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乙醇-水体系分离技术研究进展_杨景琦.pdfVIP免费

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乙醇可通过谷物发酵、乙烯水化、联合生物加工等多种方法进行制备。乙醇与水形成共沸物(常压下共沸温度为78.15℃,乙醇质量分数为95.57%),通过普通的精馏操作只能得到相对高质量分数的乙醇溶液,无法直接得到无水乙醇。要制备无水乙醇须利用一些特殊的分离提纯工艺。本综述涉及的分离技术主要包括吸附分离法、膜分离法、共沸精馏法、萃取精馏法、溶盐精馏法、加盐萃取精馏法等[1]。1吸附分离法目前,在乙醇-水体系工业化分离中大规模应用的吸附分离技术主要包括分子筛吸附脱水法和生物质吸附法。分子筛是一种人工合成的、具有高度吸附选择性的新型无机吸附剂。分子筛吸附脱水法主要利用分子筛、硅胶和活性氧化铝等固体吸附剂内部特定尺寸的均匀微型孔道实现筛分吸附不同大小的分子,具有产品质量高、脱水能力强、操作温度低、能耗低等优点,但是分子筛抗压碎强度一般。徐春玲等[2]在吸附柱中加入活化后的3A分子筛吸附剂,通过测定吸附剂在乙醇-水溶液中吸附水的穿透曲线,结合进料速率及其他因素的影响得出结论:加入活化后的3A分子筛吸附剂的分子筛在高温下仍表现出较好的吸水性能,低温高速、在适用范围内提高床层高度更有利于大规模工业生产。生物质吸附法通过直接吸附乙醇-水体系中的水得到无水乙醇,或者通过吸附乙醇-水体系中的乙醇,再从洗脱液中对乙醇溶液进行回收,最终得到无水乙醇。该过程不涉及环境污染和“三废”排放问题,是一种环境友好型制备方法。韩秀丽等[3]总结了20世纪国内外利用生物质吸附法制取无水乙醇的方法,发现生物质吸附法比传统制备方法更加绿色,且经济效益较高,能进行生物降解;但其选择吸附性及吸附容量较分子筛吸附脱水法略低。2膜分离法膜分离法无需外加化学添加剂(萃取剂或恒沸剂),且渗透液直接返回精馏塔,几乎没有乙醇的损失。目前应用于醇-水体系分离的膜分离技术主要有渗透汽化和蒸汽渗透等。渗透汽化是一种新型膜分离技术,以待分离混合物中组分的渗透压差作为推动力,依靠各组分在膜中的溶解速率与扩散速率的差异来实现混合物的分离。赵丹青等[4]使用实验室自制的渗透汽化装置,结合渗透汽化法制备无水乙醇。在实验中,改变原料的含水率、温度、流量等参数,分析其对膜的分离因子、产品水含量和渗透通量的影响。随着原料含水率的增大,膜分离因子减小,而渗透通量增大;随着温度的升高,分离因子和渗透通量均增大;原料流量越大,分离因子和膜渗透通量也越大。实验结果表明,在85℃、320L/h、冷却...

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