利用乙二醇醚脫水用有機/無機復(fù)合膜的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用乙二醇醚（glycol ether)脫水用有機/無機復(fù)合膜的滲透蒸發(fā) 系統(tǒng)，具體涉及能夠以與是否產(chǎn)生水-乙二醇醚的共沸組成無關(guān)的方式適用，并且膜的安 全性優(yōu)秀，且包含能夠獲取高濃縮乙二醇醚的乙二醇醚脫水用有機/無機復(fù)合膜的滲透蒸 發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙二醇醚類廣泛用于制藥、染料、油漆、涂層劑、洗滌劑、高性能工業(yè)用溶劑等多種 用途。
[0003] 由于乙二醇醚類存在作為親水性官能團的羥基（-OH)，因而對水的親和力較好。因 此，在使用開放系統(tǒng)（open system)時，必然會吸收大氣中的水分，因此需進行脫水工序才 能夠重新使用。尤其，由于用作高性能工業(yè)用溶劑的丙烯系列的多個乙二醇醚的價格昂貴， 因此，另外還需要基于環(huán)境親和性及經(jīng)濟性的可重復(fù)利用的技術(shù)。
[0004] 以往，通常使用了蒸餾工序，但由于大部分乙二醇醚類會形成共沸點，因而需要將 環(huán)己烷或苯等的有害物質(zhì)用作分離用添加劑，并且，還伴隨著分離這些添加劑的工序。因 此，需要消耗很多能源，不僅需要高運轉(zhuǎn)費用，其設(shè)備也龐大，而且還具有使回收率下降的 缺點。
[0005] 通常，在分離形成共沸點或容易產(chǎn)生熱變性的混合物時，從商業(yè)方面比較適合的 是利用高分子膜的滲透蒸發(fā)方法。滲透蒸發(fā)方法作為膜分離技術(shù)的一種，是向分離膜的供 給側(cè)供給液體混合物，并借助分離膜的選擇性滲透特性回收分離對象物質(zhì)的技術(shù)。即由于 通過膜材料物質(zhì)和多個分離對象分子之間的相互作用形成分離，因而主要使用對于混合物 中的特性成分的選擇度高的非多孔性高分子復(fù)合膜。
[0006] 分離膜的選擇性滲透特性和滲透速度根據(jù)膜自身的特性而定，膜分離的動力借助 分離膜前后的壓力差來誘導(dǎo)，上述分離膜的前后的壓力差基于由真空連接來保持的減壓 (通常為2~20t 〇rr)而形成。在如上所述的滲透蒸發(fā)脫水工序中，作為分離膜材料，主要 使用將親水性高分子的聚乙烯醇（P〇ly(vinyl alcohol)，PVA)作為材料的分離膜。親水性 高分子分離膜在水/有機物混合物的滲透蒸發(fā)工序中表現(xiàn)出高選擇度，并且制膜性出色， 而且由于在高分子鏈有著羥基（-OH)，因而化學(xué)交聯(lián)容易，并且特性改性容易。
[0007] 但是，聚乙烯醇根據(jù)濃度、溫度等操作條件的變化受很大影響，并具有在熱性、化 學(xué)性、機械性等方面不穩(wěn)定的缺點。作為一例，現(xiàn)有的常用高分子膜通常在50°C以上就會產(chǎn) 生溶脹現(xiàn)象，隨之選擇性下降。
[0008] 并且，高分子鏈之間的引力大，因而具有致密的結(jié)構(gòu)，由此具有較高的結(jié)晶性，因 此，雖然在交聯(lián)反應(yīng)后對有機溶劑的穩(wěn)定性優(yōu)秀，但是具有滲透度低的缺點。
[0009] 尤其，像乙二醇醚類脫水，找不到適用商用化滲透蒸發(fā)工序的例，在學(xué)術(shù)文獻中也 幾乎沒有談及基于滲透蒸發(fā)的脫水。由于如上所述的溶劑的再使用工序的特性，使得水 分含量高，因此若在處理對象溶劑中水分含量變高，則因高分子膜的溶脹現(xiàn)象（Swelling Effect)使得膜自身的穩(wěn)定性及物理性強度變差，因而無法實現(xiàn)商用化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的摶術(shù)問是頁
[0011] 本發(fā)明的目的在于，解決如上所述的問題，并為了對水分含量高的乙二醇醚水溶 液進行脫水來得到高純度乙二醇醚，提供包含具有特定結(jié)構(gòu)的乙二醇醚脫水用有機/無機 復(fù)合膜的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)。
[0012] 摶術(shù)方案
[0013] 用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一實施例的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括：原料 罐1，用于儲存原料，泵3,用于從上述原料罐1移送原料，預(yù)處理過濾器4,用于去除通過上 述泵3來移送的原料的異物，膜模塊5,經(jīng)由上述預(yù)處理過濾器4的原料在上述膜模塊5產(chǎn) 生滲透蒸發(fā)，冷凝器6,用于將在上述膜模塊5滲透并排出的水蒸氣冷凝成液體，真空泵7， 用于保持系統(tǒng)內(nèi)的真空狀態(tài)，收集器8,用于收集借助上述冷凝器6而冷凝的獲取物，以及 循環(huán)管路10,用于將上述原料罐1和膜模塊5相連接；上述膜模塊5包含乙二醇醚脫水用 有機/無機復(fù)合膜，上述乙二醇醚脫水用有機/無機復(fù)合膜包含干式二氧化硅，上述干式二 氧化硅分散在交聯(lián)化的基礎(chǔ)樹脂基質(zhì)內(nèi)。
[0014] 有益效果
[0015] 若將本發(fā)明的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)用于對乙二醇醚的脫水，則與現(xiàn)有的蒸餾工序相比， 能夠降低能源費用，并能夠以與是否產(chǎn)生乙二醇醚與水的共沸組成無關(guān)的方式來適用。
[0016] 根據(jù)適用于本發(fā)明的乙二醇醚的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)，由于與蒸餾工序相比，運轉(zhuǎn)溫度 低，因而試料的熱變性可能性低，并且由于膜的熱穩(wěn)定性優(yōu)秀，因而在屬于滲透蒸發(fā)工序中 的高溫度的90°c下也能夠運轉(zhuǎn)。并且，由于以滲透速度和選擇度作為代表的膜的選擇性分 離能力相當(dāng)出色，因而以少數(shù)的膜模塊也能夠得到所需的產(chǎn)品，由此具有工序的大小程度 也變小的效果。
[0017] 并且，對膜的水分的穩(wěn)定性良好，因而即使水分含量高到50重量百分比，溶脹現(xiàn) 象也并不嚴(yán)重，因此能夠進行對乙二醇醚的脫水。
[0018] 、同時，與通常的滲透蒸發(fā)工序的條件（最高溫度50°C，最高水分含量15%)不 同，在苛刻的條件（最高溫度80°C，水分含量50%以上）下也能夠穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1示出包含本發(fā)明的乙二醇醚脫水用有機/無機復(fù)合膜的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0020] 參照附圖及進行詳細說明的多個實施例，本發(fā)明的優(yōu)點及特征以及實現(xiàn)該優(yōu)點及 特征的方法將進一步予以明確。但是，本發(fā)明并不受以下公開的多個實施例的限制，而是能 夠以其他不同的各種形態(tài)來體現(xiàn)，本實施例僅僅使本發(fā)明的公開更加完整，并用于告知本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員本發(fā)明的范疇，本發(fā)明僅以權(quán)利要求的保護范圍的范疇 來定義。
[0021] 以下，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)進行詳細說明，內(nèi)容如下。
[0022] 本發(fā)明的一實施例的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)，其中，包括：原料罐1，用于儲存原料，泵3,用 于從上述原料罐1移送原料，預(yù)處理過濾器4,用于去除通過上述泵3來移送的原料的異物， 膜模塊5,經(jīng)由上述預(yù)處理過濾器4的原料在上述膜模塊5產(chǎn)生滲透蒸發(fā)，冷凝器6,用于將 在上述膜模塊5滲透并排出的水蒸氣冷凝成液體，真空泵7,用于保持系統(tǒng)內(nèi)的真空狀態(tài)， 收集器8,用于收集借助上述冷凝器6而冷凝的獲取物，以及循環(huán)管路10,用于將上述原料 罐1和膜模塊5相連接；上述膜模塊5包含乙二醇醚脫水用有機/無機復(fù)合膜，上述乙二醇 醚脫水用有機/無機復(fù)合膜包含干式二氧化硅，上述干式二氧化硅分散在交聯(lián)化的基礎(chǔ)樹 脂基質(zhì)內(nèi)。
[0023] 上述原料罐1為儲存作為脫水對象的原料的空間，為了保持50~90°C的規(guī)定溫度 而供給蒸汽或在上述原料罐1的外部還可設(shè)置帶式加熱器2。
[0024] 上述泵3起到引出儲存于上述原料罐1的原料的作用。
[0025] 借助上述泵3從上述原料罐1引出的原料被移送到預(yù)處理過濾器4。
[0026] 上述預(yù)處理過濾器4起到去除包含于原料的異物的作用，以使原料能夠完成順暢 的滲透蒸發(fā)工序。
[0027] 經(jīng)由上述預(yù)處理過濾器4的原料經(jīng)過膜模塊5來產(chǎn)生滲透蒸發(fā)。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，上述膜模塊5包含有機/無機復(fù)合膜，上述有機/無機復(fù)合膜包含干 式二氧化硅，上述干式二氧化硅分散在交聯(lián)化的基礎(chǔ)樹脂基質(zhì)內(nèi)，上述交聯(lián)化的基礎(chǔ)樹脂 可以是聚乙烯醇。
[0029] 由于聚乙烯醇的制膜性出色，并在高分子鏈具有羥基（-OH)，因而化學(xué)交聯(lián)容易， 并且特性改性容易，但由于高分子鏈之間的引力大而具有致密的結(jié)構(gòu)，因而具有較高的結(jié) 晶性。因此，雖然交聯(lián)反應(yīng)后對有機溶劑的穩(wěn)定性優(yōu)秀，但具有滲透度低的缺點。并且，在 用于乙二醇醚的脫水工序的情況下，由于聚乙烯醇膜的溶脹現(xiàn)象，因此具有膜自身的穩(wěn)定 性及物理性強度下降的問題。
[0030] 但是，用于本發(fā)明的滲透蒸發(fā)系統(tǒng)的有機/無機復(fù)合膜將干式二氧化硅分散在交 聯(lián)化的聚乙烯醇基質(zhì)