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分子筛膜分离技术应用于丁醇、异丁醇以及叔丁醇中少量水分离的研究

2021-02-05段仲刚刘明生陈莽

天津化工 2021年1期

洪 周,段仲刚,刘明生,陈莽

(1.南京膜材料产业技术研究院有限公司,江苏南京211808;2.浙江锦华新材料股份有限公司,浙江衢州324004)

1 前言

丁醇及其醇类同分异构体(异丁醇、叔丁醇等)均是重要的有机化工原料,在石化领域有着广泛的应用。由于丁醇、异丁醇、叔丁醇与水存在共沸现象,采用常规的分离方法(精馏、吸附)制备高纯产品,存在工艺复杂,能耗高等问题。

渗透汽化膜分离技术[1]是一种高效的分离方法,利用混合物中各组成在膜材料中溶解-扩散速率的差异实现各组成之间的分离。分离过程不受气液平衡的限制,尤其适合于共沸物体系,具有单级效率高、能耗低、操作简单等优点。与有机渗透汽化膜相比,沸石分子筛膜因其具有孔径均一、热化学稳定等优点受到研究者越来越多的关注[2]。分子筛膜是由沸石分子筛在多孔支撑体上生长而成的致密薄膜,其分子筛孔道直径与分子尺寸接近,利用孔道的吸附选择性和分子筛分特性,实现不同物质分子尺度之间的分离,被广泛用于渗透汽化分离过程。

目前商品化分子筛膜构型主要采用管式和多通道结构,为了进一步提高分子筛膜渗透通量,推动分子筛膜脱水技术发展。顾学红课题组开发高强度中空纤维支撑体[3],并在其表面合成出不同类型的分子筛膜材料[4]。与管式/多通道分子筛膜相比,中空纤维分子筛膜直径小,壁薄,因而在装填密度与渗透通量方面具有明显优势。课题组开发出一体式中空纤维膜组件[5],单支膜组件膜面积达0.54m2,所制备的中空纤维T 型分子筛膜在75℃时对90wt.%乙醇/水混合溶液,水通量达到2.25 kg·m-2·h-1,分离因子为1348。……

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