120323渗透汽化介绍

渗透汽化膜分离技术 及其市场应用的分析和展望
苏州 2012 年 3 月

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2012
目录
一、渗透汽化膜分离技术………………………………………………………………2 二、渗透汽化技术优势…………………………………………………………………3 三、渗透汽化技术主要应用……………………………………………………………4 四、渗透汽化膜分类及简介……………………………………………………………4
4.1 有机膜……………………………………………………………………………4 4.2 无机膜……………………………………………………………………………6 五、HybSi 膜介绍及特点…………………………………………………………………8 5.1先进的HybSi膜材料……………………………………………………………8 5.2 HybSi 膜主要特点………………………………………………………………9 5.3 HybSi 膜性能测试……………………………………………………………10 5.4 与有机膜和 NaA 分子筛膜的对比……………………………………………15 六、HybSi 膜应用………………………………………………………………………15 6.1 适用范围………………………………………………………………………15 6.2 膜参数及规格…………………………………………………………………16 6.3 组件规格及参数………………………………………………………………16 6.4 部分组件图片…………………………………………………………………17 6.5 流程示意图……………………………………………………………………18 七、国内渗透汽化市场现状分析及前景展望………………………………………18 7.1 渗透汽化市场参与者…………………………………………………………18 7.2 国内渗透汽化市场现状………………………………………………………19 7.3 渗透汽化和 HybSi 膜的市场前景……………………………………………19 八、相关市场工作……………………………………………………………………21 8.1 推广 HybSi 膜工业化应用工程………………………………………………21 8.2 开发 HybSi 膜应用新工艺……………………………………………………21 8.3 销售渗透汽化膜产品，并提供渗透汽化膜应用工艺包……………………21 8.4 实现进口先进膜产品国产化…………………………………………………21
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一、渗透汽化膜分离技术 渗透汽化（Pervaporation，简称 PV），是利用均相流体混合体系中各组分在致
密高聚物膜中的热力学性质（溶解度）、动力学性质（扩散速度）的不同而形成的 选择透过性差异，以各组分在膜横截面上的蒸汽分压梯度差为推动力，实现不同组 分之间相互分离的新型膜分离技术。
渗透汽化膜分离原理示意图
渗透汽化膜分离技术有液态进料和气态进料两种应用模式。目前常见的是均相 混合体系以液态形式进入膜组件，待脱除的组分在渗透过膜后发生汽化。一般情况 下，渗透汽化即指这种液态进料的应用模式。当均相混合体系以气态形式进入膜组 件时，待脱除的组分不会在渗透过膜的前后发生相变，这种形式通常被称为蒸汽渗 透（Vapor Permeation，简称 VP）。
渗透汽化膜分离技术能以低能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统技术难以完成的 分离任务，特别适合于蒸馏法难以分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物以及同 分异构体的分离。
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目前，渗透汽化膜分离技术正在和其他生产工艺集成起来，成为许多生产中不 可缺少的一部分，在石油化工、精细化工、日用化工、医药、食品、新能源、环保 等行业领域中具有广阔的应用及市场前景，被誉为二十一世纪最有前途的高新技术 之一。
二、渗透汽化技术优势 渗透汽化技术不但能够胜任一些蒸馏、萃取、吸附等传统技术难以分离或者不
能分离的过程，而且在传统技术能够实现的一些分离过程上，依然具有明显的优势： ①节能，运行成本低，仅需要将少量物料汽化，所需能量极少，一般比蒸馏法
节能 1/2～2/3； ②环保，减少排污，渗透液可以回收处理实现循环利用，几乎无废液残渣产生； ③分离过程不需加入恒沸剂、萃取剂等其他第三组分，不污染产品，有利于产
品质量稳定，更适合医药、化妆品行业的要求； ④资源利用率高，产品收率高，物耗低，无需消耗其他物料； ⑤结构紧凑占地省，流程简单，操作方便，易于控制，前部后续附加的处理少； ⑥分离过程不受物料中多元组分的影响，更加适合混合溶剂中水分的脱除； ⑦易于放大及与其他工艺步骤和设备耦合。
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三、渗透汽化技术主要应用 ①化工、制药、电子、印染、新能源等行业中，各种有机溶剂及多元混合溶剂
脱水与回收再利用； ②燃料乙醇（无水乙醇）的生产，ABE 法生产丁醇和丙醇； ③某些有机溶剂（如碳酸二甲酯 DMC、甲基叔丁基醚 MTBE）与甲醇的混合体
系的组分分离； ④生物工程中提取天然芳香物质； ⑤渗透汽化膜反应器用于酯化反应，实现酯化在线脱水。
四、渗透汽化膜分类及简介 国内外市场上的渗透汽化膜，主要是根据其材质的不同进行分类，主要分为有
机膜和无机膜两大类。 4.1 有机膜 有机膜是指以高分子聚合物来形成起分离作用的无孔致密活性层的膜，常见的
活性层高分子聚合物材料为聚乙烯醇（PVA）和聚酰亚胺。目前，国内外市场上只 有平板式渗透汽化有机膜以板框式组件形式销售。
板框式有机渗透汽化膜组件 -4-

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平板有机膜是以无纺布以及多孔高分子超滤膜为双支撑层，在超滤膜表面涂布 高分子聚合物来形成无孔致密活性层。
平板式有机渗透汽化膜
有机渗透汽化膜具有技术相对成熟，成本较低的优点。有机膜是渗透汽化技术 实现工业化应用的先驱，通过多年的市场运作，获得大量成功的应用案例，积累了 丰富的实际经验。通过这些项目，成功的展现出了渗透汽化技术良好的经济效益和 社会效益。同时，不断显现的应用前景带来不断扩大的市场需求，为渗透汽化市场 的进一步深入发展、行业扩大奠定了良好的社会基础。
有机渗透汽化膜应用实例
但是由于有机膜其材质、结构本身特点带来的一些天生的技术缺陷，如通用性 差、耐腐蚀性差、通量小、分离系数低、有溶胀现象、装填密度低等等，导致有机
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