渗透蒸发膜

    渗透蒸发膜 : 渗透蒸发膜是能将透过该膜的液体 加热蒸发而将混合液体分离的技术。这种分 离方法比蒸馏法节省能源并易于分离用蒸馏 法难以分离的有机液体混合物 (如共沸混合 物、沸点相近的混合物、异构体、热稳定性 低的混合物)。渗透蒸发技术最引人注目的特 点是它具有很高的单级分离度。通过一级渗 透蒸发可获得几十、几百甚至上千的分离系 数,这是其他分离手段难以达到的。另外,渗 透蒸发分离的传质机理是在膜中的溶解—— 扩散,从而可以弥补其他分离手段的不足,解 决其他手段所不能解决的问题。还有,渗透 蒸发操作简单,由于不加入其他物质分离剂 而没有额外的产品污染和环境污染。
聚乙烯醇脱水膜是第一个实现工业化应 用的渗透蒸发膜。渗透蒸发膜分为亲水性和 憎水性两类。亲水性膜用于脱水,如乙醇、丙 酮、乙醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷等有机 化合物的脱水。憎水性膜用于脱有机液体,如 用PEBA做的膜对芳香族有机物液体有选 择性透过,用作废水处理可使废水中含百分 之几的苯酚降到几百个ppm (1ppm=1× 10^-6)。另外新近开发了聚丁二烯丙烯酸 (PBAA)材料制成的膜,对卤素有机化合物 有选择性透过,用于除去三氯乙烷等有机氯 化物。
渗透蒸发膜的主要用途可以归纳如下。
(1)二元恒沸物分离 在恒沸混合物中, 乙醇——水的分离具有重要的工业应用价 值。用渗透蒸发技术生产无水乙醇具有以下 一些优点: ①乙醇的损失低; ②没有第三组 分加入,从而避免了可能给无水乙醇产品带 来的微量污染; ③原料含水量对能耗的影响 不十分敏感,故可适当降低浓缩阶段的乙醇 含量,从而节省了能耗。
(2) 脱除有机液体中的微量水 很多有 机液体宏观上和水不相混溶,但实际上总溶 有少量水分(例如几百ppm)。通常利用吸附 技术脱除这部分微量水,但这是一个耗能相 当大的过程。由于渗透蒸发具有很高的一级 分离系数,所以利用渗透蒸发脱除有机液体 中的微量水分具有明显的优越性。
(3) 循环溶剂体系的脱水 在化学反应 过程中的有机溶剂一般都循环使用。溶剂在 循环过程中往往会吸收一部分水分。多数情 况下,和溶剂相比,水仍然是高沸物。传统 的精馏技术往往引起很高的能耗,而且如果 有共沸物存在,简单蒸馏更不能解决问题。因 而,渗透蒸发技术在这个领域里有相当大的 潜力。