探秘共沸分离膜分离技术

学术   2024-12-03 09:19   湖北  

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    从原理上看,当液体混合物与共沸分离膜接触时,在膜两侧存在的化学势差(例如浓度差或者压力差)的驱动下,混合物中的各个组分开始向膜的另一侧扩散。但由于有机膜对不同组分的亲和力、吸附能力以及扩散速率存在差异,使得不同的组分以不同的速度透过膜,从而达到分离的目的。就好比一群人要通过一扇特殊的门,每个人的“通行证”级别不同,通过的速度也就不一样,最终被分成不同的群体。

     相较于传统的分离技术,共沸物膜分离技术有着诸多显著的优势。传统的分离方法,如蒸馏,往往需要消耗大量的能量来改变物质的相态以实现分离。而共沸物膜分离技术在常温或者接近常温的条件下就可以进行操作,大大降低了能耗。这对于能源日益紧张的现代社会来说,无疑是一个巨大的优势。

     该企业引入了共沸分离膜分离技术,使用特殊的高分子有机膜。这种膜对甲醇和环氧戊烷的吸附和扩散能力有着明显的差异,环氧戊烷分子较快地透过膜,而甲醇分子的透过速度相对较慢。

     根据业主提供的二元交互作用参数,在常压下,环氧戊烷和甲醇二元体系的T-xy气液平衡曲线如图1所示。由图1可知,在常压下,环氧戊烷和甲醇存在最低共沸点,共沸体系中甲醇的浓度大概在~80wt%,温度为~64℃。但在远离共沸点,尤其是环氧戊烷过量时,相对挥发度较大,采用塔分离的难度较小。

图1 常压下环氧戊烷和甲醇二元体系T-xy气液平衡曲线图

流程图

  图3 膜分离单元流程简图

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