第八章滲透蒸發(fā)過程

1、整個滲透蒸發(fā)過程的分離系數pervap定義為 jijipervapcccc/jijipervapccpp/ （8-2）（8-1） 式中Ci，Cj表示i，j組分的濃度，“”表示膜的滲透側“”表示膜的原料側。 由于滲透側是氣體，可以用蒸汽壓P代替濃度C，則pervap可以表示為：根據滲透蒸發(fā)過程的機理膜型、則有：memevappervap （8-3） 式中evap，mem分別為混合物在蒸發(fā)過程中jijievapccpp/ 和透過膜的過程中的分離系數，定義為： （8-4）jijimemccpp/ （8-5） 第四章中定義了膜的本征分離系數，只與高聚物膜和分離物系有關：iijjjijjiijjiiji

2、pppppppQpQpAQpAQJJa （8-6）將（8-6）式代入（8-5）式，有：ijjjiimemppppppa （8-7）將（8-7）式代入（8-3）式，則ijjjiievappervapppppppa （8-8） 式（8-8）對討論各種因素對滲透蒸發(fā)過程的分離貢獻，作用很大，從該式我們可以得到如下主要結論：1. 蒸發(fā)、膜及操作條件都會影響到滲透蒸發(fā)過程的最終分離效果。其中蒸發(fā)過程的分離系數是由操作條件下的汽一液平衡關系所決定，可以用汽液平衡數據求得。2. 滲透蒸發(fā)膜可以優(yōu)先選擇透過易揮發(fā)組分，也可以優(yōu)先選擇透過難揮發(fā)組分，不過需要膜的選擇性足夠大。 3. 若滲透蒸發(fā)過程以優(yōu)先透過易揮

3、發(fā)組分為目的，在較低溫度下操作有利，因為溫度低evap較大：若以透過難揮發(fā)組分為目的，則反之。4. 分析（/iipp ）一項，若i組分優(yōu)先透過，/jipp。因此，只有透過側在真空下操0/jipp,)/()(/jjjipppp若j組分優(yōu)先透過也有相同結論。則做才有有最大值，溶解速度 )(wwewwcckI （1）擴散速度 /wwwcDJ （2） wI=wJ （3） 從式（1）（3）可得到 )/(1wwwewkDcc （4）wwwewwDkckJ/1 （5） aaaeakDcc/1 （6） aaaeaaDkckJ/1 （7） 于是，分離因子為 wwwaeaaaawewxDkckxDkck)/1 (

4、)/1 ( （8） 從式(5)、式(7)和式(8)可看出，滲透蒸發(fā)的通量與膜厚不成反比關系，分離因子也不是一個常數，這都因溶解未達到平衡而造成，不平衡的程度由D(k)決定，對某一種膜材料和某一種溶液，不平衡的程度主要由膜厚決定，膜越薄，不平衡的程度就越大。 當0時 waeaawewxckxck/ (9) J aeawewckck (10) dzidiMwbCJiMiMiM)1(, （11） 公 司應 用膜/膜組件GFT（德國）溶劑脫水交聯PVC復合膜/板框式Lurgi（德國）溶劑脫水GFT的PVC復合膜/板框式Membrane TechnologyReaearch(MTR)（美國）溶劑回收復合

5、膜/卷式British Petroleum(Kalsep)（英國） 溶劑脫水復合膜/管式，板框式Air Products(Separex)（美國）有機物-有機物分離醋酸纖維素膜/卷式Texaco（美國）溶劑脫水，有機物分離復合膜/板框式三井工程與造船（日本）有機物脫水聚乙烯醇復合膜GFT膜/板框式德山曹達（日本）異丙醇脫水殼聚糖膜/中空纖維Zenon（加拿大）Hoechst CelaneseMeOH/MTBE分離./板框式項目滲透蒸發(fā)精餾吸附系統(tǒng)成本（）7500014000090000泵（KW）322蒸汽量kg/h（表壓MPa）45（0.18）70（0.73）90（0.73）夾帶劑3 進料滲透

6、液滲余掖流量（m3/d）75.711.89375.63濃度（%）01膜分離系數200膜流量1.0（L/m3h）膜面積85m2進料滲透液滲余掖流量（m3/d）75.713.02874.19濃度（%）2.045.70.2膜分離系數100膜透量 純水 2%乙酸乙酯1.0（kg/m2h）2.0（kg/m2h）膜面積70（m2）精餾過程美國精餾能耗（1015Btu/yr）特殊精餾能耗（Btu/lb產品）關鍵組分（輕/重）苯乙烷/汽油餾分0.0035511,582苯乙烷/對二甲苯己二酸（由空氣氧化環(huán)己烷制）0.003362,210從正丁烯中分離丁酮0.002755,470仲丁醇/水甘油（由過乙酸制）0.0049211,618二異丁基甲酮/重雜質水/甘油乙醇（由乙烯水合制）0.01058,784乙醇共沸物/水乙烯基乙酸（由乙烯和乙酸制）0.004533,061乙烯基乙酸水共沸物/乙酸水共沸物苯酚（由異丙基苯制）0.004372,005異丙基苯/苯酚鄰二甲苯0.006035,689間二甲苯/鄰二甲苯乙酸（由乙醛氧化制）0.005742,369水/乙酸方法滲透汽化+精餾多效精餾+精餾恒沸精餾+精餾分子篩吸附低壓蒸汽/40t-1電能/0.20kWh-1冷卻劑/0.10m-3恒沸劑/3.00kg-1膜的更換分子篩更換設備費6.408.802.00-15.30