乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，采用內(nèi)壓式真空膜蒸餾技術(shù)耦合精餾技術(shù)來進(jìn)行環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中乙二醇溶液的濃縮提純處理。首先，將溫度85℃～100℃左右的乙二醇水溶液泵入原水箱；其次，將原水箱中的乙二醇水溶液通過進(jìn)料泵以特定的膜面流速泵入中空纖維膜組件的管程；最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，可凝汽體在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮。本發(fā)明方法和多效蒸發(fā)相比，具有設(shè)備投資少、處理效率高、操作溫度低、操作壓力低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中乙二醇溶液的濃縮方法，特別涉及一種利用膜蒸餾技術(shù)濃縮處理乙二醇溶液的方法，更具體地說，涉及一種內(nèi)壓式真空膜蒸餾技術(shù)濃縮處理乙二醇溶液的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前乙二醇大都采用環(huán)氧乙烷水解法制取，制得的乙二醇稀溶液(質(zhì)量濃度15%)經(jīng)順流式多效蒸發(fā)塔蒸發(fā)濃縮后，溶液濃度達(dá)到約等于85%(質(zhì)量)，送至粗乙二醇儲槽。將含有15%(質(zhì)量)水的粗乙二醇，在脫水塔中脫水、排醛，塔釜液用釜液泵，送到乙二醇精制塔中精餾提純，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)乙二醇產(chǎn)品。
[0003]由于水的沸點(diǎn)較乙二醇沸點(diǎn)低，所以必須先把水從乙二醇中蒸發(fā)出來，目前的乙二醇溶液濃縮和提純方式主要以多效蒸發(fā)和精餾為主，能耗仍然很高。
[0004]膜蒸餾是上世紀(jì)80年代為海水脫鹽而研發(fā)的疏水膜技術(shù)，它是采用微孔疏水膜，以膜兩側(cè)蒸汽壓差為驅(qū)動(dòng)力的一種新型膜分離過程。膜蒸餾是膜技術(shù)與蒸餾過程相結(jié)合的膜分離過程，其所用的膜為不被待處理溶液潤濕的疏水微孔膜，即只有蒸汽能夠進(jìn)入膜孔，液體不能透過膜孔。
[0005]由于環(huán)氧乙燒水合反應(yīng)的入口溫度為80?150°C,反應(yīng)后混合物的出口溫度100°C左右，含有較低濃度的乙二醇溶液在常壓、80?95°C的條件下水蒸氣在疏水膜的兩側(cè)蒸汽分壓差的作用下，可實(shí)現(xiàn)水與乙二醇進(jìn)行高效分離，較多效蒸發(fā)具有更低的操作溫度和能耗。
[0006]現(xiàn)有相關(guān)專利和文獻(xiàn)盡管涉及的是一種由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液的真空膜蒸餾脫水方法，但其采用的膜材料為聚丙烯(PP)，采用的內(nèi)壓式膜蒸餾方式在濃縮后期出現(xiàn)了由于多元醇水溶液濃度升高而導(dǎo)致的膜親水現(xiàn)象。如中國專利CN101121639A和文獻(xiàn)“真空膜蒸餾用于多元醇水溶液分離的研究，水處理技術(shù)，2008，34 (1 )，31?33”均涉及一種由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液的真空膜蒸餾脫水方法，所涉及的方法采用膜蒸餾裝置，首先將多元醇水溶液加熱到溫度61?65°C，然后采用原料泵將多元醇水溶液加入到中空纖維膜內(nèi)，在膜外側(cè)形成-0.085MPa?-0.089MPa的真空環(huán)境，從而在膜兩側(cè)形成傳遞蒸汽壓，膜內(nèi)側(cè)多元醇水溶液中的水以蒸汽形式在蒸汽壓差的作用下透過膜孔進(jìn)入中空纖維膜外側(cè)，再經(jīng)膜組件外側(cè)的冷凝系統(tǒng)的冷卻冷凝成水，收集冷凝水，從而實(shí)現(xiàn)由玉米生產(chǎn)的多元醇水溶液的脫水濃縮。雖然該專利和文獻(xiàn)采用了膜蒸餾技術(shù)處理多元醇水溶液，但是該專利和文獻(xiàn)采用的是內(nèi)壓式膜蒸餾方式，膜材料為聚丙烯(PP)，濃縮后期出現(xiàn)了由于多元醇水溶液濃度升高而導(dǎo)致的膜親水現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，旨在提供一種采用內(nèi)壓式真空膜蒸餾技術(shù)進(jìn)一步濃縮環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液，進(jìn)一步去除回收乙二醇溶液中的水分，實(shí)現(xiàn)采用內(nèi)壓式真空膜蒸餾技術(shù)耦合精餾技術(shù)來進(jìn)行環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中乙二醇溶液的濃縮提純處理。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，將環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中乙二醇溶液濃縮，主要步驟為:
[0010](1)首先，將乙二醇水溶液泵入原水箱；
[0011](2)其次，將原水箱中的乙二醇水溶液，通過進(jìn)料泵以特定的膜面流速，泵入中空纖維膜組件的管程；
[0012](3)最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，在抽真空作用下，乙二醇水溶液中的水蒸汽等透過膜孔，在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮，得到乙二醇的濃縮液，這樣就實(shí)現(xiàn)了乙二醇水溶液的濃縮和分離目的。
[0013]本發(fā)明所述乙二醇水溶液水質(zhì)特征為:單乙二醇(MEG):14%(wt)，二乙二醇(DEG):0.5%(wt)，三乙二醇(TEG):0.5%(wt)，其余為水的乙二醇水溶液。
[0014]在具體實(shí)施時(shí)，所述中空纖維膜組件的操作條件為:乙二醇溶液溫度85 °C?100。。;膜面流速0.05?0.2m/s ;滲透側(cè)真空度-0.082?-0.092MPa。
[0015]在具體實(shí)施時(shí)，所述的中空纖維膜組件采用內(nèi)壓式操作，即中空纖維膜孔內(nèi)為進(jìn)料液，從膜組件的殼程抽真空形成負(fù)壓使得水蒸汽等透過膜孔經(jīng)冷凝器冷凝形成產(chǎn)水；
[0016]在具體實(shí)施時(shí)，所述的中空纖維膜組件主要采用超強(qiáng)疏水性的PTFE中空纖維疏水月吳組件；
[0017]在具體實(shí)施時(shí)，所述的PTFE中空纖維疏水膜組件的膜孔徑范圍為0.15?0.2 μ m ；
[0018]在具體實(shí)施時(shí)，所述的乙二醇溶液循環(huán)濃縮到乙二醇質(zhì)量濃度70%?80%(wt))，得到乙二醇濃縮液；
[0019]在具體實(shí)施時(shí)，所述的中空纖維膜組件為兩組或多組，可切換運(yùn)行，膜組件之間間歇在線操作，每隔特定時(shí)間，運(yùn)行中的膜組件在線烘干干燥待用；
[0020]在具體實(shí)施時(shí)，所述中空纖維膜組件的干燥方式為在線熱風(fēng)干燥；
[0021]在具體實(shí)施時(shí)，所述熱風(fēng)的來源為出口帶有加熱棒的鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)；
[0022]在具體實(shí)施時(shí)，所述在線熱風(fēng)干燥的【具體實(shí)施方式】為:膜組件停止運(yùn)行一膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥一繼續(xù)從膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)的同時(shí)，膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空;
[0023]在具體實(shí)施時(shí)，所述中空纖維膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空的時(shí)間為30?60分鐘；
[0024]在具體實(shí)施時(shí)，所述在線熱風(fēng)干燥的熱風(fēng)溫度為50?80°C ;
[0025]在具體實(shí)施時(shí)，所述中空纖維膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥的時(shí)間為60?300分鐘；
[0026]在具體實(shí)施時(shí)，所述中空纖維膜組件在線烘干干燥的時(shí)間間隔為3?5天。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)質(zhì)性區(qū)別在于，本發(fā)明涉及一種環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中乙二醇溶液的濃縮方法，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明主要采用超強(qiáng)疏水性的聚四氟乙烯(PTFE)膜，也采取內(nèi)壓式真空膜蒸餾操作方式，針對環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液進(jìn)行濃縮處理。本發(fā)明中，為了解決膜組件長期運(yùn)行過程中較高濃度的乙二醇溶液引起的親水化問題，在乙二醇濃縮過程中對膜組件以特定方式進(jìn)行間歇交替在線干燥。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]1、環(huán)氧乙烷水合反應(yīng)后的乙二醇溶液自身具有一定溫度，環(huán)氧乙烷水合反應(yīng)出口溫度100°c左右，而膜蒸餾系統(tǒng)一般在較低溫度下就可運(yùn)行，因此可有效利用乙二醇溶液自身廢熱進(jìn)行乙二醇溶液的膜蒸餾濃縮脫水；
[0030]2、本發(fā)明在采用內(nèi)壓式真空膜蒸餾進(jìn)行乙二醇溶液濃縮脫水的過程中，對膜組件以特定方式進(jìn)行間歇交替在線干燥，減少了較高濃度的乙二醇溶液對疏水膜的親水化問題，有效保持了疏水膜組件的疏水性；
[0031]3、本發(fā)明采用超強(qiáng)疏水性的PTFE中空纖維膜，更有效降低了膜組件的親水化問題；
[0032]4、采用本發(fā)明的方法濃縮處理環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液，將有望替代多效蒸發(fā)技術(shù)，降低多效蒸發(fā)技術(shù)的能耗，提高處理效率。本發(fā)明方法和多效蒸發(fā)相t匕，具有設(shè)備投資少、處理效率高、操作溫度低、操作壓力低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)；
[0033]5、采用本發(fā)明所述方法，可將經(jīng)過膜蒸餾濃縮脫水后的高濃度乙二醇溶液進(jìn)行精餾提純處理，得到乙二醇。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明中內(nèi)壓式真空膜蒸餾工藝的工藝流程示意圖
[0035]圖中:1 一原水箱；2—進(jìn)料泵；3—中空纖維膜組件；4一冷凝器；5—真空泵；6—產(chǎn)水箱。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面，結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]工藝流程示意見圖1。
[0039]環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液主要水質(zhì)特征為:單乙二醇(MEG) 14%(wt)，二乙二醇(DEG)0.5%(wt)，三乙二醇(TEG)0.5%(wt)，其余為水的乙二醇水溶液。
[0040]所用膜組件為聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維疏水膜組件，膜孔徑為0.2μπι。中空纖維疏水膜組件一共兩組，交替切換使用。流程如下:
[0041]首先，將溫度90°C的乙二醇水溶液泵入原水箱；其次，將原水箱中的乙二醇水溶液通過進(jìn)料泵以特定的膜面流速泵入中空纖維膜組件的管程；最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，在抽真空作用下，乙二醇水溶液中的水蒸汽等透過膜孔在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮，這樣就實(shí)現(xiàn)了乙二醇水溶液的濃縮和分離目的。
[0042]具體操作條件為:乙二醇水溶液溫度為90°C，膜面流速0.15m/s,滲透側(cè)真空度為-0.082MPa。
[0043]膜組件在線烘干干燥方式為:當(dāng)其中一組中空纖維膜組件連續(xù)運(yùn)行3天后，自動(dòng)切換到另外一組繼續(xù)運(yùn)行，并采用出口帶有加熱棒的鼓風(fēng)機(jī)對連續(xù)運(yùn)行3天的膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥，干燥時(shí)間為60分鐘，熱風(fēng)溫度為80°C，干燥60分鐘后，在繼續(xù)從膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)的同時(shí)，對膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空30分鐘，之后停止鼓風(fēng)，膜組件待用。
[0044]此操作條件下，將乙二醇水溶液從15%(wt)濃縮到80%(wt)，通過檢測溶液中的T0C含量計(jì)算溶液中的乙二醇含量，并折合成質(zhì)量分?jǐn)?shù)考察濃縮效果，試驗(yàn)初始時(shí)膜蒸餾通量為19L/m2 *h左右，當(dāng)截留側(cè)乙二醇濃溶液中的T0C含量濃縮到224700mg/L時(shí)，對應(yīng)的乙二醇含量為580475mg/L，折合乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52%左右，此時(shí)膜蒸餾通量為10L/m2 *h，將乙二醇溶液繼續(xù)濃縮到80%(wt)時(shí)，膜蒸餾通量降為5L/m2 *h左右。此過程中，產(chǎn)水中的TOC ( 5mg/L，折合成乙二醇< 15mg/L，折合成乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 0.0015%。
[0045]實(shí)施例2
[0046]工藝流程示意見圖1。環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液主要水質(zhì)特征同實(shí)施例1。
[0047]所用膜組件為聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維疏水膜組件，膜孔徑為0.2μπι。中空纖維疏水膜組件一共兩組，交替切換使用。流程如下:
[0048]首先，將溫度85°C左右的乙二醇水溶液泵入原水箱；其次，將原水箱中的乙二醇水溶液通過進(jìn)料泵以特定的膜面流速泵入中空纖維膜組件的管程；最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，在抽真空作用下，乙二醇水溶液中的水蒸汽等透過膜孔在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮，這樣就實(shí)現(xiàn)了乙二醇水溶液的濃縮和分離目的。
[0049]具體操作條件為:乙二醇水溶液溫度為85°C，膜面流速0.2m/s，滲透側(cè)真空度為-0.092MPa。
[0050]膜組件在線烘干干燥方式為:當(dāng)其中一組中空纖維膜組件連續(xù)運(yùn)行4天后，自動(dòng)切換到另外一組繼續(xù)運(yùn)行，并采用出口帶有加熱棒的鼓風(fēng)機(jī)對連續(xù)運(yùn)行4天的膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥，干燥時(shí)間為120分鐘，熱風(fēng)溫度為75°C，干燥120分鐘后，在繼續(xù)從膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)的同時(shí)，對膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空40分鐘，之后停止鼓風(fēng)，膜組件待用。
[0051]此操作條件下，將乙二醇水溶液從15%(wt)濃縮到80%(wt)，通過檢測溶液中的T0C含量計(jì)算溶液中的乙二醇含量，并折合成質(zhì)量分?jǐn)?shù)考察濃縮效果，試驗(yàn)初始時(shí)膜蒸餾通量為22L/m2 *h左右，當(dāng)截留側(cè)乙二醇濃溶液中的T0C含量濃縮到224700mg/L時(shí)，對應(yīng)的乙二醇含量為580475mg/L，折合乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52%左右，此時(shí)膜蒸餾通量為12L/m2 *h，將乙二醇溶液繼續(xù)濃縮到80%(wt)時(shí)，膜蒸餾通量降為7L/m2 *h左右。此過程中，產(chǎn)水中的TOC ( 5mg/L，折合成乙二醇< 15mg/L，折合成乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 0.0015%。
[0052]實(shí)施例3
[0053]工藝流程示意見圖1。環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液主要水質(zhì)特征同實(shí)施例1。
[0054]所用膜組件為聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維疏水膜組件，膜孔徑為0.2μπι。中空纖維疏水膜組件一共兩組，交替切換使用。流程如下:
[0055]首先，將溫度95°C左右的乙二醇水溶液泵入原水箱；其次，將原水箱中的乙二醇水溶液通過進(jìn)料泵以特定的膜面流速泵入中空纖維膜組件的管程；最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，在抽真空作用下，乙二醇水溶液中的水蒸汽等透過膜孔在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮，這樣就實(shí)現(xiàn)了乙二醇水溶液的濃縮和分離目的。
[0056]具體操作條件為:乙二醇水溶液溫度為95°C，膜面流速0.lm/s，滲透側(cè)真空度為-0.092MPa。
[0057]膜組件在線烘干干燥方式為:當(dāng)其中一組中空纖維膜組件連續(xù)運(yùn)行5天后，自動(dòng)切換到另外一組繼續(xù)運(yùn)行，并采用出口帶有加熱棒的鼓風(fēng)機(jī)對連續(xù)運(yùn)行5天的膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥，干燥時(shí)間為300分鐘，熱風(fēng)溫度為50°C，干燥300分鐘后，在繼續(xù)從膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)的同時(shí)，對膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空60分鐘，之后停止鼓風(fēng)，膜組件待用。
[0058]此操作條件下，將乙二醇水溶液從15%(wt)濃縮到70%(wt)，通過檢測溶液中的T0C含量計(jì)算溶液中的乙二醇含量，并折合成質(zhì)量分?jǐn)?shù)考察濃縮效果，試驗(yàn)初始時(shí)膜蒸餾通量為25L/m2 *h左右，當(dāng)截留側(cè)乙二醇濃溶液中的T0C含量濃縮到224700mg/L時(shí)，對應(yīng)的乙二醇含量為580475mg/L，折合乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52%左右，此時(shí)膜蒸餾通量為13L/m2 *h，將乙二醇溶液繼續(xù)濃縮到70%(wt)時(shí)，膜蒸餾通量降為9.8L/m2 *h左右。此過程中，產(chǎn)水中的T0C<5mg/L，折合成乙二醇< 15mg/L，折合成乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.0015%。
[0059]實(shí)施例4
[0060]工藝流程示意見圖1。環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液主要水質(zhì)特征同實(shí)施例1。
[0061]所用膜組件為聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維疏水膜組件，膜孔徑為0.15μπι。中空纖維疏水膜組件一共兩組，交替切換使用。流程如下:
[0062]首先，將溫度100°C左右的乙二醇水溶液泵入原水箱；其次，將原水箱中的乙二醇水溶液通過進(jìn)料泵以特定的膜面流速泵入中空纖維膜組件的管程；最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，在抽真空作用下，乙二醇水溶液中的水蒸汽等透過膜孔在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮，這樣就實(shí)現(xiàn)了乙二醇水溶液的濃縮和分離目的。
[0063]具體操作條件為:乙二醇水溶液溫度為100°C，膜面流速0.lm/s，滲透側(cè)真空度為-0.085MPa。
[0064]膜組件在線烘干干燥方式為:當(dāng)其中一組中空纖維膜組件連續(xù)運(yùn)行5天后，自動(dòng)切換到另外一組繼續(xù)運(yùn)行，并采用出口帶有加熱棒的鼓風(fēng)機(jī)對連續(xù)運(yùn)行5天的膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥，干燥時(shí)間為200分鐘，熱風(fēng)溫度為65°C，干燥200分鐘后，在繼續(xù)從膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)的同時(shí)，對膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空50分鐘，之后停止鼓風(fēng)，膜組件待用。
[0065]此操作條件下，將乙二醇水溶液從15%(wt)濃縮到80%(wt)，通過檢測溶液中的T0C含量計(jì)算溶液中的乙二醇含量，并折合成質(zhì)量分?jǐn)?shù)考察濃縮效果，試驗(yàn)初始時(shí)膜蒸餾通量為27L/m2 *h左右，當(dāng)截留側(cè)乙二醇濃溶液中的T0C含量濃縮到224700mg/L時(shí)，對應(yīng)的乙二醇含量為580475mg/L，折合乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52%左右，此時(shí)膜蒸餾通量為14L/m2 *h，將乙二醇溶液繼續(xù)濃縮到80%(wt)時(shí)，膜蒸餾通量降為8L/m2 *h左右。此過程中，產(chǎn)水中的TOC ( 5mg/L，折合成乙二醇< 15mg/L，折合成乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 0.0015%。
[0066]實(shí)施例5
[0067]工藝流程示意見圖1。環(huán)氧乙烷水合制乙二醇工藝中的乙二醇溶液主要水質(zhì)特征同實(shí)施例1。
[0068]所用膜組件為聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維疏水膜組件，膜孔徑為0.15μπι。中空纖維疏水膜組件一共兩組，交替切換使用。流程如下:
[0069]首先，將溫度100°C左右的乙二醇水溶液泵入原水箱；其次，將原水箱中的乙二醇水溶液通過進(jìn)料泵以特定的膜面流速泵入中空纖維膜組件的管程；最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，在抽真空作用下，乙二醇水溶液中的水蒸汽等透過膜孔在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮，這樣就實(shí)現(xiàn)了乙二醇水溶液的濃縮和分離目的。
[0070]具體操作條件為:乙二醇水溶液溫度為100°C，膜面流速0.05m/s,滲透側(cè)真空度為-0.085MPa。
[0071]膜組件在線烘干干燥方式為:當(dāng)其中一組中空纖維膜組件連續(xù)運(yùn)行4天后，自動(dòng)切換到另外一組繼續(xù)運(yùn)行，并采用出口帶有加熱棒的鼓風(fēng)機(jī)對連續(xù)運(yùn)行4天的膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥，干燥時(shí)間為150分鐘，熱風(fēng)溫度為70°C，干燥150分鐘后，在繼續(xù)從膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)的同時(shí)，對膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空45分鐘，之后停止鼓風(fēng)，膜組件待用。
[0072]此操作條件下，將乙二醇水溶液從15%(wt)濃縮到75%(wt)，通過檢測溶液中的T0C含量計(jì)算溶液中的乙二醇含量，并折合成質(zhì)量分?jǐn)?shù)考察濃縮效果，試驗(yàn)初始時(shí)膜蒸餾通量為19L/m2 *h左右，當(dāng)截留側(cè)乙二醇濃溶液中的T0C含量濃縮到224700mg/L時(shí)，對應(yīng)的乙二醇含量為580475mg/L，折合乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52%左右，此時(shí)膜蒸餾通量為10L/m2 *h，將乙二醇溶液繼續(xù)濃縮到75%(wt)時(shí)，膜蒸餾通量降為6.8L/m2 *h左右。此過程中，產(chǎn)水中的T0C<5mg/L，折合成乙二醇< 15mg/L，折合成乙二醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.0015%。
[0073]以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非因此局限本發(fā)明的專利范圍，故凡是運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，主要步驟為: (1)首先，將乙二醇水溶液泵入原水箱； (2)其次，將原水箱中的乙二醇水溶液泵入中空纖維膜組件的管程； (3)最后，對中空纖維膜組件的滲透側(cè)即殼程抽真空，可凝汽體在滲透側(cè)經(jīng)過冷凝器冷凝形成產(chǎn)水，膜組件管程中的較濃乙二醇溶液則返回到原水箱循環(huán)濃縮，得到乙二醇的濃縮液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，乙二醇水溶液水質(zhì)特征為:單乙二醇(MEG) 14%(wt)，二乙二醇(DEG)0.5%(wt)，三乙二醇(TEG)0.5%(wt)，其余為水的乙二醇水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，乙二醇溶液循環(huán)濃縮到乙二醇質(zhì)量濃度70%?80%(wt)，得到乙二醇濃縮液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述中空纖維膜組件的操作條件為:乙二醇溶液溫度85°C?100°C ;膜面流速0.05?0.2m/s ;滲透側(cè)真空度-0.082?-0.092MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述的中空纖維膜組件采用內(nèi)壓式操作，即中空纖維膜孔內(nèi)為進(jìn)料液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述的中空纖維膜組件采用超強(qiáng)疏水性的PTFE中空纖維疏水膜組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述的PTFE中空纖維疏水膜組件的膜孔徑范圍為0.15?0.2 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述的中空纖維膜組件為兩組或多組，切換運(yùn)行，膜組件之間間歇在線操作，每隔特定時(shí)間，運(yùn)行中的膜組件在線烘干干燥待用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述中空纖維膜組件的干燥方式為在線熱風(fēng)干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述在線熱風(fēng)干燥的【具體實(shí)施方式】為:膜組件停止運(yùn)行一膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥—繼續(xù)從膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)的同時(shí)，膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述膜組件殼程即滲透側(cè)抽真空的時(shí)間為30?60分鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述在線熱風(fēng)干燥的熱風(fēng)溫度為50?80°C。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，所述中空纖維膜組件管程即膜孔內(nèi)鼓入熱風(fēng)干燥的時(shí)間為60?300分鐘。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的乙二醇溶液的內(nèi)壓式真空膜蒸餾濃縮方法，其特征在于，在具體實(shí)施時(shí)，所述中空纖維膜組件在線烘干干燥的時(shí)間間隔為3?5天。
【文檔編號】C07C31/20GK104415664SQ201310364697
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】張新妙, 楊永強(qiáng), 彭海珠 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院