CS268179B2 - Method of alcohols' aqueous solutions concentration - Google Patents
Method of alcohols' aqueous solutions concentration Download PDFInfo
- Publication number
- CS268179B2 CS268179B2 CS873345A CS334587A CS268179B2 CS 268179 B2 CS268179 B2 CS 268179B2 CS 873345 A CS873345 A CS 873345A CS 334587 A CS334587 A CS 334587A CS 268179 B2 CS268179 B2 CS 268179B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- membrane
- cellulose
- solution
- membranes
- semipermeable
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 title description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 86
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 43
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 43
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 1
- OWIKHYCFFJSOEH-UHFFFAOYSA-N Isocyanic acid Chemical compound N=C=O OWIKHYCFFJSOEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N anhydrous cyanic acid Natural products OC#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N carbendazim Chemical compound C1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1 TWFZGCMQGLPBSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N n-[4-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-4-nitrobenzenesulfonamide Chemical class C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=C(C=2OC3=CC=CC=C3N=2)C=C1 SYSQUGFVNFXIIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/362—Pervaporation
-
- 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
- B01D71/08—Polysaccharides
- B01D71/12—Cellulose derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu zkoncentrovávání vodných alkoholových roztoků za pomoci polopropustné membrány. Vynález se rovněž týká použití membrány z derivátu celulózy ke zkoncentrovávání alkoholů ve vodných roztocích,
V poslední době se značně rozviji obor zahrnující metody a technologii pro oddělováni látek pomoci polopropustných membrán, kde se používá syntetických membrán pro oddělování různých látek nebo к jejich čištění. Tyto technologické metody, při nichž se využívá polopropustných membrán, je možno například aplikovat při čištění vody, v chemickém průmyslu, v potravinářském průmyslu a ve zdravotnictví pro nejrůznější druhy oddělování nebo čištění. Běžné průmyslově používané metody podle dosavadního stavu techniky, používané pro oddělování různých látek, jako je například destilace nebo krystalizace, vyžadují mnoho energie, přičemž při použití metod s polopropustnýmí membránami je možno dosáhnout značně snížené spotřeby energie.
Mezi metody oddělování látek pomocí polopropustných membrán, které byly přizpůsobeny pro použití v průmyslovém měřítku, je možno zařadit diolýzu, inverzní osmozи a elektrodialýzu, přičemž tyto metody byly použity pro výrobu sladké vody, pro odsolování mořské vody a pro čištěni proteinů a jiných biologických látek.
Oddělování látek pomocí polopropustné membrány je metoda, při které se směs kapalin zpracovává tak, že se uvádí do kontaktu s polopropustnou membránou, Permeát se rozpouští v membráně a difunduje touto membránou, přičemž se odpařuje z druhé strany membrány, kde se vytvoří vakuum nebo kam se zavádá inertní plyn. Tato polopropustná membrána funguje jako rozpouštědlová extrakce v tenké vrstvě, která se kontinuálně regeneruje současně s tím, Jak molekuly prochází touto vrstvou a odpařují se na druhé straně membrány,
К některým speciálním účelům se oddělování látek pomocí polopropustné membrány hodí lépe, než jiné používané metody. Mezi tyto postupy patří metody oddělování a zkoncentrovávání různých látek, při kterých se zpracovávají azeotropické roztoky, nebo při kterých se zpracovávají směsi látek, и nichž body varu jednotlivých složek leží velmi blízko, dále к oddělování směsí izomerů a ke zpracovávání směsí, které jsou citlivé na teplo.
Uvedený vynález se týká zkoncentrovávání alkoholů vo vodných roztocích za pomoci metody, při které se oddělovaná látka odděluje pomocí polopropustné membrány, přičemž . se odpařuje z jejího vnějšího povrchu. Pří posuzování vhodnosti použití uvedené metody a dané semipermeabilní membrány pro daný účel jsou důležité dva rozhodující faktory, kterými jsou selektivita, neboli stupeň zkoncentrování, kterého se má dosáhnout, a množství permeatu, které prochází membránou, což určuje kapacitu procesu oddělování. Při provádění těchto oddělovacích postupů podle dosavadnícho stavu techniky, při kterých se používá polopropustných membrán, byly zkoušeny pro zkoncentrovávání alkoholů ve vodných roztocích různé deriváty celulózy, jako jsou například ncetát celulózy, triacetát celulózy o regenerovaná celulóza. Ovšem při provádění těchto testu bylo zjištěno, že i když bylo v některých případech dosaženo dobrých hodnot selektivity, hodnoty permeability uvedených membrán byly tak nízké, že z uvedeného důvodu nebylo možno tyto metody a prostředky aplikovat na postup zkoncentrovávání alkoholu.
Uvedený vynález sc týká způsobu zkoncentrovávání vodných roztoku alkoholu, při kterém se přivede alkoholový roztok do kontaktu s jednou stranou polopropustné membrány z derivátu celulózy, která Je umístěna v uzavřeném prostoru, přičemž z druhé strany této membrány se odpařuje permeát, který difundoval uvedenou membránou a u něhož byla změněna koncentrace alkoholu, a tento permeát se odvádí z tohoto prostoru, přičemž podstata tohoto postupu podle vynálezu spočívá v tom, Že jako membrány z derivátu celulózy se použije membrány z karbonátu celulózy.
Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu má karbamát celulózy použitý v membráně z karbamátu celulózy obsah dusíku v rozmezí od 0,2 do 2,1 %.
Tlouštka membrány ae výhodné pohybuje v rozmezí od Ю mikrometrů do 50 mikrometrů, přičemž nejvýhodnější je tloušlka v rozmezí od 15 do 40 mikrometrů·
Podle uvedeného vynálezu bylo zcela neočekávatelně zjištěno, že při použiti korbamátu celulózy ae připraví takové membrány, které jsou zejména vhodné pro zkoncentrovávání alkoholů ve vodných roztocích, při kterém ae použije metody a polopropustnou membránou a a odpařováním oddělené látky z vnějšího povrchu této polopropustné membrány, přičemž ae dosáhne výborné selektivity této membrány a kromě toho je vysoká i permeablil ta této membrány ve srovnání a běžně používanými membránami z derivátů celulózy·
Karbamát celulózy je látka, která ae připraví reakcí celulózy a kyselinou lsokyanatou. Tato iaokyanatá kyselina ae zase připraví například rozkladem močoviny při zvýšené teplotě, takže karbamát celulózy je tedy možno připravit tak, že ae společně míchá celulóza a močovina a tato směs ae zahřeje. Příklady postupů výroby karbamátu celulózy je možno najít například ve finských patentech č. 61033, 62318 a 64602·
Polopropustné membrány, které ae používají podle uvedeného vynálezu ke zkoncentrovávání alkoholů, je možno připravit z rozpuštěného karbamátu celulózy, přičemž se tento karbamát celulózy rozpustí ve vodném roztoku hydroxidu sodného a tento roztok, který má konfiguraci membrány, se potom uvede do kontaktu se srážecím roztokem, přičemž se vysráží karbamát celulózy ve formě membrány·
Karbamát celulózy je rozpustný v takových roztocích hydroxidu sodného, které mají obsah hydroxidu sodného přinejmenším 5 % hmotnostních, vhodné koncentrace hydroxidu sodného se pohybuje například v rozmezí od 8 do 10 % hmotnostních. Množství rozpouštěného karbamátu celulózy se určí tok, aby bylo dosaženo vhodné vizkozity roztoku pro další fázi, kdy je vyráběna vlastni membrána. Při praktickém provádění postupu podle vynálezu je při přípravě membrány vhodné množství karbamátu celulózy obvykle v rozmezí od 1 do 10 % hmotnostních, ve výhodném provedení postupu v rozmezí od 5 do 9 % hmotnostních. Se zvyšujícím se obsahem karbamátu celulózy se zvyšuje vizkozita roztoku dost značným způsobem a zhotovení membrány se tak stává obtížnější.
Ke srážení karbamátu celulózy z roztoků hydroxidu sodného Je možno použít roztoku kyselin, vhodnými kyselinami jsou pro tyto účely silné kyseliny, jako například kyselina sírová. Vhodná koncentrace kyseliny sírové se obvykle pohybuje okolo 10 % hmotnostních. Kromě toho je třeba uvést, Že srážecí roztok může obsahovat pomocné látky, které se běžné používají pro srážení, jako jsou například síran sodný a síran hlinitý. Příklady postupů srážení karbamátu celulózy a složení a přípravy srážecích roztoků, které se používají při těchto srážecích postupech, jsou uvedeny například ve finském patentu č. 64603.
Pří postupu výroby uvedených membrárn srážecím způsobem se rozprostře roztok karbatnátu celulózy v hydroxidu sodném, přičemž se vytvoří vrstva o požadované tloušlce a potom se substrát s vrátivou roztoku karbamátu celulózy vede srážecí lázní, přičemž dojde к vysrážení karbamátu celulózy za vzniku membrány. Tato membrána se potom sejme ze substrátu a promyje se, čímž se získá membrána, která je vhodná к použití jako polopropustná membrána pro oddělovací procesy, při kterých se permeát odpařuje z vnější strany této membrány.
К přípravě těchto polopropustných membrán je výhodné použít karbamát celulózy s obsahem dusíku v rozmezí aJ 0,2 % do 2,1 %.
Pří provádění procesu oddělování pomocí polopropustné membrány nehraje vzhledem к povaze tohoto postupu tloušťka membrány jako taková žádnou roli, ovšem při praktickém provádění tohoto postupu jsou zde samozřejmě určitá omezení v důsledku určitých faktorů. Při praktickém provádění těchto postupů je spodní limit tloušťky membrány, kromě jiného, určován mechanickou trvanlivostí této membrány. Kromě toho je nutno uvést, že na straně parmeátu je třebo vytvořit požadované vakuum a v případě, že tloušlka membrány je neadekvátní, je velmi obtížné toto vakuum vytvořit.
Při praktickém prováděni postupu podle vynálezu bylo zjištěno, že vhodná tloušťka membrány se pohybuje v rozmezí od 10 do 50 mikrometrů, výhodně v rozmezí od 15 do 40 mikrometrů·
Postup podle uvedeného vynálezu Je možno aplikovat na zkoncentrovávání různých alkoholů z vodných roztoků· Postup podle uvedeného vynálezu se zejména týká oddělování nebo zkoncentrovávání následujících alkoholů: methanolu, ethanolu, butanolu a fenolu·
Postup podle uvedeného vynálezu bude v dalším detailněji objasněn s pomocí příkladů provedení a popisu přiloženého obrázku, přičemž na tomto obrázku je schematicky znázorněno zařízení zkonstruované pro zkoncentrovávání roztoků alkoholů pomocí postupu s polopropustnou membránou a s odstraňováním perweátu z vnějšího povrchu membrány odpařováním podle uvedeného vynálezu·
Na tomto obrázku je znázorněno zařízení 10 ke zkoncentrovávání roztoku alkoholu pomocí polopropustné membrány, jehož součástí je nádrž 12, ve které je obsažena zpracovávaná směs alkoholu a vody, přičemž tato nádrž je umístěna v ohřívací lázni 11· Čerpadlo 13 se používá к čerpání alkoholového roztoku do uzavřeného prostoru membránového článku 14, který je rozdělen na dvě komory 14a a 14b membránou 20 z karbanátu celulózy· Tato membrána 20 je uložena na síťce (tato síťka není znázorněna na obrázku), jako je například kovová síťovina· z komory 14a se alkoholový roztok zavádí zpět do nádrže 12· Vzhledem к tomu, že obsah alkoholu v permeátu je nižší než obsah alkoholu v přiváděném zpracovávaném roztoku, je proud odváděný z komory 14a obohacen pokud se týče obsahu alkoholu.
Z alkoholového roztoku, který je přítomen v komoře 14a, se rozpouští v membráně 20 parmeát, a tento parmeát difunduje touto membránou do komory 14b. v této komoře 14b se udržuje vakuum· Parmeát, který difundoval membránou 20 se odpařuje z povrchu této membrány 20, přičemž tyto páry se odvádí za pomoci vakuového čerpadla 16 do ochlazovacího zachycovače 15. parmeát, který prodifundova1 membránou 20 a byl odpařen z povrchu této membrány, je možno rovněž odvádět z uvedené komory 14b pomocí zaváděného inertního plynu, Jako je například dusík, přičemž potom se oddělí tento permeát od tohoto přiváděného inertního plynu· Na uvedeném obrázku je dále znázorněn rtuťový manometr 17, dále ventil 18 pro odebírání vzorků a trojcestný ventil 19 pro usměrnění průtoku vzorku do ochlazovacích zachycovačů 15 a z nich·
Karbamát celulózy, který byl použit při provádění testů podle vynálezu, byl připraven následujícím způsobem.
Smrková sulfitová celulóza (Rauma RF) s hodnotou DP 800 ve formě folie byla ozařována, přičemž ozařovací dávka byla 1,0 Mrad (metoda urychlování elektronů). Bezprostředně po ozařování mělo celulóza hodnotu DP 446.
Takto získané folie byly impregnovány roztokem obsahujícím 15 % hmotnosti močoviny a 85 % hmotnosti vodného roztoku Čpavku (70 % Čpavku a 30 % vody). Impregnace byla prováděna při teplotě -20 °C, přičemž doba impregnování byla 5 minut, rotom byl z folie odstraněn impregnační roztok, přičemž bylo použito tlaku 0,21 MPa. Po tomto zpracování obsahovala celulóza 27,2 % močoviny.
Takto získané impregnované folie byly potom zahřívány mezi horkými deskami v lisu při teplotě 220 °C po dobu 1,5 minuty. Takto bylo dosaženo obsahu dusíku v karbamátu celulózy 2,10 % a hodnoty DP 420.
SeparaČní koeficienty uvedených membrán byly vypočteny z následující rovnice :
a;
CS 268179 82 kde Уд o YA jsou koncentrace složek A a 8 v persieátu, a
Хд a XQ jsou koncentrace složek А а В v přiváděné· zpracovávané· roztoku·
Například je aožno uvést, že jestliže je hodnota eč. θ д ^1, potom koncentrace složky D v perweátu je vyšší než koncentrace této složky v přiváděné· zpracovávané· roztoku, a membrána je v tomto případě selektivní na složku 8·
Příklad 1 podle tohoto příkladu byly připraveny membrány A, 8 a c z karbernátu celulózy, přičemž tyto membrány byly připraveny rozpuštěním 7 % hmotnostních výše uvedeného karbonátu celulózy, 8 % hmotnostních uvedeného karbonátu celulózy a 9 % hmotnostních tohoto karbonátu celulózy v 8 %-ním vodné· roztoku hydroxidu sodného (% hmotnostní)· Takto získané roztoky měly vizkozitu 2,9 Pa«s, 6,2 Pa.s a 13,1 Pa.s. Membrány byly připraveny tak, že se-uvedené roztoky karbonátu celulózy rozprostřely na skleněnou desku, přičemž bylo použito к dosažení stejnoměrné vrstvy skleněné tyčinky· Zvláštní pečlivost byla věnována tomu, aby tloušlky neubrán byly ve vSech případech stejné, což bylo dosaženo použitím adhezivní pásky navrštvené okolo skleněné tyčinky. Potom byly membrány vysráženy, přičemž při tomto kroku byly ponořeny se skleněnou deskou do. srážecího roztoku, který obsahoval 10 % hmotnostních kyseliny sírové, 18 % hmotnostních síranu sodného a 7 % hmotnostních síranu hlinitého, přičemž teplota srážecího roztoku byla 23 °C. Doba srážení bylo 3 minuty· Po vysrážení byly membrány sejmuty ze skleněné desky a promyty tekoucí teplou vodou (o teplotě v rozmezí od 30 do 40 °C), potom byly ponechány ve vodě po dobu přes noc· Poto· byly tyto nembrány zpracovávány roztokem 20 %-ního ethanolu po dobu 30 minut, za účelem zlepšení jejich trvanlivosti. Tloušbky uvedených membrán, měřené v suchém stavu, byly 26,1 mikrometru, 19,9 mikrometru a 20,7 mikrometru·
Tyto membrány byly potom použity ke zkoncentrovávání 94 %-ního roztoku ethanolu, přičemž bylo použito stejného zařízení, které je znázorněno na obr· 1· Teplota přiváděného zpracovávaného roztoku byla udržována na 25 °C, a průtoková rychlost přiváděného roztoku byla 1 800 ml/min· Tlak na straně permeátu byl 100 Pa· před prováděnými měřeními byl systém ponechán stabilizovat po dobu 2 hodin· Při provádění tohoto testu byl vzorek shronažňován po dobu 15 minut, přičemž permeát získaný z ochlazovaného zachycovače byl vážen za účelem zjištění průtokových hodpot, a potom byl analyzován za účelem stanovení separačního faktoru.
V následující tabulce jsou uvedeny zjištěné hodnoty separačních faktorů, týkající se vody, a průtokové hodnoty, které charakterizují permeabilítu membrán.
| přivádčný | Permeú t | SeparoČní | Průtoková |
| zpracovávaný | (% haot. | faktor | hodnota (3) |
| roztok | ethanolu) | O<H2° | mg/m2/s |
(% hoot.
e thanolu)
| Membrána | A | 90,2 | 80,8 | 2,2 | 523 |
| Membrána | В | 92,2 | 87,3 | 1,7 | 554 |
| Membrána | C | 92,2 | 79,5 | 3,0 | 376 |
Příklad 2 podle tohoto příkladu byl opakován poatup podle příkladu 1, přičemž bylo použito membrán Λ a D, s tím rozdílem, že přiváděný zprocovávaný roztok byl zředěný roztokem ethanolu. Získané výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.
| přiváděný zpracovávaný roztok (% hmot, ethanolu) | Permeát (% hmot, ethanolu) | Seporační faktor °<·Η20 | Průtoková hodnota (□) mg/m2/s | |
| Membrána A | 19,1 | 15,1 | 1/3 | 368 |
| Membrána В | 19,5 | 16,5 | 1/2 | 386 |
Z uvedených výsledků jc patrné, že hodnoty selektivity pokud se týče vody, a rovněž tak i průtokové hodnoty byly v tomto případě nižší než u zpracovávání koncentrovaných alkoholových roztoků.
Příklad 3
V tomto příkladu byly membrány připraveny stejným způsobem jako v příkladu 1, přičemž byly použity ke zkoncentrování methanolu, ethanolu, butanolu a fenolu ve formě vodných roztoků. Získané výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.
Alkohol
Př iváděný zpracováváný roz tok (% lunou) permeát (% hmot.)
Separační faktor
H2O průtoková hodnota (□) mg/m^/s
| Methanol | 18,3 | 12,8 | 1,5 | 268 |
| E thano1 | 20,0 | 9,2 | 2,5 | 277 |
| Buthanol | 4 8,8 | 7,4 | 11,9 | 319 |
| Feno 1 | 1,0 | 0,8 | 1,2 | 459 |
Claims (3)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU1· Způsob zkoncentrovávání vodných roztoků alkoholů, při kterém se roztok alkoholu přivádí na jednu stranu polopropustné membrány z derivátu celulózy, která je umístěna v uzavřeném prostoru, a z opačné strany uvedené membrány se odpařuje permeát, který prodifundoval uvedenou membránou, а и něhož byla změněna koncentrace alkoholu, vyznačující se tím, že jako membrány z derivátu celulózy se použije membrány z korba má tu celulózy·
- 2· Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že karbamát celulózy použitý v membráně z korbamátu celulózy má obsah dusíku v rozmezí od 0,2 do 2,1
- 3· Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tlouělka membrány z karbamátu celulózy je v rozmezí od 10 mikrometrů do 50 mikrometru, přičemž ve výhodném provedení je v rozmezí od 15 do 40 mikrometrů·
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI862028A FI73960C (fi) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | Foerfarande foer koncentrering av vattenloesningar av alkoholer medelst pervaporation. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS334587A2 CS334587A2 (en) | 1989-04-14 |
| CS268179B2 true CS268179B2 (en) | 1990-03-14 |
Family
ID=8522615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS873345A CS268179B2 (en) | 1986-05-14 | 1987-05-11 | Method of alcohols' aqueous solutions concentration |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6328409A (cs) |
| BR (1) | BR8702463A (cs) |
| CS (1) | CS268179B2 (cs) |
| DD (1) | DD265332A5 (cs) |
| DE (1) | DE3714784A1 (cs) |
| FI (1) | FI73960C (cs) |
| FR (1) | FR2600906B1 (cs) |
| GB (1) | GB2194465B (cs) |
| IN (1) | IN166625B (cs) |
| IT (1) | IT1215483B (cs) |
| NO (1) | NO162813C (cs) |
| SE (1) | SE8701955L (cs) |
| ZA (1) | ZA873094B (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4410243C1 (de) * | 1994-03-24 | 1995-06-29 | Carbone Ag | Membranverfahren zur Trennung fluider Gemische |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3140256A (en) * | 1957-09-30 | 1964-07-07 | Standard Oil Co | Separation process |
| FI66624C (fi) * | 1983-11-02 | 1984-11-12 | Neste Oy | Foerfarande foer framstaellning av cellulosakarbamatfibrer eller -filmer |
| EP0146655B1 (en) * | 1983-12-14 | 1989-08-02 | The Dow Chemical Company | A process for separating mixtures of water and an organic compoundand a water-selective permeation membrane |
-
1986
- 1986-05-14 FI FI862028A patent/FI73960C/fi not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-04-29 ZA ZA873094A patent/ZA873094B/xx unknown
- 1987-04-30 IN IN352/CAL/87A patent/IN166625B/en unknown
- 1987-05-04 DE DE19873714784 patent/DE3714784A1/de not_active Withdrawn
- 1987-05-07 NO NO871899A patent/NO162813C/no unknown
- 1987-05-11 CS CS873345A patent/CS268179B2/cs unknown
- 1987-05-12 GB GB8711184A patent/GB2194465B/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-05-13 BR BR8702463A patent/BR8702463A/pt unknown
- 1987-05-13 IT IT2049687A patent/IT1215483B/it active
- 1987-05-13 DD DD87302727A patent/DD265332A5/de not_active IP Right Cessation
- 1987-05-13 SE SE8701955A patent/SE8701955L/xx not_active Application Discontinuation
- 1987-05-14 FR FR8706787A patent/FR2600906B1/fr not_active Expired
- 1987-05-14 JP JP62118065A patent/JPS6328409A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI862028A0 (fi) | 1986-05-14 |
| BR8702463A (pt) | 1988-02-23 |
| FR2600906A1 (fr) | 1988-01-08 |
| JPS6328409A (ja) | 1988-02-06 |
| DD265332A5 (de) | 1989-03-01 |
| ZA873094B (en) | 1987-10-26 |
| IT1215483B (it) | 1990-02-14 |
| CS334587A2 (en) | 1989-04-14 |
| SE8701955D0 (sv) | 1987-05-13 |
| SE8701955L (sv) | 1987-11-15 |
| NO871899L (no) | 1987-11-16 |
| GB2194465B (en) | 1990-05-23 |
| NO162813C (no) | 1990-02-21 |
| GB2194465A (en) | 1988-03-09 |
| IT8720496A0 (it) | 1987-05-13 |
| FR2600906B1 (fr) | 1989-12-29 |
| DE3714784A1 (de) | 1987-11-19 |
| IN166625B (cs) | 1990-06-23 |
| NO162813B (no) | 1989-11-13 |
| NO871899D0 (no) | 1987-05-07 |
| GB8711184D0 (en) | 1987-06-17 |
| FI73960C (fi) | 1987-12-10 |
| FI73960B (fi) | 1987-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100863371B1 (ko) | 폴리술폰아미드 매트릭스 | |
| US4029582A (en) | Poly(arylether-sulfone) semipermeable membrane comprising substituted halomethyl and/or quaternary nitrogen groups | |
| US6325218B1 (en) | Polyion complex separation membrane with a double structure | |
| Shi et al. | The extraction of tobacco protein from discarded tobacco leaf by hollow fiber membrane integrated process | |
| US5271839A (en) | Patterned porous polymeric product and process | |
| CA1078117A (en) | Process for asymmetrical selectively permeable cellulose triacetate membranes | |
| Lee | Modified chitosan membranes for pervaporation | |
| EP0080206B1 (en) | Porous regenerated cellulose membrane and process for the preparation thereof | |
| Borah et al. | Cyclodextrine-glutaraldehyde cross-linked nanofiltration membrane for recovery of resveratrol from plant extract | |
| EP0245684A2 (de) | Metallisierte Membransysteme | |
| CS268179B2 (en) | Method of alcohols' aqueous solutions concentration | |
| CN102008898B (zh) | 正电荷微孔滤膜的制备方法 | |
| Chmielewski et al. | 16O/18O and H/D separation factors for liquid/vapor permeation of water through an hydrophobic membrane | |
| JPS61281138A (ja) | エタノ−ル／水混合液から水を選択的に透過する複合膜およびその製造方法 | |
| JP2024093285A (ja) | 改質逆浸透膜の製造方法、及び改質逆浸透膜 | |
| US3718722A (en) | A method of forming a porous cellulose acetate membrane | |
| JPH03109930A (ja) | 限外濾過膜 | |
| Tamura et al. | Synthesis and permeability of special polymer membranes: XIII. Ultrafiltration and adsorption characteristics of cellulose nitrate-activated charcoal membranes | |
| US4824573A (en) | Crosslinked composite membrane and process for producing the same | |
| JPS61404A (ja) | 水−有機液体混合物の分離方法 | |
| JPS61103505A (ja) | 複合半透膜の製造方法 | |
| RU2056916C1 (ru) | Способ получения нитратцеллюлозных микрофильтров | |
| Neidlinger et al. | Pervaporation separation of ethanol-water mixtures using polyethylenimine composite membranes | |
| JPS63126504A (ja) | スルホン化多糖架橋複合膜 | |
| JPH0638899B2 (ja) | 膜処理法 |