渗透汽化膜法乙醇脱水

介绍了渗透汽化技术的特点和应用范围，并以年处理95%乙醇原料5000t的设计能力为例，给出了渗透汽化膜法乙醇脱水的工艺流程和投资估算。     

用于乙腈废液脱水渗透汽化膜的溶胀实验研究

采用KOCH复合膜对乙腈废液进行溶胀实验研究,考察了不同乙腈浓度的浸泡液对复合膜溶胀性能的影响,发现该复合膜对水优先吸附溶解,为亲水性优先透水膜。同时在料液浓度为84%左右时,复合膜的总溶胀度达到最大值1.8,此膜片适用于乙腈废液体系的脱水分离。     

渗透汽化分离水—乙醇混合物

用顺丁烯二酸酐和丁炔二酸对聚乙烯醇(PVA)进行交联制得渗透汽化膜,并对水—乙醇混合物进行渗透汽化分离。研究了膜的溶胀行为及透过性能随料液组成变化的情况。结果表明:顺丁烯二酸酐和丁炔二酸交联聚乙烯醇膜是性能优异的优先透水膜,随料液中乙醇含量增加,溶胀度和透量减小,而分离系数增大。     

多元酸交联聚乙烯醇膜渗透汽化分离性能研究

用多元酸作交联剂与聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行反应制得渗透汽化膜,对水－乙醇进行渗透汽化分离。研究了膜溶胀平衡过程,考察了料液组成对膜渗透汽化性能的影响。     

渗透汽化法分离乙醇／水混合物

将壳聚糖（ＣＳ）和聚乙烯醇（ＰＶＡ）混合物涂到聚丙烯腈（ＰＡＮ）底膜上,通过交联制成壳聚糖复合膜。研究了膜对乙醇／水溶液的渗透汽化性能,讨论了料液浓度、温度对膜分离性能的影响。结果表明,ＣＳ－ＰＶＡ／ＰＡＮ膜具有优异的渗透选择性能。当料液乙醇含量为９５ｗｔ％,温度为６０℃和７０℃时,渗透通量分别为３１０ｇ／（ｍ２·ｈ）和４３３ｇ／（ｍ２·ｈ）;分离因子为１１６和１２７。渗透通量与温度呈Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ关系     

多元酸交联聚乙烯醇渗透汽化膜

用多元酸作交联剂与聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行反应制得渗透汽化膜,并对水－乙醇混合物进行渗透汽化分离。考察了交联剂用量、交联剂分子结构对膜性能的影响。在４０℃时,由草酸及柠檬酸交联的聚乙烯醇膜对９５％的乙醇水溶液,分离系数可达４６０以上。     

明胶膜醇／水渗透汽化性能的研究

用牛骨胶制备明胶膜,用于乙醇/水混合物的渗透汽化分离研究,结果表明,该膜在常温下分离85％乙醇时运行3h便可到达稳定操作状态;料液中醇含量增大、膜的分离系数提高但通量下降;而温度升高或汽相侧真空度提高都能导致膜通量与分离系数的同时提高。     

实用膜组件中渗透汽化过程的数学模型和模拟计算

对实用膜组件中乙醇－水体系的连续操作错流型及逆流型的渗透汽化过程数学模型,针对乙醇－水体系进行了模拟计算,分析比较了两种流型的分离性能。通过模拟计算,可解决膜组件的某些设计和核算问题,为操作参数的优选提供理论依据。     

渗透汽化技术用于甘草酸生产中废乙醇的回收研究

本项目将渗透汽化膜技术应用于甘草酸生产中废乙醇的回收中,分别考察了纯乙醇配制水乙醇体系和甘草酸生产中废乙醇在渗透汽化下的脱水情况,通过改变温度考察了不同情况下渗透汽化的分离效果及渗透通量,还将乙醇水体系的水分含量改变,测定了不同水含量乙醇水体系下的脱水情况及渗透通量。     

硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能研究

进行了3种测定硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能的对比实验．实验结果表明：硅橡胶膜的渗透蒸发作用可有效消除乙醇发酵过程中的产品抑制效应,将乙醇产率提高至传统发酵过程的3～4倍;从发酵液中连续分离出来的乙醇,经过冷凝后成为高浓度产品,冷阱收集液乙醇浓度可达原料液乙醇浓度的4倍左右．膜的固定作用使反应器中保持了较高的酵母细胞浓度,但是无机盐、不挥发性副产物及老化细胞的堆积会影响细胞活性,为了获取高乙醇产率,必须将部分发酵液从膜生物反应器中取出．     

氧化多壁碳纳米管对PVA-CS-O-MWNTs/PAN渗透汽化膜性能的影响

在涂膜液聚乙烯醇(PVA)-壳聚糖(CS)混合物中加入无机相氧化多壁碳纳米管(O-MWNTs),使用浸渍法涂膜的方式制备PVA-CS-O-MWNTs/PAN中空纤维膜(PAN为聚丙烯腈),应用于渗透汽化分离甲醇(Me OH)/碳酸二甲酯(DMC)混合物.考察了O-MWNTs含量、热处理温度、料液温度对渗透汽化性能的影响.结果表明,加入氧化多壁碳纳米管可以提高PVA-CS/PAN膜的渗透通量、亲水性和机械性能.较佳的工艺条件为:O-MWNTs质量分数为0.1%,热处理温度为80℃,料液温度为40℃,Me OH的质量分数为70%.在此实验条件下,PVA-CS-O-MWNTs/PAN膜的渗透汽化性能达到最佳,渗透通量为210 g·m-2·h-1,甲醇选择性为7.82.     

PDMS复合膜水中脱除乙醇渗透汽化传质过程分析

对聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚砜（PS）复合膜从低浓度乙醇水溶液中脱除乙醇的渗透汽化过程进行了研究。考察了操作温度、料液浓度及流速对渗透通量的影响,并对其传质过程进行分析。结果表明,乙醇渗透通量随料液温度、浓度及流速的增加而增大;利用Wilson图解法确定膜阻,并计算液相传质系数,进而获得传质准数关联式;在此传质过程中,液膜阻力占总阻力50%以上,表明液膜阻力对该渗透汽化过程有较大影响。     

乙醇脱水制乙烯工艺条件的响应面法优化

研究活性Al₂O₃催化剂催化乙醇脱水的过程,在单因素实验的基础上,采用响应面方法优化温度、进料速度和催化剂粒径等工艺参数,建立预测模型。结合生产实际和实验室研究成果,使用建立的模型,在乙烯时空收率≥5 h^-1,乙醇转化率≥98%的条件下,得到乙烯选择性的最优化条件。结果表明:催化剂装填量为5 g,原料乙醇质量分数为95%,温度398.5℃,进料速率40 mL/h,催化剂粒径0.4 mm的条件下反应,乙醇转化率为98.0%,乙烯选择性和时空收率分别为99.5%和5.0 h^-1。预测结果与实验值误差≤2%,建立的预测模型准确可靠。     

聚砜中空纤维膜乙炔脱湿的研究

采用渗透侧抽真空的方式对膜法乙炔脱湿进行了系统的研究.考察了不同处理量下,渗透侧真空度对渗余气含水量、回收率、分离因子和水蒸气、乙炔渗透通量的影响.当处理量为2.4 mL/s,原料气压力为180 kPa,渗透侧压力为20 kPa时,经过膜分离器处理后的乙炔水含量可由1%降至0.4%以下,渗透气量小于5%,便于循环利用.     

戊二醛交联PVA/PAN复合膜渗透汽化性能的实验研究

研究了戊二醛交联时间对PVA/PAN复合膜分离性能的影响,并用于乙醇水溶液的分离。结果表明,交联处理存在着最优时间。对应于最优交联时间的膜,当料液中乙醇质量分数(wE)为96.2%,料液温度(t)为70℃时,渗透通量(J_t)为337(g·m^-2·h^-1),分离因数(α_W/E)为389.7。进一步考察了料液质量分数为30%～98.3%,料液温度为50～78℃时,交联膜的分离性能。     

P/HZSM-5分子筛催化乙醇脱水制备乙烯

采用浸渍法制备一系列P/HZSM-5分子筛催化剂,考察P含量对乙醇脱水制备乙烯的影响,并以X线衍射（XRD）、N₂吸附脱附（BET）、²⁷AL核磁共振(²⁷AL MAS NMR)等表征手段研究了P物种对HZSM-5分子筛结构和酸性质的影响。结果表明:H₃PO₄的添加会在某种程度上促进骨架四面体Al原子的脱离,从而有效地降低催化剂酸强度,进而减弱了催化剂的活性,但有利于延长使用寿命。结合NH₃-TPD表征结果,P的添加量控制在2.0%比较合适。     

精馏与渗透汽化复合生产ETBE的过程

为了分离乙基叔丁基醚（ＥＴＢＥ）和乙醇混合物,得到ＥＴＢＥ产品,研究了乙酸丙酸纤维素膜（ＣＡＰ）的渗透汽化过程,讨论了温度、浓度等因素对渗透通量和选择性的影响。结果表明,ＣＡＰ膜的渗透通量随温度和乙醇在混合物中的浓度增加而增加,渗透通量与温度的关系满足Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ形式的方程。在此基础上,提出了精馏与渗透汽化复合生产ＥＴＢＥ的过程,并运用ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ软件对该过程进行了设计计算,汽液相平衡采用ＵＮＩＦＡＣ法进行预测。     

中空纤维复合膜水中脱酯渗透汽化过程的研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯中空纤维复合膜,用于乙酸乙酯/水体系的分离。研究了料液温度、质量浓度及流速对渗透汽化分离性能的影响,并获得了总传质系数。实验结果表明,该复合膜具有较高的渗透通量及较大的分离因子;随着料液温度、流速以及质量浓度的增加,渗透通量均呈增加趋势;分离因子随料液温度和流速的增加而增大,而随料液质量浓度的增加呈先增大后减小的趋势;总传质系数随温度的增加而显著增大。