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本文研究了醋酸纤维素、共混物、共聚物等多种类型渗透汽化膜用于烃（醚）-甲醇混合体系的分离特性,并对渗透汽化过程的传质机理进行了探讨,最后设计了烃（醚）-甲醇体系的渗透汽化-精馏集成分离工艺,并对该集成工艺的成本进行估算。 1.醋酸纤维素（CA）膜的分离特性 考察不同操作条件下CA膜用于甲醇/MTBE混合体系的渗透汽化性能,发现CA膜对分离体系组成和操作温度均表现出较为明显的“Trade-off”现象。从膜材料的性质来看,由于堆积体积间隙的变化,膜材料的分子量对膜的渗透通量和分离因子都有较大的影响,随着膜材料分子量增大,分离因子将下降,而渗透通量则增加。 从成膜过程看,在不同成膜环境条件下,利用自制的光透射仪发现相对湿度对铸膜液透射光强度有较大影响:湿度增加,则透射光强度下降,并出现波动。测定铸膜液稀溶液特性粘数时发现,随着混合溶剂中水含量的增加,溶液特性粘数先下降,后升高,表明溶剂从良溶剂向不良溶剂转变,溶液中聚合物发生了分子内和分子间缔合。因此,随着空气中湿度的增加,水分进入铸膜液增多,促使大分子缔合,从而影响到聚集态结构,改变膜分离性能。一般规律是:相对湿度增加,通量下降,分离因子上升。 不同溶剂的铸膜稀溶液,其粘度斜率系数b（相互作用参数）不同,渗透汽化实验结果表明,b值与膜的甲醇通量成负相关。因此,调整铸膜溶剂的组成可以改变CA膜对甲醇/MTBE体系的分离性能,当铸膜液以AC-MeOH混合体系作为溶剂,其中甲醇体积分数φMeOH=0.15时,膜甲醇通量为138g/m2.h,分离因子为161。 CA膜经醇类溶剂浸泡处理后,用于甲醇/MTBE的渗透汽化,通量和分离因子均有较大提高;经非醇类溶剂处理后,膜的通量升高,而分离因子下降。DSC表征结果显示,被醇类溶剂浸泡过的CA膜,玻璃化温度下降,有结晶现象发生。 CA3膜用于甲醇/C5体系的渗透汽化分离具有较高的选择性和甲醇通量,有工业应用价值;放大实验和ANSYS软件模拟结果发现:由于料液在大装置内的保留时间比小装置长,但在大装置内存在沟流和死角等现象,因此大装置的