化工设备-渗透汽化膜分离节能技术及其应用
渗透气化分离技术
渗透气化分离技术渗透气化分离技术是一种利用膜分离原理进行气体分离的技术。
它通过将气体分子通过膜的渗透和气体分子的化学反应来实现气体分离。
渗透气化分离技术具有高效、节能、环保等优点，因此在工业生产和环境保护等领域得到了广泛应用。
渗透气化分离技术的原理是利用膜的渗透性和选择性来实现气体分离。
膜的渗透性是指气体分子在膜上的渗透速率，而选择性是指膜对不同气体分子的选择性。
渗透气化分离技术的膜材料通常是聚合物、无机材料和复合材料等。
这些材料具有不同的渗透性和选择性，可以根据不同的气体分子进行选择。
渗透气化分离技术的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 工业生产领域。
渗透气化分离技术可以用于气体分离、纯化和回收等方面。
例如，可以将二氧化碳从天然气中分离出来，用于石油化工和食品工业等领域。
2. 环境保护领域。
渗透气化分离技术可以用于废气处理和污水处理等方面。
例如，可以将废气中的有害气体分离出来，减少对环境的污染。
3. 医疗领域。
渗透气化分离技术可以用于呼吸机和人工肺等医疗设备中。
例如，可以将氧气和二氧化碳分离出来，提高呼吸机的效率和安全性。
渗透气化分离技术具有高效、节能、环保等优点，但也存在一些问题。
例如，膜的选择性和稳定性需要进一步提高，膜的制备成本较高，膜的寿命较短等。
因此，需要进一步研究和发展渗透气化分离技术，提高其应用效果和经济效益。
总之，渗透气化分离技术是一种非常重要的气体分离技术，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和发展，相信渗透气化分离技术将会得到更广泛的应用和推广。
渗透汽化论文(渗透汽化膜分离技术的进展及应用)
渗透汽化膜分离技术的进展及应用摘要: 综述了渗透汽化膜传递理论研究的现状, 分析了各种模型的特点, 并就渗透汽化膜传递理论的研究方向提出了建议。
叙述了渗透汽化过程的新进展,并着重介绍了它在石化中的四方面应用,即(1) 有机溶剂及混合溶剂的脱水；(2) 废水处理及溶剂回收；(3) 有机混合物的分离；(4) 化学反应过程中溶剂的脱水。
关键词:渗透汽化；传递理论；模型；膜组件；脱水膜前言渗透汽化(Pervaporation, 简称PV ) 是用于液体混合物分离的一种新型膜技术。
自80年代以来, 渗透汽化技术得到了很大的发展, 目前世界范围内有100 多套工业装置。
然而, 渗透汽化膜分离的机理由于涉及到渗透物和膜的结构和性质, 渗透物组分之间、渗透物与膜之间复杂的相互作用, 涉及到化学、化工、材料、非晶态物理、统计学等学科的交叉, 研究工作的难度较大, 认识也不够深入。
也提出了几种描述渗透汽化膜传递机理的模型, 其中主要有溶解扩散膜型和孔流模型[1]。
膜技术作为一种高新技术,近30 多年来获得了极为迅速的发展，已在石油化工、海运、冶金、电子、轻工、纺织、食品、医疗卫生、生化制药、环保、航天等领域内广泛应用，形成了独立的新兴技术产业。
据专家断言:“今后，谁掌握了膜技术,谁就掌握了石油化工技术的未来”。
1 渗透汽化过程传递机理1.1溶解扩散模型溶解扩散模型认为PV 传质过程分为三步: 渗透物小分子在进料侧膜面溶解(吸附) ; 在活度梯度的作用下扩散过膜; 在透过侧膜面解吸(汽化)。
在PV 的典型操作条件下, 第三步速度很快, 对整个传质过程影响不大。
而第一步的溶解过程和第二步的扩散过程不仅取决于高聚物膜的性质和状态, 还和渗透物分子的性质、渗透物分子之间及渗透物分子和高聚物材料之间的相互作用密切相关。
因而溶解扩散模型最终归结到对第一步和第二步, 即渗透物小分子在膜中的溶解过程和扩散过程的描述。
一般研究者都认为PV 过程的溶解过程达到了平衡[2]。
渗透汽化膜技术及其应用
渗透汽化膜技术及其应用
渗透汽化膜技术是一种有效的用于分离气体的新技术，它可以将气体分离成不同的组分，使气体的组成更加纯净，有利于节约能源、改善空气质量和环境保护等方面。
渗透汽化膜技术是一种新型的气体分离技术，它可以将气体分离成不同的组分，从而获得更加纯净的组分。
它的原理是利用渗透汽化膜的渗透特性，将混合气体的组分分离出来。
渗透汽化膜的毛细管是由一种可渗透的材料制成的，它可以将混合气体中的组分分离出来，使气体的组成更加纯净。
渗透汽化膜技术具有节能、改善空气质量、环境保护方面的优势。
比如，在燃料气中分离氧气和氮气，可以提高燃料气的燃烧效率，减少燃料消耗，从而节约能源。
此外，渗透汽化膜技术还可以将有害气体从空气中洁净，从而改善空气质量，减少污染。
此外，渗透汽化膜技术还可以用于回收有用气体，从而实现资源循环利用，保护环境。
渗透汽化膜技术广泛应用于工业气体分离、空气净化、燃料气改良等领域。
在石油化工、环保、医药、冶金等行业中，渗透汽化膜技术得到了广泛的应用，为社会的经济发展和环境保护做出了巨大的贡献。
总之，渗透汽化膜技术是一种具有重要意义的分离技术。
它既可以节约能源，又可以改善空气质量，保护环境，并在工业生产中得到广泛应用。
渗透汽化技术简介及在水处理中的应用
渗透汽化技术简介及在水处理中的应用渗透汽化(pervaporation,即 permeation vaporation,简称 PV),最先由Kober于20世纪初提出，是近年来发展比较迅速的一种膜技术，它是利用膜对液体混合物中各组分的溶解性不同及各组分在膜中的扩散速度不同从而得以达到分离目的。
原则上适用于一切液体混合物的分离，具有一次性分离度高、设备简单、无污染、低能耗等优点，尤其是对于共沸或近沸的混合体系的分离、纯化具有特别的优势，是最有希望取代精馅过程的膜分离技术。
我国在1984年前后开始对渗透汽化过程进行研究，主要工作集中在优先透水膜的研制与醇水溶液的脱水。
近年来主要开展优先透有机物膜、水中有机物脱除、有机物一有机物分离以及渗透汽化与反应耦合集中过程的研究。
一、渗透汽化的主要形式按照形成膜两侧蒸汽压差的方法，渗透汽化主要有以下几种形式。
(1)减压渗透汽化膜透过侧用真空泵抽真空，以造成膜两侧组分的蒸汽压差。
在实验室中若不需收集透过侧物料，用该法最方便。
(2)加热渗透汽化通过料液加热和透过侧冷凝的方法，形成膜两侧组分的蒸汽压差。
一般冷凝和加热费用远小于真空泵的费用，且操作也比较简单，但传质动力比第一类小。
(3)吹扫渗透汽化用载气吹扫膜的透过侧，以带走透过组分，吹扫气需经冷却冷凝，以回收透过组分，载气循环使用。
(4)冷凝渗透汽化当透过组分与水不互溶时，可用低压水蒸气作为吹扫载气，冷凝后水与透过组分分层后，水经蒸发器蒸发重新使用。
渗透汽化与反渗透、超滤及气体分离等膜分离技术的最大区别在于物料透过膜时将产生相变。
因此在操作过程中必须不断加入至少相当于盘过物汽化潜热的热量，才能维持一定的操作温度。
二、渗透汽化的特点(1)分离系数大。
针对不同物系的性质，选用适当的膜材料与制膜方法可以制得分离系数很大的膜，一般可达几十、几百、几千，甚至更高。
因此只用单极即可达到很高的分离效果。
（2）渗透汽化虽以组分的蒸汽压差为推动力，但其分离作用不受组分汽一液平衡的限制，而主要受组分在膜内渗透速率控制。
膜分离技术的应用及发展趋势
膜分离技术的应用及发展趋势一、本文概述膜分离技术，作为现代化工领域中的一种重要分离技术，已经在多个领域展现出其独特的优势和应用潜力。
本文旨在全面探讨膜分离技术的实际应用以及未来的发展趋势。
我们将从膜分离技术的基本原理出发，深入剖析其在水处理、生物医药、食品加工、能源工业等多个领域中的实际应用案例，以及在这些领域中取得的成效和面临的挑战。
我们还将关注膜分离技术的最新研究进展，展望其未来的发展方向和应用前景。
通过本文的阐述，我们希望能够为相关领域的研究人员和企业决策者提供有价值的参考信息，推动膜分离技术的进一步发展和应用。
二、膜分离技术的基本原理和分类膜分离技术是一种基于膜的选择性透过性质，将混合物中的不同组分进行分离、提纯或浓缩的技术。
其基本原理在于，当混合物在膜两侧存在某种推动力（如压力差、浓度差、电位差等）时，混合物中的组分通过膜的选择性透过，从而实现不同组分的分离。
膜分离技术可以根据其操作原理和应用领域的不同，大致分为以下几类：微滤（Microfiltration, MF）：微滤主要用于分离悬浮物、颗粒物和细菌等。
微滤膜的孔径通常在1~10μm之间，可以有效截留大于膜孔径的微粒。
超滤（Ultrafiltration, UF）：超滤主要用于分离溶液中的大分子物质、胶体、蛋白质等。
超滤膜的孔径在1~100nm之间，允许小分子物质和溶剂通过，而截留大分子物质。
纳滤（Nanofiltration, NF）：纳滤膜的孔径介于超滤和反渗透之间，一般为1~100nm。
纳滤主要用于分离分子量较小的有机物、无机盐和多糖等。
反渗透（Reverse Osmosis, RO）：反渗透是膜分离技术中应用最广泛的一种。
反渗透膜的孔径极小，通常在1~1nm之间，能够截留几乎所有的溶解性盐类、有机物和微生物，从而实现水的净化。
电渗析（Electrodialysis, ED）：电渗析是利用电场力推动离子通过离子交换膜进行分离的过程。
渗透汽化和汽体渗透膜技术应用及其浮浅思考
渗透汽化和汽体渗透膜技术应用及其浮浅思
考
渗透汽化和汽体渗透膜技术是一种新型的分离技术，它可应用于
各种环保、水处理、化工等领域。
其基本原理是通过半透膜，将两种
含有浓差差异的物质分离开来。
渗透汽化技术主要应用于海水淡化、
废水处理、纯水生产等方面，而汽体渗透膜技术则主要应用于气体分离，如二氧化碳、氢气等的分离。
通过渗透汽化技术，可以将海水中的盐分和杂质去除，从而得到
纯净的淡水。
此外，该技术还可用于集中生产工业废水，减少对环境
的污染。
通过汽体渗透膜技术，可以有效地分离出所需的纯净气体，
广泛应用于石油化工、天然气加工和制氢等领域。
然而，渗透汽化和汽体渗透膜技术仍有其局限性。
技术成本高，
难以普及应用，同时膜材质的选择也需要更多的研究。
此外，技术在
使用中也需要频繁进行维护和更换。
总之，渗透汽化和汽体渗透膜技术是一种非常有前景的分离技术，对环保、能源等领域的发展具有重要的意义。
但此技术仍然存在一些
不足之处，需要不断的研究和改进，以提高技术的稳定性和成本效益。
pdms渗透汽化膜的工业应用
pdms渗透汽化膜的工业应用PDMS渗透汽化膜（PDMS pervaporation membrane）是一种高效的分离膜，广泛应用于工业领域。
它由聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，简称PDMS）制成，具有优异的渗透性能和稳定性，因此在许多工业过程中发挥着重要的作用。
PDMS渗透汽化膜的工业应用非常广泛，其中之一是在石油和化工行业中的石油精炼过程中。
在石油精炼过程中，原油中含有不同种类的杂质，如硫化物、氮化物和氧化物等。
这些杂质会降低石油产品的质量和价值，因此需要进行分离和去除。
PDMS渗透汽化膜通过其独特的渗透性能，可以有效地将这些杂质从原油中分离出来。
具体而言，当将原油与PDMS渗透汽化膜接触时，原油中的杂质会通过膜的微孔和多孔结构渗透到膜的另一侧，而纯净的原油则通过膜的渗透孔隙传输出来。
通过这种分离过程，可以将原油中的杂质有效地去除，从而提高石油产品的质量。
PDMS渗透汽化膜还被广泛应用于食品和饮料工业中的分离和浓缩过程中。
例如，在果汁生产过程中，经过榨取的果汁中含有大量的水分和杂质。
通过使用PDMS渗透汽化膜，可以将果汁中的水分和杂质分离出来，从而得到浓缩的果汁。
这不仅可以提高果汁的品质和口感，还可以减少运输和储存的成本。
PDMS渗透汽化膜还广泛应用于环境保护领域。
例如，在废水处理过程中，废水中含有大量的有机物和污染物。
通过使用PDMS渗透汽化膜，可以将废水中的有机物和污染物分离出来，从而得到净化的水。
这对于保护环境、减少水污染具有重要意义。
PDMS渗透汽化膜在工业应用中发挥着重要的作用。
它可以在石油精炼、食品和饮料生产以及环境保护等领域中进行分离和浓缩。
通过其优异的渗透性能和稳定性，PDMS渗透汽化膜为工业过程提供了一种高效、可靠的分离技术，促进了工业的发展和进步。
膜分离技术在石油化工领域中的应用
膜分离技术在石油化工领域中的应用膜分离技术是一种应用广泛的分离技术，在石油化工领域中有着重要的应用。
它通过膜的选择性通透性，将混合物中的不同组分分离出来，具有高效、节能、环保等优点。
本文将从石油化工中的膜分离技术应用的分类、具体应用案例以及未来发展趋势等方面进行探讨。
石油化工中的膜分离技术可以根据分离过程的性质和机制进行分类。
常见的分类包括气体分离、液体分离和溶剂分离。
在气体分离方面，膜分离技术广泛应用于天然气净化、氢气制备、空气分离等领域。
对于液体分离，膜分离技术可用于石油加工中的脱盐、脱水、脱烃等过程。
在溶剂分离方面，膜分离技术可用于石油化工中的溶剂回收、溶剂浓缩等工艺。
具体应用案例方面，膜分离技术在石油化工中起到了重要的作用。
以天然气净化为例，膜分离技术可以用于去除天然气中的二氧化碳、硫化氢等杂质，提高天然气的质量，使其符合管道输送要求。
在石油加工中，膜分离技术可以用于脱盐和脱水过程。
膜分离脱盐技术可以将含盐的海水或矿井水通过半透膜分离，得到低盐水或纯净水，用于石油加工中的冷却循环水、注入水等。
膜分离脱水技术则可以将含水的石油通过选择性透水的膜，去除水分，提高石油的质量，符合后续加工的要求。
此外，膜分离技术还可以用于溶剂回收和浓缩等工艺，提高工艺效率和资源利用率。
对于膜分离技术在石油化工领域的未来发展趋势，可以从以下几个方面进行展望。
首先，膜材料的研发和改进将是关键。
目前，膜分离技术的瓶颈之一是膜材料的选择和性能。
因此，通过研发新型材料、改进现有材料的性能，提高膜分离技术的可行性和经济性，将是未来的发展方向。
其次，膜分离技术与其他分离技术的结合也是未来的发展趋势。
通过与传统的吸附、蒸馏等分离技术的结合，可以实现更高效、更节能的分离过程。
此外，随着石油化工行业对产品纯度和质量要求的提高，膜分离技术也将面临更高的要求和挑战。
因此，提高膜分离技术的选择性、通透性和稳定性，将是未来的研究重点。
膜分离技术在石油化工领域中有着重要的应用。
渗透汽化膜分离技术及应用简介
这样，渗透物组分在膜两侧的蒸汽分压差 或化 这样，渗透物组分在膜两侧的蒸汽分压差(或化 学位梯度)的作用下透过膜 的作用下透过膜， 学位梯度 的作用下透过膜，并在膜的下游侧汽化 被冷凝成液体而除去。 ，被冷凝成液体而除去。 不能透过膜的截留物流出膜分离器。 不能透过膜的截留物流出膜分离器。 因此， 因此，渗透汽化过程是依靠不同组分在特定聚 合物膜中溶解扩散能力不同，透过速率不同， 合物膜中溶解扩散能力不同，透过速率不同，从而 实现不同组分分离的目的。 实现不同组分分离的目的。
工业技术经济比较
从国际上已投产的工业装置的运行结果表明， 从国际上已投产的工业装置的运行结果表明， 与传统的恒沸蒸馏和萃取精馏相比， 与传统的恒沸蒸馏和萃取精馏相比，采用渗透汽化 技术生产无水乙醇，可使能耗大大降低， 技术生产无水乙醇，可使能耗大大降低，仅为蒸馏 法的1/2-1/3，整个生产装置总投资为传统分离方法 法的 ， 总投资的40%-80%。 总投资的 。 表1是文献中关于渗透汽化法与共沸蒸馏法进 是文献中关于渗透汽化法与共沸蒸馏法进 行乙醇脱水典型操作费用的比较， 行乙醇脱水典型操作费用的比较，从表中可以看出 采用渗透汽化法总能耗为共沸蒸馏法的1/3。 ，采用渗透汽化法总能耗为共沸蒸馏法的 。
Hale Waihona Puke 表2 蓝景异丙醇脱水生产中所需的操作费用比较
项目名称 01 蒸汽消耗 02 电耗 03 设备折旧费 04 膜和密封材料 更换费
数 量 0.12 70度 度
金额（ 金额（元/ 吨） 12 42 60 50 164
备注 0.6MPa蒸汽（100 蒸汽（ 蒸汽 元/吨） 吨 0.6元/度 元度 十年折旧
实例无水乙醇/燃料乙醇的膜生产 工艺
简 介 蓝景无水乙醇 无水酒精 燃料乙醇 燃料酒 蓝景无水乙醇(无水酒精 燃料乙醇,燃料酒 无水酒精,燃料乙醇
渗透汽化膜技术及其应用
渗透汽化膜技术及其应用李继定;杨正;金夏阳;房满权;李祥;郑冬菊【摘要】膜分离技术是当代化工领域的高新技术。
由于它是解决人类面临的能源、资源、环境等重大问题的新技术，所以近30多年来取得了极为迅速的发展。
渗透汽化膜分离技术是一种新型膜分离技术，是典型的节能技术和清洁生产技术。
用于恒沸体系分离，与传统的恒沸蒸馏和萃取精馏相比，节能1/3~1/2，运行费节约至少50%。
本文介绍了国内外渗透汽化脱水膜工业应用情况，并重点介绍了渗透汽化汽油脱硫膜、透甲醇膜、透乙醇膜、透碳酸二甲酯膜、芳烃/烷烃分离膜研究进展及其应用的可能性。
%Membrane separation technology is contemporarily a high and new technology in chemical engineering. It has been consequently developed rapidly in recent 30 years due to the availability of solving many serious problems,such as energy,resources and environment. Membrane separation technology of pervaporation as a novel separation technology is typically energy-saving and cleaner-production technology. Compared to the conventional azeotropicdis-tillation and extractive distillation applied to azeotropicsystems,pervaporation process could lead to an energy saving of 1/3~1/2 and decrease operating costs even no less than 50%. The industrial applications of the pervaporation dehydration over the world are introduced,and re-search progresses and industrial feasibilities of several pervaporation membranes are shown in this paper,which cover gasoline desulfurization membranes,methanol and ethanolpermselec-tivemembranes,dimerthyl carbonate/methanol and arene/alkane separation membranes.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】6页(P46-51)【关键词】渗透汽化;膜技术;分离;节能【作者】李继定;杨正;金夏阳;房满权;李祥;郑冬菊【作者单位】清华大学化工系膜技术工程研究中心，北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心，北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心，北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心，北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心，北京100084;清华大学化工系膜技术工程研究中心，北京100084【正文语种】中文【中图分类】TQ028膜分离技术是当代化工领域的高新技术。
渗透汽化分离膜
渗透汽化分离膜渗透汽化分离膜是一种重要的膜分离技术，在多个领域具有广泛的应用。
本文将从渗透汽化分离膜的原理、应用范围、发展趋势等方面进行详细介绍。
一、渗透汽化分离膜的原理渗透汽化分离膜是利用膜作为分离屏障，利用物质在膜上的渗透、吸附、扩散等运动特性，实现物质分离的技术。
在渗透汽化分离过程中，被分离物质溶液经过膜进行处理，使其在膜上发生相变，从而实现物质的分离。
渗透汽化分离膜利用分子间的作用力差异，实现对溶液中不同物质的分离。
当溶液经过渗透汽化分离膜时，被分离物质会被膜吸附，并在膜上逐渐蒸发，形成蒸汽。
而溶液中的其它物质则无法被膜吸附，无法蒸发。
通过控制膜的选择性，可以选择性地去除或浓缩某种物质，实现物质的分离。
渗透汽化分离膜的分离效果与多个因素有关，包括温度、压力、膜的材质、膜的厚度等。
温度和压力可以影响溶液中物质的蒸发速率，从而影响分离效果。
膜的材质和厚度决定了分子通过膜的难易程度，也会影响分离效果。
二、渗透汽化分离膜的应用范围渗透汽化分离膜在许多领域具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 离子分离与浓缩：渗透汽化分离膜可以将离子从溶液中分离出来，用于水处理、海水淡化等工艺中。
2. 气体分离与纯化：渗透汽化分离膜可以将混合气体中的某种成分分离出来，用于气体纯化、工业气体分离等领域。
3. 溶液浓缩：渗透汽化分离膜可以通过蒸发水分来浓缩溶液，用于制备高浓度溶液、回收溶剂等。
4. 有机物去除：渗透汽化分离膜可以去除溶液中的有机物，用于废水处理、环境保护等工艺中。
5. 分子筛分：渗透汽化分离膜可以实现对分子大小的筛选，用于分子分离、蛋白质纯化等领域。
6. 气体回收与再利用：渗透汽化分离膜可以将废气中的有用物质回收，用于节能减排、资源回收等工艺中。
三、渗透汽化分离膜的发展趋势渗透汽化分离膜技术在过去几十年中得到了快速发展，并在多个领域取得了重要的应用。
未来，渗透汽化分离膜技术将继续向以下方向发展：1. 提高分离效率：目前的渗透汽化分离膜技术仍存在一些限制，如分离效率较低、膜的稳定性不高等。
石化工程中的膜分离技术应用
石化工程中的膜分离技术应用膜分离技术是一种在石化工程领域中被广泛应用的技术。
它是一种利用半透膜的选择性过滤作用，实现分离纯化物质的方法。
在石油化工生产中，膜分离技术已经成为了一种重要的分离和提纯技术。
膜分离技术的发展历程早在20世纪50年代，膜过滤技术就已经被应用在海水淡化中。
当时的膜材料主要是由天然材料如淀粉和纤维素等构成的。
1960年代，关于以无机材料为主要成分的膜的研究开始兴起，如瓷膜和金属膜等。
到了20世纪70年代，聚合物膜的出现使得膜分离技术得到了显著的发展。
目前，膜分离技术已经成为了能源、化工、环境保护等领域中不可或缺的技术。
膜分离技术在石化工程中的应用膜分离技术在石化工业中主要应用于以下几个方面：1. 分离油品中的杂质在石化工业中，我们需要将原油中的杂质、色素、异味物质等分离出来，以便于对其进行加工。
传统的方法是通过沉淀、振荡、离心等方式进行分离。
但这些方法效率低下，且处理过程中会产生很多废物。
而膜分离技术则可以避免这种情况的发生，其速度快，效率高，不需要使用化学药剂，成本也较低。
2. 分离液体混合物在化工生产中，混合物的分离和纯化是非常必要的。
传统的方法是利用蒸馏、萃取等技术进行分离，但这些方法成本高昂，同时也存在成本高、对环境污染大的问题。
而膜分离技术则可以快速有效地进行混合物的分离，几乎不会产生废弃物，并且可以进行连续生产，高效节能同时也易于自动化控制，使得成品的质量更稳定。
3. 废水处理在化工生产中，废水处理是必要的环保措施之一。
传统的废水处理方法有例如生物降解、氧化、吸附等方式进行处理。
但是，这些方法价钱高、效率低、需要大量的物质支持，会产生二次污染等问题。
膜分离技术则可以进行含酸碱盐和有机物的废水处理，使之变为很好的农业、工业用水。
膜分离技术在石化工程中的优点膜分离技术具有分离效率高、操作简单、反应条件温和等优点。
此外，它还具有以下特点：1. 最小化处理过程因为膜分离技术是一种纯物理处理方式，所以它可以实现最小化生产的过程。
渗透汽化膜分离过程的研究和应用
渗透汽化膜分离过程的研究和应用近年来，随着科学技术的不断发展，一种具有重要意义的分离技术渗透汽化膜分离技术逐渐受到研究人员的关注。
它具有低能耗、操作简便、相对于其它分离技术而言成本低廉等诸多优点，因此已经广泛应用于工业和生物领域，用于气体分离、溶质分离、混合物精炼和加工等。
本文主要针对渗透汽化膜分离技术的原理、研究进展和近期应用进行综述，以期为其他研究者提供参考。
一、渗透汽化膜分离技术的原理渗透汽化膜分离技术是一种基于渗透差与膜选择性的分离技术。
它是利用渗透膜的尺度梯度与流体的渗透特性及膜选择性，在流体中形成一个渗透压梯度，并利用该梯度使重要物质通过膜体向两侧流动，实现对混合物的分离。
其原理可总结如下：（1）渗透膜是由一层薄型导体膜材料构成的具有显著渗透特性的半透膜，它的渗透特性与长度尺度有关。
（2）流体从渗透膜的顶部气体穿透渗透到底部液体中，形成一个渗透压梯度，使有效组分往两侧流动，从而实现对混合物的分离。
（3）渗透膜分离技术可以达到渗透精度较高的分离要求，并具有低能耗、操作简便等优点。
二、渗透汽化膜分离技术的研究进展近年来，渗透汽化膜分离技术的研究进展迅猛。
无论是在基础理论研究方面，还是在应用技术研究方面，都取得了令人满意的进展。
（1）在基础理论研究方面，主要包括：（a）研究膜尺度梯度渗透压梯度和动力学特性；（b）研究膜材料吸附和结晶特性；（c）研究膜催化剂和膜反应机制；（d）研究膜的渗透特性，如渗透系数和通透系数；（e）研究膜的选择性，如膜的选择性和抗渗透性；（f）研究操作条件，如温度、压力和流量等。
（2）在应用技术研究方面，主要包括：（a）研究膜分离系统的稳定性，如膜的渗透性能随操作条件的变化；（b）研究复合膜、磁性膜及其他复合膜对混合物的分离性能；（c）开发低压渗透膜及其他新型渗透膜材料；（d）研究膜的清洗、消毒和维护。
三、最新应用目前，渗透汽化膜分离技术已经广泛应用于工业和生物领域，如气体分离、溶质分离、混合物精炼和加工等。
化工设备-渗透汽化膜分离节能技术及其应用
丙醇脱水16个、其它有机溶剂脱水16个、酯化反应脱水4个、
醚化反应脱水4个、三乙胺脱水1个，从废水中回收四氟乙烯1 个。按年增15％保守估算，至2005年底，该公司约有215套渗
透汽化工业装置在运行。
二、渗透汽化膜分离技术应用现状
国内： 清华大学、浙江大学、复旦大学、中科院化学所、长春应 化所等（有机膜）。南京工业大学、大连理工大学等（无机 膜） 清华大学和中石化燕化公司，1999年，渗透汽化苯脱水工 业中试；2000年，渗透汽化碳六油脱水中试。 苯：600ppm 脱水至 30ppm以下 碳六油： 200ppm 脱水至 5ppm 以下
The dehydration of an IPA/water stream of 1875 kg/h from 80 wt % up to 99.9 wt % product purity with a solvent recovery of 99.98%, 2004
90
Running Cost Investment Cost
1、含水恒沸体系脱水
大部分醇类、酮类等与水形成恒沸体系 用工业乙醇生产无水乙醇节能75％
2005年我国生产无水乙醇110万吨（其中燃料乙醇81万 吨），如果考虑部分乙醇作为溶剂循环使用，这样需要脱
水处理保守估计也要大于150万吨，另外，可以预期，我 国燃料乙醇产量将呈大幅上升趋势。
三、可直接工业应用的渗透汽化膜分离节能技术
2005年
8.东药集团东瑞公司乙醇脱水装置，5000t/a
2006年
9。山东新华多孚化工有限公司叔丁醇脱水装置，2000t/a
2006年
二、渗透汽化膜分离技术应用现状
2003年至今，北京蓝景膜技术工程公 司做了8个工业应用项目，其中乙醇脱水2 个、异丙醇脱水3个、叔丁醇脱水3个。
沈明杰 2111207124渗透汽化膜分离技术介绍及其应用
渗透汽化膜分离技术介绍及其应用沈明杰（浙江工业大学药学院，浙江杭州310014）摘要：膜分离技术是现代化工领域的高新技术，它在解决人类面临的能源、资源、环境等一些重大问题的新技术方面，获得了极为迅速的发展。
渗透汽化膜分离技术作为一种新型的膜分离技术，应用于液体混合物的分离，其突出的优点是能够以低能耗，实现蒸馏、萃取、吸附等传统方法难于完成的分离任务。
关键字：膜分离；渗透汽化；应用渗透汽化(Pervaporation,简称PV)是以混合物中组分蒸汽压差为推动力，依靠各组分在膜中的溶解与扩散速率不同的性质来实现混合物分离的过程。
渗透汽化装置包括预热器、膜分离器、冷凝器和真空泵等四个主要设备。
料液进入渗透汽化膜分离器后，在膜两侧蒸汽压差的驱动下，扩散快的组分较多透过膜进入膜后侧，经冷凝后达到分离目的。
一、渗透汽化膜分离技术的基本原理渗透汽化是利用致密高聚物膜按液体混合物中组分的溶解扩散性能不同，来实现其分离的一种膜分离过程，有机混合物原料液经加热器加热到一定温度后，在常压下送入膜分离器与膜接触，在膜的下游侧，用抽真空或载气吹扫的方法维持低压。
这样，渗透物组分在膜两侧的蒸汽分压差(或化学位梯度)的作用下透过膜，并在膜的下游侧汽化，被冷凝成液体而除去。
不能透过膜的截留物流出膜分离器。
因此，渗透汽化过程是依靠不同组分在特定聚合物膜中溶解扩散能力不同，透过速率不同，从而实现不同组分分离的目的。
二、渗透汽化膜分离技术的过程特点渗透汽化与反渗透、超滤及气体分离等膜分离技术的最大区别在于物料透过膜时将发生相变。
因此必须在操作过程中不断加入至少相当于透过物气化吸收的热量，才能维持一定的操作温度。
它具有以下特点：1．分离系数大。
针对不同物质的性质，选用适当的膜材料与制膜方法可以制得分离系数很大的膜，通常可达几十、几百、几千、甚至更高。
因此只用单极膜就可达到很高的分离效果。
2．渗透汽化膜分离虽以组分的蒸汽压差为推动力，但其分离作用不受组分汽－液平衡的限制，而主要受组分在膜内渗透速率的控制。
石油化工技术中膜分离技术的应用
石油化工技术中膜分离技术的应用摘要：本文通过研究和分析膜分离技术在石油化工中的实际应用效果，并不断发展石油化工中膜分离技术的创新与发展，对于进一步推动石油化工行业的前进具有重要的现实意义。
关键词：石油化工技术膜分离技术应用引言近年来，随着我国社会经济的不断发展，石油行业也迅速发展起来。
这就对工业过程中科学技术的创新发展提出了更高层次的要求。
膜分离技术就是石油化工学过程中一项具有重要意义的新型技术，尤其对于天然气、石油等的开采、炼化工，以及能耗与物耗的降低具有积极作用。
因此，为进一步推动石油化工技术的发展，研究并分析膜分离技术在石油化工中的实际应用是目前我国研究的一项重要课题。
一、膜分离技术的主要内容（一）膜分离技术的内涵分离技术占据了石油化工工程科学技术中的重要地位。
传统的分离方法主要包括分馏、蒸馏、结晶等方法，膜分离技术则是一种新型的分离技术。
所谓的膜分离技术就是指利用膜壁布满了小孔的半透膜（又称为分离膜或滤膜），通过采用错流过滤的方式，来实现分子水平上不同粒径分子混合物的选择性分离这一目标的相关技术。
根据半透膜壁上小孔的大小可以将半透膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等多种类型。
（二）膜分离技术的优点与传统的分离技术相比，膜分离技术具有十分明显的优势，因此得到了广泛的推广应用。
膜分离技术主要具有以下优点：第一，膜分离技术在常温状态下就可以正常下进行。
这就有效减少了资源的损失和浪费，尤其有利于对热敏性物质的分离及浓缩。
第二，膜分离技术没有相态的变化和化学的变化，因此可以尽可能的保持物质原有的状态；化学变化较少则有效保证了产品的纯度，同时化学剂或添加剂的使用也会较少，产品受到污染的可能性就小。
第三，膜分离技术具有较好的选择性。
通过半透膜在分子水平上实现物质的分离，这就相对于普遍的分离手段更具备优势。
第四，膜分离技术还具有良好的经济性。
除工艺简单，操作方便外膜分离技术还能够实现一定的自动化，这就减少了资金的投入和能源的消耗，对环境保护也具有一定的优势。
膜分离技术在化工节能减排中的应用
膜分离技术在化工节能减排中的应用一、概述膜分离作为一项高新技术，在近几十年来迅速发展为产业化的高效节能分离过程。
几十年来，膜分离技术在能源、电子、石油、化工、医药卫生、重工、轻工、食品、饮料行业和人民日常生活及环保等领域均获得广泛的应用，产生了显著的经济和社会效益。
社会的需求促使膜技术发展迅速，使膜技术不断创新、进步、完善，成为单元操作，成为集成过程中的关键。
近年来，各行业工业废水深度处理回用与资源化，已经引起了人们的广泛重视，不断有应用膜分离技术进行工业废水深度处理回用成功的报道。
这表明我国工业废水深度处理回用已进入大规模应用阶段，石油化工、氯碱化工、造纸、钢铁、电力等行业相继建立了示范工程，并进行行业推广，工程规模已从日处理量百吨级跨入到万吨级，并将跨入十万吨级的规模。
目前，在氯碱化工、农药化工、医药化工方面的产品分离精制/原料中间体的纯化得到了广泛的应用，如淡盐水精制、草甘膦母液的回收、抗生素的分离提纯等，在提高分离效率的同时，能耗大大降低。
在国家大力提倡节能减排的大形势下，大力发展膜分离技术对于化工行业、乃至各行各业的节能减排工作均具有重要而深远的意义。
二、膜分离技术在石油化工节能减排中的应用1、化工废水历年的回用情况以中国石油炼油企业为例，中国石油炼化企业污水回用工程投资逐年增加。
从1998年开始，9年中回用工程总投资为3.38亿，2005年和2006年投资总额达2.443亿，占9年来投资额的72％。
这表明，中国石油污水回用的投资力度越来越大。
具体情况见表1。
根据对中国石油炼化企业污水处理回用的需求调研结果，2006年至2010年的五年间，有16家炼化企业规划建设21项污水处理回用工程。
其中，炼油企业共有10家计划建设13项污水回用项目；化工企业共有6家建设8项污水回用项目。
这些项目的实施将大大提高中国石油炼化污水的回用率，在加大节水减排力度、炼化污水产生量维持目前水平的情况下，预计炼化污水回用率将由06年的8.4％提高到2010年的30％左右。
渗透汽化膜
渗透汽化膜渗透汽化膜是一种新型的分离膜技术，主要用于分离溶液中的溶质和溶剂。
该技术基于渗透原理，通过对溶液进行增压处理，使其在膜表面形成薄膜，当薄膜中的溶质与溶剂达到平衡时，溶质就能通过膜表面释放出来，实现分离和浓缩效果。
渗透汽化膜的主要特点是可以分离高粘度、高含固体、高含有机物的液体，同时能够节能、环保、成本低廉。
在工业中应用广泛，主要用于污水处理、化工、食品加工等领域。
以下介绍该技术的原理、应用、优势以及发展趋势。
渗透汽化膜技术的原理渗透汽化膜技术基于渗透原理，通过利用膜的微小孔隙来实现分离和浓缩效果。
当溶液在膜表面形成薄膜时，溶质分子将随着溶剂分子一同被压入膜孔隙中，并在膜内部和膜表面之间形成浓度差。
由于渗透膜孔隙的限制作用，溶质分子难以穿过孔隙，而溶剂分子可以通过膜的微孔，渗透到膜孔的另一侧。
随着不断的溶剂通量，膜表面的浓度差增大，最终形成浓缩液和淡化液的两个区域。
在渗透汽化膜中，通过对淡化液进行脱压处理，使其从膜孔中释放出来，实现溶液中溶质分离的效果。
渗透汽化膜技术的应用渗透汽化膜技术在工业中应用广泛，主要应用于以下领域：1. 污水处理。
渗透汽化膜可以用于处理含有色素、脂肪、蛋白质等高浓度有机物的污水，具有高效、低能耗、易于操作、占地面积小等优点。
2. 化工。
渗透汽化膜可以用于处理液态化工原料和产品中的杂质，如有机溶剂、酸碱性废水等，具有高效、低能耗、占地面积小等优势。
3. 食品加工。
渗透汽化膜可以用于提取高浓度果汁、浓缩牛奶等，具有节能、环保、操作简便、成本低等优点。
渗透汽化膜技术的优势渗透汽化膜技术相比传统分离技术，具有以下优点：1. 高效。
渗透汽化膜的分离效率高，可以分离高浓度、高粘度、高含固体等液体，同时可以快速、高效地进行浓缩和分离。
2. 节能。
渗透汽化膜技术所需的能量较低，且可以回收部分能量，能够降低生产成本。
3. 环保。
渗透汽化膜技术对环境的影响较小，可以有效地减少有害废物排放量，符合现代化企业环保要求。
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二、渗透汽化膜分离技术应用现状
2002年，以清华大学渗透汽化膜技术为 依托，组建了北京蓝景膜技术工程公司，主 要从事渗透汽化膜技术工业应用开发。
600mm流涎机
600mm涂膜机
600mm水洗、酸、碱处理流水线
600mm热处理流水线
600mm热定型流水线
1.广州天赐异丙醇脱水装置（8000t/a） 2003年
Cost comparison for the dehydration of ethanol (94 wt.%) by ‘azeotropic distillation’ and pervaporation. Costs estimated in Deutsch Mark per tonne of produced anhydrous ethanol (99.8 wt.%)
四、处在工业中试阶段的渗透汽化膜分离节能技术
3、FCC汽油脱硫
低、中沸程
膜分离系统
低含硫汽油
FCC 汽油 高含硫渗透物
低含硫汽油 加氢系统 高沸程
渗透汽化膜法耦合加氢脱硫工艺过程示意图
五、处在实验室研究阶段的渗透汽化膜分离节能技术
* 水中脱有机物 从废水中脱除己烷、环己烷、氯甲烷、氯仿、氯乙烯、 苯、甲苯、二甲苯、乙苯等的分离因子已达到200～1000， 脱除醇、酮、酯、醛的分离因子已达到20～200，用于处理 含酚废水，可以使含3wt%的苯酚水溶液中的酚含量下降至
Diffusion
Dissolution
Permeate vapor
Feed liquid δ
Evaporation
料液 液相
出料
膜
冷凝器
渗透相 (汽相)
渗透汽化膜分 离原理示意图
真空系统
冷凝物
一、引言 渗透汽化膜分离技术的突出优点： * 典型的节能技术（低能耗，一般比恒沸精馏节能1/2 ～3/4） * 典型的清洁生产技术（过程不引入其它组成，产品和环境不会受到污染） * 典型的便于放大、耦合和集成技术
渗透汽化膜分离节能技术及其在石化领域中应用 李继定
（清华大学膜技术工程研究中心）
一、引言 二、渗透汽化膜分离技术应用现状 三、可直接工业应用的渗透汽化膜分离节能技术 四、处在工业中试阶段的渗透汽化膜分离节能技术
五、处在实验室研究阶段的渗透汽化膜分离节能技术
一、引言
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 MF UF RO ED NF PV GS ? ?? ???
丙醇脱水16个、其它有机溶剂脱水16个、酯化反应脱水4个、
醚化反应脱水4个、三乙胺脱水1个，从废水中回收四氟乙烯1 个。按年增15％保守估算，至2005年底，该公司约有215套渗
透汽化工业装置在运行。
二、渗透汽化膜分离技术应用现状
国内： 清华大学、浙江大学、复旦大学、中科院化学所、长春应 化所等（有机膜）。南京工业大学、大连理工大学等（无机 膜） 清华大学和中石化燕化公司，1999年，渗透汽化苯脱水工 业中试；2000年，渗透汽化碳六油脱水中试。 苯：600ppm 脱水至 30ppm以下 碳六油： 200ppm 脱水至 5ppm 以下
1965年，渗透汽化膜分离机理， Lonsdals (H.K. Lonsdals, V. Merten et. Al., J. Appl. Polym. Sci., 9:1341, 1965)
上世纪70年代末80年代初，1984年德国GFT公司首次建成了400吨/
年无水乙醇渗透汽化膜工业装置。
一、引言
三、可直接工业应用的渗透汽化膜分离节能技术
5、含氯烃化物（一氯甲烷、二氯甲烷等）气相脱水
3000ppm 脱水至300ppm以下
丁基橡胶生产等。
四、处在工业中试阶段的渗透汽化膜分离节能技术
1、脱甲醇 MTBE/甲醇分离、 DMC/甲醇分离
不同压力下共沸物的共沸组成与共沸温度的关系
压力/MPa 共沸组成/% (质量分数) 共沸温度 /℃ MeOH DMC 0.1 70 30 64 0.2 73.4 26.6 82 0.4 79.3 17.5 104 0.8 85.2 14.8 118 1.0 87.6 12.4 138 1.5 93.0 7.0 155
Utilities Low pressure steam Cooling water Electric power
Azeotropic distillation (entrainer = cyclohexane) 50–75 7.5 2.25
Pervaporation 6.25 2 5.70
Entrainer
Specific Separation Cost(euros/t)
80 70 60 50 40 30 20 10 0
45.50 22.28
38.55
31.40
Conventional Process
PV Polymeric adiabatic
Stefan Sommer，Thomas Melin，Design and Optimization of Hybrid Separation Processes for the Dehydration of 2-Propanol and Other Organics，Ind. Eng. Chem. Res. 2004, 43, 5248-5259
2005年
8.东药集团东瑞公司乙醇脱水装置，5000t/a
2006年
9。山东新华多孚化工有限公司叔丁醇脱水装置，2000t/a
2006年
二、渗透汽化膜分离技术应用现状
2003年至今，北京蓝景膜技术工程公 司做了8个工业应用项目，其中乙醇脱水2 个、异丙醇脱水3个、叔丁醇脱水3个。
三、可直接工业应用的渗透汽化膜分离节能技术
四、处在工业中试阶段的渗透汽化膜分离节能技术
2、脱乙醇 ETBE/乙醇分离、发酵液乙醇提取
四、处在工业中试阶段的渗透汽化膜分离节能技术
3、FCC汽油脱硫 汽车拥有量不断扩大而引起的日益严重的环境污染问题。 2005年欧盟要求汽油中硫含量小于50ppm，2008年小于 10ppm。 现有的催化加氢脱硫技术投资大、流程长、操作困难、 费用高、汽油辛烷值下降。采用渗透汽汽油脱硫，一次性 投资节约79％，运行费节约20％。汽油辛烷值不影响。
2004年
2.山东淄博叔 丁醇脱水装置 （2500t/a）
3.四川泸州异丙醇脱水装置（2500t/a）
2004年
4.中石油锦州异丙醇脱水装置
2004年
5.哈药集团乙醇脱水装置，3000t/a
2005年
6. 山东淄博海正化工公司叔丁醇脱水装置，2500t/a
2005年
7.东药集团脑复康公司异丙醇脱水装置（300t/a）
Pumps, etc.
Total cost
2
36
22 4
29
4
12
U. Sander, P. Soukup, Design and operation of a pervaporation plant for ethanol dehydration, J. Membr. Sci. 36 (1988) 463, (contribution of the company LURGI).
一、引言
1917年, 渗透汽化概念出现，Kober首次提出，描述水通过火棉
胶的情形。(P.A.Kober, J. Amer. Chem. Soc., 39:944, 1917)
1960年，渗透汽化专利出现，Binning (R.C. Binning, US Patent,
2923749, 1960)
二、渗透汽化膜分离技术应用现状
国外： 1984年，德国GFT公司率先 在巴西建成了日产1300升无 水乙醇工厂，标志着渗透汽化膜技术真正意义上实现了工业 化应用。
二、渗透汽化膜分离技术应用现状
渗透汽化工业应用情况由于商业机密，很难获得精确数 字。GFT公司（现属于瑞士Sulzer Chemtech公司）1984年至 1996年间，做了63个工业应用项目，其中乙醇脱水22个、异
0.17wt%左右。
五、处在实验室研究阶段的渗透汽化膜分离节能技术
* *
小烷烃/小烯烃分离 苯/环己烷分离
*
同分异构体的分离
如邻二甲苯/对二甲苯/间二甲苯分离
****
o/w o/o w/o other
渗透汽化膜技术可应用体系示意图
The end!
谢谢各位!
四、问题和思考
溶度参数法、自由体积模型和基团模型
1、含水恒沸体系脱水
大部分醇类、酮类等与水形成恒沸体系 用工业乙醇生产无水乙醇节能75％
2005年我国生产无水乙醇110万吨（其中燃料乙醇81万 吨），如果考虑部分乙醇作为溶剂循环使用，这样需要脱
水处理保守估计也要大于150万吨，另外，可以预期， 国燃料乙醇产量将呈大幅上升趋势。
三、可直接工业应用的渗透汽化膜分离节能技术
1、含水恒沸体系脱水 大部分醇类、酮类等与水形成恒沸体系 用含水15％的异丙醇生产无水异丙醇节能65％；用含 水15％的叔丁醇生产无水叔丁醇节能68％ 醇类（除甲醇乙醇）、酮类，其2005年产量到目前 为止尚无统计结果，估计可能要在100万吨左右，其中大 部分作为溶剂循环使用，这样需要脱水处理保守估计也 要大于300万吨，
它特别适用于普通精馏难于分离或不能分离的近沸点、恒沸 点混合物的分离，对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除，对
废水中少量有机物的回收，对有机物/有机物分离和与反应耦合、
将反应生成物不断脱除等具有明显的经济上和技术上的优势。
Comparison of energy costs (in kWh) for the dehydration of 100 kg of isopropanol (starting from the azeotrope: isopropanol 88 wt.%) by different separation processesa Utilities Evaporation energy Condensation energy Cooling water Azeotropic distillation 17 17 – Adsorption 3.3 – 3.3 Pervaporation 3.9 – 3.9