膜分离工艺
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- 参数表
渗透汽化（pervaporation，PV）和蒸汽渗透（vapor permeation，VP）是在混合物组分化学位梯度推动下，利用各组分在膜表面吸附与扩散速率的不同实现分离的过程。其中以液体形式供料称为渗透汽化，以蒸汽形式供料称为蒸汽渗透。渗透侧通过抽真空冷凝（或气体吹扫、吸附）的方式转移收集渗透物。该技术具有以下显著优点：
| 节能：较精馏节能30-50% | 紧凑：仅是精馏占地的1/5-1/3 |
| 减排：单程收率>99.8% | 简便：全自动控制，即插即用 |
| 极致：产品水含量<5ppm | 安全：适合易燃、易爆溶剂脱水 |
- 分子筛膜液相脱水和气相脱水的对比（PV和VP都适合的情况下）
| 对比项 | 液相脱水（PV） | 气相脱水（VP） |
| 图片 |  |  |
| 能耗 | 仅水组分需要汽化吸热，更节能。 | 所有组分均需汽化，能耗较高。 |
| 流程复杂度 | 流程简单，无汽化相变，操作更稳定安全。 | 需要汽化相变，流程复杂，过热控制难度高 |
| 待机运行 | 低温循环物料即可实现极低能耗待机； 避免膜表面干燥导致的污染物残留。 | 停车时膜表面易干燥； 污染物可能永久残留。 |
| 高沸点杂质处理 | 杂质可通过溶解平衡随液相物料流出； 避免膜表面累积污染。 | 高沸点杂质易粘附在膜表面很难随气相带出； 导致累积污染。 |
| 系统稳定性 | 并联组件切换方便，系统运行稳定 | 汽化系统易因切换导致不稳定，背压波动大。 |
| 操作灵活性 | 适用于连续或间歇操作，适应性更强。 | 对操作条件要求较高，灵活性较差。 |
| 维护成本 | 污染风险低，维护频率和成本较低。 | 污染风险高，需频繁维护，成本较高。 |
典型的醇水分离性能表
| 分离对象 | 原料含量（醇） | 温度（℃） | 分离系数 | 透量（kg/m2h） |
| 甲醇 | 90.0wt.% | 60 | >10000 | 0.62 |
| 甲醇 | 99.0wt.% | 100 | >1000 | 0.50 |
| 乙醇 | 90.0wt.% | 60 | >10000 | 2.37 |
| 乙醇 | 90.0 wt.% | 120 | >10000 | 4.62 |
| 乙醇 | 98.0 wt.% | 120 | >10000 | 1.85 |
| 正丙醇 | 90.0wt.% | 60 | >10000 | 2.69 |
| 异丙醇 | 90.0wt.% | 60 | >10000 | 2.55 |
| 正丁醇 | 90.0wt.% | 60 | >10000 | 2.80 |
| 叔丁醇 | 90.0 wt.% | 60 | >10000 | 2.66 |
| 乙二醇 | 13wt.% | 120 | >10000 | 10.0 |
技术指标
| 指标项目 | 指标内容 | ||
| 进料条件 | 处理量 | 年产量：50吨~10万吨 | |
| 进料条件 | 气相/液相 | ||
| 原料组成 | 水含量：100 ppm~50wt% | ||
| pH | 6-8 | ||
| 电导率 | <10 us·cm-1 | ||
| 其他条件 | 不含可能对膜产生污染的物质（汇甬公司可以提供解决方案） | ||
| 操作条件 | 操作压力 | 原料侧 | 0.1-1.4MPa.A |
| 渗透侧 | 100~8000Pa.A | ||
| 产品参数 | 操作温度 | 0-200℃ | |
| 操作方式 | 间歇/连续 | ||
| 产品指标 | 水含量：可低至5 ppm | ||
| 单程回收率 | 99.8%~100% | ||
| 杂质引入 | 无金属离子引入 | ||
典型案例
异丙醇
| 项目 | 低压蒸汽/元 | 电力/元 | 循环冷却水/元 | 冷冻水/元 | 总计 |
| 精馏 | 620 | 20 | 37 | --- | 677 |
| 吸附 | 350 | 60 | 20 | --- | 430 |
| 渗透汽化 | 87 | 26 | 4 | 9 | 126 |
1、核算示例（年处理2000吨，异丙醇含量从85%提高到99.9%）
2、蒸汽按200元/吨，电按照0.7元/kWh，冷却水按照0.35元/吨，冷冻水按照1元/吨；
3、表中所列数据为元/吨原料。
乙腈
| 项目 | 低压蒸汽/元 | 电力/元 | 循环冷却水/元 | 冷冻水/元 | 总计 |
| 精馏 | 460 | 30 | 15 | --- | 505 |
| 渗透汽化 | 100 | 14 | 1 | 5 | 120 |
1、核算示例（年处理4000吨，乙含量从80%提高到99.5%）
2、蒸汽按200元/吨，电按照0.7元/kWh，冷却水按照0.35元/吨，冷冻水按照1元/吨；
3、表中所列数据为元/吨原料；
四氢呋喃
| 项目 | 低压蒸汽/元 | 电力/元 | 循环冷却水/元 | 冷冻水/元 | 总计 |
| 精馏 | 400 | 25 | 20 | --- | 445 |
| 渗透汽化 | 60 | 12 | 12 | 6 | 90 |
1、核算示例（年处理800吨，四氢呋喃含量从80%提高到99.5%）；
2、蒸汽按200元/吨，电按照0.7元/kWh，冷却水按照0.35元/吨，冷冻水按照1元/吨；
3、表中所列数据为元/吨原料；
10吨/天 95%乙醇制备99.5%无水乙醇
| 项目 | 共沸精馏工艺 | 分子筛膜工艺 | |
| 年处理量 | 吨/年 | 3300 | |
| 蒸汽 | 元/吨产品 | 440 | 92 |
| 循环水 | 元/吨产品 | 19 | 18 |
| 电能 | 元/吨产品 | 8 | 10 |
| 共沸夹带剂 | 元/吨产品 | 50 | 0 |
| 膜材料折旧（5年） | 元/吨产品 | 0 | 58.8 |
| 设备折旧（10年） | 元/吨产品 | 40 | 31.5 |
| 单位产品运行成本 | 元/吨产品 | 557 | 210.3 |
| 总运行能耗（万元/年） | 183.8 | 69.4 | |
| 总收益（万元/年） | 114.4 | ||
| 设备价格（万元） | 130 | 200 | |
| 投资增加部分（万元） | 70 | ||
| 投资回报期（天） | 223 | ||
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