低能量蒸馏法中膜技术的应用毕业论文.doc

低能量蒸馏法中膜技术的应用 摘要：在相结合分离过程中引入膜渗透蒸馏法替代传统的蒸馏方法。在该过程中，在分离任何液体混合物时，适当的选择性膜可以被应用于此。本文主要讨论水/有机溶剂水的混合物使用优先渗透膜。在此过程中存在两种混合物：（轻组分）乙醇/水（重组分）和乙酸（重组分）/水（轻组分）。在这两种情况下，可以在分离处理过程中降低能耗的一半，进行简单蒸馏。关键词：蒸馏 膜渗透 低能量蒸馏在工业生产中广泛被应用，因为其具有简单性、可靠性、低成本、低投资等优点。然而，在蒸馏中能量利用率不高却制约蒸馏效率的提高。因此，如今提出蒸汽渗透/渗透蒸发膜低能量蒸馏替代原始蒸馏技术来节约能源成本。现如今，几乎整个化工行业在蒸馏中都重点发展膜技术。选择适当的膜材料难度在于，选择可靠的膜和模块。为满足烃类液体的需求，要求膜材料的操作组件的温度高于100。早期技术只是简单地将膜系统和蒸馏操作结合，而忽略了大幅减少分离能量的能源要求。在本文中，选择低能量分离过程结合蒸馏和膜蒸汽渗透，取代传统蒸馏方法。新过程中膜组件的操作温度可以高达130并且可达到低能耗的目的。首先选择机械蒸汽压缩。机械式蒸汽再压缩是众所周知的方法，也是降低能源成本的一种蒸馏方法。蒸汽压缩机使用的能源只有回收再沸器总能量的20%，因此大量减少能耗是可能的。但由于其节省的能源价值并不能抵消成本较高的压缩机资本成本。于是我们研究蒸馏蒸汽压缩模来进行分离。使用一种膜蒸汽渗透单元从蒸馏分离压缩塔顶将蒸汽分成两股气流。富集的水蒸气直接返回到蒸馏塔中，这将是所有的渗透蒸汽流潜热得到补偿。残留的蒸汽等被发送到再沸器的热交换中，整齐的凝结潜热也得到补偿。冷凝后的液体再分割出产品进行回流。正如传统的机械式蒸汽压缩，但其能量消耗是远低于传统的蒸馏方法的。此外，一个个的不同大小的膜单元分离工序是自由的，由此进一步降低能耗。这不仅实现了更少能源的使用，同时达到更好的分离效果。在膜的性能量化过程中需要解决的是膜的渗透性和选择性。由于在复合膜的选择性是很难衡量的，因此用报告渗透率作为膜的渗透速率。在蒸馏膜分离混合系统时，膜分离单元用于分离从压缩塔顶乙醇蒸汽/水中分离乙醇进行富集，其中水富氧蒸汽流直接被返还回到柱子，保留它所有的潜热。而富乙醇流在再沸器中冷凝，并回收其潜热。个人想法：在与膜分离结合的低能量蒸馏中，与传统的蒸馏方法相比可以削减蒸馏操作中多余一半的能源。然而，目前该技术只限广泛应用于乙醇/水和乙酸/水混合物的分离过程中。对于其他混合物的蒸馏却不能得到应用。造成此状况的主要原因是，在这种新型蒸馏过程中，要求膜和模块具有良好的选择性并具有耐高温的性能，可以在高温条件下进行操作。此后几年，我们应致力于研究此类膜的模块，根据其固有性质，结合其他有效方式提高膜的选择性和耐高温能力，进而推广该膜在蒸馏领域内的广泛应用。设想如若该法推广成功，整个石油化工行业必会得到诸多好处，因其低能量的操作，也为人类节约资源，为社会的可持续发展做出巨大贡献。参考文献：low-energy distillation-membra