现有3000多种有机溶剂被广泛地应用于油漆、医药、造纸、化工、石油石化、印刷、纺织等领域中,并且在工业生产中对于有机溶剂的使用量通常都不小。常见的有机溶剂有甲苯、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇)、酯类、酮类(丙酮、环己酮、甲基乙基酮、N-甲基吡咯烷酮)、乙腈、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、芳烃,卤代烃类等,这些溶剂中的大部分是有毒的,且许多已被证实具有强烈的致癌性,因此,如何更有效地循环利用有机溶剂显得尤为重要。
目前,在有机溶剂体系中使用的传统分离提纯工艺,如离心、传统死端过滤、蒸发等,不仅容易导致溶剂挥发污染空气,而且难以实现自动化,操作人员常接触溶剂,易对健康构成危害。国初科技(厦门)有限公司经过多年的膜技术应用经验,将先进的耐有机溶剂膜技术融入有机溶剂体系,实现了对有机溶剂的密闭控制,同时,该技术还促进了设备的自动化控制,有效减少了操作人员与有机溶剂的直接接触,使有机溶剂更好更安全地为人类的工业生产发挥作用,均相催化剂的膜技术回收就是其中一种应用。

膜是两相之间的选择性屏障,它是一种高分子材料,通过压差的作用能将料液进行选择性分离的一种薄膜,利用这种膜进行的分离过程被称为膜分离技术。它与传统过滤器的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的厚度一般为微米级,依据其孔径的不同,可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。错流过滤膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别,下图简单示意了四种不同的膜分离过程:(箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留):
有机溶剂在不高于60bar作用压力下穿过耐溶剂膜成为渗透液,然后分子量比膜大的物质被膜阻挡下来成为浓缩液。可以有一种或者多种溶质通过膜进入渗透物中,而其他的则保留在残余物中。目前特种耐有机溶剂体系膜的截留分子量可以有150D、200D、300D、500D、900D、20KD等供选择,国初科技目前正在研发更多分子量的特种分离膜。
膜技术应用在有机溶剂中主要以下几种应用:
1、在有机溶剂体系中的浓缩目标产品
2、在有机溶剂体系中目标产品除杂、提纯
3、在有机溶剂体系中不同组分分离
4、在有机溶剂体系中脱色
5、在有机溶剂中分离产品并循环使用有机溶剂
6、有机溶剂回收
膜技术在有机溶剂中应用特点:
工艺优点:
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耐有机溶剂膜可以常温或者低温操作,不影响活性物质活性;
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耐有机溶剂膜可以过滤分离有机溶剂中的活性物质,降低投入,减少工序;
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耐有机溶剂膜反复过滤可提高产品得率;
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耐有机溶剂膜多级并联可以增加生产规模;
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耐有机溶剂膜多级串联可以提高产品纯度;
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降低系统工程的整合难度,提高操作分离可靠性。
可耐受的溶剂包括:
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甲醇
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乙醇(酒精)
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异丙醇
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四氢呋喃
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甲苯
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乙烷
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庚烷
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己烷
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丙酮
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甲基乙基酮
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N-甲基吡咯烷酮
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乙腈
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乙酸乙酯
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二甲基甲酰胺
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其他溶剂
应用领域:
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均相催化剂的回收
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温和的API浓缩、净化
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石油石化行业:FCC原料中焦油成分的去除
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石油石化行业:凝析油的净化
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石油石化行业:脱蜡
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油漆涂料:提纯生产线清洗用的废液流,回收有价值的溶剂和涂料
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医药行业:在溶剂介质中提纯浓缩药物和中间产品
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医药行业:抗生素和肽的回收
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天然油、香精油行业:粗提物的分馏
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天然油、香精油行业:天然化合物浓缩
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天然油、香精油行业:天然油加工(脱蜡、浓缩)
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植物提取行业:酒精回收及提取物浓缩
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回收溶解的化学物质
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各种溶剂的回收纯化
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聚合物粘结剂的回收和色素的分离
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清洁过程中回收烃类
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其他溶剂体系分离
在溶剂体系领域,国初科技还有一项用于与水共沸的有机溶剂渗透汽化脱水技术。这种技术也是利用膜的选择透过性原理,不过分离过程中是以组分蒸汽分压差为推动力,借助各组分在渗透汽化膜材料中吸附扩散速率的不同和分子大小的差别,实现组分间的选择性分离。在渗透汽化膜的一侧引入有机溶剂气相(或液相)进料,而另一侧采用真空抽吸的方式将溶剂中的水及时移走,从而获得无水级的有机溶剂,进一步满足工业生产中的高品质需求。
渗透汽化实现和水共沸点的有机溶剂脱水

渗透汽化膜技术在有机溶剂脱水中应用特点:
应用领域:
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生物燃料生产(乙醇脱水)
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医药中间体溶剂精制(如丙酮脱水)
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电子行业高纯溶剂制备(IPA 脱水至 99.99%)
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锂电池电解液溶剂脱水(碳酸酯类除水)
可脱水溶剂包括:
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醇类体系脱水提纯:包括:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等
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醚类脱水提纯:包括:乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚等
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酮类脱水提纯:包括:丙酮、丁酮、甲基异丁基酮等
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酯类脱水提纯:包括:醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、碳酸乙烯酯等
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烃类脱水提纯:包括:甲烷、乙烷、碳六油、环己烷等
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卤代烃类脱水提纯:包括:氯代烃、二氯甲烷、氯乙烯等
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芳香族化合物脱水提纯:包括:苯、甲苯等
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其他体系脱水提纯:如:乙腈、四氢呋喃、DMF等
国初科技(厦门)有限公司自成立以来,以膜分离技术为核心,致力于新型分离技术推广,不断探索新型膜分离技术在生物制药、微电子、冶金、化工、机械、食品、乳品、饮料、环境等领域的新应用,根据不同客户的高度差异化需求,提供针对性的过滤及纯化综合解决方案,提高产品的品质,满足客户的需求。