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JP7813685B2 - Method and apparatus for measuring water content in non-aqueous solvents - Google Patents
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JP7813685B2 - Method and apparatus for measuring water content in non-aqueous solvents - Google Patents

Method and apparatus for measuring water content in non-aqueous solvents

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JP7813685B2 JP2022152747A JP2022152747A JP7813685B2 JP 7813685 B2 JP7813685 B2 JP 7813685B2 JP 2022152747 A JP2022152747 A JP 2022152747A JP 2022152747 A JP2022152747 A JP 2022152747A JP 7813685 B2 JP7813685 B2 JP 7813685B2
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Description

本発明は、非水溶媒中の水分測定方法および水分測定装置に関する。 The present invention relates to a method and device for measuring moisture in a non-aqueous solvent.

半導体デバイスやリチウムイオン電池の製造プロセスでは、高度に精製された非水溶媒が用いられている。非水溶媒の精製方法としては、精製対象の非水溶媒(被精製液)をイオン交換樹脂に通液し、被精製液中の不純物(金属イオンなどのイオン成分)をイオン交換樹脂により除去する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。ただし、この方法では、イオン交換樹脂に含まれる水分が被精製液に溶出するおそれがあり、それにより、近年の非水溶媒の高純度化の要求に応えられなくなるおそれがある。そのため、上述した方法を用いた非水溶媒の精製では、それに先立って、脱水処理用の非水溶媒(脱水処理液)をイオン交換樹脂に通液し、その含有水分を脱水処理液に溶出させて除去する脱水処理も行われている(例えば、特許文献2参照)。 Highly purified nonaqueous solvents are used in the manufacturing processes for semiconductor devices and lithium-ion batteries. A known method for purifying nonaqueous solvents involves passing the nonaqueous solvent (liquid to be purified) through an ion exchange resin to remove impurities (ionic components such as metal ions) in the liquid to be purified (see, for example, Patent Document 1). However, this method carries the risk of water eluting from the ion exchange resin into the liquid to be purified, which could make it impossible to meet the recent demand for higher purity nonaqueous solvents. Therefore, prior to purifying nonaqueous solvents using the above-mentioned method, a dehydration process is also performed in which the nonaqueous solvent to be dehydrated (dehydration treatment liquid) is passed through an ion exchange resin to dissolve and remove the water contained in the dehydration treatment liquid (see, for example, Patent Document 2).

このように、高度に精製された非水溶媒では、イオン成分だけでなく水分も不純物となる。そのため、非水溶媒の精製過程においては、様々な場面で非水溶媒中の水分濃度を適切に管理することが求められており、そのためには、非水溶媒中の水分濃度を正確に把握することが重要となる。非水溶媒中の水分濃度を測定する方法としては、従来から、信頼性が高く、高精度に水分の定量分析が可能なカールフィッシャー(KF)法が広く用いられている。 As such, in highly purified non-aqueous solvents, not only ionic components but also water become impurities. Therefore, the non-aqueous solvent purification process requires appropriate management of the water concentration in the non-aqueous solvent at various stages, and to do so, it is important to accurately understand the water concentration in the non-aqueous solvent. The Karl Fischer (KF) method has traditionally been widely used to measure the water concentration in non-aqueous solvents, as it is highly reliable and enables highly accurate quantitative analysis of water.

特表2015-521101号公報Special table 2015-521101 publication 特開2021-109833号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-109833

しかしながら、KF法を用いて水分濃度を測定する方法では、測定対象の試料液をサンプリングし、その水分濃度をオフラインで測定するため、リアルタイムで水分濃度を把握することができないというデメリットがある。また、サンプリング時にコンタミネーションが発生したり、試料液中にKF反応(水とヨウ素との定量的な反応)を妨害する化学物質が含まれていたりすると、測定精度が大きく低下するおそれがある。 However, measuring water concentration using the KF method involves sampling the sample liquid to be measured and measuring its water concentration offline, which has the disadvantage of not being able to determine the water concentration in real time. Furthermore, if contamination occurs during sampling or if the sample liquid contains chemicals that interfere with the KF reaction (a quantitative reaction between water and iodine), there is a risk that measurement accuracy will be significantly reduced.

そこで、本発明の目的は、非水溶媒中の水分濃度をリアルタイムで高精度に測定可能な水分測定方法および水分測定装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a moisture measurement method and moisture measurement device that can measure the moisture concentration in a non-aqueous solvent in real time with high accuracy.

上述した目的を達成するために、本発明の非水溶媒中の水分測定方法は、非水溶媒中の微粒子数と水分濃度との関係を予め取得する工程と、パーティクルカウンタを用いて非水溶媒の非水溶媒中の微粒子数を計測し、計測した微粒子数から、予め取得した関係を用いて、非水溶媒中の水分濃度を算出する工程と、を含んでいる。 To achieve the above-mentioned objective, the method for measuring moisture in a non-aqueous solvent of the present invention includes the steps of: obtaining in advance the relationship between the number of microparticles in the non-aqueous solvent and the moisture concentration; measuring the number of microparticles in the non-aqueous solvent using a particle counter; and calculating the moisture concentration in the non-aqueous solvent from the measured number of microparticles using the previously obtained relationship.

また、本発明の非水溶媒中の水分測定装置は、非水溶媒中の微粒子数を計測するパーティクルカウンタと、パーティクルカウンタにより計測された微粒子数から、予め取得した非水溶媒中の微粒子数と水分濃度との関係を用いて、非水溶媒中の水分濃度を算出する演算手段と、を有している。 The apparatus for measuring moisture content in a non-aqueous solvent of the present invention also includes a particle counter that measures the number of particles in the non-aqueous solvent, and a calculation means that calculates the moisture concentration in the non-aqueous solvent from the number of particles measured by the particle counter using a previously obtained relationship between the number of particles and the moisture concentration in the non-aqueous solvent.

このような非水溶媒中の水分測定方法および水分測定装置によれば、オンラインで測定可能な非水溶媒の微粒子数に着目し、それと水分濃度との相関関係を予め取得しておくことで、非水溶媒中の水分濃度をリアルタイムで高精度に測定することができる。 This method and device for measuring moisture in a non-aqueous solvent focuses on the number of particles in the non-aqueous solvent, which can be measured online, and by obtaining in advance the correlation between this and the moisture concentration, it is possible to measure the moisture concentration in the non-aqueous solvent in real time with high accuracy.

以上、本発明によれば、非水溶媒中の水分濃度をリアルタイムで高精度に測定することができる。 As described above, the present invention makes it possible to measure the water concentration in a non-aqueous solvent in real time with high accuracy.

本発明の第1の実施形態に係る液体精製装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a liquid purification device according to a first embodiment of the present invention. 脱水処理液中の微粒子数と水分濃度との相関関係を検証するために行った実験結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of an experiment conducted to verify the correlation between the number of fine particles and the water concentration in a dehydration treatment liquid. 本発明の第2の実施形態に係る液体精製装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a liquid purification device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に係る液体精製装置の概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a liquid purification device according to a third embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の各実施形態に共通の構成については、図面に同じ符号を付して重複する説明は適宜省略する。なお、本明細書では、非水溶媒の精製手段としてイオン交換体を例に挙げて説明するが、本発明の適用対象はこれに限定されず、各種フィルターや活性炭などの他の精製手段であってもよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Components common to the following embodiments will be designated by the same reference numerals in the drawings, and duplicate descriptions will be omitted where appropriate. Note that, although this specification uses an ion exchanger as an example of a means for purifying non-aqueous solvents, the present invention is not limited to this, and other purification means such as various filters and activated carbon may also be used.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る液体精製装置の概略構成図である。なお、図示した液体精製装置の構成は、単なる一例であり、例えば、バルブや計測器を追加するなど、必要に応じて変更可能であることは言うまでもない。
(First embodiment)
1 is a schematic diagram of a liquid purification apparatus according to a first embodiment of the present invention. Note that the configuration of the liquid purification apparatus shown in the figure is merely an example, and it goes without saying that it can be modified as needed, for example, by adding valves or measuring instruments.

液体精製装置10は、非水溶媒中の不純物(金属イオンなどのイオン成分)を除去することで非水溶媒を精製し、その非水溶媒をユースポイントに供給するものである。精製対象の非水溶媒としては、特に制限されないが、例えば、アルコール系(イソプロピルアルコール、メタノール、エタノールなど)、ケトン系(シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、アセトン、メチルエチルケトンなど)、アルケン系(2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、2-フェニル-1-プロペンなど)、エステル系(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸イソプロピルなど)、芳香族系、アミン系(N-メチルピロリドンなど)などの各種有機溶媒、および、それらの混合物が挙げられる。 The liquid purification device 10 purifies the non-aqueous solvent by removing impurities (ionic components such as metal ions) from the non-aqueous solvent and supplies the purified non-aqueous solvent to a point-of-use. The non-aqueous solvent to be purified is not particularly limited, but examples include various organic solvents such as alcohols (isopropyl alcohol, methanol, ethanol, etc.), ketones (cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, acetone, methyl ethyl ketone, etc.), alkenes (2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, 2-phenyl-1-propene, etc.), esters (propylene glycol monomethyl ether acetate, isopropyl acetate, etc.), aromatics, and amines (N-methylpyrrolidone, etc.), as well as mixtures thereof.

液体精製装置10は、非水溶媒の精製手段として機能するイオン交換体が充填された充填塔11を有している。充填塔11の入口と出口は、精製される非水溶媒(被精製液)を流通させる溶媒供給ラインL1と、精製された非水溶媒(精製液)を流通させる溶媒送液ラインL2とにそれぞれ接続されている。こうして、被精製液は、溶媒供給ラインL1を通じて充填塔11に供給され、充填塔11内のイオン交換体でイオン成分が除去された後、精製液として溶媒送液ラインL2を通じてユースポイントへと送られる。溶媒供給ラインL1には、後述する前処理工程および水分測定準備工程で使用される開閉弁V1が設けられ、溶媒送液ラインL2にも、同じく前処理工程および水分測定準備工程で使用される開閉弁V2が設けられている。 The liquid purification system 10 has a packed tower 11 filled with an ion exchanger that functions as a means for purifying the nonaqueous solvent. The inlet and outlet of the packed tower 11 are connected to a solvent supply line L1, which carries the nonaqueous solvent to be purified (the liquid to be purified), and a solvent delivery line L2, which carries the purified nonaqueous solvent (the purified liquid). The liquid to be purified is supplied to the packed tower 11 through the solvent supply line L1, and after ionic components are removed by the ion exchanger in the packed tower 11, the purified liquid is delivered to the point of use through the solvent delivery line L2. The solvent supply line L1 is equipped with an on-off valve V1, which is used in the pretreatment process and moisture measurement preparation process described below, and the solvent delivery line L2 is equipped with an on-off valve V2, which is also used in the pretreatment process and moisture measurement preparation process.

充填塔11に充填されるイオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂やモノリス状有機多孔質イオン交換体が挙げられる。イオン交換樹脂としては、除去すべきイオン成分の種類に応じて、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の少なくとも一方を用いることができる。カチオン交換樹脂の種類としては、弱酸性カチオン交換樹脂、強酸性カチオン交換樹脂などが挙げられ、アニオン交換樹脂の種類としては、弱酸性アニオン交換樹脂、強酸性アニオン交換樹脂などが挙げられる。モノリス状有機多孔質イオン交換体は、モノリス状有機多孔質体の骨格中にイオン交換基が導入されたものであり、一般的な粒状のイオン交換樹脂と比べて、処理流量を大きくしても十分なイオン除去性能を有しており、それにより、装置の小型化も可能になる点で有利である。モノリス状有機多孔質イオン交換体としては、除去すべきイオン成分の種類に応じて、モノリス状有機多孔質カチオン交換体とモノリス状有機多孔質アニオン体の少なくとも一方を用いることができる。 Examples of ion exchangers packed into the packed column 11 include ion exchange resins and monolithic organic porous ion exchangers. Depending on the type of ion component to be removed, at least one of cation exchange resins and anion exchange resins can be used as the ion exchange resin. Examples of cation exchange resins include weakly acidic cation exchange resins and strongly acidic cation exchange resins, while examples of anion exchange resins include weakly acidic anion exchange resins and strongly acidic anion exchange resins. Monolithic organic porous ion exchangers have ion exchange groups introduced into the skeleton of a monolithic organic porous material. Compared to typical granular ion exchange resins, they have sufficient ion removal performance even at high treatment flow rates, which is advantageous in that it allows for the miniaturization of the equipment. Depending on the type of ion component to be removed, at least one of monolithic organic porous cation exchangers and monolithic organic porous anion exchangers can be used as the monolithic organic porous ion exchanger.

なお、被精製液の通液中には、イオン交換樹脂やモノリス状有機多孔質イオン交換体などのイオン交換体から微粒子が発生する可能性がある。そのため、そのようなイオン交換体由来の微粒子を除去するために、充填塔11のうちイオン交換体の下流側には、精密ろ過膜(MF膜)などの多孔質膜が収容されていてもよい。 Note that, during the flow of the purified liquid, fine particles may be generated from ion exchangers such as ion exchange resins and monolithic organic porous ion exchangers. Therefore, to remove such fine particles from the ion exchangers, a porous membrane such as a microfiltration membrane (MF membrane) may be installed downstream of the ion exchanger in the packed tower 11.

一方で、充填塔11への被精製液の通液中には、イオン交換樹脂やモノリス状有機多孔質イオン交換体などのイオン交換体に含まれる水分が被精製液に溶出し、それにより、高純度な精製液が得られなくなるおそれがある。そこで、液体精製装置10では、装置新設時やイオン交換体の交換時など、被精製液の精製(通常運転)を行う前の立ち上げ時に、イオン交換体の含有水分を予め除去する脱水処理(前処理)が行われる。具体的には、脱水処理用の非水溶媒(脱水処理液)を充填塔11に通液し、充填塔11内のイオン交換体の含有水分を脱水処理液に溶出させて除去する脱水処理が行われる。 However, when the liquid to be purified is passed through the packed tower 11, moisture contained in the ion exchangers, such as ion exchange resins and monolithic organic porous ion exchangers, may leach into the liquid to be purified, potentially preventing the production of a highly pure purified liquid. Therefore, in the liquid purification system 10, a dehydration process (pretreatment) is performed to remove moisture from the ion exchangers beforehand during start-up prior to the purification of the liquid to be purified (normal operation), such as when installing a new system or replacing the ion exchangers. Specifically, a nonaqueous solvent for the dehydration process (dehydration treatment liquid) is passed through the packed tower 11, and the moisture contained in the ion exchangers in the packed tower 11 is eluted into the dehydration treatment liquid and removed.

このような脱水処理を行うための構成(すなわち、脱水処理液の通液手段)として、液体精製装置10は、脱水処理液を充填塔11に供給する脱水処理液ラインL3と、充填塔11から流出した脱水処理液を外部に排出する排液ラインL4とを有している。脱水処理液ラインL3は、溶媒供給ラインL1(具体的には、開閉弁V1の下流側)に開閉弁V3を介して合流し、排液ラインL4は、溶媒送液ラインL2(具体的には、開閉弁V2の上流側)から開閉弁V4を介して分岐している。なお、開閉弁V1,V3の代わりに、溶媒供給ラインL1と脱水処理液ラインL3との合流点に三方弁が設けられていてもよく、開閉弁V2,V4の代わりに、溶媒送液ラインL2と排液ラインL4との分岐点に三方弁が設けられていてもよい。 As a configuration for performing this dehydration process (i.e., a means for passing the dehydration treatment liquid), the liquid purification apparatus 10 has a dehydration treatment liquid line L3 that supplies the dehydration treatment liquid to the packed tower 11, and a drainage line L4 that discharges the dehydration treatment liquid that has flowed out of the packed tower 11 to the outside. The dehydration treatment liquid line L3 joins the solvent supply line L1 (specifically, downstream of the on-off valve V1) via the on-off valve V3, and the drainage line L4 branches off from the solvent delivery line L2 (specifically, upstream of the on-off valve V2) via the on-off valve V4. Note that instead of the on-off valves V1 and V3, a three-way valve may be provided at the confluence of the solvent supply line L1 and the dehydration treatment liquid line L3, and instead of the on-off valves V2 and V4, a three-way valve may be provided at the branch point of the solvent delivery line L2 and the drainage line L4.

また、液体精製装置10では、上述のような観点から、通常運転中に精製液に含まれる水分の濃度管理が行うことが好ましく、そのための構成として、液体精製装置10は、液中パーティクルカウンタ(LPC)21と演算手段22とからなる水分測定装置20を有している。LPC21は、液体精製装置10の通常運転中には精製液を採取するためのサンプリングラインとして機能する排液ラインL4に設けられ、詳細は後述するが、精製液中に存在する微細気泡を含む微粒子数を計測するために用いられる。演算手段22は、精製対象の非水溶媒中の微粒子数と水分濃度との関係を示す情報(テーブルや関数など)を予め記憶し、LPC21により計測された微粒子数から、その情報を用いて精製液中の水分濃度を算出する機能を有している。なお、LPC21は、上述した用途以外に、イオン交換体の脱水処理を終了するタイミングを判定するためにも用いられる。以下、特に断らない限り、微細気泡とそれ以外の微粒子(例えば、金属微粒子)とを合わせて「微粒子」といい、微細気泡以外の微粒子を「他の微粒子」ともいう。したがって、「微粒子数」とは、微細気泡の数と他の微粒子の数の合計を意味する。 In addition, for the above reasons, it is preferable for the liquid purification system 10 to manage the water concentration in the purified liquid during normal operation. To achieve this, the liquid purification system 10 includes a water content measuring device 20, which is comprised of a liquid particle counter (LPC) 21 and a calculation means 22. The LPC 21 is installed on the drain line L4, which functions as a sampling line for collecting the purified liquid during normal operation of the liquid purification system 10. As described in detail below, the LPC 21 is used to measure the number of particles, including microbubbles, present in the purified liquid. The calculation means 22 pre-stores information (e.g., a table or function) indicating the relationship between the number of particles and the water concentration in the nonaqueous solvent to be purified, and calculates the water concentration in the purified liquid using this information based on the number of particles measured by the LPC 21. In addition to the above-mentioned uses, the LPC 21 is also used to determine the timing to terminate the dehydration process of the ion exchanger. Hereinafter, unless otherwise specified, microbubbles and other particles (e.g., metal particles) are collectively referred to as "microparticles," and microparticles other than microbubbles are also referred to as "other microparticles." Therefore, "number of particles" means the total number of microbubbles and other particles.

なお、排液ラインL4に設けられたLPC21には、それが適正に作動するための流量(定格流量)が設定されているため、LPC21に供給される非水溶媒の流量は、そのような流量に調整されていることが好ましい。したがって、LPC21に供給される非水溶媒の流量を調整するために、排液ラインL4に流量調整弁が設けられていてもよく、あるいは、後述する溶媒流量計12がそのような流量調整機能を有していてもよい。 The LPC21 provided on the drain line L4 is set to a flow rate (rated flow rate) that allows it to operate properly, and it is therefore preferable that the flow rate of the non-aqueous solvent supplied to the LPC21 be adjusted to that flow rate. Therefore, to adjust the flow rate of the non-aqueous solvent supplied to the LPC21, a flow adjustment valve may be provided on the drain line L4, or the solvent flow meter 12 described below may have such a flow rate adjustment function.

さらに、液体精製装置10は、上述した関係を取得するための水分測定準備工程を実施するために、排液ラインL4を流れる非水溶媒に水分を添加することができ、かつその添加量を段階的に変化させながら非水溶媒の微粒子数を計測することができる構成を有している。すなわち、液体精製装置10は、上述したLPC21に加え、水分添加ラインL11と、排液ラインL4に設けられた溶媒流量計12と、水分添加ラインL11に設けられた流量調整弁V5および超純水流量計13とを有している。また、液体精製装置10は、排液ラインL4に設けられた撹拌手段14をさらに有している。 Furthermore, in order to perform the moisture measurement preparation process for obtaining the above-mentioned relationship, the liquid purification apparatus 10 is configured to be able to add moisture to the non-aqueous solvent flowing through the drain line L4 and measure the number of particles in the non-aqueous solvent while gradually changing the amount of moisture added. That is, in addition to the above-mentioned LPC 21, the liquid purification apparatus 10 has a moisture addition line L11, a solvent flow meter 12 provided in the drain line L4, a flow control valve V5 and an ultrapure water flow meter 13 provided in the moisture addition line L11. The liquid purification apparatus 10 also has a stirring means 14 provided in the drain line L4.

水分添加ラインL11は、超純水を流通させる超純水ラインL5と排液ラインL4とを接続し、排液ラインL4を流れる非水溶媒に超純水(水分)を添加するために設けられている。流量調整弁V5は、水分添加ラインL11を流れる超純水の流量を調整し、排液ラインL4を流れる非水溶媒への水分添加量を調整する機能を有している。溶媒流量計12と超純水流量計13は、その水分添加量を算出するために用いられ、排液ラインL4を流れる非水溶媒の流量と水分添加ラインL11を流れる超純水の流量をそれぞれ測定する機能を有している。撹拌手段14は、添加された超純水を非水溶媒中で均一に分散させる機能を有している。撹拌手段14としては、特に限定されず、インラインミキサーなどの公知のものを用いることができる。 The water addition line L11 connects the ultrapure water line L5, which carries ultrapure water, to the drain line L4, and is provided to add ultrapure water (water) to the non-aqueous solvent flowing through the drain line L4. The flow control valve V5 adjusts the flow rate of ultrapure water flowing through the water addition line L11 and the amount of water added to the non-aqueous solvent flowing through the drain line L4. The solvent flow meter 12 and ultrapure water flow meter 13 are used to calculate the amount of water added, and measure the flow rate of the non-aqueous solvent flowing through the drain line L4 and the flow rate of ultrapure water flowing through the water addition line L11, respectively. The stirring means 14 functions to uniformly disperse the added ultrapure water in the non-aqueous solvent. There are no particular limitations on the stirring means 14, and a known means such as an in-line mixer can be used.

ここで、液体精製装置10の運転方法について説明する。特に、通常運転に先立って実施される2つの工程、すなわち、前処理工程および水分測定準備工程と、通常運転時に実施される精製工程とについて説明する。 Here, we will explain the operating method of the liquid purification system 10. In particular, we will explain two processes that are performed prior to normal operation, namely the pretreatment process and the moisture measurement preparation process, and the purification process that is performed during normal operation.

[前処理工程]
前処理工程は、上述したように、装置新設時やイオン交換体の交換時など、液体精製装置10の立ち上げ運転として実施される工程であり、未使用または再生済みのイオン交換体に含まれる水分を予め除去する工程である。
[Pretreatment process]
As described above, the pretreatment process is a process carried out as part of the start-up operation of the liquid purification system 10, such as when installing a new system or replacing the ion exchanger, and is a process for removing water contained in unused or regenerated ion exchangers in advance.

前処理工程が開始されると、脱水処理液ラインL3と排液ラインL4の開閉弁V3,V4が開放されるとともに、溶媒供給ラインL1と溶媒送液ラインL2の開閉弁V1,V2が閉鎖される。これにより、脱水処理液ラインL3を通じて充填塔11に脱水処理液が供給され、充填塔11内では、イオン交換体に含まれる水分が脱水処理液で置換される。こうして、イオン交換体の脱水処理が行われ、イオン交換体に含まれる水分が脱水処理液に溶出されて除去される。水分を取り込んだ脱水処理液は、排液ラインL4を通じて充填塔11から外部に排出される。 When the pretreatment process begins, the on-off valves V3 and V4 on the dehydration treatment liquid line L3 and the drainage liquid line L4 are opened, and the on-off valves V1 and V2 on the solvent supply line L1 and the solvent delivery line L2 are closed. This supplies the dehydration treatment liquid to the packed tower 11 through the dehydration treatment liquid line L3, and within the packed tower 11, the water contained in the ion exchanger is replaced with the dehydration treatment liquid. In this way, the ion exchanger is dehydrated, and the water contained in the ion exchanger is dissolved into the dehydration treatment liquid and removed. The dehydration treatment liquid that has absorbed the water is discharged from the packed tower 11 to the outside through the drainage liquid line L4.

前処理工程は、脱水処理液の使用量をできるだけ少なくするという観点から、充填塔11内のイオン交換体の含水量が十分に低減された時点で迅速に終了することが好ましい。脱水処理液の通液に伴ってイオン交換体の含水量が低減されると、脱水処理液に溶出する水分量も低減される。そのため、イオン交換体の含水量が十分に低減されたか否かは、充填塔11から流出した脱水処理液中の水分濃度が十分に低減されたか否かによって確認することができる。なお、脱水処理液中の水分濃度を測定するには、カールフィッシャー(KF)法を用いることも考えられるが、この方法では、オフラインでの測定しかできないため、脱水処理液中の水分濃度をリアルタイムで把握することができない。そのため、実際にイオン交換体の含水量が低減されてからそれを確認するまでの間にタイムラグが発生し、その間に脱水処理液の無駄な廃棄が発生してしまう。 From the perspective of minimizing the amount of dehydration treatment liquid used, it is preferable to quickly terminate the pretreatment process once the water content of the ion exchanger in the packed tower 11 has been sufficiently reduced. When the water content of the ion exchanger is reduced as the dehydration treatment liquid is passed through, the amount of water eluted into the dehydration treatment liquid also decreases. Therefore, whether the water content of the ion exchanger has been sufficiently reduced can be confirmed by whether the water concentration in the dehydration treatment liquid flowing out from the packed tower 11 has been sufficiently reduced. While the Karl Fischer (KF) method can also be used to measure the water concentration in the dehydration treatment liquid, this method only allows offline measurements and therefore does not allow for real-time monitoring of the water concentration in the dehydration treatment liquid. Therefore, there is a time lag between when the water content of the ion exchanger is actually reduced and when this is confirmed, resulting in unnecessary disposal of the dehydration treatment liquid during that time.

そこで、本実施形態では、前処理工程の終了時期を判断するにあたり、オンライン計測が可能な非水溶媒中の微粒子数に着目する。その理由は、以下の知見が本発明者らにより見出されたためである。その知見とは、非水溶媒に水を混合していくと非水溶媒に対する気体(空気)の溶解度が低下し、非水溶媒中の溶存気体が微細気泡として発生することが知られているが、そのような微細気泡を含む微粒子数が、非水溶媒と水との混合比、すなわち水分濃度と強い相関関係にあるというものである。以下、この知見を得るに至った実験結果について説明する。 Therefore, in this embodiment, when determining when to end the pretreatment process, attention is focused on the number of microparticles in the non-aqueous solvent, which can be measured online. This is because the inventors discovered the following: When water is mixed into a non-aqueous solvent, the solubility of gas (air) in the non-aqueous solvent decreases, and it is known that the dissolved gas in the non-aqueous solvent is generated as microbubbles. The number of microparticles containing such microbubbles is strongly correlated with the mixing ratio of the non-aqueous solvent to water, i.e., the water concentration. The experimental results that led to this discovery are described below.

本発明者らは、本実施形態の前処理工程を模擬した通液試験を行い、通液後の脱水処理液中の微粒子数と水分濃度との関係を検証した。なお、LPCによる微粒子数の計測では、脱水処理液中の水分に由来する微細気泡と他の微粒子を区別することができないため、目的とする相関関係の有無を正確に判断するためには、通液後の脱水処理液に他の微粒子が含まれていないことが好ましい。そのため、他の微粒子を発生させる可能性があるイオン交換体の代わりに、微粒子除去フィルターを用いて通液試験を行い、通液後の脱水処理液中の微粒子数と水分濃度との関係を検証した。 The inventors conducted a liquid flow test simulating the pretreatment process of this embodiment and examined the relationship between the number of particles and the moisture concentration in the dehydrated liquid after the liquid flow. It should be noted that measuring the number of particles using LPC does not allow for distinction between microbubbles derived from moisture in the dehydrated liquid and other particles. Therefore, in order to accurately determine whether or not the desired correlation exists, it is preferable that the dehydrated liquid after the liquid flow does not contain other particles. Therefore, instead of an ion exchanger, which may generate other particles, the liquid flow test was conducted using a particle removal filter, and the relationship between the number of particles and the moisture concentration in the dehydrated liquid after the liquid flow was examined.

具体的には、湿潤状態で保管されていた未使用の微粒子除去フィルターに脱水処理液を通液し、通液後の脱水処理液中の微粒子数を、微粒子除去フィルターの下流側に設置したLPCによりオンラインで連続的に測定した。それと同時に、微粒子除去フィルターから流出した脱水処理液を経時的にサンプリングし、サンプリングした脱水処理液中の水分濃度をKF水分計によりオフラインで測定した。脱水処理液として、予め他の微粒子が除去され、水分濃度が25ppm以下に調整されたIPAを用いた。微粒子除去フィルターとして、超高分子量ポリエチレン(UPE)製で除粒子径が20nmのインテグリス社製のもの(商品名:Optimizer(登録商標) Dフィルター)を用い、微粒子除去フィルターに通液する際のIPAの流量を10mL/minとした。 Specifically, a dehydrated liquid was passed through an unused particulate removal filter that had been stored in a wet state, and the number of particulates in the dehydrated liquid after passing through was continuously measured online using an LPC installed downstream of the particulate removal filter. Simultaneously, the dehydrated liquid flowing out of the particulate removal filter was sampled over time, and the moisture concentration of the sampled dehydrated liquid was measured offline using a KF moisture meter. The dehydrated liquid used was IPA, from which other particulates had been removed in advance and whose moisture concentration had been adjusted to 25 ppm or less. The particulate removal filter used was an ultra-high molecular weight polyethylene (UPE) particulate removal filter with a particle size of 20 nm manufactured by Entegris (product name: Optimizer® D filter). The flow rate of IPA when passing through the particulate removal filter was 10 mL/min.

微粒子数の測定には、リオン株式会社製の液中パーティクルカウンタ(商品名:KS-18F)を用い、粒径区分ごとの微粒子数(個/mL)の合計を測定値とした。水分濃度の測定には、平沼産業株式会社製の微量水分測定装置(商品名:AQ-2200F)を用いた。なお、実際には、微粒子除去フィルターを設置する前に、試験系内の微粒子を除去してバックグラウンドノイズを低減するために、脱水処理液を通液して試験系内の洗浄を行った。そして、同時に行ったブランク測定により、液中パーティクルカウンタによる測定値が1個/mL以下の定常状態に達したこと、すなわち、バックグラウンドノイズが無視できる程度に小さいことを確認した後で、上記測定を行った。 To measure the number of particles, a liquid-borne particle counter (product name: KS-18F) manufactured by Rion Co., Ltd. was used, and the total number of particles (particles/mL) for each particle size category was used as the measured value. To measure the moisture concentration, a trace moisture analyzer (product name: AQ-2200F) manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd. was used. Note that, prior to installing the particle removal filter, the test system was cleaned by passing a dehydration treatment liquid through it to remove particles from the test system and reduce background noise. A simultaneous blank measurement was then performed to confirm that the measurement value from the liquid-borne particle counter had reached a steady state of 1 particle/mL or less, i.e., that the background noise was small enough to be ignored, before the above measurements were conducted.

図2は、測定結果を示すグラフであり、総通液量に対する脱水処理液中の微粒子数と水分濃度の変化を示している。図2から、脱水処理液中の微粒子数と水分濃度との間には相関関係があり、脱水処理液中の微粒子数を計測することで水分濃度を推定できることが分かる。ただし、グラフ中に破線の楕円で示すように、脱水処理液中の水分濃度が10000ppmを超える高い領域では、微粒子数がこの相関関係から大きく外れている。これは、脱水処理液中の水分濃度が高すぎると、それに応じて大量に発生した微粒子(微細気泡)の一部が流路内に滞留し、LPCで計測されるまでに時間的な遅れが生じるためであると考えられる。そのため、微粒子数から水分濃度を推定する際にはこの点に注意が必要である。 Figure 2 is a graph showing the measurement results, illustrating the change in particle count and moisture concentration in the dehydration treatment liquid versus the total liquid flow rate. Figure 2 shows that there is a correlation between the particle count and moisture concentration in the dehydration treatment liquid, and that moisture concentration can be estimated by measuring the particle count in the dehydration treatment liquid. However, as indicated by the dashed ellipse in the graph, in the high moisture concentration range of the dehydration treatment liquid, where the moisture concentration exceeds 10,000 ppm, the particle count deviates significantly from this correlation. This is thought to be because when the moisture concentration in the dehydration treatment liquid is too high, some of the particles (microbubbles) generated in large quantities accordingly become trapped in the flow path, causing a time delay before they are measured by the LPC. Therefore, care must be taken when estimating moisture concentration from the particle count.

したがって、本実施形態では、前処理工程の実行中(脱水処理液の通液中)に、排液ラインL4に設けられたLPC21により、充填塔11から流出した脱水処理液中の微粒子数が計測される。そして、計測された微粒子数に基づいて、前処理工程(脱水処理液の通液)を終了するか否かが判定される。具体的には、そのときの計測値が、予め計測されるか、または(例えば、脱水処理液ラインL3に設けられたLPCにより)オンラインで計測された、充填塔11に供給される脱水処理液の微粒子数と比較される。そして、両者が所定の誤差範囲内で一致した場合に、充填塔11内のイオン交換体の含水量が十分に低減されたと判定され、前処理工程を終了すると判定される。あるいは、充填塔11に通液後の脱水処理液中の微粒子数が十分に低下して定常状態に達したか否かに基づいて、充填塔11内のイオン交換体の含水量が十分に低減されたか否かが判定されてもよい。充填塔11に通液後の脱水処理液中の微粒子数が定常状態に達したか否かは、例えば、微粒子数の時系列データのうち時間的に連続する2つのデータを比較し、それらが所定の誤差範囲内で一致したか否かによって判定することができる。 Therefore, in this embodiment, during the pretreatment process (while the dehydration treatment liquid is being passed through), the LPC 21 installed on the drain line L4 measures the number of particles in the dehydration treatment liquid flowing out of the packed tower 11. Then, based on the measured number of particles, it is determined whether to terminate the pretreatment process (passing the dehydration treatment liquid). Specifically, the measured value at that time is compared with the number of particles in the dehydration treatment liquid supplied to the packed tower 11, which is measured in advance or online (for example, by the LPC installed on the dehydration treatment liquid line L3). If the two values match within a predetermined error range, it is determined that the water content of the ion exchanger in the packed tower 11 has been sufficiently reduced, and it is determined that the pretreatment process should be terminated. Alternatively, it may be determined whether the water content of the ion exchanger in the packed tower 11 has been sufficiently reduced based on whether the number of particles in the dehydration treatment liquid after passing through the packed tower 11 has sufficiently decreased and reached a steady state. Whether the number of particles in the dehydrated liquid after passing through the packed tower 11 has reached a steady state can be determined, for example, by comparing two consecutive pieces of time-series data on the number of particles and determining whether they match within a specified error range.

こうして、脱水処理液中の微粒子数に着目することで、充填塔11内のイオン交換体から脱水処理液に溶出した水分量を間接的にリアルタイムで測定することができ、充填塔11内のイオン交換体の含水量が十分に低減されたか否かを迅速に把握することができる。その結果、前処理工程に要する時間(充填塔11内のイオン交換体において非水溶媒の精製が可能な状態になるまでの立ち上げ時間)をできるだけ短くすることができ、脱水処理液の使用量をできるだけ少なくすることができる。 In this way, by focusing on the number of fine particles in the dehydration treatment liquid, the amount of water eluted from the ion exchanger in the packed tower 11 into the dehydration treatment liquid can be indirectly measured in real time, making it possible to quickly determine whether the water content of the ion exchanger in the packed tower 11 has been sufficiently reduced. As a result, the time required for the pretreatment process (the start-up time until the ion exchanger in the packed tower 11 reaches a state where it can purify the non-aqueous solvent) can be minimized, and the amount of dehydration treatment liquid used can be minimized.

LPC21による微粒子数の計測は連続的に行われることが好ましく、それにより、安定した計測結果を得ることができる。また、計測開始後の一定期間、LPC21の計測値は安定しないことがあるため、前処理工程の終了時期を判断するためには使用されないことが好ましい。なお、湿潤状態で保管されていたイオン交換体の脱水処理(前処理)を行う場合、前処理工程の初期には、脱水処理液に溶出する水分量が非常に多く、したがって、脱水処理液中の微粒子数も非常に多い。そのため、このような大量の微粒子(微細気泡)によりLPC21が汚染されたり、その一部が排液ラインL4内に滞留したりすることで、LPC21による微粒子数の安定した計測が妨げられるおそれがある。このような理由から、前処理工程の初期には、脱水処理液をLPC21に通液しないことが好ましい。そのためには、LPC21をバイパスするバイパスラインを排液ラインL4に設けるか、あるいは、溶媒送液ラインL2に接続された排液ラインを別途設けることが好ましい。 It is preferable to measure the number of particles using the LPC21 continuously, which allows for stable measurement results. Furthermore, since the LPC21 measurement values may become unstable for a certain period after measurement begins, it is preferable not to use it to determine the end of the pretreatment process. When dehydrating (pretreatment) an ion exchanger that has been stored in a wet state, a very large amount of water dissolves in the dehydration treatment liquid at the beginning of the pretreatment process, resulting in a very large number of particles in the dehydration treatment liquid. Therefore, the LPC21 may be contaminated by such a large amount of particles (microbubbles), or some of these particles may remain in the drainage line L4, preventing stable measurement of the number of particles using the LPC21. For this reason, it is preferable not to pass the dehydration treatment liquid through the LPC21 at the beginning of the pretreatment process. To achieve this, it is preferable to provide a bypass line in the drainage line L4 that bypasses the LPC21, or to provide a separate drainage line connected to the solvent supply line L2.

前処理工程に使用される脱水処理液としては、被精製液と異なる種類の非水溶媒を用いてもよいが、その場合、精製工程を行う前に、被精製液を充填塔11に通液して充填塔11内の脱水処理液を被精製液で置換する必要がある。したがって、脱水処理液としては、被精製液と同じ種類の非水溶媒を用いることが好ましい。すなわち、例えば、被精製液としてイソプロピルアルコール(IPA)の精製を行う場合には、脱水処理液としてIPAを用いることが好ましい。 The dehydration treatment liquid used in the pretreatment step may be a nonaqueous solvent of a different type from the liquid to be purified. In this case, however, before the purification step, the liquid to be purified must be passed through the packed tower 11 to replace the dehydration treatment liquid in the packed tower 11 with the liquid to be purified. Therefore, it is preferable to use the same type of nonaqueous solvent as the liquid to be purified as the dehydration treatment liquid. That is, for example, when purifying isopropyl alcohol (IPA) as the liquid to be purified, it is preferable to use IPA as the dehydration treatment liquid.

また、脱水処理液としての非水溶媒は、できるだけ純度の高いものであることが好ましい。すなわち、脱水処理液中の水分濃度はできるだけ低いことが好ましく、例えば、精製液に要求される水分濃度と同等以下であることが好ましい。これにより、イオン交換体の脱水処理に必要な脱水処理液の使用量を少なくすることができる。脱水処理液中の各イオン濃度もできるだけ低いことが好ましく、例えば、精製液に要求される各イオン濃度と同等以下であることが好ましい。これにより、前処理工程でイオン交換体のイオン交換容量が必要以上に消費されることがなくなり、イオン交換体の寿命が短くなるのを抑制することができる。 It is also preferable that the nonaqueous solvent used as the dehydration treatment liquid be as pure as possible. That is, the water concentration in the dehydration treatment liquid is preferably as low as possible, for example, preferably equal to or less than the water concentration required for the purified liquid. This allows for a reduction in the amount of dehydration treatment liquid required for dehydrating the ion exchanger. It is also preferable that the concentrations of each ion in the dehydration treatment liquid are as low as possible, for example, preferably equal to or less than the concentrations required for the purified liquid. This prevents the ion exchange capacity of the ion exchanger from being consumed more than necessary in the pretreatment process, preventing a shortened lifespan for the ion exchanger.

なお、本実施形態では、後述する水分測定準備工程で濃度関係情報を取得(作成)するための標準液として脱水処理液が用いられるため、脱水処理液としては、被精製液と同じ種類であって水分およびイオン成分が共に除去された高純度の非水溶媒が用いられる。ここでいう「除去」とは、完全に除去された状態だけでなく、実質的に除去された状態も含み、濃度関係情報の作成に大きな影響を与えない程度であれば、わずかな水分およびイオン成分が含まれていてもよいことを意味する。 In this embodiment, the dehydration treatment liquid is used as the standard liquid for acquiring (creating) concentration-relationship information in the water measurement preparation process described below. Therefore, the dehydration treatment liquid is a high-purity non-aqueous solvent of the same type as the liquid to be purified, from which both water and ionic components have been removed. "Removed" here refers not only to a state in which the water and ionic components have been completely removed, but also to a state in which the water and ionic components have been substantially removed. It also means that trace amounts of water and ionic components may be present, as long as they do not significantly affect the creation of concentration-relationship information.

上述したように、LPC21による微粒子数の計測では微細気泡と他の微粒子を区別することができないため、脱水処理液中の水分に由来する微細気泡を正確に計測するためには、LPC21に供給される脱水処理液に他の微粒子が含まれていないことが好ましい。したがって、前処理工程に使用される脱水処理液は、水分濃度や各イオン濃度だけでなく、微粒子数もできるだけ少ないものが好ましい。また、充填塔11内のイオン交換体から発生する可能性がある他の微粒子を除去するために、MF膜などの多孔質膜が、上述したように充填塔11に収容されているか、あるいは、排液ラインL4のうちLPC21の上流側に微粒子除去フィルターとして設けられていてもよい。このとき、多孔質膜の孔径は、LPC21で計測され得る微粒子の通過を許容しないように、LPC21の最小可測粒径以下の孔径を有していることが好ましい。こうした微粒子除去フィルターの設置は、後述する水分測定準備工程および精製工程においても、LPC21に供給される非水溶媒中の他の微粒子を除去することで望ましい計測値を得るためには有効である。 As mentioned above, the particle counting by the LPC21 cannot distinguish between microbubbles and other particles. Therefore, to accurately measure the microbubbles resulting from the water content in the dehydration treatment liquid, it is preferable that the dehydration treatment liquid supplied to the LPC21 does not contain other particles. Therefore, it is preferable that the dehydration treatment liquid used in the pretreatment process not only has a low water concentration and ion concentration, but also a low particle count. To remove other particles that may be generated from the ion exchanger in the packed tower 11, a porous membrane such as an MF membrane may be installed in the packed tower 11 as described above, or may be provided as a particle removal filter in the drain line L4 upstream of the LPC21. In this case, the pore size of the porous membrane is preferably equal to or smaller than the minimum measurable particle size of the LPC21 so as not to allow the passage of particles that can be measured by the LPC21. The installation of such a particle removal filter is also effective in the water content measurement preparation process and purification process described below, in order to obtain desired measurement values by removing other particles from the nonaqueous solvent supplied to the LPC21.

なお、上述した微粒子除去フィルターの設置位置は、LPC21の上流側であれば特に限定されないが、撹拌手段14の下流側であることが好ましい。また、このフィルターの数は、1つでもよいが、脱水処理液中の他の微粒子を順次除去するように複数であってもよい。この場合、下流側のフィルターは、上流側のフィルターよりも小さい孔径を有していることが好ましく、それとは異なる材質のものであることがより好ましい。各フィルターの孔径は特に限定されないが、少なくとも1つのフィルターが、上述したようにLPC21の最小可測粒径以下の孔径を有していることが好ましい。各フィルターの材質は、特に限定されず、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ナイロンなどのポリアミド(PA)が挙げられる。 The location of the particulate removal filter is not particularly limited as long as it is located upstream of the LPC 21, but is preferably located downstream of the agitator 14. The number of filters may be one, or multiple filters may be used so as to sequentially remove other particulates from the dehydration treatment liquid. In this case, the downstream filter preferably has a smaller pore size than the upstream filter, and is more preferably made of a different material. The pore size of each filter is not particularly limited, but it is preferable that at least one filter has a pore size equal to or smaller than the minimum measurable particle size of the LPC 21, as described above. The material of each filter is not particularly limited, and examples include polyethylene (PE), polytetrafluoroethylene (PTFE), and polyamide (PA) such as nylon.

[水分測定準備工程]
水分測定準備工程は、前処理工程の終了後、精製工程に移行する前に、精製液中の水分濃度を測定するための準備として、精製対象の非水溶媒中の微粒子数と水分濃度との関係を示す濃度関係情報を取得するために実施される。ただし、そのような濃度関係情報が別途取得され、水分測定装置20の演算手段22に予め記憶されていれば、水分測定準備工程は実施されなくてもよい。そして、そのための構成(水分添加ラインL11など)も液体精製装置10に設けられていなくてよい。また、濃度関係情報の取得は、精製対象の非水溶媒に対して一度行えば十分であるため、水分測定準備工程は、精製対象の非水溶媒の種類が変更されない限り、前処理工程の終了後に必ずしも実施する必要はない。
[Moisture measurement preparation process]
The moisture measurement preparation step is performed after the pretreatment step is completed and before the purification step is started, in preparation for measuring the moisture concentration in the purified liquid, to obtain concentration relationship information indicating the relationship between the number of particles in the nonaqueous solvent to be purified and the moisture concentration. However, if such concentration relationship information is separately obtained and pre-stored in the calculation means 22 of the moisture measurement device 20, the moisture measurement preparation step does not need to be performed. Furthermore, the liquid purification device 10 does not need to be provided with a configuration for this purpose (such as the moisture addition line L11). Furthermore, since it is sufficient to obtain the concentration relationship information once for the nonaqueous solvent to be purified, the moisture measurement preparation step does not necessarily need to be performed after the pretreatment step, unless the type of nonaqueous solvent to be purified is changed.

上述したように、前処理工程において、充填塔11内のイオン交換体の含水量が十分に低減されたことが確認されると、そのまま水分測定準備工程が開始される。水分測定準備工程では、濃度関係情報を取得(作成)するための標準液として、排液ラインL4を流れる脱水処理液(本実施形態では、被精製液と同じ種類であって水分およびイオン成分が共に除去された高純度の非水溶媒)が用いられる。そして、必要に応じて他の微粒子が除去された後、この標準液に水分が段階的に添加される。具体的には、開閉弁V4の開度調整により排液ラインL4内の圧力が必要に応じて調整されつつ、水分添加ラインL11の流量調整弁V5が段階的に開放され、排液ラインL4を流れる標準液に超純水(水分)が段階的に添加される。このとき、それぞれの段階ごと、すなわち、標準液への水分添加量が段階的に増加するごとに、LPC21により標準液中の微粒子数が計測され、計測されたデータ(好ましくは、その移動平均値)は、そのときの水分添加量と共に演算手段22に取得される。そして、こうして取得されたデータに基づいて、演算手段22により、標準液中の微粒子数と水分濃度との関係を示す濃度関係情報(テーブルや関数など)が作成される。 As described above, once it is confirmed in the pretreatment process that the water content of the ion exchanger in the packed tower 11 has been sufficiently reduced, the moisture measurement preparation process begins. In this moisture measurement preparation process, the dehydrated liquid flowing through the drain line L4 (in this embodiment, a high-purity nonaqueous solvent of the same type as the liquid to be purified, from which both water and ionic components have been removed) is used as the standard liquid for acquiring (creating) concentration-related information. After other particulates are removed as needed, moisture is gradually added to this standard liquid. Specifically, the pressure in the drain line L4 is adjusted as needed by adjusting the opening of the on-off valve V4, while the flow control valve V5 of the moisture addition line L11 is gradually opened, gradually adding ultrapure water (moisture) to the standard liquid flowing through the drain line L4. At each step, i.e., each time the amount of water added to the standard liquid increases, the LPC 21 counts the number of particles in the standard liquid, and the measured data (preferably its moving average value) along with the amount of water added at that time is acquired by the calculation means 22. Based on the data thus acquired, the calculation means 22 then creates concentration relationship information (such as a table or function) that shows the relationship between the number of particles in the standard solution and the water concentration.

なお、標準液への水分添加量は、溶媒流量計12の測定値(好ましくは、その移動平均値)と超純水流量計13の測定値(好ましくは、その移動平均値)とから算出される。あるいは、排液ラインL4および水分添加ラインL11内の圧力が一定で、かつ超純水ラインL5内と排液ラインL4内との圧力差と標準液の粘度とが分かっていれば、標準液への水分添加量は、流量調整弁V5の開度から算出してもよい。その場合、流量計12,13は省略されてもよい。 The amount of water to be added to the standard solution is calculated from the measurement value (preferably its moving average value) of the solvent flow meter 12 and the measurement value (preferably its moving average value) of the ultrapure water flow meter 13. Alternatively, if the pressure in the drain line L4 and the water addition line L11 is constant and the pressure difference between the ultrapure water line L5 and the drain line L4 and the viscosity of the standard solution are known, the amount of water to be added to the standard solution may be calculated from the opening of the flow control valve V5. In this case, the flow meters 12 and 13 may be omitted.

信頼性の高い濃度関係情報を得るためには、LPC21で安定した計測結果を得る必要があるが、そのためには、LPC21に供給される標準液の流量および圧力が一定の状態に維持されることが好ましい。したがって、水分添加ラインL11を通じて標準液に水分が添加される際には、例えば、開閉弁V4の開度調整により、排液ラインL4内の圧力が所定の設定圧力に調整されることが好ましい。なお、このような観点から、上述した前処理工程や後述する精製工程においても、LPC21に脱水処理液や被精製液のLPC21への供給は、水分測定準備工程と同様の条件で行われることが好ましい。また、LPC21は、周囲の環境の影響を受けやすいため、予め設定された使用温湿度範囲内の環境で使用されることが好ましい。例えば、環境温度は、5~50℃であることが好ましく、環境湿度は、相対湿度85%以下で結露しない湿度であることが好ましい。また、装置に振動が加わることで、気泡が発生したり、発生した気泡の流れが変わったりする可能性があることから、装置全体が振動などの外乱のない環境に設置されることが好ましく、温度や湿度の調整されたクリーンルームに設置されてもよい。 To obtain reliable concentration-related information, the LPC21 must provide stable measurement results. To achieve this, it is preferable to maintain a constant flow rate and pressure of the standard solution supplied to the LPC21. Therefore, when water is added to the standard solution through the water-addition line L11, it is preferable to adjust the pressure in the drain line L4 to a predetermined set pressure, for example, by adjusting the opening of the on-off valve V4. From this perspective, it is preferable that the supply of the dehydrated solution and the purified solution to the LPC21 in the pretreatment process described above and the purification process described below be performed under the same conditions as in the water content measurement preparation process. Furthermore, because the LPC21 is susceptible to environmental influences, it is preferable to use it in an environment within a preset operating temperature and humidity range. For example, the ambient temperature is preferably 5 to 50°C, and the ambient humidity is preferably 85% or less relative humidity without condensation. Furthermore, because vibrations in the device can generate bubbles or change the flow of generated bubbles, it is preferable to install the entire device in an environment free of external disturbances such as vibrations, and it may be installed in a clean room with controlled temperature and humidity.

また、図2に関連して述べたように、標準液中の水分濃度が10000ppmを超えるほどの高濃度の領域では、微粒子数との間に相関関係が成立していない可能性がある。そのため、上述した濃度関係情報の取得は、標準液中の水分濃度が0~10000ppmの範囲で行われることが好ましい。したがって、こうして取得した濃度関係情報を用いて非水溶媒中の水分濃度を算出する場合も、その算出範囲は0~10000ppmであることが好ましい。 Furthermore, as described in relation to Figure 2, in high-concentration regions where the water concentration in the standard solution exceeds 10,000 ppm, there is a possibility that a correlation with the number of microparticles does not exist. Therefore, it is preferable to acquire the concentration relationship information described above when the water concentration in the standard solution is in the range of 0 to 10,000 ppm. Therefore, when calculating the water concentration in a non-aqueous solvent using the concentration relationship information acquired in this way, it is also preferable that the calculation range be 0 to 10,000 ppm.

この工程では、撹拌手段14により、標準液中に水分すなわち微細気泡を均一に分散させることができ、それにより、LPC21の計測値を安定させることができる。ただし、水分の添加位置(排液ラインL4と水分添加ラインL11との接続位置)からLPC21までの配管距離が長い場合や、排液ラインL4内の標準液の流れが乱流になる場合には、撹拌手段14は省略することができる。また、溶媒流量計12は、LPC21の上流側に設けられていてもよいが、溶媒流量計12からの溶出物がLPC21の計測値に影響を与える可能性を考慮すると、図示したようにLPC21の下流側に設けられていることが好ましい。さらに、上述したように、排液ラインL4に流量調整弁が設けられている場合にも、その位置はLPC21の下流側であることが好ましい。 In this process, the agitation means 14 can uniformly disperse water, i.e., fine bubbles, in the standard solution, thereby stabilizing the measurement value of the LPC21. However, if the piping distance from the water addition point (the connection point between the drain line L4 and the water addition line L11) to the LPC21 is long or if the flow of standard solution in the drain line L4 becomes turbulent, the agitation means 14 can be omitted. Furthermore, while the solvent flow meter 12 may be located upstream of the LPC21, considering the possibility that elution from the solvent flow meter 12 may affect the measurement value of the LPC21, it is preferable to locate it downstream of the LPC21 as shown in the figure. Furthermore, as mentioned above, even if a flow control valve is provided in the drain line L4, it is preferable that it be located downstream of the LPC21.

[精製工程]
精製工程は、被精製液を充填塔10に通液し、被精製液に不純物として含まれるイオン成分を充填塔11内のイオン交換体により除去することで被精製液を精製する工程であり、液体精製装置10の通常運転時に実施される。
[Purification process]
The purification process is a process in which the liquid to be purified is passed through the packed tower 10 and ion components contained as impurities in the liquid to be purified are removed using an ion exchanger in the packed tower 11, thereby purifying the liquid to be purified. This process is carried out during normal operation of the liquid purification device 10.

標準液中の微粒子数と水分濃度との関係を示す濃度関係情報が作成されて取得されると、脱水処理液ラインL3の開閉弁V3と水分添加ラインL11の流量調整弁V5が閉鎖される。これにより、脱水処理液ラインL3から充填塔11を通じた排液ラインL4への標準液(脱水処理液)の供給が停止されるとともに、排液ラインL4への超純水の注入も停止される。そして、溶媒供給ラインL1と溶媒送液ラインL2の開閉弁V1,V2が開放されることで、充填塔11への被精製液の通液が開始され、精製工程が開始される。精製工程では、溶媒供給ラインL1を通じて被精製液が充填塔11に供給され、充填塔11内のイオン交換体で被精製液中のイオン成分が除去される。こうして得られた精製液が、溶媒送液ラインL2を通じてユースポイントへと送られる。 Once concentration relationship information indicating the relationship between the number of particles and the water concentration in the standard solution is created and acquired, the on-off valve V3 on the dehydrated solution line L3 and the flow control valve V5 on the water addition line L11 are closed. This stops the supply of the standard solution (dehydrated solution) from the dehydrated solution line L3 to the drain line L4 via the packed tower 11, and also stops the injection of ultrapure water into the drain line L4. The on-off valves V1 and V2 on the solvent supply line L1 and solvent delivery line L2 are then opened, starting the flow of the purified solution into the packed tower 11 and initiating the purification process. In the purification process, the purified solution is supplied to the packed tower 11 via the solvent supply line L1, and ionic components in the purified solution are removed by the ion exchanger in the packed tower 11. The purified solution obtained in this manner is sent to the point of use via the solvent delivery line L2.

また、この工程では、高純度の精製液をユースポイントに安定的に供給するための運転管理として、水分測定装置20による精製液中の水分濃度測定が継続的に実施される。すなわち、溶媒送液ラインL2を流れる精製液の一部がサンプリングライン(排液ライン)L4を通じて試料液として採取され、採取された試料液中の微粒子数がLPC21により計測され、好ましくは連続的に計測される。このとき、微粒子数が計測される前に、必要に応じて試料液中の他の微粒子が除去される。そして、計測された微粒子数から、演算手段22に記憶された濃度関係情報を用いて、試料液中の水分濃度が算出される。こうして、液体精製装置10で精製される精製液中の水分濃度がリアルタイムで高精度に測定される。 In addition, during this process, the moisture concentration of the purified liquid is continuously measured by the moisture measuring device 20 as part of operational management to ensure a stable supply of high-purity purified liquid to points of use. That is, a portion of the purified liquid flowing through the solvent delivery line L2 is collected as a sample liquid via the sampling line (discharge line) L4, and the number of particles in the collected sample liquid is measured by the LPC 21, preferably continuously. At this time, other particles in the sample liquid are removed as necessary before the particle count is measured. The moisture concentration in the sample liquid is then calculated from the measured particle count using the concentration-related information stored in the calculation means 22. In this way, the moisture concentration of the purified liquid purified by the liquid purification device 10 is measured in real time with high accuracy.

なお、前処理工程や水分測定準備工程とは異なり、精製工程においてサンプリングラインL4を流れる試料液は、溶媒送液ラインL2を流れる精製液と同じ高純度の非水溶媒であるため、必ずしも外部に排出される必要はない。例えば、非水溶媒の廃棄量を少なくするという観点から、サンプリングラインL4を流れる試料液を溶媒送液ラインL2に還流させてもよい。ただし、LPC21や溶媒流量計12の圧力損失のために、サンプリングラインL4の下流側を単に溶媒送液ラインL2に接続しただけでは、サンプリングラインL4を流れる試料液を溶媒送液ラインL2に還流させることができない。そこで、サンプリングラインL4の下流側にポンプを設置することも考えられるが、ポンプからの溶出物の影響を考慮すると、溶媒送液ラインL2にオリフィスなどの圧力低下手段を設け、その下流側にサンプリングラインL4を接続することが好ましい。あるいは、開閉弁V2により溶媒送液ラインL2内の圧力が調整可能であれば、サンプリングラインL4をそのまま溶媒送液ラインL2に接続してもよい。 Unlike the pretreatment process and the moisture measurement preparation process, the sample liquid flowing through the sampling line L4 in the purification process is a high-purity nonaqueous solvent, just like the purified liquid flowing through the solvent delivery line L2. Therefore, it does not necessarily need to be discharged to the outside. For example, to reduce the amount of nonaqueous solvent wasted, the sample liquid flowing through the sampling line L4 may be returned to the solvent delivery line L2. However, due to pressure loss in the LPC 21 and solvent flow meter 12, simply connecting the downstream side of the sampling line L4 to the solvent delivery line L2 does not allow the sample liquid flowing through the sampling line L4 to be returned to the solvent delivery line L2. Therefore, while it is possible to install a pump downstream of the sampling line L4, considering the impact of eluates from the pump, it is preferable to provide a pressure reduction means, such as an orifice, in the solvent delivery line L2 and connect the sampling line L4 downstream of that. Alternatively, if the pressure in the solvent delivery line L2 can be adjusted using the on-off valve V2, the sampling line L4 may be directly connected to the solvent delivery line L2.

上述した各工程において、開閉弁V1~V4の開閉や流量調整弁V5の開度調整は、別途設けられる制御手段により自動で行われてもよい。すなわち、液体精製装置10は、液体精製装置10の運転を制御するコントローラなどの制御手段を有していてもよく、開閉弁V1~V4と流量調整弁V5は、その制御手段により制御可能な自動弁であってもよい。また、その制御手段が、例えば、前処理工程を終了するか否かの判定を行ってもよく、水分測定装置20の演算手段22の機能を兼ねてもよい。 In each of the above-described processes, the opening and closing of the on-off valves V1 to V4 and the adjustment of the opening degree of the flow rate control valve V5 may be performed automatically by a separately provided control means. That is, the liquid purification apparatus 10 may have a control means such as a controller that controls the operation of the liquid purification apparatus 10, and the on-off valves V1 to V4 and the flow rate control valve V5 may be automatic valves that can be controlled by that control means. Furthermore, the control means may, for example, determine whether or not to terminate the pretreatment process, and may also function as the calculation means 22 of the moisture measuring apparatus 20.

(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態に係る液体精製装置の概略構成図である。本実施形態は、脱水処理液を流通させるための配管構成が第1の実施形態と異なっている。以下、そのような相違点を中心に説明する。
Second Embodiment
3 is a schematic diagram of a liquid purification system according to a second embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in the piping configuration for circulating the dehydrated treatment liquid. The following description will focus on these differences.

本実施形態では、脱水処理液ラインL3が溶媒供給ラインL1および溶媒送液ラインL2と並行して設けられている。これに伴い、第1の実施形態の排液ラインL4が省略され、撹拌手段14、水分測定装置20、および溶媒流量計12は、排液ラインL4にではなく脱水処理液ラインL3に設けられている。脱水処理液ラインL3は、合流ラインL12を介して溶媒供給ラインL1(具体的には、開閉弁V1の下流側)に接続され、開閉弁V3は、脱水処理液ラインL3にではなく合流ラインL12に設けられている。また、脱水処理液ラインL3は、分岐ラインL13を介して溶媒送液ラインL2(具体的には、開閉弁V2の上流側)に接続され、開閉弁V4は、排液ラインL4にではなく分岐ラインL13に設けられている。なお、撹拌手段14は、脱水処理液ラインL3と分岐ラインL13との接続位置の下流側に設けられている。加えて、脱水処理液ラインL3は、合流ラインL12との接続位置の下流側であって水分添加ラインL11との接続位置の上流側に、開閉弁V6を備えている。なお、開閉弁V6は、開閉弁V1~V4や流量調整弁V5の場合と同様に自動弁であってもよい。 In this embodiment, the dehydration treatment liquid line L3 is provided in parallel with the solvent supply line L1 and the solvent delivery line L2. Accordingly, the drainage line L4 of the first embodiment is omitted, and the agitation means 14, moisture measuring device 20, and solvent flow meter 12 are provided in the dehydration treatment liquid line L3 rather than in the drainage line L4. The dehydration treatment liquid line L3 is connected to the solvent supply line L1 (specifically, downstream of the on-off valve V1) via a junction line L12, and the on-off valve V3 is provided in the junction line L12 rather than in the dehydration treatment liquid line L3. Furthermore, the dehydration treatment liquid line L3 is connected to the solvent delivery line L2 (specifically, upstream of the on-off valve V2) via a branch line L13, and the on-off valve V4 is provided in the branch line L13 rather than in the drainage line L4. The agitation means 14 is provided downstream of the connection between the dehydration treatment liquid line L3 and the branch line L13. In addition, the dehydrated liquid line L3 is equipped with an on-off valve V6 downstream of its connection with the junction line L12 and upstream of its connection with the water addition line L11. Note that the on-off valve V6 may be an automatic valve, similar to the on-off valves V1 to V4 and the flow rate adjustment valve V5.

このような構成の変更に伴い、本実施形態における液体精製装置10の運転方法の各工程は、以下のような点で第1の実施形態と異なっている。 Due to these configuration changes, the steps of the operating method of the liquid purification system 10 in this embodiment differ from those in the first embodiment in the following ways:

すなわち、前処理工程では、合流ラインL12と分岐ラインL13の開閉弁V3,V4が開放されるとともに、溶媒供給ラインL1と溶媒送液ラインL2の開閉弁V1,V2に加え、脱水処理液ラインL3の開閉弁V6が閉鎖される。これにより、脱水処理液ラインL3から合流ラインL12を通じて充填塔11に脱水処理液が供給され、充填塔11から流出した脱水処理液は、分岐ラインL13から脱水処理液ラインL3を通じて外部に排出される。 That is, in the pretreatment step, the on-off valves V3 and V4 on the junction line L12 and branch line L13 are opened, and the on-off valves V1 and V2 on the solvent supply line L1 and solvent delivery line L2, as well as the on-off valve V6 on the dehydration treatment liquid line L3, are closed. As a result, dehydration treatment liquid is supplied from the dehydration treatment liquid line L3 through the junction line L12 to the packed tower 11, and the dehydration treatment liquid flowing out of the packed tower 11 is discharged to the outside via the branch line L13 and the dehydration treatment liquid line L3.

また、水分測定準備工程では、合流ラインL12と分岐ラインL13の開閉弁V3,V4が閉鎖されるとともに、脱水処理液ラインL3の開閉弁V6が開放される。これにより、濃度関係情報を取得(作成)するための標準液として、脱水処理液ラインL3に脱水処理液が供給され、濃度関係情報の作成が開始される。 Furthermore, during the moisture measurement preparation process, the on-off valves V3 and V4 on the junction line L12 and branch line L13 are closed, and the on-off valve V6 on the dehydration treatment liquid line L3 is opened. This causes the dehydration treatment liquid to be supplied to the dehydration treatment liquid line L3 as a standard liquid for acquiring (creating) concentration-relationship information, and the creation of concentration-relationship information begins.

また、精製工程では、水分添加ラインL11の流量調整弁V5と脱水処理液ラインL3の開閉弁V6が閉鎖されるとともに、溶媒供給ラインL1と溶媒送液ラインL2の開閉弁V1,V2が開放される。こうして、充填塔11への被精製液の通液が開始される。なお、本実施形態では、前処理工程の終了後に溶媒供給ラインL1と溶媒送液ラインL2の開閉弁V1,V2を開放することで、水分測定準備工程の開始と同時に、充填塔11への被精製液の通液が開始されてもよい。 Furthermore, during the purification process, the flow control valve V5 of the water addition line L11 and the on-off valve V6 of the dehydration treatment liquid line L3 are closed, and the on-off valves V1 and V2 of the solvent supply line L1 and the solvent delivery line L2 are opened. In this manner, the flow of the liquid to be purified into the packed tower 11 begins. In this embodiment, by opening the on-off valves V1 and V2 of the solvent supply line L1 and the solvent delivery line L2 after the pretreatment process is completed, the flow of the liquid to be purified into the packed tower 11 may begin simultaneously with the start of the water measurement preparation process.

なお、第1の実施形態と同様に、上述した各工程においてLPC21に供給される非水溶媒中の他の微粒子を除去するために、脱水処理液ラインL3のうちLPC21の上流側、好ましくは撹拌手段14とLPC21との間に、少なくとも1つの微粒子除去フィルターが設けられていてもよい。この微粒子除去フィルターの孔径や材質は、第1の実施形態で説明した通りである。 As in the first embodiment, at least one particle removal filter may be provided in the dehydration treatment liquid line L3 upstream of the LPC21, preferably between the agitator 14 and the LPC21, to remove other particle particles in the nonaqueous solvent supplied to the LPC21 in each of the above-described steps. The pore size and material of this particle removal filter are as described in the first embodiment.

(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態に係る液体精製装置の概略構成図である。上述した実施形態では、脱水処理液として高純度の非水溶媒が用いられるが、そのような高純度の非水溶媒を用意できない場合もある。本実施形態は、そういった場合に適用可能な変形例であり、脱水処理液として被精製液が用いられる点で上述した実施形態と異なっている。以下、この点に関し、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
4 is a schematic diagram of a liquid purification apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the above-described embodiment, a high-purity nonaqueous solvent is used as the dehydration treatment liquid, but there are cases where such a high-purity nonaqueous solvent cannot be prepared. This embodiment is a modified example applicable to such cases, and differs from the above-described embodiment in that a liquid to be purified is used as the dehydration treatment liquid. The following description will focus on the differences from the first embodiment in this regard.

本実施形態では、第1の実施形態の脱水処理液ラインL3が省略され、排液ラインL4は、溶媒送液ラインL2からではなく溶媒供給ラインL1(具体的には、開閉弁V1の下流側)から分岐している。これに伴い、開閉弁V3は、脱水処理液ラインL3にではなく排液ラインL4に設けられている。また、排液ラインL4は、分岐ラインL13を介して溶媒送液ラインL2(具体的には、開閉弁V2)に接続され、開閉弁V4は、排液ラインL4にではなく分岐ラインL13に設けられている。なお、撹拌手段14は、排液ラインL4と分岐ラインL13との接続位置の下流側に設けられている。加えて、排液ラインL4のうち、水分添加ラインL11による水分の添加位置の上流側に、水分除去手段15とイオン除去手段16が設けられている。 In this embodiment, the dehydration treatment liquid line L3 of the first embodiment is omitted, and the drainage line L4 branches off from the solvent supply line L1 (specifically, downstream of the on-off valve V1) rather than from the solvent delivery line L2. Accordingly, the on-off valve V3 is provided in the drainage line L4 rather than the dehydration treatment liquid line L3. Furthermore, the drainage line L4 is connected to the solvent delivery line L2 (specifically, the on-off valve V2) via a branch line L13, and the on-off valve V4 is provided in the branch line L13 rather than the drainage line L4. The stirring means 14 is provided downstream of the connection between the drainage line L4 and the branch line L13. Additionally, a moisture removal means 15 and an ion removal means 16 are provided in the drainage line L4 upstream of the point where water is added via the moisture addition line L11.

水分除去手段15とイオン除去手段16は、それぞれ水分測定準備工程で使用され、被精製液中の水分とイオン成分とを除去する機能を有している。水分除去手段15としては、特に限定されず、ゼオライトなどの公知のものを用いることができる。イオン除去手段16としては、充填塔11に充填されているのと同様に、脱水処理が施されたイオン交換体(イオン交換樹脂やモノリス状有機多孔質イオン交換体など)を用いることができる。また、このようなイオン交換体を用いる場合、そこから発生する他の微粒子を除去するために、イオン除去手段16の下流側、好ましくは撹拌手段14とLPC21との間に、微粒子除去手段が設けられていることが好ましい。この微粒子除去手段は、MF膜などの多孔質膜を少なくとも1つ含み、第1の実施形態の微粒子除去フィルターと同様の構成および機能を有している。 The moisture removal means 15 and ion removal means 16 are used in the moisture measurement preparation process, respectively, and function to remove moisture and ionic components from the purified liquid. The moisture removal means 15 is not particularly limited, and known materials such as zeolite can be used. The ion removal means 16 can be a dehydrated ion exchanger (such as an ion exchange resin or a monolithic organic porous ion exchanger) similar to the material packed in the packed tower 11. When using such an ion exchanger, it is preferable to provide a particle removal means downstream of the ion removal means 16, preferably between the agitation means 14 and the LPC 21, to remove other particulates generated therefrom. This particle removal means includes at least one porous membrane, such as an MF membrane, and has the same configuration and function as the particulate removal filter of the first embodiment.

このような構成の変更に伴い、本実施形態における液体精製装置10の運転方法の各工程は、以下のような点で第1の実施形態と異なっている。 Due to these configuration changes, the steps of the operating method of the liquid purification system 10 in this embodiment differ from those in the first embodiment in the following ways:

すなわち、前処理工程では、溶媒供給ラインL1と分岐ラインL13の開閉弁V1,V4が開放されるとともに、溶媒送液ラインL2と排液ラインL4の開閉弁V2,V3が閉鎖される。これにより、充填塔11には、脱水処理液として溶媒供給ラインL1から被精製液が供給され、充填塔11から流出した脱水処理液は、分岐ラインL13から排液ラインL4を通じて外部に排出される。なお、本実施形態では、前処理工程の終了時期を判断するために、通液後の脱水処理液の微粒子数は、精製液中の水分濃度の要求仕様に対応する微粒子数と比較されるが、この点を除いて、前処理工程の終了時期を判断する方法は第1の実施形態と同様である。 That is, in the pretreatment step, the on-off valves V1 and V4 on the solvent supply line L1 and branch line L13 are opened, and the on-off valves V2 and V3 on the solvent delivery line L2 and drain line L4 are closed. As a result, the liquid to be purified is supplied to the packed tower 11 from the solvent supply line L1 as the dehydration treatment liquid, and the dehydration treatment liquid flowing out of the packed tower 11 is discharged to the outside via branch line L13 and drain line L4. Note that in this embodiment, to determine the end of the pretreatment step, the number of particles in the dehydration treatment liquid after passing the liquid is compared with the number of particles corresponding to the required specifications for the water concentration in the purified liquid. However, apart from this point, the method for determining the end of the pretreatment step is the same as in the first embodiment.

また、水分測定準備工程では、排液ラインL4の開閉弁V3が開放されるとともに、溶媒送液ラインL2と分岐ラインL13の開閉弁V2,V4が閉鎖され、溶媒供給ラインL1から排液ラインL4に被精製液が供給される。そして、水分除去手段15で被精製液中の水分が除去され、イオン除去手段で被精製液中のイオン成分が除去されることで、高純度の非水溶媒である標準液が用意される。こうして得られた標準液に対して、水分添加ラインL11を通じて超純水(水分)を添加し、その添加量を段階的に変化させながらLPC21により標準液中の微粒子数を計測することで、濃度関係情報が作成されて取得される。このとき、標準液中の微粒子数を精度よく計測するには、LPC21に供給される標準液の流量が十分に確保されていることが好ましい。そのために、イオン除去手段16としては、大きな空間速度が得られるモノリス状有機多孔質イオン交換体を用いることが好ましい。 During the moisture measurement preparation process, the on-off valve V3 on the drain line L4 is opened, and the on-off valves V2 and V4 on the solvent supply line L2 and branch line L13 are closed, allowing the purified liquid to be supplied from the solvent supply line L1 to the drain line L4. The moisture removal means 15 removes moisture from the purified liquid, and the ion removal means removes ionic components from the purified liquid, preparing a high-purity nonaqueous solvent standard solution. Ultrapure water (moisture) is added to the standard solution obtained in this manner through the moisture addition line L11, and the number of particles in the standard solution is measured by the LPC 21 while the amount of water added is gradually changed. This creates and acquires concentration-related information. To accurately measure the number of particles in the standard solution, it is preferable to ensure a sufficient flow rate of the standard solution supplied to the LPC 21. To this end, it is preferable to use a monolithic organic porous ion exchanger, which can achieve a high space velocity, as the ion removal means 16.

また、精製工程では、排液ラインL4の開閉弁V3と水分添加ラインL11の流量調整弁V5が閉鎖されるとともに、溶媒送液ラインL2の開閉弁V2が開放されることで、充填塔11への被精製液の通液が開始される。なお、本実施形態では、前処理工程の終了後に溶媒送液ラインL2の開閉弁V2を閉鎖せずに開放したままにすることで、水分測定準備工程の開始と同時に、充填塔11への被精製液の通液が開始されてもよい。 Furthermore, during the purification process, the on-off valve V3 on the drain line L4 and the flow control valve V5 on the water addition line L11 are closed, and the on-off valve V2 on the solvent delivery line L2 is opened, thereby starting the flow of the liquid to be purified into the packed tower 11. In this embodiment, by leaving the on-off valve V2 on the solvent delivery line L2 open rather than closing it after the pretreatment process is completed, the flow of the liquid to be purified into the packed tower 11 can be started simultaneously with the start of the water measurement preparation process.

上述した実施形態では、非水溶媒中の微粒子数に着目した水分測定方法について、液体精製装置で精製された非水溶媒に適用した場合を例示したが、精製されていない一般的な非水溶媒に対しても適用可能である。ただし、そのような水分測定を行う前には、測定対象の非水溶媒に含まれる水分以外の不純物、特に、LPCによる計測において微細気泡と区別することができない他の微粒子を除去しておくことが好ましい。すなわち、例えば、MF膜などの多孔質膜からなる微粒子除去フィルターを用いて、測定対象の非水溶媒中の他の微粒子を除去しておくことが好ましい。 In the above-described embodiment, the moisture measurement method focusing on the number of microparticles in a non-aqueous solvent was illustrated as being applied to a non-aqueous solvent purified using a liquid purification device, but it can also be applied to general non-purified non-aqueous solvents. However, before performing such moisture measurement, it is preferable to remove impurities other than moisture contained in the non-aqueous solvent to be measured, in particular other microparticles that cannot be distinguished from microbubbles in LPC measurements. In other words, it is preferable to remove other microparticles from the non-aqueous solvent to be measured using a microparticle removal filter made of a porous membrane such as an MF membrane.

また、上述した実施形態では、非水溶媒中の微粒子数に着目したもう一つの方法、すなわち、前処理工程の終了時期を判断する方法について、イオン交換体の脱水処理に適用した場合を例示したが、イオン交換体以外の他の精製手段の前処理に対しても適用可能である。すなわち、上述した実施形態では、非水溶媒の精製手段としてイオン交換体を例示したが、液体精製装置には、各種フィルターや活性炭などの他の精製手段が設けられていてもよい。こうした他の精製手段の中には、使用前に湿潤状態で保管されているものがあり、そのような精製手段に含まれる水分を非水溶媒に置換するために、前処理用の非水溶媒(前処理液)を通液する前処理が必要なものがある。このような精製手段に対しては、上述した実施形態で例示したように、非水溶媒中の微粒子数に基づいて前処理工程の終了時期を判断する方法を適用することができる。 In addition, in the above-described embodiment, another method focusing on the number of particles in a non-aqueous solvent, i.e., a method for determining the end of a pretreatment process, was illustrated as being applied to the dehydration process of an ion exchanger. However, this method can also be applied to pretreatment of other purification means other than ion exchangers. That is, while the above-described embodiment illustrates an ion exchanger as a purification means for a non-aqueous solvent, the liquid purification device may be provided with other purification means, such as various filters or activated carbon. Some of these other purification means are stored in a wet state before use, and some require pretreatment by passing a non-aqueous solvent (pretreatment liquid) through the purification means to replace the moisture contained in the purification means with non-aqueous solvent. For such purification means, the method for determining the end of a pretreatment process based on the number of particles in the non-aqueous solvent, as illustrated in the above-described embodiment, can be applied.

10 液体精製装置
11 充填塔
12 溶媒流量計
13 超純水流量計
14 撹拌手段
15 水分除去手段
16 イオン除去手段
20 水分測定装置
21 液中パーティクルカウンタ(LPC)
22 演算手段
L1 溶媒供給ライン
L2 溶媒送液ライン
L3 脱水処理液ライン
L4 排液ライン
L5 超純水ライン
L11 水分添加ライン
L12 合流ライン
L13 分岐ライン
V1~V4,V6 開閉弁
V5 流量調整弁
REFERENCE SIGNS LIST 10 Liquid purification apparatus 11 Packed column 12 Solvent flow meter 13 Ultrapure water flow meter 14 Stirring means 15 Water removal means 16 Ion removal means 20 Water content measuring device 21 Liquid particle counter (LPC)
22 Calculation means L1 Solvent supply line L2 Solvent delivery line L3 Dehydration treatment liquid line L4 Drainage line L5 Ultrapure water line L11 Water addition line L12 Confluence line L13 Branch line V1 to V4, V6 Open/close valve V5 Flow rate adjustment valve

Claims (9)

非水溶媒中の水分測定方法であって、
前記非水溶媒中の微粒子数と水分濃度との関係を予め取得する工程と、
パーティクルカウンタを用いて前記非水溶媒中の微粒子数を計測し、該計測した微粒子数から、予め取得した前記関係を用いて、前記非水溶媒中の水分濃度を算出する工程と、を含む水分測定方法。
A method for measuring water content in a non-aqueous solvent, comprising:
a step of previously obtaining a relationship between the number of microparticles in the non-aqueous solvent and the water concentration;
using a particle counter to measure the number of particles in the non-aqueous solvent, and calculating the water concentration in the non-aqueous solvent from the measured number of particles using the previously obtained relationship.
前記非水溶媒中の微粒子数を計測する前に、前記非水溶媒に含まれる微細気泡以外の微粒子を除去する工程をさらに含む、請求項1に記載の水分測定方法。 The moisture measurement method according to claim 1, further comprising a step of removing particles other than microbubbles contained in the non-aqueous solvent before measuring the number of particles in the non-aqueous solvent. 前記微細気泡以外の微粒子を除去する工程が、前記パーティクルカウンタの最小可測粒径以下の孔径を有する多孔質膜を用いて、前記微細気泡以外の微粒子を除去することを含む、請求項2に記載の水分測定方法。 The moisture measurement method of claim 2, wherein the step of removing particles other than microbubbles includes removing the particles other than microbubbles using a porous membrane having a pore size equal to or smaller than the minimum measurable particle size of the particle counter. 前記非水溶媒中の水分濃度が0~10000ppmの範囲で測定される、請求項1から3のいずれか1項に記載の水分測定方法。 The moisture measurement method according to any one of claims 1 to 3, wherein the moisture concentration in the non-aqueous solvent is measured in the range of 0 to 10,000 ppm. 前記関係を予め取得する工程が、
水分が除去された前記非水溶媒を標準液として用意し、前記標準液に水分を添加する工程と、
前記標準液への水分添加量を段階的に変化させながら前記標準液中の微粒子数を計測し、前記関係を作成する工程と、を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の水分測定方法。
The step of acquiring the relationship in advance includes:
preparing the non-aqueous solvent from which water has been removed as a standard solution, and adding water to the standard solution;
The moisture measurement method according to claim 1 , further comprising the step of measuring the number of particles in the standard solution while gradually changing the amount of water added to the standard solution, and creating the relationship.
前記関係を予め取得する工程が、前記標準液中の微粒子数を計測する前に、前記標準液に含まれる微細気泡以外の微粒子を除去する工程をさらに含む、請求項5に記載の水分測定方法。 The moisture measurement method of claim 5, wherein the step of acquiring the relationship in advance further includes a step of removing particles other than microbubbles contained in the standard solution before measuring the number of particles in the standard solution. 前記微細気泡以外の微粒子を除去する工程が、前記パーティクルカウンタの最小可測粒径以下の孔径を有する多孔質膜を用いて、前記微細気泡以外の微粒子を除去することを含む、請求項6に記載の水分測定方法。 The moisture measurement method of claim 6, wherein the step of removing particles other than microbubbles includes removing the particles other than microbubbles using a porous membrane having a pore size equal to or smaller than the minimum measurable particle size of the particle counter. 前記関係は、前記非水溶媒中の水分濃度が0~10000ppmの範囲で作成される、請求項5に記載の水分測定方法。 The moisture measurement method of claim 5, wherein the relationship is created for a moisture concentration in the nonaqueous solvent in the range of 0 to 10,000 ppm. 非水溶媒中の水分測定装置であって、
前記非水溶媒中の微粒子数を計測するパーティクルカウンタと、
前記パーティクルカウンタにより計測された微粒子数から、予め取得した前記非水溶媒中の微粒子数と水分濃度との関係を用いて、前記非水溶媒中の水分濃度を算出する演算手段と、を有する水分測定装置。
An apparatus for measuring water content in a non-aqueous solvent,
a particle counter that measures the number of fine particles in the non-aqueous solvent;
and a calculation means for calculating the water concentration in the non-aqueous solvent from the number of particles measured by the particle counter using a previously obtained relationship between the number of particles in the non-aqueous solvent and the water concentration.
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