第八章-渗透蒸发过程.课件.ppt

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（%）0.14.10.001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（

7、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6.408.802.00-15.30-74.2016.003.201.504.80-63.2060.004.007.504.80-49.5040.002.605.00-25.0052.20总计（马克/吨乙醇）106.7088.70125.80124.80