PVA膜渗透汽化分离正丁醇水溶液的实验研究.pdf

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterExprimentalstudyonPVAmembranepervaporationseparatingn-butanol／ttzOsolutionByZhanhuiWangSupervisor：A．P．HongliangLiChemicalProcessEquipmentSchoolofChemicalEngineeringApril，2012学位论文作者：ilIIIIIIIIIIIIIIIIIfY2102

2、240，独立进行研任何其他个人献的个人和集日期：枷f≥年夕月沈El学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此

3、规定。!麟穆1日期：加协年，月功Et社会对注。传在发酵严重的产物抑制作用。为了解决这一问题，考虑采用渗透汽化法分离浓缩低浓度正丁醇，减小产物抑制作用，保证发酵过程的连续进行。渗透汽化作为一种新型的膜分离方法，具有许多其他分离方法所不能比拟的优点，适合于传统精馏法难以分离的近沸物或者恒沸物的分离，在低浓度正丁醇／水溶液的分离中有着广阔的应用前景和发展潜力。首先，本文采用PVA(聚乙烯醇)膜对低浓度正丁醇／水溶液进行了渗透汽化性能的实验研究，通过改变实验操作条件如实验温度、原料浓度、膜后真空度等对，对PVA膜的渗透汽化行为进

4、行实验研究和探索。实验结果表明：随着实验温度的升高，渗透通量和分离因子均呈增加的趋势，其中分离中因子在60℃时达到最高值；随着原料浓度的增加，渗透通量呈减小的趋势，分离因子呈先增大后减小的趋势，并出现极值；随着膜后真空度的增加，渗透通量和分离因子均而呈增加的趋势。其次，考察了PVA膜在乙醇／水和丙酮／水中的渗透汽化现象，实验结果表明：渗透通量均随温度的升高而呈增加的趋势，对于乙醇／水体系，分离因子随着实验温度的升高而呈减小的趋势，而对于丙酮／水体系，分离因子随着实验温度的升高而呈增加的趋势；随着原料浓度的增加，对于乙醇／

5、水体系，渗透通量先增大后减小，在55％附近时最大，分离因子呈减小的趋势；对于丙酮／水体系，渗透通量和分离因子均原料浓度的升高呈现增加的趋势。在原料液浓度5％，膜后真空度0．085MPa的操作条件下，三种体系渗透通量大小顺序为：正丁醇>乙醇>丙酮；分离因子大小顺序为：乙醇>正丁醇>丙酮。最后，考察了正丁醇．乙醇．丙酮．水体系在PVA膜中的渗透汽化行为，结果表明渗透通量和分离因子均随实验温度的升高而里增加的趋势。关键词：渗透汽化，PVA，渗透通量，分离因子，正丁醇，丙酮，乙醇andethanol，butduringthepr

6、ocessoffermentation，concentrationofn-butanolisgenerallylow,moreover，n-butanolactsseriousproductinhibitionroletofermentation，inordertosolvethisproblem，consideradoptingpervaporationtoconcentrateseparaten—butanol，reduceproductinhibitiontoguaranteethesuccessionofferm

7、entationprocess．Asanewmethodofmembraneseparation，pervaporationhasmanyadvantagesthatotherseparationmethodsCannotcompare，itiSsuitablefornear．boilingorazeotropethattraditionaldistillationmethodsdifficulttoseparate，SOpervaporationhasbroadapplicationprospectspotential

8、developmentintheseparationofn．butanol／aqueoussolutionat10Wconcentration．Firstofall，pervaporationperformanceofPVA(polyvinylalcoh01)membraneisexperimentallystudi