[发明专利]一种能量循环利用渗透汽化装置及方法

说明书

一种能量循环利用渗透汽化装置及方法，属于分离技术领域。该装置包括渗透汽化膜组件，真空泵和换热器，第一换热器C的热媒是渗透汽化过程渗透侧的混合物，第一换热器C的冷媒是渗透汽化过程截留侧的溶液。第二换热器D的冷媒是常用的低温冷媒，由于整个过程几乎无需额外的能量，同时渗透汽化过程操作温度范围适应强，因此整个工艺能耗较低，预计比传统渗透汽化工艺节能约30％；并且不会引入第三种物质，绿色无污染，分离后的产品性能良好。

技术领域

本发明涉及分离技术领域，具体涉及一种能量循环利用渗透汽化装置及方法。

背景技术

渗透汽化过程是工业上常见的有机溶剂提纯的常见方法。渗透汽化过程中由于汽化过程需求大量的能量，而渗透侧的气体冷凝又需要大量的能量，因此整个过程中需要对渗透汽化膜前侧进行加热以维持膜的操作性能，又需要对膜后侧的气体进行冷凝，在这个反复加热冷凝的过程中，消耗大量能量，增加了渗透汽化技术的生产成本，极大地限制了渗透汽化技术地应用与推广。

发明内容

本发明是针对上次存在的技术问题提供一种能量循环利用渗透汽化装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种能量循环利用渗透汽化方法，该方法包括以下步骤：

该工艺是将混合物1送入渗透汽化膜组件，截留侧的混合物2进入第一换热器中进行换热后，送入下一工序；渗透侧的混合物3通过真空泵送入第一换热器中与截留侧混合物2换热，第一换热器未冷却的部分混合物4进入第二换热器中进一步冷凝回收；第二换热器未冷却的部分混合物5送入下一工序；第一换热器和第二换热器冷却收集得到混合物6；

或：将原料混合物1送入渗透汽化膜组件，截留侧的混合物2进入第一换热器中进行换热后，送入下一工序；渗透侧的混合物3直接进入第一换热器中与截留侧液体混合物2换热；第一换热器未冷却的部分混合物4，再进入第二换热器中冷却；第二换热器未冷却的部分混合物5经真空泵排出；第一换热器和第二换热器冷却收集得到混合物6。

本发明技术方案中：所述的混合物1为C2-C10的醇类，酯类，酮类，烷烃类，芳烃类、醚类、噻吩类、酰胺类、酸类、酯类，无机盐以及水之间组合形成的二元或多元混合物体系；

优选：所述的混合物1为C2-C8的醇类，酯类，酮类，烷烃类，酯类，噻吩类、酸类、无机盐以及水之间行成的二元体系；

最优选：所述的混合物1为乙酸甲酯和甲醇的混合物、乙醇和水的混合物、正辛烷和白油的混合物、乙醇和乙酸乙酯的混合物、氯化钠和水的混合物，四氯化碳和乙醇的混合物、甲苯/苯与环丁砜的混合物、苯酚和水混合物、乙醇酸和甲醇混合物、丁醇和水的混合物以及乙醇和苯的混合物中的任意一种。

本发明技术方案中：第一换热器的热媒是渗透汽化过程渗透侧的混合物，第一换热器的冷媒是渗透汽化过程截留侧的溶液；第二换热器的冷媒是常用的低温冷媒。

本发明技术方案中：渗透汽化膜组件膜组件所使用的膜为管式膜，中空纤维膜，平板膜和卷式膜中的至少一种。

本发明技术方案中：膜组件中的分离膜为硅橡胶聚合物膜或聚醚嵌段酰胺聚合物膜或石墨烯膜或氧化石墨烯膜或沸石咪唑酯骨架膜或分子筛膜或微孔聚合物膜或金属有机骨架膜。

本发明技术方案中：

在分离过程中，膜渗透侧的量为混合物1质量流量的5％-95％；优选：在分离过程中，膜渗透侧的量为混合物1质量流量的10％-35％；

混合物4的质量流量为渗透侧混合物3的0％-60％，优选0％～30％；

混合物5的质量流量为混合物4的质量流量的0％-40％，优选0％-20％。