一种用于从液态或气态进料混合物中浓缩至少一种化学品的方法，包括以下步骤：(a)使液态或气态进料混合物与具有两个面的复合膜的第一面接触，其中上述进料混合物包含至少一种气态或液态稀释剂、以及纯净形式在20℃的蒸气压为0.8毫巴或更高的至少一种化学品，并且其中上述复合膜由以下组成：(i)原纤维形式的氟聚合物基质，其中上述氟聚合物的四氟乙烯重复单元的含量相对于重复单元的总量为至少90mol-％、(ii)陷入上述基质中的疏水性硅质颗粒；(b)将减压施加到复合膜的与接触进料混合物的第一面相反的第二面，使得在复合膜的上述第二面上获得渗透混合物，其中上述渗透混合物比上述进料混合物具有更高含量的至少一种有机组分；(c)收集上述渗透混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用包含可形成为原纤维的氟聚合物和疏水性硅质颗粒的复合膜从液态或气态混合物中富集有机组分的方法。
技术介绍
液态或气态混合物的分离已进行数十年以用于许多商业和工业应用。例子是色谱分析或制备分离(HPLC、GC)、通过多孔亲水性干燥剂对气体和液体进行干燥、通过疏水性吸附剂(例如，沸石)的选择性吸附和解吸、以及通过蒸气渗透或渗透蒸发的气体或液体分离。根据现有技术状态，渗透蒸发已经通过两种经典的方式而实现，即通过由a)聚合物或b)陶瓷沸石组成的膜、或者多孔二氧化硅膜的方式。按照两个不同的模型且取决于组分穿过膜的不同运输机制的对不同渗透物质的渗透控制在这些方法中发挥着决定性作用。第一个模型是溶解-扩散模型，其适用于无孔聚合物类膜，并解释了渗透物从流体进料溶解到膜材料中，然后基于浓度梯度穿过上述膜而扩散的过程。第二个模型是孔-流动模型，其运用于多孔膜，并解释了，渗透物通过不同压力驱动的对流而穿过材料内的孔进行分离，且与Knudsen流动机制紧密相关(参见P.Sukitpaneenit, T.-S.Chung, L.Y.Jiang “Modified pore-flow model for pervaporat1n mass transportin PVDF hoi low fiber membranes for ethanol-water separat1n，，，J.MembraneSc1.2010，362(1-2)，393-406)。渗透蒸发还可以通过使用混合基质膜(MMM)来实现。MMM由并入母料聚合物中的无机添加剂(例如沸石)组成，或由沉积有吸附剂的基底聚合物薄层组成。分离技术的表现取决于化学基质与渗透物分子的相互作用程度以及通常用作微孔选择性分离介质的吸附剂(沸石或非晶质二氧化硅)的孔径。因此，用于渗透蒸发或气体渗透的MMM是溶解-扩散膜和多孔性膜的组合。M.H.V.Mulder, J.0.Hendrickman, H.Hegeman, C.A.Smolders “Ethanol-waterseparat1n by pervaporat1n”，J.Mebrane Sc1.1983，16，269-284 记载了用于通过渗透蒸发来分离乙醇-水-混合物的不同膜类型。EP0254758B1 (1986) “pervaporat1n process and membrane” 要求保护一种用于从水溶液中分离小的有机分子的膜系统，其包含嵌入到弹性体聚合物基质中的S1: Al比>12的沸石。沸石含量在10?90% w/w之间。而且，还要求保护通过使用渗透蒸发而从水溶液中分离醇的方法。PTFE的有益特性在于热惰性和化学惰性，且可以在高于19°C的温度下在剪切下原纤化。因此，PTFE原纤维形成能够并入>90%的填料颗粒(例如干燥剂和吸附剂)的茧式(cocooning)基质。记载有制造这样的膜的现有技术文件是例如EP0773829和EP 0659469。N.Qureshi, H.P.Blaschek “Butanol recovery from modelsolut1n/fermentat1n broth by pervaporat1n:evaluat1n of membraneperformance”，B1mass B1energ.1999，17 (2)，175-184 是描述聚四氟乙稀(PTFE)、聚丙烯(PP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和硅质岩作为从模型溶液和发酵液中分离丁醇的渗透蒸发膜的适用性的综述。A.Thongsukmakj K.K.SirkaruPervaporat1n membranes highly selective forsolvents present in fermentat1n broths，，，J.Membrane Sc1.2007，302，45-58描述了三辛胺固定的疏水性多孔中空纤维基质在通过渗透蒸发从水溶液和发酵液中分离溶剂(丙酮、乙醇、丁醇)中的应用。T.-S.Chung, L.Y.Jiangj Y.Li，S.Kulprathipanja “Mixed matrixmembranes(MMMs)comprising organic polymers with dispersed inorganic fillers forgas separat1n”，Prog.Polym.Sc1.2007，32，483-507 综合性地描述了 MMM 在气体分离背景下的概念。L.M.Vanej V.V.Namboodirij T.C.Bowen “Hydrophobic zeolite-siliconerubber mixed matrix membranes for ethanol-water-separat1n:Effect of zeoliteand silicone component select1n on pervaporat1n performance”，J.MembraneSc1.2008，308，230-241描述了通过包含高模块ZSM-5分子筛而对聚硅氧烷膜的渗透蒸发性能进行改善。W02009064571 “A method of making polymer funct1nalized molecularsieve/polymer mixed matrix membranes”描述了由嵌入到聚合物基质中的聚合物改性的分子筛制造MMM的方法，该MMM涂覆到多孔聚合物支持物上。W02009158157“Mixed matrix membranes containing 1n-exchanged molecularsieves”要求保护用于液体、气体和蒸气分离的由聚合物基质中的离子交换分子筛例如L1-UZM5 制备的 MMM。A.Aroujalianj A.Raisi ^Pervaporat1n as a means of recovering ethanolfrom lignocellulosic b1convers1ns”，Desalinat1n 2009，250，173-181 对多孑L PTFE与无孔二甲基硅氧烷(PDMS)以及聚辛基甲基硅氧烷(POMS)膜的渗透蒸发性能进行比较。在该比较中，对无孔膜提出选择性改善以及较低渗透通量的要求。L.M.Vanej V.V.Namboodirij R.G.Meier “Factors affecting alcohol-waterpervaporat1n performance of hydrophobic zeolite-silicone rubber mixed matrixmembranes”，J.Membrane Sc1.2010，364，102-110 描述了在用 PDMS-ZSM-5-沸石-MMM 进行ABE渗透蒸发时由于较低材料渗透性和发酵液副产物对沸石孔腔的占据而引起性能损失。KR20100092619 (A) “A hybrid separat1n membrane using hydrophobiczeolite for pervaporat1n separat1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从液态或气态进料混合物中浓缩至少一种化学品的方法，包括以下步骤：(a)使气态或气态进料混合物与具有两个面的复合膜的第一面接触，其中所述进料混合物包含：‑至少一种气态或液态稀释剂，和‑至少一种化学品，其纯净形式在20℃的蒸气压为0.8毫巴或更高，并且其中所述复合膜由以下物质组成：(i)原纤维形式的氟聚合物基质，其中所述氟聚合物的四氟乙烯重复单元的含量相对于重复单元的总量为至少90 mol‑％，(ii)陷入所述基质中的疏水性硅质颗粒，(iii)任选的至少一种其他组分，其选自助剂、表面活性剂、润滑剂、活性炭、色素、玻璃珠和玻璃纤维，其中形成所述基质(i)的氟聚合物的重量与所述疏水性硅质颗粒(ii)和所述任选的至少一种其他组分(iii)的总重量的比率在2:98～80:20的范围内，并且所述组分(ii)的重量与所述其他组分(iii)的重量的比率在80:20～100:0的范围内；(b)将减压施加到所述复合膜的与接触所述进料混合物的所述第一面相反的第二面，使得在所述复合膜的所述第二面上获得渗透混合物，其中所述渗透混合物比所述进料混合物具有更高含量的至少一种有机组分；(c)收集所述渗透混合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·科赫，M·扎夫热尔，D·登内瓦尔德，
申请(专利权)人：科莱恩国际有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。