[發(fā)明專利]通過預處理以提高溶質(zhì)通量的納濾方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280058810.1
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN104271220A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設計）人: J.馬蒂拉;H.科伊維克科
• 申請（專利權）人: 杜邦營養(yǎng)生物科學有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D61/02;C13K13/00;C13B20/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;李炳愛

技術領域

本發(fā)明涉及處理聚合物納濾膜、尤其是選自聚酰胺膜的膜的方法。本發(fā)明的方法基于在將膜用于納濾之前使用處理液體處理膜，即使在非常低的濃度下和在高溫下長時間，所述處理液體包含選自有機酸和醇、有機磺酸和磺酸鹽、表面活性劑和弱堿的化合物。已驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的處理方法提供改進的物料通過額，其在連續(xù)的納濾循環(huán)中長期保持高水平，同時提高或基本上保持納濾的分離效率。

背景技術

本領域中公知，納濾膜制造商使用各種后處理方法來提高不對稱復合膜的性能和使所述膜更長期地穩(wěn)定，參見A.I.A.G.Fane和T.D.Waite編輯的《納濾-原理和應用》(Nanofiltration-Principles?and?Applications)，2005年，第41-42頁，(3.2.7后處理)。所述后處理可包括在水中或在干燥條件下退火、暴露于濃無機酸、用溶劑交換技術干燥和用調(diào)理劑處理。作為溶劑交換技術中不對稱聚酰亞胺膜的可用溶劑體系，特別提及異丙醇或甲基酮與己烷的組合以及潤滑油、甲基酮和甲苯的混合物。還述及在調(diào)理劑如潤滑油中保存可增強不對稱聚酰亞胺膜的性能。根據(jù)所引用的參考文獻進行聚酰亞胺膜的后處理是為了改善膜的親水性質(zhì)。

此外，上述同一教科書還在第219頁等上描述了納濾膜的防污和清潔。在第220-221頁上描述了化學清潔劑和方法，包括堿清潔和酸清潔。提及了硝酸、檸檬酸、膦酸和磷酸作為酸性清潔劑的例子。

在通過納濾回收木糖中納濾膜(Desal-5DK、Desal-5DL和NF270膜)的各種調(diào)理和清潔方法已在E.et?al.in“Xylose?recovery?by?nanofiltration?from?different?hemicellulose?hydrolyzate?feeds”，Journal?of?Membrane?Science310(2008)，pages268-277(E.等人的“通過納濾從不同的半纖維素水解產(chǎn)物進料中回收木糖”，《膜科學雜志》，第310期，2008年，第268-277頁)中公開。根據(jù)該文獻，新膜用堿性清潔劑(0.5％的P3-Ultrasil-110)在2巴和45℃下調(diào)理30分鐘并用無離子水沖洗，然后進行第一批次和第二批次半纖維素水解產(chǎn)物的納濾，從水解產(chǎn)物中分離出木糖。每一批次后，用酸性和堿性清潔劑清潔膜。酸清潔用5％的乙酸于50℃和2巴下進行30分鐘來完成。堿清潔用1％的P3-Ultrasil-110于50℃和2巴下進行10分鐘，然后在停止30分鐘后再進行2分鐘來完成。此外，清潔包括用無離子水沖洗。述及到完成清潔是為了使膜穩(wěn)定而能進行長期的過濾-清潔循環(huán)。此文獻中描述的清潔方法已在相對溫和的條件下進行過，例如相對較短的時間，其目的主要是移除木糖溶液的納濾過程中聚集在膜上的污垢層。

WO02/053781A1和WO02/053783A1提及在通過納濾從生物質(zhì)水解產(chǎn)物回收不同的化合物(例如單糖如木糖)中用堿性洗滌劑和/或乙醇處理納濾膜。此外，WO2007/048879A1提及在通過納濾從基于植物的生物質(zhì)水解產(chǎn)物回收木糖中用酸性洗滌劑洗滌納濾膜。

Weng等人在“Separation?of?acetic?acid?from?xylose?by?nanofiltration”，Separation?and?Purification?Technology67(2009)95-102(“通過納濾分離乙酸與木糖”，《分離和純化技術》，第67期，2009年，第95-102頁)中討論了在不同的初始乙酸濃度下木糖和乙酸的截留率。在存在木糖的情況下觀察到乙酸的負截留率。

美國專利5279739公開了可用于膜技術(如納濾)中的聚合物組合物。適合于該組合物的聚合物包括聚醚砜、聚砜和聚芳醚砜。根據(jù)實例，可在膜的澆注和硬化之前向聚合物組合物中添加合適的成孔劑。作為合適的成孔劑，提及了低分子量有機化合物、無機鹽和有機聚合物。此外，述及到其他合適的成孔劑包括例如低分子量有機酸，例如乙酸和丙酸。