオロイソブチロニトリルを含むガス混合物を含む。ただし、これらの絶縁ガスのリサイクルおよび再利用は、そのような代替ガス混合物が複数の成分を含むため、困難である。さらに、ＳＦ_６の精製およびリサイクルに使用される技術は、アーク放電の副産物の組成が異なるため、ＳＦ_６代替ガス混合物には適用することができない。

【0004】

したがって、ＳＦ_６代替ガス混合物のリサイクル、特にヘプタフルオロイソブチロニトリルを含むガス混合物のリサイクルのための方法および装置が必要である。

【発明の概要】

【0005】

本発明は、添付の特許請求の範囲で定義されている。

【0006】

一態様では、本発明は、ヘプタフルオロイソブチロニトリル、希釈ガスおよびアーク放電副産物を含む使用済みガス混合物からヘプタフルオロイソブチロニトリルおよび希釈ガスを精製するための装置を提供し、前記装置は、
使用済みガス混合物からアーク放電副産物の第１の群を除去し、副産物が枯渇した流れをもたらすように構成された少なくとも１つの吸着剤ユニットと、
アーク放電副産物が枯渇した使用済みガス混合物を第１の透過流（ｐｅｒｍｅａｔｅ ｓｔｒｅａｍ）と第１の保持流（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ ｓｔｒｅａｍ）に分離するように構成された第１の膜分離ユニットであって、前記第１の膜分離ユニットは、第１の膜ユニット供給入口（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｕｎｉｔ ｆｅｅｄ ｉｎｌｅｔ）、第１の膜ユニット透過ガス出口（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｕｎｉｔ ｐｅｒｍｅａｔｅ ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ）および第１の膜ユニット保持ガス出口（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｕｎｉｔ ｒｅｔｅｎｔａｔｅ ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ）を備え、前記第１の膜ユニット供給入口は、少なくとも１つの吸着剤ユニットの下流にある第１の膜分離ユニットと、
第１の透過流を希釈ガス混合物と副産物に分離するように構成された第２の膜分離ユニットであって、前記第２の膜分離ユニットは、第２の膜ユニット供給入口、第２の膜ユニット透過ガス出口および第２の膜ユニット保持ガス出口を備え、第２の膜ユニット供給入口は、第１の膜ユニット透過ガス出口の下流にある第２の膜分離ユニットと
を備える。

【0007】

第２の態様では、本発明は、ヘプタフルオロイソブチロニトリル、希釈ガスおよびアーク放電副産物を含む使用済みガス混合物からヘプタフルオロイソブチロニトリルおよび希釈ガスを精製する方法を提供し、前記方法は、
（ａ）使用済みガス混合物を少なくとも１つの吸着剤材料と接触させ、アーク放電副産物が枯渇したガス流を生成するステップと、
（ｂ）副産物が枯渇したガス流を第１の膜と接触させ、希釈ガスに富む第１の透過流およびヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む第１の保持流を得るステップと、
（ｃ）希釈ガスに富む第１の透過流を第２の膜と接触させ、希釈ガスに富む第２の透過流およびヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む第２の保持流を得るステップと、
（ｄ）ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む第１および第２の保持流を組み合わせるステップと
を含む。

【0008】

本発明は、様々な方法で実践することができ、添付の図を参照して本発明を例示するために、いくつかの特定の実施形態を例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明による装置の一実施形態を示すスキームである。

【図2】本発明による装置のさらなる実施形態を示すスキームである。

【図3】本発明による装置のさらなる実施形態を示すスキームである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書で使用される用語の意味を以下に説明し、本発明について詳細に説明する。

【0011】

本明細書で使用される場合、「中電圧」および「高電圧」という用語は、従来受け入れられている様式で使用される。言い換えると、「中電圧」という用語は、ＡＣの場合は１０００ボルト（Ｖ）、ＤＣの場合は１５００Ｖを超えるが、ＡＣの場合は５２，０００Ｖ、ＤＣの場合は７５，０００Ｖを超えない電圧を指す。「高電圧」という用語は、ＡＣの場合は５２，０００Ｖ、ＤＣの場合は７５，０００Ｖを厳密に超える電圧を指す。

【0012】

本明細書で使用される場合、「～を備える」という用語は、指定された構成成分、プロセスステップなど「を含むが、これらに限定されない」ことを意味する。「～を備える」という用語は、指定された構成成分、プロセスステップなど「を本質的に含む」事例を包含するが、これらに限定されない。

【0013】

本明細書で使用される場合、「枯渇した」という用語は、特定の分離ステップまたはユニットにおける流出流中の指定された成分の濃度が、その特定の分離ステップまたはユニットへの供給流中の同じ成分の濃度よりも低いことを意味する。

【0014】

本明細書で使用される場合、「～に富む」という用語は、特定の分離ステップまたはユニットにおける流出流中の指定された成分の濃度が、その特定の分離ステップまたはユニットへの供給流中の同じ成分の濃度よりも大きいことを意味する。

【0015】

ガス、絶縁ガス、ガス混合物およびガス絶縁混合物という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。

【0016】

ガス混合物またはガス絶縁体は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルを含むガス混合物である。

【0017】

本明細書でｉＣ_３Ｆ_７ＣＮとしても知られているヘプタフルオロイソブチロニトリルは、（ＣＦ_３）_２ＣＦＣＮの式（Ｉ）を有し、ＣＡＳ番号４２５３２－６０－５を有する２，３，３，３－テトラフルオロ－２－トリフルオロメチルプロパンニトリルに対応する。沸点は、１０１３ｈＰａで－３．９℃である（沸点は、ＡＳＴＭ Ｄ１１２０－９４「エンジン冷却材の沸点の標準試験法」に従って測定されている）。

【0018】

本明細書で使用される場合、「使用済みガス混合物」という用語は、中電圧電気装置および高電圧電気装置で使用されてきたガス混合物を指す。

【0019】

使用済みガス混合物は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルおよび希釈ガスを含む。使用済みガス混合物中のヘプタフルオロイソブチロニトリルのモルパーセントでの量は、約１５％未満、約１０％未満、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、約５％未満、約４％未満、約３％未満であり得る。好ましくは、モルパーセントが３～１０％のヘプタフルオロイソブチロニトリルが存在する。

【0020】

希釈ガスは、ＧＷＰが非常に低い、場合によってはゼロである中性ガスである。希釈ガスは、１に等しいＧＷＰを有する二酸化炭素、窒素、酸素、もしくは空気、有利には０に等しいＧＷＰを有する乾燥空気、またはそれらの混合物であり得る。希釈ガスは、二酸化炭素、窒素、酸素、空気（８０％Ｎ_２および２０％Ｏ_２）、有利には乾燥空気（８０％Ｎ_２および２０％Ｏ_２、０．０１％未満の水）、およびそれらの任意の混合物からなるリストから選択することができる。有利には、ヘプタフルオロイソブチロニトリルは、二酸化炭素と酸素の混合物で使用することができる。希釈ガスは、少なくとも８０体積％、少なくとも９０体積％の二酸化炭素を含み得る。希釈ガスは、８０～９６体積％の二酸化炭素および１～１０体積％の酸素を含み得る。

【0021】

本明細書で使用される場合、「副産物」、または分解産物という用語は、絶縁ガス混合物の成分のいずれか１つの分解の結果である化合物を意味する。中電圧および高電圧の条件下では、絶縁ガスの成分が分解する。例えば、ヘプタフルオロイソブチロニトリルおよび希釈ガスを含む絶縁組成物の分解副産物は、ＨＦ、ＣＯ、パーフルオロアクリロニトリル（ＣＦ_２＝ＣＦＣＮ）、エタンジニトリド（ＣＮ－ＣＮ）、ペンタフルオロプロプリオニトリル（ＣＦ_３－ＣＦ_２－ＣＮ）、トリフルオロアセトニトリル（ＣＦ_３－ＣＮ）、フッ化カルボニルおよびオクタフルオロプロパン（ＣＯＦ_２＋Ｃ_３Ｆ_８）、ヘキサフルオロイソブチロニトリル（（ＣＦ_３）_２ＣＨＣＮ）およびパーフルオロイソブテン（（ＣＦ_３）_２Ｃ＝ＣＦ_２）などの成分を含有し得る。

【0022】

ガス混合物は、中電圧電気機器および高電圧電気機器におけるアークを絶縁および消火するために使用される。使用中、アークが消火する場合、ガス混合物は、ＣＯ、および様々なフルオロカーボンベースの副産物などの炭素ベースの化合物副産物を含むいくつかの異なる成分に分解する。したがって、絶縁ガス混合物の組成は、発生するアーク放電のレベルに応じて時間と共に変化する場合があり、それゆえ生成される（アーク放電）副産物の量が異なる。ガス混合物の最適な絶縁およびアーク放電特性を維持するために、ガス混合物を変更する必要がある場合がある。ヘプタフルオロイソブチロニトリルはガス混合物中の濃度が低く、混合物の中で最も価値のある成分であるため、したがってガス混合物中のヘプタフルオロイソブチロニトリルの量を精製および濃縮して再利用するための方法があると有利である。ヘプタフルオロイソブチロニトリル精製法が副産物のない希釈ガスの放出を可能にする場合、また有利であろう。

【0023】

本発明の装置は、使用済みガス混合物の精製および濃縮を可能にしてヘプタフルオロイソブチロニトリルの量を増加させ、希釈ガスを精製する一連のユニットを提供する。

【0024】

図１、図２および図３から分かるように、使用済み絶縁ガス混合物１０、２１０、３１０は、綿ベースの微粒子フィルタ２０、２２０、３２０につながる導管に導入され得る。微粒子フィルタ２０、２２０、３２０は、ガス流から炭素粒子などの微粒子物質を除去する。

【0025】

次に、微粒子物質が枯渇したガス流２２は、乾燥、および湿気の除去のためにスクラバ（吸収剤）ユニット２４、２２４、３２４に供給され得る。スクラバユニット２４、２２４、３２４の材料は、ゼオライト３Ａであり得る。

【0026】

乾燥後、ガス流２６、２２６、３２６は、アーク放電プロセスの分解副産物を除去するために、副産物トラップユニットとも呼ばれるフィルタ（またはスクラバ）ユニット３０、２３０、３３０に供給される。フィルタユニット内の材料は、使用済みガス混合物から分解副産物を除去するのに適している。適切な材料には、モレキュラシーブ、ソーダライム、および活性アルミナが挙げられる。好ましくは、材料は、ゼオライト、より好ましくはゼオライト５Ａである。フィルタユニット３０、２３０、３３０は、アーク放電反応の副産物の大部分、すなわち炭素ベースの化合物、またはここでは副産物の第１の群と呼ばれるものを除去するように構成され得る。

【0027】

副産物トラップフィルタ３０、２３０、３３０は、約３００ｋＰａ～約１０００ｋＰａの範囲の圧力で使用することができる。副産物の濾過ステップは、約２０℃～約１００℃で行われ得る。

【0028】

次に、微粒子物質および副産物が枯渇したガス流３２、２３２、３３２は、ガス圧力調節ユニット４０、２４０、３４０に供して圧力が制御されたガス混合物４２、２４２、３４２を形成することによって、調節することができる。ガス圧力調節ユニットは、ガス流３２、２３２、３３２が低圧である場合にガス流３２、２３２、３３２を圧縮することができる。あるいは、ガス圧力調節ユニット４０、２４０、３４０は、ガス流が高圧である場合の減圧器であり得る。ガス混合物４２、２４２、３４２は、約３００ｋＰａ～約１０００ｋＰａの範囲の圧力を有し得る。好ましくは、ガス圧力調節ユニット４０、２４０、３４０は、密閉され、オイルフリーである。

【0029】

リサイクルシステムは、２つ以上のガス圧力調節ユニットを備えてもよい。ガス圧力調節ユニットは、システム内の様々な場所に設置することができる。例えば、図１に例示されるように、ガス圧力調節ユニットは、微粒子フィルタ２０の下流に位置する。あるいは、さらなるガス圧力調節ユニットが、図３のシステムにおいて、膜ユニット３９０に入る前の流れ３５２に設置されてもよい。

【0030】

副産物が枯渇し、圧力が調節された流れ４２、２４２、３４２は、第１の膜分離ユニット５０、２５０、３５０に供給され、希釈ガスに富む透過流５４、２５４、３５４、およびヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む保持流５２、２５２、３５２を得ることができる。このステップでは、希釈ガスの大部分を除去することによって、ガス混合物中のヘプタフルオロイソブチロニトリルの量を濃縮する。「大部分」という用語は、希釈ガスの少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９７％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％が除去されることを意味する。言い換えると、保持流は、モルパーセントで、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９７％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％のヘプタフルオロイソブチロニトリルを含む。

【0031】

第１の膜分離ユニット５０、２５０、３５０は、第１の膜ユニット供給入口を備える。第１の膜ユニット供給入口は、第１の吸着剤ユニット４０、２４０、３４０の下流にあってもよい。第１の膜ユニット供給入口は、導管を用いて第１の吸着剤ユニット４０、２４０に接続され得る。第１の膜分離ユニット５０、２５０、３５０はまた、第１の透過ガス出口と、第１の保持ガス出口とを備える。

【0032】

ヘプタフルオロイソブチロニトリルよりも速く膜ユニットを透過するガス流の成分は、第１の透過ガス出口を通って膜分離ユニットを出ることができる。ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富むガスの成分は、第１の保持ガス出口を通って膜分離ユニットを出ることができる。ヘプタフルオロイソブチロニトリルよりも速く第１の膜ユニット５０、２５０、３５０を透過するガス流の成分は、第１の透過ガス出口を通って第１の膜分離ユニット５０、２５０、３５０を出る。ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富むガスの成分は、第１の保持ガス出口を通って第１の膜分離ユニット５０、２５０、３５０を出る。同様に、第２の膜分離ユニット２６０、３６０は、第２の供給入口と、第２の透過ガス出口と、第２の保持ガス出口とを備える。第３の膜分離ユニット２９０、３９０が存在する場合、第３の膜分離ユニット２９０、３９０は、第３の供給入口と、第３の透過ガス出口と、第３の保持ガス出口とを備えることができる。

【0033】

このユニットおよびステップに適した膜は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルを選択的に保持することができるが、Ｎ_２、ＣＯおよびＯ_２などの希釈ガスの成分を通過させることを可能にする。加えて、膜は、ガス成分と非反応性でなければならない。

【0034】

この分離に使用するのに好ましい膜は、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、アルキル置換芳香族ポリエステル、ならびにポリエーテルスルホン、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、フッ素化芳香族ポリイミド、ポリアミドおよびポリアミドイミドのブレンドであり得る。

【0035】

次に、第１の透過流５４、２５４、３５４は、第２の膜分離ユニット６０、２６０、３６０内の第２の膜と接触され得る。このステップにより、希釈ガスに富む第１の透過流の分離および精製が可能になる。第１の透過流に残っているヘプタフルオロイソブチロニトリルは、この膜分離ステップまたは後続の膜分離ステップで除去することができる。

【0036】

ヘプタフルオロイソブチロニトリル膜濃縮ステップは、必要な回数だけ繰り返され、ヘプタフルオロイソブチロニトリルの所望の濃度に濃縮された流出流を得ることができる。これは、保持流５２、２５２、３５２を最初の膜濾過ステップから追加の膜分離ユニットによる追加の膜分離ステップに供することによって発生させることができる。

【0037】

必要に応じてガス流の圧力を上げるために、圧縮機３４６を追加することによって圧力を制御することができる。

【0038】

透過流および保持流中のヘプタフルオロイソブチロニトリルの濃度は、ＦＴＩＲまたはＧＣ－ＭＳなどの通常の方法によって監視することができる。追加の膜分離ユニットは、直列に設置されてもよい。

【0039】

少なくとも第１および第２の膜分離ユニットからの保持流５２、２５２、３５２および６２、２６２、３６２、ならびに後続の膜分離ステップおよびユニットを組み合わせて、組み合わされた保持流５６、２５６、３５６を形成することができる。

【0040】

図３のように、膜ユニット３５０および３６０からの透過流は、組み合わされ、膜ユニット３９０を介してさらなる膜精製に供され得る。

【0041】

膜分離ステップは、約５℃～約１００℃で行われ得る。好ましくは、温度は、約１０℃～８０℃である。より好ましくは、温度は、約２０℃から約２５℃～約６０℃である。

【0042】

膜分離ユニットを通る流量は、分離に利用可能な膜のｍ^２あたり約０から１０^５Ｎｍ^３／ｈまで変化し得る。流量は、約１０^－４～約１０Ｎｍ^３／ｈ－ｍ^２の範囲であり得る。流量範囲は、約０．１～約０．５Ｎｍ^３／ｈ－ｍ^２であり得る。

【0043】

第１および第２の膜分離ユニットを使用するヘプタフルオロイソブチロニトリルおよび希釈ガスの精製は、価値のあるヘプタフルオロイソブチロニトリルの精製および回収、ならびに希釈ガスの精製を可能にする。

【0044】

第２の透過流２６４、３６４は、有機金属フレームワーク（ＭＯＦ）ユニット２６６、３６６内のＭＯＦ材料との接触に供され、ＣＯが枯渇したガス流を得ることができる。ＭＯＦは、微孔性の固体であり、有機配位子に配位した金属原子の多次元構造である。金属は、鉄またはニッケルであり得る。鉄またはニッケルは、非常に高い内部表面積および規則正しい細孔チャネルを有する構造材料である。第２の透過流２６４、３６４がＣＯ_２、Ｏ_２およびＣＯを含有していた場合、ＭＯＦを出る流れはＣＯ_２およびＯ_２のみを含有しており、大気中に放出される可能性がある。ＭＯＦユニット２６６、３６６はまた、ＥＰ３４０４６８６号に記載されているような、ＣＯをＣＯ_２に変換するためのセリアベースの触媒を含んでもよい。したがって、本出願の精製方法は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルの精製および濃縮を可能にするだけでなく、放出され得るような希釈ガスの精製も可能にする。

【0045】

次に、ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む保持流８２、２８２、３８２を乾燥ステップに供し、流れから水を除去することができる。乾燥ステップは、乾燥ユニット７０、２７０、３７０を使用して行うことができる。適切な乾燥ユニット７０、２７０、３７０は、３Ａゼオライトを含むユニットであり得る。

【0046】

次に、乾燥したヘプタフルオロイソブチロニトリル流をさらなる濾過ステップに供し、フィルタユニット８０、２８０、３８０で副産物を除去することができる。フィルタユニット８０、２８０、３８０内の材料は、ガス混合物から分解副産物を除去するのに適している。適切な材料には、モレキュラシーブ、ソーダライム、および活性アルミナが挙げられる。好ましくは、材料は、ゼオライトである。より好ましくは、材料は、ゼオライト５Ａである。この濾過ステップの温度および流量は、最初の副産物濾過ステップと同じ範囲にある。

【0047】

最後の副産物トラップフィルタを出る流出流は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富んでいる。好ましくは、濃縮された流れは、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％、少なくとも約９９．５％のヘプタフルオロイソブチロニトリルを含む。

【0048】

上述の本発明の各態様のすべての特徴は、必要な変更を加えて本発明の他の態様に適用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１０ 使用済み絶縁ガス混合物
２０ 微粒子フィルタ
２２ 微粒子物質が枯渇したガス流
２４ スクラバ（吸収剤）ユニット
２６ ガス流
３０ フィルタ（スクラバ）ユニット、副産物トラップフィルタ
３２ ガス流
４０ ガス圧力調節ユニット、第１の吸着剤ユニット
４２ ガス混合物、流れ
５０ 第１の膜分離ユニット、第１の膜ユニット
５２ 保持流
５４ 第１の透過流
５６ 組み合わされた保持流
６０ 第２の膜分離ユニット
６２ 保持流
７０ 乾燥ユニット
８０ フィルタユニット
８２ ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む保持流
２１０ 使用済み絶縁ガス混合物
２２０ 微粒子フィルタ
２２４ スクラバ（吸収剤）ユニット
２２６ ガス流
２３０ フィルタ（スクラバ）ユニット、副産物トラップフィルタ
２３２ ガス流
２４０ ガス圧力調節ユニット、第１の吸着剤ユニット
２４２ ガス混合物、流れ
２５０ 第１の膜分離ユニット、第１の膜ユニット
２５２ 保持流
２５４ 第１の透過流
２５６ 組み合わされた保持流
２６０ 第２の膜分離ユニット
２６２ 保持流
２６４ 第２の透過流
２６６ 有機金属フレームワーク（ＭＯＦ）ユニット
２７０ 乾燥ユニット
２８０ フィルタユニット
２８２ ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む保持流
２９０ 第３の膜分離ユニット
３００ 装置
３１０ 使用済み絶縁ガス混合物
３２０ 微粒子フィルタ
３２４ スクラバ（吸収剤）ユニット
３２６ ガス流、圧縮機
３３０ フィルタ（スクラバ）ユニット、副産物トラップフィルタ
３３２ ガス流
３４０ ガス圧力調節ユニット、第１の吸着剤ユニット
３４２ ガス混合物、流れ
３５０ 第１の膜分離ユニット、第１の膜ユニット
３５２ 保持流
３５４ 第１の透過流
３５６ 組み合わされた保持流
３６０ 第２の膜分離ユニット
３６２ 保持流
３６４ 第２の透過流
３６６ 有機金属フレームワーク（ＭＯＦ）ユニット
３７０ 乾燥ユニット
３８０ フィルタユニット
３８２ ヘプタフルオロイソブチロニトリルに富む保持流
３９０ 第３の膜分離ユニット、膜ユニット

【図1】

【図2】

【図3】