文档介绍：渗透汽化膜分离节能技术及其在石化领域中应用
(清华大学膜技术工程研究中心)
一、引言
二、渗透汽化膜分离技术应用现状
三、可直接工业应用的渗透汽化膜分离节能技术
四、处在工业中试阶段的渗透汽化膜分离节能技术
五、处在实验室研究阶段的渗透汽化膜分离节能技术
李继定
一、引言
一、引言
1917年, 渗透汽化概念出现,Kober首次提出,描述水通过火棉胶的情形。(, J. Amer. Chem. Soc., 39:944, 1917)
1960年,渗透汽化专利出现,Binning (. Binning, US Patent, 2923749, 1960)
1965年,渗透汽化膜分离机理, Lonsdals (. Lonsdals, V. Merten et. Al., J. Appl. Polym. Sci., 9:1341, 1965)
上世纪70年代末80年代初,1984年德国GFT公司首次建成了400吨/年无水乙醇渗透汽化膜工业装置。
渗透汽化膜分离原理示意图
膜
液相
渗透相(汽相)
料液
出料
冷凝器
真空系统
冷凝物
Feed
liquid
Dissolution
Diffusion
Permeate
vapor
δ
Evaporation
一、引言
渗透汽化膜分离技术的突出优点:
* 典型的节能技术(低能耗,一般比恒沸精馏节能1/2 ~3/4)
* 典型的清洁生产技术(过程不引入其它组成,产品和环境不会受到污染)
* 典型的便于放大、耦合和集成技术
它特别适用于普通精馏难于分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物的分离,对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除,对废水中少量有机物的回收,对有机物/有机物分离和与反应耦合、将反应生成物不断脱除等具有明显的经济上和技术上的优势。
一、引言
Comparison of energy costs (in kWh) for the dehydration of 100 kg of isopropanol (starting from the azeotrope: isopropanol 88 wt.%) by different separation processesa
Utilities
Azeotropic
distillation
Adsorption
Pervaporation
Evaporation energy
17
Condensation energy
17
–
–
Cooling water
–
Pumps, etc.
2
22 4
4
Total cost
36
29
12
U. Sander, P. Soukup, Design and operation of a pervaporation plant for ethanol dehydration, J. Membr. Sci. 36 (1988) 463, (contribution of pany LURGI).
parison for the dehydration of ethanol (94 wt.%) by ‘azeotropic distillation’ and pervaporation. Costs estimated in Deutsch Mark per tonne of produced anhydrous ethanol ( wt.%)
Utilities
Azeotropic distillation
(entrainer = cyclohexane)
Pervaporation
Low pressure steam
50–75
Cooling water
2
Electric power
Entrainer
–
–
Membranes
–
8–16
Total cost
62–89
22–30
J. Bergdorf, Case study of solvent dehydration in hybrid processes with and without pervaporation, in: R. Bakish (Ed.), Proceedings of the Fifth International Conference on
Pervaporation Processes in the Chemical Industry, 11–15 March 1991, Bakish Materials