滲透汽化膜技術(shù)在工業(yè)溶媒回收循環(huán)使用中的應(yīng)用

2021年09月15日

報告提綱一、引言一、引言

1960年，滲透汽化專利出現(xiàn)，Binning(R.C.Binning,USPatent,2923749,1960)1965年，滲透汽化膜別離機理，Lonsdals(H.K.Lonsdals,V.Mertenet.Al.,J.Appl.Polym.Sci.,9:1341,1965)

上世紀70年代末80年代初，1984年德國GFT公司首次建成了400噸/年無水乙醇滲透汽化膜工業(yè)裝置。滲透汽化膜別離原理示意圖膜液相滲透相(汽相)料液出料冷凝器真空系統(tǒng)冷凝物FeedliquidDissolutionDiffusionPermeatevaporδEvaporation一、引言一、引言Comparisonofenergycosts(inkWh)forthedehydrationof100kgofisopropanol(startingfromtheazeotrope:isopropanol88wt.%)bydifferentseparationprocessesaUtilitiesAzeotropicdistillationAdsorptionPervaporationEvaporationenergy

17

3.3

3.9Condensationenergy

17

–

–Coolingwater

–

3.3

3.9Pumps,etc.

2

2244Totalcost362912U.Sander,P.Soukup,Designandoperationofapervaporationplantforethanoldehydration,J.Membr.Sci.36(1988)463,(contributionofthecompanyLURGI).Costcomparisonforthedehydrationofethanol(94wt.%)by‘a(chǎn)zeotropicdistillation’andpervaporation.CostsestimatedinDeutschMarkpertonneofproducedanhydrousethanol(99.8wt.%)UtilitiesAzeotropicdistillation(entrainer=cyclohexane)PervaporationLowpressuresteam50–756.25Coolingwater7.52Electricpower2.255.70Entrainer2.4–4.5–Membranes–8–16Totalcost62–8922–30J.Bergdorf,Casestudyofsolventdehydrationinhybridprocesseswithandwithoutpervaporation,in:R.Bakish(Ed.),ProceedingsoftheFifthInternationalConferenceonPervaporationProcessesintheChemicalIndustry,11–15March1991,BakishMaterialsCorporation,Heidelberg,Germany,pp.362–382(contributionoftheGermancompanyBMVT).StefanSommer，ThomasMelin，DesignandOptimizationofHybridSeparationProcessesfortheDehydrationof2-PropanolandOtherOrganics，Ind.Eng.Chem.Res.2004,43,5248-5259ThedehydrationofanIPA/waterstreamof1875kg/hfrom80wt%upto99.9wt%productpuritywithasolventrecoveryof99.98%,2004

回收溶媒可直接使用提高產(chǎn)品收率提高產(chǎn)品質(zhì)量

除明顯的節(jié)能、環(huán)保等特點外，應(yīng)用于制藥行業(yè)還有其獨特的一點國內(nèi)：清華大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中科院化學(xué)所、長春應(yīng)化所等〔有機膜〕。南京工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)等〔無機膜〕

清華大學(xué)和中石化燕化公司，1999年，滲透汽化苯脫水工業(yè)中試；2000年，滲透汽化碳六油脫水中試。

苯：600ppm脫水至30ppm以下碳六油：200ppm脫水至5ppm以下600mm流涎機600mm涂膜機600mm水洗、酸、堿處理流水線

600mm熱處理流水線600mm熱定型流水線

1.廣州天賜異丙醇脫水裝置〔8000t/a〕2003年2.山東淄博叔丁醇脫水裝置〔2500t/a〕2004年3.四川瀘州異丙醇脫水裝置〔2500t/a〕2004年4.哈藥集團乙醇脫水裝置，3000t/a2005年5.山東淄博海正化工公司叔丁醇脫水裝置，2500t/a2005年6.滲透汽化膜法溶劑脫水小型裝置〔小于500公斤/天〕2005年2005年7.東藥集團腦復(fù)康公司異丙醇脫水裝置〔300t/a〕2006年8.東藥集團東瑞公司乙醇脫水裝置，5000t/a9.東藥集團張士公司乙醇脫水裝置，5000t/a2007年最近建成運行的滲透汽化膜別離工業(yè)裝置：(a)常州高博能源材料異丙醇脫水，〔b〕淄博諾奧化工正丙醇脫水；〔c〕深圳寬寶環(huán)保設(shè)備異丙醇脫水。acb序號客戶名稱序號客戶名稱1廣州天賜高新材料股份有限公司15山東魯抗立科藥物化學(xué)有限公司2四川北方硝化棉有限責(zé)任公司16杭州賽諾索歐電池有限公司3哈藥集團制藥總廠17黑龍江泰納科技發(fā)展有限公司4東北制藥總廠腦復(fù)康公司18淄博海正化工有限公司5沈陽東瑞科技有限公司19麗珠集團利民制藥6浙江思賢制藥有限公司20浙江昂利康制藥有限公司7東北制藥總廠張士制藥21浙江醫(yī)藥股份有限公司維生素廠8深圳寬寶環(huán)保設(shè)備有限公司22深圳綠綠達環(huán)保有限公司9山東瑞陽制藥有限公司23山東宏瑞超高溫纖維科技有限公司10淄博諾奧化工有限公司24浙江新華制藥有限公司11常州高博能源材料有限公司25廣東恒晨環(huán)?？萍加邢薰?2湖南海納百川生物工程有限公司26蘇州三威燃料化學(xué)有限公司13蘇州東瑞化工有限公司27廣西百色14天津信匯制藥股份有限公司28安徽皖北制藥滲透汽化膜法溶劑脫水工業(yè)工程〔至2021年〕乙醇與水在常壓下，在乙醇質(zhì)量濃度為95.6%時，與水發(fā)生共沸。制取含醇99.8%(wt)以上的無水乙醇，需要采用萃取精餾、恒沸精餾或加鹽精餾，這些方法過程復(fù)雜、能耗高、污染嚴重，應(yīng)用滲透汽化膜法回收乙醇溶劑具有傳統(tǒng)的蒸餾法無可比較的優(yōu)越性。1、乙醇溶劑脫水回收2、醇類、酮類、醚類溶劑脫水回收

醇類包括異丙醇、正丁醇、低碳混合醇等；酮類包括丙酮、丁酮、戊酮等；醚類包括乙醚、乙烯基甲醚、二甲醚等。醇類、酮類、醚類與水很容易形成恒沸體系。3、有機溶劑微量水脫除

芳香族化合物：苯、甲苯、乙基苯、二甲苯等中微量水脫除。1000ppm脫水至50ppm以下己烷、環(huán)己烷、溶劑中微量水脫除。300ppm脫水至10ppm以下其它有機溶劑脫