芳烃的分离目前是石油化工领域中最重要也最困难的过程之一。现有分离方法都有各自缺陷:传统精馏方法需要用到多个精馏塔,工艺流程长;特殊精馏也存在诸多限制。深冷结晶法中对芳烃的混合物损失量和物料循环量较大,能耗较高。吸附分离法则存在解吸剂用量大、公用工程消耗高、对二甲苯收率低等实际问题。
膜技术是一项新兴的高效分离过程,它能够克服上述分离技术的很多缺点,并具有单级选择性好,操作简单,能耗低,操作费用小、对环境污染小等优点。等方面的特点,迄今为止,所涉及的膜材料可以分为无机膜和有机高分子膜两大类。
无机沸石膜沸石是以硅为主要成分的结晶无机氧化物,具有不到1 nm的微孔,呈网状结构排列。分子大小相近的混合物通常可用这种晶体结构的“分子筛”功能来实现分离。可以获得很高的对二甲苯/间二甲苯(或邻二甲苯)的分离系数。但是以上结果都是在实验室中获得的,纯无机沸石膜在膜组件的制造和放大上困难很大。另外乙苯的分子尺寸和对二甲苯相当,无法利用分子筛筛分效应分离
有机高分子膜
研究表明,分离效果最好的是聚酰亚胺,其PX/MX 分离因子可达1.69。而乙酸纤维素和聚对二甲苯的分离效果也相当不错,PX/MX 分离因子均在1.0 以上。但聚酰亚胺膜有一个缺点,为了得到一个比较可以的膜通量,必须使操作温度高于200 ℃,这对膜材料来说是一个挑战。
膜分离技术优势明显,但技术还不够成熟,距离大规模商用还有较长距离。随着技术进步,如果将来膜分离实现工业应用,势必给化工行业带来翻天覆地的变化,生产力将得到极大提升。
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