CN107185416B - 一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用 - Google Patents

一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107185416B
CN107185416B CN201710515113.9A CN201710515113A CN107185416B CN 107185416 B CN107185416 B CN 107185416B CN 201710515113 A CN201710515113 A CN 201710515113A CN 107185416 B CN107185416 B CN 107185416B
Authority
CN
China
Prior art keywords
agent
temperature
film
resistant protective
protective agent
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
CN201710515113.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107185416A (zh
Inventor
雷廷宙
杨延涛
林鹿
徐海燕
王志伟
李自杰
陈高峰
关倩
李学琴
辛晓菲
杨淼
李冲
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.)
Energy Research Institute Co Ltd of Henan Academy of Sciences
Original Assignee
Energy Research Institute Co Ltd of Henan Academy of Sciences
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 Energy Research Institute Co Ltd of Henan Academy of Sciences filed Critical Energy Research Institute Co Ltd of Henan Academy of Sciences
Priority to CN201710515113.9A priority Critical patent/CN107185416B/zh
Publication of CN107185416A publication Critical patent/CN107185416A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107185416B publication Critical patent/CN107185416B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/40—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. salts, amides, imides, nitriles, anhydrides, esters
    • B01D71/42—Polymers of nitriles, e.g. polyacrylonitrile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/38—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D307/40—Radicals substituted by oxygen atoms
    • C07D307/46—Doubly bound oxygen atoms, or two oxygen atoms singly bound to the same carbon atom
    • C07D307/48—Furfural
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/22—Thermal or heat-resistance properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/24—Mechanical properties, e.g. strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/30—Chemical resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明属于膜分离技术领域，具体而言，涉及一种耐高温分离糠醛用压滤膜、该压滤膜制备方法及其在糠醛分离应用中的专利申请。所述耐高温分离糠醛用压滤膜，制备原料包括：成膜材料、溶剂、成膜添加剂、分散剂、增塑剂、消泡剂、脱水剂、耐高温保护剂、抗压保护剂、辅料等。初步实验检测表明，本申请所提供的压滤膜具有较好耐高温特性，同时具有优良的耐酸碱腐蚀特性，而且具有较高的膜通量、良好机械加工性和热稳定性，对于提高糠醛产率、减少膜分离时间具有十分重要的应用价值，同时由于具有降低膜污染和较长使用寿命特性，因而具有较好的推广应用价值。

Description

一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于膜分离技术领域，具体而言，涉及一种耐高温分离糠醛用压滤膜、该压滤膜制备方法及其在糠醛分离应用中的专利申请。
背景技术
采用生物质废弃物（玉米芯、玉米秸秆等）经高温水解制备糠醛是现有的主流糠醛制备工艺。在该工艺生产过程中，生物质废弃物经过高温水解反应后，生成含糠醛的水解原液，其中含有较低浓度的糠醛和乙酰、丙酸等主要产物，进而再通过适当的分离工艺将糠醛分离出来。
对水解原液中糠醛进行分离时，通常采用的是精馏法或膜分离法，采用精馏法时，其主要原理是依据生产产物的沸点不同进行分离，但是由于水解原液中含水率较高，因而需要消耗大量热源将水分蒸发出来，同时也需消耗大量热源将分离产物进行蒸发分离，这种生产方式由于能耗较高，因而导致成本居高不下；采用膜分离法时，可以直接对水解原液进行分离，因而具有能耗较低优势，但是由于水解原液中含有一定浓度的酸，加上刚从反应装置出来的水解原液温度较高（80℃左右），因而对于分离膜的选择十分重要，而普通的分离膜由于不能满足高温分离要求，加上不能承受较高压力，因而导致分离时间较长、分离效率较低，进而使得膜分离法在生产应用中十分有限。因此，对于分离技术及相关分离膜的进一步研究，对于糠醛提取及相关生产工艺的改进具有十分重要的生产应用意义。
发明内容
本申请主要目的在于提供一种耐高温分离糠醛用压滤膜，该压滤膜具有较好耐高温、耐高压特性，适合用于分离刚从反应装置生产出来的、具有较高温度（80℃左右）水解原液中的糠醛。
本申请所采取技术方案详述如下。
一种耐高温分离糠醛用压滤膜，以质量百分比计，其制备原料组成如下：
成膜材料25~35 wt%，所述成膜材料为：聚醚-b-聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚芳硫醚酮酰胺、聚丙烯腈中的一种或者几种任意比例混合物；
溶剂15~25 wt%，所述溶剂为：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜中的一种或者几种任意比例混合物；
成膜添加剂5~7 wt%，所述成膜添加剂为：乙二醇、乙醚、聚乙二醇、聚乙烯、丙二醇中的一种或者几种任意比例混合物；
分散剂2~3 wt%，所述分散剂为：羧甲基纤维素、鞣酸中一种或两种任意比例混合物；
增塑剂2~3 wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异葵脂中一种或两种任意比例混合物；
消泡剂1~3 wt%，所述消泡剂为有机硅、有机硅氧烷中一种或两种任意比例混合物；
脱水剂1~2wt%，所述脱水剂为：二甲苯、氯苯中一种或两种任意比例混合物；
耐高温保护剂10~13 wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂、纳米二氧化硅中一种或两种任意比例混合物；
抗压保护剂13~22 wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃、环氧树脂中一种或两种任意比例混合物；
辅料4~7 wt%；所述辅料为：堇青石粉、氧化铈、氧化钛中一种或几种任意比例混合物。
所述耐高温分离糠醛用压滤膜的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）将成膜材料充分溶解在溶剂中形成铸模溶液，然后升温至40~60℃左右备用；为确保溶解充分，具体可以在100~150r/min速率下搅拌40~60minn，升温时升温速率可设定为3℃/min；
（2）在步骤（1）的升温后铸模溶液中依次加入耐高温保护剂和抗压保护剂，混合均匀后冷却至室温；加入耐高温保护剂和抗压保护剂时，优选持续搅拌条件下加入，以便于物料混匀；
（3）在步骤（2）冷却后混合体系中，依次迅速加入成膜添加剂、分散剂、增塑剂、消泡剂和辅料，然后迅速转移至密封设备中，充入保护气，在保护气氛下混合均匀；所述保护气例如选择N2,；保护气氛下，为保证物料混合均匀，可采用200~250 r/min的速率搅拌180~300min；
（4）在步骤（3）的反应体系中加入脱水剂，然后在密封设备、保护气氛条件下，自然静置15~24h；所述保护气氛例如为N2保护气氛；
静置完成后脱水，过滤除去反应体系中沉淀物，然后搅拌使反应体系混合均匀；搅拌时具体可以200~250 r/min的速率搅拌30~50min；
（5）将步骤（4）中搅拌混合均匀的反应体系通过螺杆挤出机来回重复挤出糅合20~30次，制备获得挤出料；
将挤出料在真空脱泡机中进行脱泡，得到均质无泡铸模液；
最后在无尘环境下通过塑料吹膜机将均质无泡铸模液挤出吹膜，即可制备获得本申请所述耐高温分离糠醛用压滤膜。
所述耐高温分离糠醛用压滤膜在糠醛分离中的应用，用于分离生物质热水解法所制备的水解原液中糠醛的分离。
由于高温下溶质的溶解度相对较大，因而对于从反应装置中刚生成的温度较高的水解原液进行分离，对于高效分离获得糠醛具有十分重要的应用意义。
初步实验检测表明，本申请所提供的压滤膜具有较好耐高温特性，同时具有优良的耐酸碱腐蚀特性，而且具有较高的膜通量、良好机械加工性和热稳定性，对于提高糠醛产率、减少膜分离时间具有十分重要的应用价值，同时由于具有降低膜污染和较长使用寿命特性，因而具有较好的推广应用价值。
附图说明
图1为水解原液分离流程示意图；
图2为不同水解原液温度条件下，压滤膜透过通量变化情况；
图3为不同压差条件下，压滤膜透过通量变化情况；
图4为长时运行情况下，压滤膜透过通量变化情况。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请做进一步的解释说明。
实施例1
本申请所提供耐高温分离糠醛用压滤膜，以质量百分计计，其制备原料组成如下：
成膜材料35 wt%，所述成膜材料为：聚偏氟乙烯30wt%、聚芳硫醚酮酰胺5wt%；
溶剂25 wt%，所述溶剂为：二甲基乙酰胺10 wt%、N-甲基吡咯烷酮10 wt%、环丁砜5wt%；
成膜添加剂6wt%，所述成膜添加剂为：乙醚1 wt%、聚乙二醇2 wt%、聚乙烯1 wt%、丙二醇2 wt%；
分散剂2wt%，所述分散剂为鞣酸；
增塑剂3 wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁酯1 wt%、邻苯二甲酸二异葵脂2wt%；
消泡剂1 wt%，所述消泡剂为有机硅；
脱水剂1 wt%，所述脱水剂为二甲苯；
耐高温保护剂10 wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂5%、纳米二氧化硅5%；
抗压保护剂13wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃；
辅料4wt%；所述辅料为：堇青石粉2 wt%、氧化铈2 wt%。
所述耐高温分离糠醛用压滤膜的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）将成膜材料充分溶解在溶剂中形成铸模溶液，然后升温至40℃左右备用；为确保溶解充分，具体在120r/min速率下搅拌40minn，升温时升温速率设定为3℃/min；
（2）在步骤（1）的升温后铸模溶液中依次加入耐高温保护剂和抗压保护剂，混合均匀后冷却至室温；加入耐高温保护剂和抗压保护剂时，持续搅拌条件下加入，以便于物料混匀；
（3）在步骤（2）冷却后（冷却至室）混合体系中，依次迅速加入成膜添加剂、分散剂、增塑剂、消泡剂和辅料，然后迅速转移至密封设备中，充入N2保护气，在保护气氛下混合均匀；为保证物料混合均匀，保护气氛下采用200 r/min的速率搅拌180min；
（4）在步骤（3）的反应体系中加入脱水剂，然后在密封设备、N2保护气氛下自然静置24h；
静置脱水后，过滤除去反应体系中沉淀物，然后搅拌使反应体系混合均匀；搅拌时具体以200 r/min的速率搅拌30min；
（5）将步骤（4）中搅拌混合均匀的反应体系通过螺杆挤出机来回重复挤出糅合20次，制备获得挤出料；
将挤出料在真空脱泡机中进行脱泡，得到均质无泡铸模液；
最后在无尘环境下通过塑料吹膜机将均质无泡铸模液挤出吹膜，即可制备获得本申请所述耐高温分离糠醛用压滤膜。
实施例2
本实施例所提供耐高温分离糠醛用压滤膜，以质量百分计计，其制备原料组成如下：
成膜材料32 wt%，所述成膜材料为：聚偏氟乙烯12wt%、聚芳硫醚酮酰胺10wt%、聚醚-b-聚酰胺10%；
溶剂20wt%，所述溶剂为：二甲基甲酰胺10 wt%、二甲基乙酰胺10 wt%；
成膜添加剂7wt%，所述成膜添加剂为：乙醚2 wt%、聚乙二醇2 wt%、乙二醇3 wt%；
分散剂3wt%，所述分散剂为羧甲基纤维素；
增塑剂2wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二异葵脂；
消泡剂2wt%，所述消泡剂为有机硅氧烷；
脱水剂1 wt%，所述脱水剂为二甲苯；
耐高温保护剂12 wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂7%、纳米二氧化硅5%；
抗压保护剂15wt%，所述抗压保护剂为：环氧树脂；
辅料6wt%；所述辅料为：堇青石粉3 wt%、氧化铈3 wt%。
具体制备过程参考实施例1，仅调整部分工艺参数如下：
步骤（1）中，以150r/min速率搅拌60min；
步骤（3）中，N2气保护气氛下，以220r/min的速率搅拌300min；
步骤（4）中，静置18h；静置过滤后，以220r/min的速率搅拌50min；
步骤（5）中，通过螺杆挤出机来回重复挤出糅合30次。
实施例3
本实施例所提供耐高温分离糠醛用压滤膜，以质量百分计计，其制备原料组成如下：
成膜材料32 wt%，所述成膜材料为：聚丙烯腈12wt%、聚芳硫醚酮酰胺10wt%、聚醚-b-聚酰胺10%；
溶剂13wt%，所述溶剂为：二甲基乙酰胺8wt%、N-甲基吡咯烷酮5wt%；
成膜添加剂7wt%，所述成膜添加剂为：乙二醇1 wt%、乙醚1 wt%、聚乙二醇1wt%、聚丙烯2 wt%、丙二醇2 wt%；
分散剂3wt%，所述分散剂为：羧甲基纤维素2 wt%、鞣酸1 wt%；
增塑剂2wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁脂；
消泡剂2wt%，所述消泡剂为：有机硅1 wt%、有机硅氧烷1 wt%；
脱水剂2wt%，所述脱水剂为：二甲苯1 wt%、氯苯1 wt%；
耐高温保护剂10 wt%，所述耐高温保护剂为：纳米二氧化硅；
抗压保护剂22wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃10 wt%、环氧树脂12wt%；
辅料7wt%；所述辅料为：堇青石粉2 wt%、氧化铈2 wt%、氧化钛3 wt%。
具体制备过程参考实施例1，仅调整部分工艺参数如下：
步骤（1）中，以100r/min速率搅拌50min；以3℃/min的速率升温至60℃；
步骤（3）中，保护气氛下，以200r/min的速率搅拌240min；
步骤（4）中，静置18h；静置过滤后，以200r/min的速率搅拌40min。
实施例4
本实施例所提供耐高温分离糠醛用压滤膜，以质量百分计计，其制备原料组成如下：
成膜材料29wt%，所述成膜材料为：聚丙烯腈9wt%、聚芳硫醚酮酰胺8wt%、聚醚-b-聚酰胺7%、聚偏氟乙烯5 wt%；
溶剂23wt%，所述溶剂为：二甲基甲酰胺8wt%、N-甲基吡咯烷酮7wt%、环丁砜8 wt%；
成膜添加剂6wt%，所述成膜添加剂为：乙二醇2wt%、乙醚2 wt%、聚乙烯2 wt%；
分散剂3wt%，所述分散剂为：羧甲基纤维素1wt%、鞣酸2 wt%；
增塑剂2wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁脂1 wt%、邻苯二甲酸二异葵脂1wt%；
消泡剂3wt%，所述消泡剂为：有机硅2 wt%、有机硅氧烷1 wt%；
脱水剂1wt%，所述脱水剂为：氯苯；
耐高温保护剂13wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂7 wt%、纳米二氧化硅6 wt%；
抗压保护剂15wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃8 wt%、环氧树脂7wt%；
辅料5wt%；所述辅料为：氧化铈3 wt%、氧化钛2 wt%。
具体制备过程参考实施例1，仅调整部分工艺参数如下：
步骤（1）中，以130r/min速率搅拌40min；以3℃/min的速率升温至60℃；
步骤（3）中，保护气氛下，以250r/min的速率搅拌300min；
步骤（4）中，静置18h；静置过滤后，以250r/min的速率搅拌30min。
实施例5
以实施例3所制备耐高温分离糠醛用压滤膜为例，以实际生产中所制备的水解原液为基础，进行了相关性能检验，相关实验简要介绍如下。
对实施例3所制备耐高温分离糠醛用压滤膜进行初步检测，其部分性能检测数据如下：
耐高温：t≤200℃；
耐压：ΔP≤2.5MPa；
极限寿命：水解原液温度=80℃时，可以连续运行18天；水解原液温度为60℃时，可以连续运行35天。
在具体介绍其应用效果前，首先就水解原液背景情况简要介绍说明如下。
常规生物质原料制备糠醛工艺中，生物质水解主要采用二级水解串联工艺，通过控制不同的水解条件来提高秸秆水解产物的选择性。以玉米秸秆压块做为反应的原材料为例，其在170~180℃和0.8~1.0MPa压力下进行第一级水解，制备获得糠醛；然后开始升温增压，在210~230℃和0.2~0.25MPa压力作用下进行第二级水解，制备获得乙酰丙酸，最后所得混合溶液即为水解原液，对于某批次水解原液进行组分含量检测，其检测结果如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
从二级反应装置出来的水解原液中，主要成分为糠醛和乙酰丙酸，同时含有少量的生物质悬浮粉末，对于水解原液进行糠醛分离的主要工艺流程如图1所示， 其主要工艺流程是：
先经过过滤，除去其中的悬浮颗粒杂质；除去杂质后的水解原液温度维持在80℃左右，然后直接引入压滤膜分离装置，打开空气泵，保持压滤膜分离装置中的压差维持在1.2MPa左右，开始进行压滤膜分离糠醛；分离糠醛后截留液中主要成分为乙酰丙酸，然后通过适当方式对截留液中乙酰丙酸产物进行分离。
需要说明的是，本申请中所述膜透过通量通过直接测量一段时间内透过膜的液体体积或质量的方法计算获得，膜通量(J)的计算公式为：J= V/(T×A)
式中:J--膜通量(L/m2·h)；V--取样体积(L)；T--取样时间(h)；A--膜有效面积(m2)。
（1）水解原液温度对分离效果（透过通量）的影响
对不同温度（压差ΔP=1.2MPa）水解原液条件下压滤膜的透过通量进行了检测，结果如图2所示。对图2进行分析可以看出，随着水解原液温度的降低，分离膜的渗透通量明显减少，当水解原液的温度从100℃降低到20℃的时候，膜的渗透通量从2.0kg•m-2•h-1降低到0.6 kg•m-2•h-，表明在较高温度时，分离膜有较好的分离效果。
（2）压差对分离效果（透过通量）的影响
对不同压差条件下（水解原液温度t=80℃），压滤膜对水解原液分离效果进行了检测，结果如图3所示。对图3分析可以看出，当膜压滤罐内外压力差从0MPa增加到1.5MPa时候，糠醛的透过通量从0增加到2.0 kg•m-2•h-1。也就是说，糠醛在该膜压滤罐内的透过通量是随着内外压力差的增大而直线增加的，压力差越大，糠醛的透过通量越大，粗糠醛从水解原液中分离的速度也就越快。
（3）耐高温压滤膜的寿命
对压滤膜进行了初步的连续运行实验（压差ΔP=1.2MPa、水解原液温度t=80℃，ΔP=1.2MPa），实验结果如图4所示。实验结果表明：从连续分离运行12d的透过通量分离数据来看，整体透过通量的水平维持在1.37 kg•m-2•h-1左右，数据变化不大，从运行的12d来看，糠醛的透过通量没有明显的减弱趋势，说明采用本方法制备的耐高温分离糠醛的压滤膜，热稳定性较好。
还需要介绍的是，现有技术中，也有采用滤膜对水解原液中糠醛进行分离的技术方案，如：中国林业科学研究院林产化学工业研究所的别士霞等人在2013年04期化工中间体杂质出版的《糠醛分离技术研究进展》中提到，常用的糠醛分离膜为：多孔聚氨酯脲膜、NF90N纳米膜、ZIF-8纳米复合膜。但是这几种分离膜并不适合本申请所述水解原液应用。常规的玉米秸秆压块工艺酸解制备的水解原液中，糠醛浓度较低，仅有1.5%左右，含有85%左右的水份，而水解液的酸度较高pH=5~6左右，并且水解原液的温度在80℃左右。将上述几种分离膜与本申请所述分离膜共同用于某批次水解原液中糠醛分离时，部分检测结果如下表示所示（水解原液温度：80℃）：
Figure 518429DEST_PATH_IMAGE002
。
从上述结果对比可以看出，无论在低压还是高压条件下，本申请所提供分离膜均具有较好透过通量，能够较好满足糠醛分离需要，表现出较好应用前景。

Claims (8)

1.一种耐高温分离糠醛用压滤膜，其特征在于，该压滤膜用于生物质热水解法所制备的水解原液中糠醛的分离，所述生物质热水解法采用二级水解串联工艺；
以质量百分比计，其制备原料组成如下：
成膜材料25~35 wt%，所述成膜材料为：聚醚-b-聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚芳硫醚酮酰胺、聚丙烯腈中的一种或者几种任意比例混合物；
溶剂15~25 wt%；所述溶剂为：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜中的一种或者几种任意比例混合物；
成膜添加剂5~7 wt%，所述成膜添加剂为：乙二醇、乙醚、聚乙二醇、聚乙烯、丙二醇中的一种或者几种任意比例混合物；
分散剂2~3 wt%；所述分散剂为：羧甲基纤维素、鞣酸中一种或两种任意比例混合物；
增塑剂2~3 wt%；所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异葵酯中一种或两种任意比例混合物；
消泡剂1~3 wt%；所述消泡剂为有机硅、有机硅氧烷中一种或两种任意比例混合物；
脱水剂1~2wt%；所述脱水剂为：二甲苯、氯苯中一种或两种任意比例混合物；
耐高温保护剂10~13 wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂、纳米二氧化硅中一种或两种任意比例混合物；
抗压保护剂13~22 wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃、环氧树脂中一种或两种任意比例混合物；
辅料4~7 wt%；所述辅料为：堇青石粉、氧化铈、氧化钛中一种或几种任意比例混合物；
或者为：
成膜材料32wt%，所述成膜材料为：聚丙烯腈12wt%、聚芳硫醚酮酰胺10wt%、聚醚-b-聚酰胺10%；
溶剂13wt%，所述溶剂为：二甲基乙酰胺8wt%、N-甲基吡咯烷酮5wt%；
成膜添加剂7wt%，所述成膜添加剂为：乙二醇1 wt%、乙醚1 wt%、聚乙二醇1wt%、聚丙烯2 wt%、丙二醇2 wt%；
分散剂3wt%，所述分散剂为：羧甲基纤维素2 wt%、鞣酸1 wt%；
增塑剂2wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁酯；
消泡剂2wt%，所述消泡剂为：有机硅1 wt%、有机硅氧烷1 wt%；
脱水剂2wt%，所述脱水剂为：二甲苯1 wt%、氯苯1 wt%；
耐高温保护剂10 wt%，所述耐高温保护剂为：纳米二氧化硅；
抗压保护剂22wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃10 wt%、环氧树脂12wt%；
辅料7wt%；所述辅料为：堇青石粉2 wt%、氧化铈2 wt%、氧化钛3 wt%；
该压滤膜采用如下步骤制备而成：
（1）将成膜材料充分溶解在溶剂中形成铸膜溶液，然后升温至40~60℃备用；
（2）在步骤（1）的升温后铸膜溶液中依次加入耐高温保护剂和抗压保护剂，混合均匀后冷却至室温；
（3）在步骤（2）冷却后混合体系中，依次加入成膜添加剂、分散剂、增塑剂、消泡剂和辅料，然后转移至密封设备中，充入保护气，在保护气氛下混合均匀；
（4）在步骤（3）的反应体系中加入脱水剂，然后在密封设备、保护气氛条件下，自然静置15~24h；
静置完成后脱水，过滤除去反应体系中沉淀物，然后搅拌使反应体系混合均匀；
（5）将步骤（4）中搅拌混合均匀的反应体系通过螺杆挤出机来回重复挤出糅合20~30次，制备获得挤出料；
将挤出料在真空脱泡机中进行脱泡，得到均质无泡铸膜液；
最后在无尘环境下通过塑料吹膜机将均质无泡铸膜液挤出吹膜，即可制备获得所述耐高温分离糠醛用压滤膜。
2.如权利要求1所述耐高温分离糠醛用压滤膜，其特征在于，以质量百分比计，制备原料组成如下：
成膜材料35 wt%，所述成膜材料为：聚偏氟乙烯30wt%、聚芳硫醚酮酰胺5wt%；
溶剂25 wt%，所述溶剂为：二甲基乙酰胺10 wt%、N-甲基吡咯烷酮10 wt%、环丁砜5wt%；
成膜添加剂6wt%，所述成膜添加剂为：乙醚1 wt%、聚乙二醇2 wt%、聚乙烯1 wt%、丙二醇2 wt%；
分散剂2wt%，所述分散剂为鞣酸；
增塑剂3 wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁酯1 wt%、邻苯二甲酸二异葵酯2 wt%；
消泡剂1 wt%，所述消泡剂为有机硅；
脱水剂1 wt%，所述脱水剂为二甲苯；
耐高温保护剂10 wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂5%、纳米二氧化硅5%；
抗压保护剂13wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃；
辅料4wt%；所述辅料为：堇青石粉2 wt%、氧化铈2 wt%。
3.如权利要求1所述耐高温分离糠醛用压滤膜，其特征在于，以质量百分比计，制备原料组成如下：
成膜材料32 wt%，所述成膜材料为：聚偏氟乙烯12wt%、聚芳硫醚酮酰胺10wt%、聚醚-b-聚酰胺10%；
溶剂20wt%，所述溶剂为：二甲基甲酰胺10 wt%、二甲基乙酰胺10 wt%；
成膜添加剂7wt%，所述成膜添加剂为：乙醚2 wt%、聚乙二醇2 wt%、乙二醇3 wt%；
分散剂3wt%，所述分散剂为羧甲基纤维素；
增塑剂2wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二异葵酯；
消泡剂2wt%，所述消泡剂为有机硅氧烷；
脱水剂1 wt%，所述脱水剂为二甲苯；
耐高温保护剂12 wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂7%、纳米二氧化硅5%；
抗压保护剂15wt%，所述抗压保护剂为：环氧树脂；
辅料6wt%；所述辅料为：堇青石粉3 wt%、氧化铈3 wt%。
4.如权利要求1所述耐高温分离糠醛用压滤膜，其特征在于，以质量百分比计，制备原料组成如下：
成膜材料29wt%，所述成膜材料为：聚丙烯腈9wt%、聚芳硫醚酮酰胺8wt%、聚醚-b-聚酰胺7%、聚偏氟乙烯5 wt%；
溶剂23wt%，所述溶剂为：二甲基甲酰胺8wt%、N-甲基吡咯烷酮7wt%、环丁砜8 wt%；
成膜添加剂6wt%，所述成膜添加剂为：乙二醇2wt%、乙醚2 wt%、聚乙烯2 wt%；
分散剂3wt%，所述分散剂为：羧甲基纤维素1wt%、鞣酸2 wt%；
增塑剂2wt%，所述增塑剂为：邻苯二甲酸二丁酯1 wt%、邻苯二甲酸二异葵酯1 wt%；
消泡剂3wt%，所述消泡剂为：有机硅2 wt%、有机硅氧烷1 wt%；
脱水剂1wt%，所述脱水剂为：氯苯；
耐高温保护剂13wt%，所述耐高温保护剂为：C5氢化石油树脂7 wt%、纳米二氧化硅6wt%；
抗压保护剂15wt%，所述抗压保护剂为：水玻璃8 wt%、环氧树脂7wt%；
辅料5wt%；所述辅料为：氧化铈3 wt%、氧化钛2 wt%。
5.权利要求1~4任一项所述耐高温分离糠醛用压滤膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（1）将成膜材料充分溶解在溶剂中形成铸膜溶液，然后升温至40~60℃备用；
（2）在步骤（1）的升温后铸膜溶液中依次加入耐高温保护剂和抗压保护剂，混合均匀后冷却至室温；
（3）在步骤（2）冷却后混合体系中，依次加入成膜添加剂、分散剂、增塑剂、消泡剂和辅料，然后转移至密封设备中，充入保护气，在保护气氛下混合均匀；
（4）在步骤（3）的反应体系中加入脱水剂，然后在密封设备、保护气氛条件下，自然静置15~24h；
静置完成后脱水，过滤除去反应体系中沉淀物，然后搅拌使反应体系混合均匀；
（5）将步骤（4）中搅拌混合均匀的反应体系通过螺杆挤出机来回重复挤出糅合20~30次，制备获得挤出料；
将挤出料在真空脱泡机中进行脱泡，得到均质无泡铸膜液；
最后在无尘环境下通过塑料吹膜机将均质无泡铸膜液挤出吹膜，即可制备获得所述耐高温分离糠醛用压滤膜。
6.如权利要求5所述耐高温分离糠醛用压滤膜的制备方法，其特征在于，所述保护气为N2。
7.权利要求1~4任一项所述耐高温分离糠醛用压滤膜在糠醛分离中的应用，其特征在于，用于分离生物质热水解法所制备的水解原液中糠醛的分离；所述生物质热水解法采用二级水解串联工艺，以玉米秸秆压块作为反应原材料时，具体工艺参数为：在170~180℃和0.8~1.0MPa压力下进行第一级水解，制备获得糠醛；然后开始升温增压，在210~230℃和0.2~0.25MPa压力作用下进行第二级水解，制备获得乙酰丙酸。
8.如权利要求7所述耐高温分离糠醛用压滤膜在糠醛分离中的应用，其特征在于，所述水解原液温度为80℃。
CN201710515113.9A 2017-06-29 2017-06-29 一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用 Expired - Fee Related CN107185416B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710515113.9A CN107185416B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710515113.9A CN107185416B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107185416A CN107185416A (zh) 2017-09-22
CN107185416B true CN107185416B (zh) 2020-09-18

Family

ID=59880251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710515113.9A Expired - Fee Related CN107185416B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107185416B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109651308A (zh) * 2019-02-15 2019-04-19 陈茁 一种5-羟甲基糠醛的纯化方法
CN109966928B (zh) * 2019-03-18 2024-02-23 浙江泰林生命科学有限公司 一种高通量高强度聚酰胺平板微滤膜的制备方法
CN114733362B (zh) * 2021-01-07 2023-10-31 杭州费尔新材料有限公司 一种聚烯烃中空纤维膜的制备工艺
CN117679962B (zh) * 2023-09-29 2024-05-14 杭州科百特过滤器材有限公司 一种纤维素除病毒滤膜及其制备工艺和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106519584A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 苏州陈恒织造有限公司 一种抗压耐高温膜及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102114390A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 中国科学院生态环境研究中心 增强型聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜及其制备方法
CN103254158B (zh) * 2013-05-21 2015-07-22 北京化工大学 生物质水解耦合渗透汽化分离生产糠醛的方法及装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106519584A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 苏州陈恒织造有限公司 一种抗压耐高温膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
渗透汽化-两级冷凝回收高纯度糠醛及吸附扩散行为的分子动力学模拟研究;丁川;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20161231(第7期);B016-9 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107185416A (zh) 2017-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107185416B (zh) 一种耐高温分离糠醛用压滤膜、制备方法及其应用
CN103449967B (zh) 一种提高丙酮加氢生产异丙醇收率的工艺及装置
CN102120935B (zh) 从含庚烷的废液体石蜡油中回收庚烷和液体石蜡油的方法
CN105418368A (zh) 一种生产高纯乙醇的工艺及装置
CN102887815B (zh) 一种正丙醇精制工艺
CN107778488B (zh) 一种脱低分子器及生产粘度为30-1000000cs甲基硅油的方法
CN206081882U (zh) 一种锂电池隔膜用白油的回收系统
CN103694101A (zh) 一种保险粉废渣的综合利用方法
CN106366171B (zh) 一种白色玉米醇溶蛋白的中试生产工艺及生产线
CN102863330A (zh) 一种从pta工艺废水分离精制工业苯甲酸的方法
CN209423012U (zh) 一种中药提取液中有机溶剂回收装置
CN112321418A (zh) 一种长链二元酸的精制方法
CN103254158B (zh) 生物质水解耦合渗透汽化分离生产糠醛的方法及装置
CN116281876A (zh) 一种电子级硫酸的制备方法及生产系统
CN113968782A (zh) 一种去除回收再利用醋酸中杂质的方法
CN204676019U (zh) 一种均苯四甲酸二酐的溶剂精制系统
CN111100027A (zh) N,n-二甲基乙酰胺的回收方法
CN107281942A (zh) 一种用于分离甲醇‑四氢呋喃的渗透汽化共混膜及其制备方法
CN210675124U (zh) 一种粗糠醇分离装置
CN211226974U (zh) 一种光引发剂的纯化设备
CN106753631A (zh) 强化解吸式沼气提纯及回收二氧化碳的工艺方法
CN103395914B (zh) 一种谷氨酸变晶母液的循环再利用方法
CN206838031U (zh) 一种乙炔与甲醛深度反应的系统
CN104892406A (zh) 一种2-羧基-3-萘甲酸的工业制备方法
CN201686697U (zh) 一种连续渗透汽化耦合发酵生产生物丁醇的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200918

Termination date: 20210629

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee