渗透汽化_渗透萃取实验装置的研制与开发

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1、第25卷第9期实验室研究与探索Vol.25No.92006年9月RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORYSep.2006·仪器设备研制与开发·渗透汽化P渗透萃取实验装置的研制与开发于燕梅,亓荣彬,王玉军,李继定(清华大学化学工程联合国家重点实验室,北京100084)摘要:分析了渗透膜分离性能评价过程中的关键问题,建立了渗透汽化P渗透萃取实验评测装置,并通过PDMSPPAN复合膜用于正辛烷P噻吩混合物的渗透汽化分离性能的实验评测,验证了实验装置所测结果的准确性和可信性。关键词:渗透汽化;渗透萃取;实验装置中图分类号:TQ016.5文献标识码:

2、A文章编号:100627167(2006)0921065204DevelopmentofExperimentalSystemforPervaporationandPerstractionYUYan2mei,QIRong2bin,WANGYu2jun,LIJi2ding(StateKeyLab.ofChemicalEng.,Dept.ofChemicalEng.,TsinghuaUniv.,Beijing100084,China)Abstract:Basedontheanalysisoftheevaluationprocessofseparationperformanc

3、eofmembranes,anexperimentalsystemwasdevelopedforpervaporationandperstractionprocesses.PDMSPPANcompositemembraneswereinvestigatedforthepervaporativeseparationofn2octanePthiophenemixtureswiththissystem.Theexperimentalresultsverifytheaccuracyandcreditabilityofthesystemdeveloped.Keywords:pe

4、rvaporation;perstraction;experimentalsystem膜分离是一种新型分离技术,与其他广泛应用的能力的差异而实现液体混合物分离的高效分离技术,分离技术(如蒸馏、吸附、吸收、萃取)相比,膜分离具有目前已经在有机物中少量水的脱除等过程中取得工业[4,5]高效、低能耗、设备简单、处理能力可调节范围大等优应用。如图1所示,在渗透汽化过程中,膜的原料点。因此,膜分离技术可以实现其它技术达不到的效侧或称上游侧通常为经过加热的液体混合物,在渗透果,已在许多领域广为应用。物侧或称下游侧维持很低的渗透物蒸汽压从而使渗透渗透汽化(Pervaporation

5、,简称PV)和渗透萃取物以蒸汽的形式被不断的分离出去。通常膜的上游侧[1](Perstraction,简称PS)过程主要用于液体混合物的分维持常压,而膜的下游侧可以采取3种方式保持较低离,是目前膜分离领域的研究热点之一。相对于其它的渗透物蒸汽分压:①惰性气体吹扫;②真空泵抽真膜分离过程而言,渗透汽化和渗透萃取的研究起步较空;③冷凝器连续冷凝冷却。实际过程中通常采用抽晚,但经过近十几年的迅速发展,已经在有机溶剂脱真空和冷凝冷却相结合的方法,以降低过程的能耗。水、水中脱除微量有机物以及其它极性P非极性、饱和P如图2所示,渗透萃取过程与渗透汽化过程类似,它采非饱和有机物体系

6、以及同分异构体的分离方面取得了用合适的溶剂循环通过渗透物侧,使渗透物在溶剂中[2,3][6]重要的研究成果和应用。的活度很低从而为传质过程提供推动力。渗透萃取过程不需要膜下游侧维持真空,但该过程必须通过蒸1渗透汽化和渗透萃取过程的基本原理馏等方式实现萃取剂和透过液的分离。渗透汽化是一种利用膜对不同组分的溶解和扩散作为膜渗透分离过程的核心,膜的性能主要包括物化稳定性及分离透过性两个方面。膜的物化稳定性收稿日期:2006205226是指膜的强度、允许使用压力、温度、pH值以及对各种基金项目:国家973项目(No.2003CB615701)有机溶剂和化学品的适应性,它是决定

7、膜使用寿命的作者简介:于燕梅(1970-),女,工学学士,工程师,从事化工萃取与主要因素。分离研究、仪器分析及实验室管理工作,Tel:010262784540;E2mail:yuyanm@mail.tsinghua.edu.cn.1066实验室研究与探索第25卷因而进料侧的压力对传递性能的影响很小。同样,在渗透萃取的过程中渗透物侧的压力对分离性能的影响也不大。但在渗透汽化过程中,当采用真空泵维持渗透侧极低的压力时,渗透侧压力的大小直接与组分透过膜传递的推动力大小相关。此时,恒定地维持渗透侧的高真空度,可以获得较大的渗透通量。图1渗透汽化过程示意图图2