CN101121639B - 由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法 - Google Patents

由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101121639B
CN101121639B CN2007100580242A CN200710058024A CN101121639B CN 101121639 B CN101121639 B CN 101121639B CN 2007100580242 A CN2007100580242 A CN 2007100580242A CN 200710058024 A CN200710058024 A CN 200710058024A CN 101121639 B CN101121639 B CN 101121639B
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
water solution
membrane
polyatomic alcohol
polyhydric alcohol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007100580242A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101121639A (zh
Inventor
李凭力
曹明利
张学岗
常贺英
解利昕
王世昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN2007100580242A priority Critical patent/CN101121639B/zh
Publication of CN101121639A publication Critical patent/CN101121639A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101121639B publication Critical patent/CN101121639B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种由玉米生产的多元醇水溶液的脱水方法，属于真空膜蒸馏的应用技术。该方法采用膜蒸馏装置，首先将多元醇水溶液加热到温度61℃-65℃，然后采用原料泵将多元醇水溶液加入到中空纤维膜内，在膜外侧形成0.085MPa-0.089MPa的真空环境，从而在膜两侧形成传递蒸汽压差，膜内侧多元醇水溶液中的水以蒸汽形式在蒸汽压差的作用下透过膜孔进入中空纤维膜外侧，再经膜组件外侧的冷凝系统的冷却冷凝成水，收集冷凝水，从而实现由玉米生产的多元醇水溶液的脱水浓缩。本发明的优点在于，操作温度在65℃以下，与现有的普通蒸馏法相比能耗低，所用膜对多元醇的截留率高，多元醇损失率低。

Description

由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法
技术领域
本发明涉及一种由玉米生产的多元醇水溶液脱水的方法，属于真空膜蒸馏技术的应用领域。
背景技术
乙二醇和丙二醇(包括1，2-丙二醇和1，3-丙二醇)等低碳多元醇是重要的能源液体燃料，也是一类非常重要的聚酯合成原料，如用于制造聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等聚酯纤维。2005年我国乙二醇的进口依存度高达78.6％，创近年来进口历史最高纪录。国内丙二醇的生产规模很小，产品主要依靠进口。因此，研究和开发乙二醇、丙二醇合成新路线和新方法具有重要的意义。从生物质原料等非石油资源路线出发合成乙二醇和丙二醇等多元醇类产品，是一条最具有竞争力的原料路线。生物质资源的原料来源丰富，价格低廉，通过光合作用可以实现循环和再生，采用生物质资源等非石油路线的方法合成低碳多元醇类，建立新的技术路线和工业示范装置，是环境友好过程；对于提升生物质的资源的价值、缓解石油资源紧张状况、开发可循环和再生的能源化学品和新材料单体合成技术，具有极为重要的战略意义。
玉米经生物发酵，然后在一定条件下加氢催化裂解得到多元醇混合溶液。分析多元醇混合液组成，多元醇中水的初始含量高达80％左右，多元醇仅占到15％，碱及有机盐高达5％，现行的方法是按普通蒸馏和精馏的方式提纯多元醇，先脱水，再脱盐，然后再对多元醇混合物进行分离提纯。以普通蒸馏和精馏法对多元醇混合溶液进行脱水处理存在着一次性设备投资大，操作费用高，操作不稳定等问题。这是由于水比多元醇沸点低，必须先消耗大量蒸汽把水从多元醇中蒸发出来；尽管采用了多效蒸馏的方式，能耗仍然很高；为达到多效蒸发的效果，脱水单元各塔操作压力递减，导致真空操作的塔顶有大量低压水蒸气产生，造成冷却设备和操作费用庞大，而且对塔的真空维持带来极大的困难；由于多效操作限定在一定的压力范围内，导致相邻两塔的操作压差及温差很小，同时由于介质中盐的存在导致相邻两塔温差进一步减小，换热设备投资巨大；因塔序列长，后效塔难以控制，容易导致后效塔塔顶出水中带走大量的多元醇，造成环境污染及产品损失；后效真空塔无论采用板式塔还是填料塔都处于气速过高，液量过小的极限操作状态，容易夹带多元醇，造成环境污染及产品损失，所以迫切需要开发出一项有效节能的脱水技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法，该方法能耗低，多元醇损失率低。
本发明是通过下述技术方案加以实现的：一种采用膜蒸馏装置脱除玉米生产多元醇水溶液中水的方法，所述膜蒸馏装置包括多元醇水溶液泵，管式膜组件，真空泵及冷凝系统，其中管式膜组件的管内装填疏水性的聚丙烯中空纤维膜，中空纤维膜的内径为800μm，外径为1000μm，膜孔平均半径为0.095μm，孔隙率45.4％。其特征在于包括以下过程：将初始组分及其质量含量为：1，2丙二醇6.08％，乙二醇4.21％，丙三醇3.27％，丁二醇1.16％，山梨醇2.8％，其余为水的多元醇水溶液，加热到温度61℃-65℃，用泵加入到管式膜组件，以32L/h的流速流经中空纤维膜内，在膜外侧形成0.085MPa-0.089MPa的真空环境，从而在膜两侧形成传递蒸汽压差，膜内侧热溶液中的水蒸汽在蒸汽压差的作用下透过膜孔进入中空纤维膜外侧，再经膜组件外侧的冷凝系统冷凝成水，收集到集液瓶中，从而达到由玉米生产的多元醇水溶液的脱水浓缩目的。
本发明的优点在于可以在低温下实现由玉米生产的多元醇水溶液脱水分离，现行的方法需要消耗大量的蒸汽把水从多元醇反应液中蒸馏出来，能耗很高，本发明的膜蒸馏脱水方法不需把多元醇水溶液加热到沸腾，操作温度在65℃以下，大大节省了脱水能耗，同时在浓缩过程中蒸发的只是水蒸汽，夹带的多元醇极少，减小了脱水过程中多元醇的损失。此发明在多元醇水溶液浓缩方面具有很大的应用前景，尤其是在溶液浓度低，传统蒸馏方法能耗高并且工厂有废热可以利用的情况下具有明显优势。
附图说明：
图1为本发明的工艺过程流程示意图。
图中：1为多元醇水溶液泵，2为恒温槽，3为管式膜组件，4为冷凝系统，5为接收瓶，6为真空泵。
具体实施方式
实施例一
在规格为Φ16mm×300mm外套管内装填聚丙烯中空纤维膜85根，每根膜内径为800μm，膜外径为1000μm，膜孔平均半径为0.095μm，孔隙率45.4％，膜有效长度250mm，膜面积0.05338m2(按纤维内径计算)。配制质量含量为1，2丙二醇6.08％，乙二醇4.21％，丙三醇3.27％，丁二醇1.16％，山梨醇2.8％，其余为水的多元醇水溶液2000g，将多元醇水溶液加热到61℃后恒温，再经原料泵1打入管式膜组件3，料液以32L/h的流量流过聚丙烯中空纤维膜内，通过真空泵6使膜组件壳程即中空纤维膜的外侧形成0.085MPa的真空度，在膜两侧压差的驱动力下水蒸汽从膜内侧通过膜孔进入膜外侧，水蒸汽抽出膜组件后，经冷凝器冷凝后收集在接收瓶中，连续运行5个小时，最终将初始质量浓度17.52％的多元醇水溶液浓缩到浓度为25.4％的多元醇水溶液。
实施例二
在规格为Φ16mm×300mm外套管内装填聚丙烯中空纤维膜85根，每根膜内径为800μm，膜外径为1000μm，膜孔平均半径为0.095μm，孔隙率45.4％，膜有效长度250mm，膜面积0.05338m2(按纤维内径计算)。配制质量含量为1，2丙二醇6.08％，乙二醇4.21％，丙三醇3.27％，丁二醇1.16％，山梨醇2.8％，其余为水的多元醇水溶液2000g，将多元醇水溶液加热到61℃后恒温，再经原料泵1打入管式膜组件3，料液以32L/h的流量流过聚丙烯中空纤维膜内，通过真空泵6使膜组件内中空纤维膜的外侧形成0.089MPa的真空度，在膜两侧压差的驱动力下水蒸汽从膜内侧通过膜孔进入膜外侧，水蒸汽抽出膜组件后，经冷凝器冷凝后收集在接收瓶中，连续运行5个小时，最终将初始质量浓度17.52％的多元醇水溶液浓缩到浓度为32.7％的多元醇水溶液。
实施例三
在规格为Φ16mm×300mm外套管内装填聚丙烯中空纤维膜85根，每根膜内径为800μm，膜外径为1000μm，膜孔平均半径为0.095μm，孔隙率45.4％，膜有效长度250mm，膜面积0.05338m2(按纤维内径计算)。配制质量含量为1，2丙二醇6.08％，乙二醇4.21％，丙三醇3.27％，丁二醇1.16％，山梨醇2.8％，其余为水的多元醇水溶液1230g，将多元醇水溶液加热到65℃后恒温，再经原料泵1打入管式膜组件3，料液以32L/h的流量流过聚丙烯中空纤维膜内，通过膜真空泵6使膜组件内中空纤维膜的外侧形成0.085MPa的真空度，在膜两侧压差的驱动力下水蒸汽从膜内侧通过膜孔进入膜外侧，水蒸汽抽出膜组件后，经冷凝器冷凝后收集在接收瓶中，连续运行5个小时，最终将初始质量浓度17.52％的多元醇水溶液浓缩到浓度为58％的多元醇水溶液。
实施例四
在规格为Φ16mm×300mm外套管内装填聚丙烯中空纤维膜85根，每根膜内径为800μm，膜外径为1000μm，膜孔平均半径为0.095μm，孔隙率45.4％，膜有效长度250mm，膜面积0.05338m2(按纤维内径计算)。配制质量含量为1，2丙二醇6.08％，乙二醇4.21％，丙三醇3.27％，丁二醇1.16％，山梨醇2.8％，其余为水的多元醇水溶液2200g，将多元醇水溶液加热到65℃后恒温，再经原料泵1打入管式膜组件3，料液以32L/h的流量流过聚丙烯中空纤维膜内，通过真空泵6使膜组件内中空纤维膜的外侧形成0.089MPa的真空度，在膜两侧压差的驱动力下水蒸汽从膜内侧通过膜孔进入膜外侧，水蒸汽抽出膜组件后，经冷凝器冷凝后收集在接收瓶中，连续运行8个小时，最终将初始质量浓度17.52％的多元醇水溶液浓缩到浓度为80％的多元醇水溶液。

Claims (1)

1.一种由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法，该方法采用膜蒸馏装置，所述膜蒸馏装置包括多元醇水溶液泵，管式膜组件，真空泵及冷凝系统，其中管式膜组件的管内装填疏水性的聚丙烯中空纤维膜，中空纤维膜的内径为800μm，外径为1000μm，膜孔平均半径为0.095μm，孔隙率45.4％，其特征在于包括以下过程：将多元醇水溶液加热到温度61℃-65℃，用泵加入到管式膜组件，以32L/h的流速流经中空纤维膜内，在膜外侧形成0.085MPa-0.089MPa的真空环境，从而在膜两侧形成传递蒸汽压差，膜内侧热溶液中的水蒸汽在蒸汽压差的作用下透过膜孔进入中空纤维膜外侧，再经膜组件外侧的冷凝系统冷凝成水，收集到集液瓶中，从而实现由玉米生产的多元醇水溶液的脱水浓缩，其中所述的多元醇水溶液的初始组分及其质量含量为：1，2-丙二醇6.08％，乙二醇4.21％，丙三醇3.27％，丁二醇1.16％，山梨醇2.8％，其余为水。
CN2007100580242A 2007-07-13 2007-07-13 由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法 Expired - Fee Related CN101121639B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100580242A CN101121639B (zh) 2007-07-13 2007-07-13 由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100580242A CN101121639B (zh) 2007-07-13 2007-07-13 由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101121639A CN101121639A (zh) 2008-02-13
CN101121639B true CN101121639B (zh) 2010-09-15

Family

ID=39084163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100580242A Expired - Fee Related CN101121639B (zh) 2007-07-13 2007-07-13 由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101121639B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101020316B1 (ko) * 2010-04-28 2011-03-08 에스티엑스중공업 주식회사 막증류 방식을 이용한 정삼투 담수화 장치
CN102351645A (zh) * 2011-08-19 2012-02-15 天津大学 生物丁醇装置乙醇产品膜分离复合精馏精制方法及装置
CN103816804B (zh) * 2012-11-16 2015-08-26 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种原位分离水相中低浓度有机物的方法
CN104415664B (zh) * 2013-08-20 2017-07-28 中国石油化工股份有限公司 乙二醇溶液的内压式真空膜蒸馏浓缩方法
CN104415665B (zh) * 2013-08-20 2017-02-15 中国石油化工股份有限公司 乙二醇溶液的内压式溶气真空膜蒸馏浓缩方法
CN104415666B (zh) * 2013-08-20 2016-09-21 中国石油化工股份有限公司 乙二醇溶液的浸没式真空膜蒸馏浓缩方法
CN103409302B (zh) * 2013-08-27 2016-04-06 宜宾金喜来酒业有限公司 一种经膜蒸馏提质的药香型白酒的基酒及其膜蒸馏方法
CN103409303B (zh) * 2013-08-27 2016-04-06 宜宾金喜来酒业有限公司 一种经膜蒸馏提质的浓香型白酒的基酒及其膜蒸馏方法
CN103409300B (zh) * 2013-08-27 2016-02-10 宜宾金喜来酒业有限公司 一种经膜蒸馏提质的芝麻香型白酒的基酒及其膜蒸馏方法
CN109809965B (zh) * 2019-02-28 2021-08-20 南京惟新环保装备技术研究院有限公司 基于中空纤维渗透汽化膜的甘油浓缩设备及方法
CN109999669A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 广州汉至蓝能源与环境技术有限公司 一种快速高效灵活的渗透汽化脱水系统及基于该系统的脱水提纯方法
CN110252144A (zh) * 2019-05-22 2019-09-20 南京航空航天大学 双侧回收式热泵膜蒸馏蒸发系统及其工作方法
CN111167317A (zh) * 2020-01-15 2020-05-19 上海翊科精密挤出技术有限公司 一种高疏水中空纤维膜的制备及其脱硫废水处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0436288B1 (en) * 1990-01-02 1994-10-19 Texaco Development Corporation Membrane system and process for concentrating organic oxygenates
CN1356410A (zh) * 2001-12-19 2002-07-03 天津大学 热致相分离法制备聚丙烯中空纤维微孔膜的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0436288B1 (en) * 1990-01-02 1994-10-19 Texaco Development Corporation Membrane system and process for concentrating organic oxygenates
CN1356410A (zh) * 2001-12-19 2002-07-03 天津大学 热致相分离法制备聚丙烯中空纤维微孔膜的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101121639A (zh) 2008-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101121639B (zh) 由玉米生产的多元醇水溶液的膜蒸馏脱水方法
CN101544913A (zh) 一种负压脱苯方法及设备
CN104926653A (zh) 一种反应与蒸汽渗透脱水耦合的己酸乙酯合成工艺及装置
CN102321059B (zh) 一种苯酐生产工艺及生产装置
CN104262090A (zh) 一种生物质无水乙醇的生产方法及装置
CN106866368A (zh) 基于气提法和真空膜蒸馏法的气田含醇污水甲醇回收装置及工艺
CN106866366B (zh) 一种去除乙二醇中二元醇或多元醇杂质并增产乙二醇的方法
CN102872721B (zh) 一种船用海水淡化装置及淡化方法
CN202022865U (zh) 一种低能耗回收生物柴油生产中过量甲醇的装置
CN103495342B (zh) 一种蒸汽渗透分离meoh-dmc的方法
CN103555572B (zh) 一种高效气提耦合发酵制备丁醇的装置和方法
CN104610018B (zh) 分离乙醇发酵液的方法
CN103539214B (zh) 乙醇脱水制乙烯的有机废水处理方法
CN218608079U (zh) 一种乳酸低聚反应与脱水装置
CN216549990U (zh) 一种废液回收再利用系统
CN102260141A (zh) 一种非精馏技术的精制甘油生产方法及装置
CN104610019B (zh) 生产无水乙醇的方法
CN205145637U (zh) 一种异戊烷溶剂的精制装置
CN203487061U (zh) 用于生物柴油生产过程中的甲醇回收再利用装置
CN103539604B (zh) 乙醇脱水制乙烯的生产方法
CN103420752A (zh) 生物质乙醇脱水制乙烯的分离精制方法
CN104415666B (zh) 乙二醇溶液的浸没式真空膜蒸馏浓缩方法
CN202315640U (zh) 一种苯酐生产及尾气吸收装置
CN203196360U (zh) 丙烯醛的制造装置
CN202808650U (zh) 一种丙醛精制提纯系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100915

Termination date: 20110713