乙醛-水溶液渗透蒸发分离的研究

《乙醛-水溶液渗透蒸发分离的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要乙醛．水溶液的分离在乙醛及其下游产品生产过程中有重要的意义，工业中常用分离方法为精馏和萃取，渗透蒸发膜分离技术具有高效、节能等特点，用于醇、醚、酯的水溶液分离已经比较成熟，对含醛体系的分离报道较少。本论文分别从优先透水和优先透醛角度对渗透蒸发分离乙醛．水溶液进行研究。以聚氨酯(PU)为膜材料，分别采用填充和共混改性方法，制备了两种优先透水膜：3A分子筛填充型聚氨酯(3A_PU)膜和醋酸纤维素．聚氨酯(CA．PU)共混膜。以硅橡胶(PDMS)为制膜材料，将PDMS与交联剂缩聚反应，以CA微孔膜为支撑层，制备了PDMS／CA复合

2、膜及ZSM．5分子筛填充PDMS，CA(zSM．5．PDMS／CA)优先透醛膜。采用红外光谱(盯IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)等对膜的结构形态和物理化学性质进行了表征，分析了填充和共混改性对膜内部的基团作用、结晶度等的影响。研究了填充量、共混比及操作条件(原料液温度、浓度)对膜在分离乙醛．水溶液时的溶胀吸附及渗透蒸发性能的影响。空白PU膜分离乙醛．水溶液时，渗透通量较低。添加3A分子筛后，膜的渗透通量和分离因子都有所提高。3A分子筛含量为8％时，通量达到了223．29／m2．h；3A分子筛含量

3、为5％时，分离因子达到了7．5。对分离过程的分析表明扩散选择性对分离因子起主要作用。醋酸纤维素和聚氨酯共混部分相容，会产生微相分离，导致CA．PU膜自由体积增加，与空白PU膜相比，渗透阻力减小，渗透通量增大，而分离因子变化不大。PDMS／CA复合膜分离乙醛．水溶液时，乙醛优先透过。加入ZSM．5分子筛填充改性后，分离因子增加，分子筛含量为5％时，分离因子达到最大(11．O)。对渗透蒸发的工艺条件研究发现，料液温度升高有利于膜渗透通量的增加；乙醛浓度提高，3A．PU和CA．PU膜的渗透通量也增加。根据膜对原料液的吸附实验及溶解一扩

4、散模型，对渗透物在膜中的扩散系数、渗透系数及渗透通量进行了计算，并将渗透通量的计算值和实验值进行了比较，计算值与实验值数量级一致，偏差原因主要是由于模型未考虑组分和膜以及组分之间的相互作用。关键词：渗透蒸发，乙醛，聚氨酯，硅橡胶，膜摘要ABSTRACTTheseparationofacetaldehydeaqueoussolutionhasgreatsignificanceonthedownstreamproductionprocessofacetaldehyde．Distillationandextractionarethec

5、ommonlyusedseparationmethodintheindustry．Pervaporation，asanovelliquidmixtureseparationtechnology,iswidelyusedforseparatingorganicsolution，suchasethanol·water,ether-water,ester-wateretc．．Butthereislittlestudyontheseparationofaqueoussolutioncontainingaldehyde．Thepervap

6、orationofacetaldehydeaqueoussolutionisresearchedfromtheperspectiveofwaterpreferredpermeationandaldehydepreferredpermeationinthisthesis．Inourwork，polyurethane(PU)ischosenasthewaterpermeablemembranematerial，andPDMSasthehydrophobicmembranematerial．Thepolyurethanemembran

7、esfilledwith3Amolecularsieve(3A--PU)andthepolyurethane·-celluloseacetateblendmembranes(CA-PU)arepreparedtoseparatetheacetaldehydeaqueoussolutionbypervaporation．PDMS／CAcompositemembraneispreparedbypolycondensationofaPDMSbasepolymer,usingamicroporousCAmembraneasthesupp

8、ortinglayer．ZSM··5filledPDMS／CAcompositemembraneswithZSM··5contentof2％，5％，8％and10％werepreparedbyintroducingthehydrophobicZSM一5zeoli