渗透汽化法处理有机物稀水溶液过程研究现状

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1、渗透汽化法处理有机物稀水溶液过程研究现状渗透汽化法处理有机物稀水溶液过程研究现状渗透汽化,PV(包括蒸汽渗透,VP)被开发为工业上对以接收的实用化技术，至今己有十多年的历史，十多年來，应用PV和VP法脱除有机溶剂或混合溶剂屮的水以及从废水、废气中回收有机溶剂己经成为一种新的工艺技术•到冃前为止，国际上相继建成了100多套PV脱水的工业装置，160多套VPT业装置[1、4].这些工业装置的建立在石油化工及相关工业的节能降耗发挥着重要作用，它不仅证明这一新膜技术的可靠性,而且也证明其在技术上的先进性(投资回收期通常在6〜12个月)，充分显示出作为/清洁工艺0的优势和竞争力•本文从发表论文和专利的

2、情况,新的研究和应用领域等方谢來说明其技术的状况和应用潜力、未来发展趋势和前景.1丿力年论文发表及专利授权情况20世纪50年代到80年代期间SCI(Scienceci2tationindex)和El(EngineeringIndex)两大系统收录有关PV的文章很少，自1980年以后收录的论文逐年增加，而口-这种趋势述在继续.R前,SCI收录PV的论文接近1800多篇,VP的为250多篇,EI收录PV的近1200篇,VP的为150篇,详见图1和图年份图1SCI和EI历年收录的有关PV的论文数3519601970198019902000年份图2SCI和EI历年收录的有关VP的论文数图SCI收录的

3、有关PV的1800篇论文中，日本的论文超过22%,为400篇;美国的约250篇，占15%;我国约为110篇,约占6%,排在徳国、法国和加拿大之后居第6位，如图3所示•由图可见，对所考察的8个主要国家，即日本、美国、徳国、法国、拿大、中国、韩国和西班牙,从20世纪80年代中期以后，渗透汽化过程的研究一直比较活跃.特别是我国，近年来被SCI收录的论文呈快速增长的趋势,2001年已经达到30篇,仅次于美国和H木，这表明渗透汽化过程的研究利开发在我国得到了广泛的重视和发展.1992年以前，渗透汽化还只是作为一个二级主题被化学文摘(ChemicalAbstracts)检索(一级主题为渗透性和渗透,pe

4、rmeabilityandpermeation),自1992年以后,PV已经作为一个新的一级检索主题［4］.这也从表明渗透汽化技术已经成为一个新的化工单元操作被人们所接受•专利申请情况可以用来评估PV或VP技术的工业应用状况和前景.JonquiXes等人［3］的统计数据表明，从1980年到1999年的20年中，欧洲国家共中请了57项有关PV的专利和28项有关VP的专利，其中已授权的专利分别为37项和17项.图4表示出1980年到1999年间在欧洲授权的有关PV和VP的专利数.目前,美国申请的渗透汽化的专利已经超过700项,其中有大约500项是近十年来申请的.蒸汽渗透的专利近370项,其屮大约

5、250项是九十年代以后申请的.由图5可见，美国有关渗透汽化过程的专利在91年左右出现了高峰期，近年则稳左在年15项左右.同期，冇68项有关蒸汽渗透的专利在美国被授权.斯牙大%/無杈绥菸婴GS国家或地区图3SCI收录的论文中各国家或地区所占的百分率年份图51975年到1999年间在美国授权的有关PV和VP的专利数图2渗透汽化的研究及应用自1982年生产无水乙醇的PV丁业装置在巴西建成投产以來，至今在世界上匕经建立了100多套PV的工业装置,90%是GFT公司提供的膜和技术(现属SulzerChemtech公司)，多数用于有机溶剂的脱水，英中24套用于乙醇脱水，16套用于异内-醇脱水，其余的用于

6、进行酯类、讎类及其它冇机溶剂脱水，装置的产量大多在1500~10000t/a,也冇几套年产4~5万t的装•置.最近儿年来在水中脱除少量有机物方而取得了较大进展，特别用于食晶和饮料工业小回收和浓缩芳香物质方而，进行了人量的研究和应用的探索，取得了新的进展，为PV技术开辟了新的应用领域，现从4个方面对PV的应用进行总结.2.1有机溶剂脱水有机溶剂脱水是渗透汽化过程研究最多、产业化最早、应用最普遍、技术最成熟的领域.tl前已经冇工业化应用或研究成果的冇机溶剂如下.醇类:如乙醉、丙醇同分异构体、丁醉同分异构体、戊醇同分异构体、坏己醇和苯甲醇等.酮类:如乙酮、丁酮(MEK)、甲基叔丁基酮(MIBK)等

7、.芳香族化合物:如苯、甲苯、苯酚等•胺类:如三乙胺、毗睫、苯胺等•酯类：如乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯等.储类:如甲基叔丁基瞇(MTBE)、乙基叔丁基瞇(BTBE)、二异丙基讎(DIPE)、四氢咲喃(THF)和二氧杂环乙烷等.有机酸:如乙酸等.膳类：如乙膳等.脂肪桂:如从碳三到碳八的脂肪桂等•有机硅类化合物等.2.2水中脱除有机物PV法进行水中有机物的脱除及回收,20世纪90年代初期实现工业化应用，比有机溶剂