[發明專利]互穿網絡水脫醇滲透汽化膜的制備方法

有效

• 申請號: 200810060980.9
• 申請日: 2008-04-15
• 公開（公告）號: CN101279212A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 張林;張紅漫;黃和;白云翔;陳歡林
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01D71/70
• 分類號: B01D71/70
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，特別涉及一種水脫醇滲透汽化膜的制備方法。

背景技術

因為可再生和無污染的特性，燃料乙醇被認為是可代替石油、煤炭等污染嚴重且不可再生能源的最有希望的新型能源。

目前，在以農產品發酵方法制備燃料乙醇的工藝中，普遍存在發酵液中乙醇濃度達到一定濃度后使發酵能力降低的問題。采用滲透汽化技術將乙醇從發酵液中分離出來，以維持發酵過程的連續性，是一種切實可行的方式。中國專利(專利號CN1450166A)報道了生物質發酵與滲透汽化制備無水乙醇的方法，其提出了采用生物質發酵與滲透汽化技術的集成來制備無水乙醇的新生產工藝。

滲透汽化是一種利用液體混合物中各組分在致密膜內溶解、擴散性能的不同而使之分離的新型膜過程。與傳統的精餾、吸附、萃取等分離工藝相比，它具有分離效率高、設備簡單、操作方便、能耗低等優點。對于那些用常規方法分離有困難或費用高的體系，如近沸、恒沸體系，滲透汽化可以發揮它的優勢。另外，對于混合體系中某些微量組分的脫除，滲透汽化具有非常高的分離效率。在生物發酵制取燃料乙醇的過程中，當發酵液中乙醇含量達到一定限度(7-10wt％)，會嚴重抑制發酵過程的進行。傳統的發酵技術和分離技術導致成本較高(3600元/噸左右)，降低成本的生產方式將成為進入市場的關鍵。采用膜生物反應器替代傳統的間歇發酵技術，能夠將乙醇及時移出發酵區，不但能實現連續生產，而且還可以提高發酵效率。如果使膜生物反應器連續發酵技術和滲透汽化提純醇技術相結合，對保障我國能源安全和經濟持續繁榮具有重要的戰略意義。膜材料是膜分離技術的核心，高性能滲透汽化脫醇膜材料的開發，仍然是使生物發酵制備燃料乙醇實現工業化的關鍵。

目前，在滲透汽化領域所研究的無機膜和有機聚合物這兩大類膜材料中，聚合物膜占據主導地位。無機膜，例如中國專利(專利號CN1271615A)有制造成本較高而且膜面積難以做大的缺點。聚合物膜主要為聚二甲基硅氧烷PDMS膜，也有用聚偏氟乙烯PVDF膜的，如中國專利(專利號CN1239012A)。目前，已經商品化的聚合物膜為沸石填充的PDMS膜。上述聚合物膜的不足在于：膜由于交聯度不高而容易發生溶漲，從而使分離因子降低。因此，使用單一聚合物來制備交聯膜成膜性差、穩定性不佳，分離因子比較低。

通常，形成互穿網絡的方式為，先將組份I和組份II混合，然后交聯形成互穿網絡；組份I為一種可交聯的單體，組份II可以為另一種可交聯的單體，也可以為已經形成的交聯網絡或線形聚合物，組份I與線形聚合物形成的互穿網絡稱為半互穿網絡結構。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供互穿網絡水脫醇滲透汽化膜的制備方法，制備出的疏水性互穿網絡水脫醇滲透汽化膜具有耐溶漲能力強、分離因子高等特點。

為了解決上述技術問題，本發明提供互穿網絡水脫醇滲透汽化膜的制備方法，包括以下步驟：

1)、配備制膜料：

將無機添加劑、引發劑、溶劑以及構成互穿網絡的組份I和組份II均勻混合后，形成制膜料；無機添加劑、引發劑、溶劑、組份I和組份II在制膜料中的質量百分含量分別是：1～5％、0.1％～0.5％、60～85％、5～30％和5～30％；

2)、交聯形成互穿網絡：

在上述制膜料中加入催化劑，于20～30℃攪拌10～20小時；然后再加入交聯劑進行攪拌，于50～70℃下交聯反應2～6小時，得鑄膜液；催化劑的重量是制膜料的0.1～0.5％；交聯劑的重量是制膜料的0.1～1％；

3)、刮膜及后處理：

將上述鑄膜液進行刮膜及后處理，即得互穿網絡水脫醇滲透汽化膜。