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文档简介

1、整个渗透蒸发过程的分离系数pervap定义为 jijipervapcccc/jijipervapccpp/ (8-2)(8-1) 式中Ci,Cj表示i,j组分的浓度,“”表示膜的渗透侧“”表示膜的原料侧。 由于渗透侧是气体,可以用蒸汽压P代替浓度C,则pervap可以表示为:根据渗透蒸发过程的机理膜型、则有:memevappervap (8-3) 式中evap,mem分别为混合物在蒸发过程中jijievapccpp/ 和透过膜的过程中的分离系数,定义为: (8-4)jijimemccpp/ (8-5) 第四章中定义了膜的本征分离系数,只与高聚物膜和分离物系有关:iijjjijjiijjiiji

2、pppppppQpQpAQpAQJJa (8-6)将(8-6)式代入(8-5)式,有:ijjjiimemppppppa (8-7)将(8-7)式代入(8-3)式,则ijjjiievappervapppppppa (8-8) 式(8-8)对讨论各种因素对渗透蒸发过程的分离贡献,作用很大,从该式我们可以得到如下主要结论:1. 蒸发、膜及操作条件都会影响到渗透蒸发过程的最终分离效果。其中蒸发过程的分离系数是由操作条件下的汽一液平衡关系所决定,可以用汽液平衡数据求得。2. 渗透蒸发膜可以优先选择透过易挥发组分,也可以优先选择透过难挥发组分,不过需要膜的选择性足够大。 3. 若渗透蒸发过程以优先透过易挥

3、发组分为目的,在较低温度下操作有利,因为温度低evap较大:若以透过难挥发组分为目的,则反之。4. 分析(/iipp )一项,若i组分优先透过,/jipp。因此,只有透过侧在真空下操0/jipp,)/()(/jjjipppp若j组分优先透过也有相同结论。则做才有有最大值,溶解速度 )(wwewwcckI (1)扩散速度 /wwwcDJ (2) wI=wJ (3) 从式(1)(3)可得到 )/(1wwwewkDcc (4)wwwewwDkckJ/1 (5) aaaeakDcc/1 (6) aaaeaaDkckJ/1 (7) 于是,分离因子为 wwwaeaaaawewxDkckxDkck)/1 (

4、)/1 ( (8) 从式(5)、式(7)和式(8)可看出,渗透蒸发的通量与膜厚不成反比关系,分离因子也不是一个常数,这都因溶解未达到平衡而造成,不平衡的程度由D(k)决定,对某一种膜材料和某一种溶液,不平衡的程度主要由膜厚决定,膜越薄,不平衡的程度就越大。 当0时 waeaawewxckxck/ (9) J aeawewckck (10) dzidiMwbCJiMiMiM)1(, (11) 公 司应 用膜/膜组件GFT(德国)溶剂脱水交联PVC复合膜/板框式Lurgi(德国)溶剂脱水GFT的PVC复合膜/板框式Membrane TechnologyReaearch(MTR)(美国)溶剂回收复合

5、膜/卷式British Petroleum(Kalsep)(英国) 溶剂脱水复合膜/管式,板框式Air Products(Separex)(美国)有机物-有机物分离醋酸纤维素膜/卷式Texaco(美国)溶剂脱水,有机物分离复合膜/板框式三井工程与造船(日本)有机物脱水聚乙烯醇复合膜GFT膜/板框式德山曹达(日本)异丙醇脱水壳聚糖膜/中空纤维Zenon(加拿大)Hoechst CelaneseMeOH/MTBE分离./板框式项目渗透蒸发精馏吸附系统成本()7500014000090000泵(KW)322蒸汽量kg/h(表压MPa)45(0.18)70(0.73)90(0.73)夹带剂3 进料渗透

6、液渗余掖流量(m3/d)75.711.89375.63浓度(%)01膜分离系数200膜流量1.0(L/m3h)膜面积85m2进料渗透液渗余掖流量(m3/d)75.713.02874.19浓度(%)2.045.70.2膜分离系数100膜透量 纯水 2%乙酸乙酯1.0(kg/m2h)2.0(kg/m2h)膜面积70(m2)精馏过程美国精馏能耗(1015Btu/yr)特殊精馏能耗(Btu/lb产品)关键组分(轻/重)苯乙烷/汽油馏分0.0035511,582苯乙烷/对二甲苯己二酸(由空气氧化环己烷制)0.003362,210从正丁烯中分离丁酮0.002755,470仲丁醇/水甘油(由过乙酸制)0.0049211,618二异丁基甲酮/重杂质水/甘油乙醇(由乙烯水合制)0.01058,784乙醇共沸物/水乙烯基乙酸(由乙烯和乙酸制)0.004533,061乙烯基乙酸水共沸物/乙酸水共沸物苯酚(由异丙基苯制)0.004372,005异丙基苯/苯酚邻二甲苯0.006035,689间二甲苯/邻二甲苯乙酸(由乙醛氧化制)0.005742,369水/乙酸方法渗透汽化+精馏多效精馏+精馏恒沸精馏+精馏分子筛吸附低压蒸汽/40t-1电能/0.20kWh-1冷却剂/0.10m-3恒沸剂/3.00kg-1膜的更换分子筛更换设备费6.408.802.00-15.30

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