分子筛膜-精馏耦合用于费托合成水相副产物混合醇回收的工艺流程模拟

费托合成油水相副产物混合醇的回收多采用萃取精馏的分离方法,此方法需要配置7个精馏塔和5路循环回路。通过分析发现,流程冗长的关键因素在于混合醇中除甲醇外各个组分均与水产生共沸,而分子筛膜渗透汽化技术不受汽液平衡的限制,因此可以利用分子筛膜渗透汽化技术将混合醇中的水分先脱除,然后再利用精馏技术对混合醇各组分进行分离。本文完成了精馏-膜分离耦合工艺分离混合醇的全流程模拟,并与传统的萃取精馏工艺流程进行对比。精馏-膜分离耦合工艺大幅简化了原有萃取精馏工艺流程,整体能耗降低30%。并根据此流程在陕西延长石油（集团）有限公司建成了国内第一套膜分离-精馏耦合工艺的1000t/a低碳混合醇回收和分离的工业示范装置。     

支撑层对硅橡胶复合膜渗透汽化分离性能的影响

引言 为了扩大渗透汽化技术的应用领域,科研工作者需要进一步增强渗透汽化膜的分离性能.从工业化的观点而言,用于实际应用的渗透汽化膜大多是复合膜,它由选择层(或分离层)和支撑层组成.一般认为,选择层决定着复合膜的选择性和通量,支撑层起支撑和机械稳定作用.Nijhuis[1]在从甲苯-水体系中分离甲苯的过程中对均质膜和以聚砜为支撑层的复合膜的分离性能进行了比较;Sturken[2]分别用聚醚酰亚胺和聚偏氟乙烯为支撑层的硅橡胶膜从二氯乙烷-水体系中提取二氯乙烷,他们得到了相同的结论:支撑层的影响可以忽略.然而Scholz[3],Heinzelmann[4],Rautenbach[5],Borges[6],Vankelecom[7],Farooq[8],Lipnizki[9]等均在各自研究中发现,由于基膜和分离层的物理化学性质以及制膜方法等众多因素的存在使得支撑层在一定程度上影响复合膜的分离性能;Feng[10]对均质硅橡胶膜和有微孔支撑层的硅橡胶复合膜的分离性能进行了比较,发现均质硅橡胶膜优先透过异丙醇,而有微孔亲水性支撑层的硅橡胶复合膜则优先透过水,这表明在一定的情况下,支撑层甚至起主导作用并能够决定复合膜的分离性能.因此,通过系统研究以不同多孔材料为支撑层的复合膜对有机物-水溶液的分离性能的影响,能够找到最优的复合膜支撑层,从而能够提高复合膜的分离性能.然而,至今关于支撑层对渗透汽化膜分离性能影响的系统研究仍相当少.     

分离啤酒中风味物质的渗透汽化特性研究--进料温度的影响

根据啤酒的风味组成,配制了含有7种主要风味物质的多元有机-水溶液,考察了不同进料液温度下,风味物质的渗透汽化（PV）分离特性以及乙醇与风味物质间的耦合作用对传质过程的影响.实验结果表明：风味物质的存在使乙醇的PV性能受到一定的抑制,而且温度越低影响越大;乙醇对风味物质PV性能的影响与组分在乙醇和水中的溶解度有关;虽然存在多种耦合作用,酒精饮料PV过程的总渗透通量及各风味物质的渗透通量仍然可以用Arrhenius定律进行表征.     

分子模拟方法在渗透汽化膜研究中的应用进展

综述了分子模拟在渗透汽化无机膜、聚合物膜及有机-无机复合膜研究中的应用。分析了对宏观实验现象提供的微观解释。探讨了模拟研究中存在的问题,并对分子模拟在渗透汽化膜研究中的前景进行了展望。     

渗透汽化苯脱水的实验室和工业试验研究(Ⅰ)实验室放大试验

实验室条件下比较研究了甲醛溶液处理、戊二醛和马来酸交联的ＰＶＡ／ＰＡＮ复合膜从苯中脱除微量水的性能,选定了适宜的苯脱水膜,探讨了膜面流速对水通量的影响,拟合得到了水通量的经验公式。试验结果为千吨级渗透汽化苯脱水的中试设计提供了基础数据。     

渗透汽化苯脱水的实验室和工业试验研究(Ⅲ)计算机模拟

导出了计算渗透汽化平板膜的浓度剖面和温度剖面的微分方程组,结合实验得到的组分分绶量关联式对千吨级渗透汽化苯脱水中试的膜面积和试验结果进行了验证,计算值和试验值符合良好。模型的建立为万吨级渗透汽经苯脱水的工业设计和实施提供了参考。     

Sn-ZSM-5沸石膜的合成及其在废水脱除乙酸中的应用

通过研究Sn-ZSM-5沸石分子筛的合成与表征,确定了在多孔陶瓷管上合成Sn-ZSM-5沸石膜的条件.首先利用水热合成法,从Si(OCH2CH3)4/SnCI4/TPABr/NaOH/H2O澄清体系中合成出Sn-ZSM-5沸石分子筛,从扫描电镜照片(SEM)看到沸石分子筛呈现近长方体形;X射线衍射(XRD)显示为MFI型结构,并测定其晶胞参数;红外光谱(IR)在约960cm-1左右显示特征峰,表明锡原子已经进入沸石骨架.在此基础上利用水热合成法在多孔陶瓷管上制备Sn-ZSM-5沸石膜,在90℃下对于质量分数5%的乙酸溶液,Sj/Sn原子比=25的沸石膜的选择系数为7.75,总通量达到0.490 kg/(m2·h).     

聚氨酯脲和聚氨酯酰亚胺膜的制备与渗透汽化芳烃/烷烃分离性能研究

通过两步聚合的方法,成功制备了以聚己二酸乙二醇酯(PEA)为软段的聚氨酯脲(PUU)和聚氨酯酰亚胺(PUI)膜材料,用FT-IR,NMR和DSC等方法对两种膜材料的分子结构及性质等进行了表征,并考察了两种膜对芳烃/烷烃混合物的渗透汽化分离性能.结果表明,两种膜都对芳烃表现出良好的选择渗透性,在相同的条件下,PUU膜的渗透通量比PUI膜更大而分离因子更小.对于苯的浓度为50%的苯/环己烷混合物分离体系,45℃时PUI膜的渗透通量为18.6 kg·μm/(m2·h),分离因子为7.3;而对于苯/正己烷混合物分离体系,渗透通量则为22.4 kg·μm/(m2·h),分离因子为15.2.     

SiO_2填充PDMS膜分离丙二醇单甲醚/水溶液

以填充纳米二氧化硅改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜对丙二醇单甲醚/水的混合体系进行汽化分离研究,结果表明,用于分离质量分数为0.5%~10%丙二醇甲醚/水溶液,103甲基室温嵌段硫化硅橡胶(103-PDMS)膜比107室温硫化硅橡胶(107-PDMS)膜分离性能好,通量增加一倍,分离系数也有所提高。随着SiO2添加量的增加,分离因子先增加后降低,通量单调增加,分离因子最大可达到16.88,对应通量为45.55 g/m2.h。纳米二氧化硅填充量为1.2‰相对于PDMS质量分数时,分离效果最好。     

聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷渗透气化膜在丁醇分离中的应用

通过相转化法制备PVDF多孔支撑膜,在其上涂覆致密的PDMS分离层制备得到PVDF/PDMS复合膜,用于丁醇的分离纯化。以丁醇水溶液为原料液,流速为1.6 L·min^-1,丁醇浓度为15 g·L^-1,温度为37℃时, PVDF/PDMS复合膜的总通量为158.2 g·m^-2·h^-1,分离因子为17.3。向丁醇水溶液中按丁醇：丙酮：乙醇比例为6：3：1添加丙酮和乙醇模拟发酵液,PVDF/PDMS复合膜的总通量升高到189.5 g·m^-2·h^-1,分离因子降低到14.8。进一步考察了以丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵液为原料液的渗透气化膜分离性能,发酵液中不存在菌体时,PVDF/PDMS复合膜的总通量和分离因子分别为120.2 g·m^-2·h^-1和19.7,而菌体存在时,复合膜的总通量和分离因子分别为122.1 g·m^-2·h^-1和16.7。与PDMS均质膜相比,PVDF/PDMS复合膜在丁醇分离过程中的分离性能有了显著的提升, 具有潜在的应用价值。