使用优化的渗透蒸发法进行的具有高水含量的含二醇混合物的脱水制造技术

公开了用于对有机液体和水的混合物脱水的系统和方法。将有机液体和水的混合物进给到膜。然后使该混合物经受足以引起渗透蒸发的工艺条件。回收包含重量百分数比混合物中的水的重量百分数高的水的渗透物。也回收包含重量百分数比混合物中的有机液体的重量百分数高的有机液体的渗余物。有机液体的渗余物。有机液体的渗余物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用优化的渗透蒸发法进行的具有高水含量的含二醇混合物的脱水
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年1月9日提交的美国临时专利申请号62/790,407的优先权权益，该临时专利申请通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术总体上涉及液体分离技术。更具体地，本专利技术涉及使用渗透蒸发法分离水和有机液体的混合物的系统和方法。

技术介绍

[0004]液体混合物的分离是化学工业中纯化产物和/或回收未反应材料的重要过程。常规地，蒸馏是最广泛使用的分离液体组分的技术。然而，包括能量需求高、蒸汽消耗大和单程分离效率低在内的若干缺点限制了蒸馏的经济可行性。
[0005]水与有机化合物如二醇、一元醇和多元醇的分离通常需要极大量的能量。由于共沸物的形成、水的高热容和/或水与有机化合物之间接近的沸点范围，故常采用涉及一系列具有高回流速率的蒸馏塔的多级蒸馏。因此，蒸馏水
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有机化合物混合物的基建费用和运行成本通常都很高。已经探索了其他技术如反渗透、超滤和纳滤作为分离水与有机化合物的替代方法。然而，由于低分离因子、低通量和/或产品损失等因素，将这些技术升级为商业级方法在技术上具有挑战性。
[0006]总的来说，虽然存在用于分离水与有机化合物的系统和方法，但鉴于常规方法的至少前述缺点，该领域仍需要改进。

技术实现思路

[0007]已发现针对与分离水和有机化合物的常规方法相关的上述问题中的至少一些问题的解决方案。该解决方案在于一种使用膜在足以引起渗透蒸发的工艺条件下使有机液体和水的混合物脱水的方法。与蒸馏相比，这可有利于至少减少分离有机液体与水所需的能量消耗和基建费用。值得指出的是，该方法能够实现高的膜通量水平，从而导致对膜的表面积的要求低。此外，实施该方法使得膜对水与包括二醇、乙醇和/或多二醇在内的有机液体具有高的分离因子，从而减少产品损失。而且，与其他基于膜的分离方法相比，本专利技术的方法更便于扩展到商业级方法。因此，本专利技术的方法为与目前可用的分离水与有机液体的方法相关的问题中的至少一些提供了技术解决方案。
[0008]本专利技术的实施方案包括一种使有机液体和水的混合物脱水的方法。所述方法包括将混合物进给到膜。该混合物包含最少85重量％的水和最多15重量％的有机液体。所述方法还包括使膜中的混合物经受足以引起渗透蒸发的工艺条件。工艺条件包括在85℃至160℃的范围内的温度。所述方法还包括回收包含重量％比混合物中水的重量％高的水的渗透物和包含重量％比混合物中的有机液体的重量％高的有机液体的渗余物。
[0009]本专利技术的实施方案包括一种使有机液体和水的混合物脱水的方法。所述方法包括将混合物进给到膜。该混合物包含最少85重量％的水和最多15重量％的有机液体。所述方法还包括使膜中的混合物经受足以引起渗透蒸发的工艺条件。工艺条件包括在85℃至160℃的范围内的温度和在3巴至8巴的范围内的压力。所述方法还包括回收包含重量％比混合物中的水的重量％高的水的渗透物和包含重量％比混合物中的有机液体的重量％高的有机液体的渗余物。
[0010]本专利技术的实施方案包括一种使乙二醇和水的混合物脱水的方法。所述方法包括将混合物进给到膜。该混合物包含最少85重量％的水和最多15重量％的有机液体。所述方法还包括使膜中的混合物经受足以引起渗透蒸发的工艺条件。工艺条件包括在85℃至160℃的范围内的温度和在3巴至8巴的范围内的压力。所述方法还包括回收包含重量％比混合物中的水的重量％高的水的渗透物和包含重量％比混合物中的有机液体的重量％高的有机液体的渗余物。
[0011]下面包括整个本说明书中使用的各种术语和表述的定义。
[0012]术语“约”或“大约”如本领域普通技术人员所理解的那样定义为接近于。在一个非限制性实施方案中，这些术语定义为在10％以内，优选地，在5％以内，更优选地，在1％以内，最优选地，在0.5％以内。
[0013]术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别是指组分的重量、体积或摩尔百分数，基于包含该组分的材料的总重量、总体积或总摩尔数计。在一个非限制性实例中，100摩尔材料中的10摩尔组分为10摩尔％的组分。
[0014]术语“基本上”及其变体定义为包括偏差在10％以内、5％以内、1％以内或0.5％以内的范围。
[0015]当在权利要求书和/或说明书中使用时，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变体包括任何可测量的减小或完全抑制以取得期望的结果。
[0016]术语“有效的”，如在说明书和/或权利要求书中使用的该术语，是指足以实现期望的、期待的或预期的结果。
[0017]术语“渗透蒸发”，如在说明书和/或权利要求书中使用该术语，指的是通过混合物经膜的部分蒸发来分离液体混合物的过程。渗透蒸发结合了渗透和蒸发。
[0018]在权利要求书或说明书中，当与术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”结合使用时，单数名词可指“一个”，但其也与“一个或多于一个”、“至少一个”和“一个或不止一个”的含义一致。
[0019]词语“包含”、“具有”、“包括”或“含有”是容他性的或开放式的而不排除另外的、未记载的要素或方法步骤。
[0020]本专利技术的方法可包含在整个说明书中公开的特定成分、组分、组合物等，基本上由其组成，或由其组成。
[0021]术语“主要”，如在说明书和/或权利要求书中使用的该术语，是指大于50重量％、50摩尔％和50体积％中的任一者。例如，“主要”可包括50.1重量％至100重量％和其间的所有值和范围、50.1摩尔％至100摩尔％和其间的所有值和范围、或50.1体积％至100体积％和其间的所有值和范围。
[0022]本专利技术的其他目的、特征和优点将从以下附图、具体实施方式和实施例变得明显。
然而，应理解，附图、具体实施方式和实施例虽然指示了本专利技术的具体实施方案，但仅以示意的方式给出而非意在限制。另外，通过阅读该具体实施方式，预期在本专利技术的精神和范围内的改变和修改对于本领域技术人员将是明显的。在进一步的实施方案中，来自特定实施方案的特征可与来自其他实施方案的特征进行组合。例如，来自一个实施方案的特征可与来自任何其他实施方案的特征进行组合。在进一步的实施方案中，本文描述的特定实施方案可增加另外的特征。
附图说明
[0023]为了更全面的理解，现结合附图参考以下描述，在附图中：
[0024]图1示出了根据本专利技术的实施方案经由渗透蒸发的分离过程的示意图；和
[0025]图2示出了根据本专利技术的实施方案使有机液体和水的混合物脱水的方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0026]目前，在纯化有机液体时使用蒸馏来分离有机液体和水。另外，也可在有限的规模上使用反渗透、超滤和/或纳滤来分离有机液体与水。然而，这些现有方法存在若干问题。由于水和有机液体之间形成共沸物，故有机液体和水的混合物的蒸馏通常消耗大量能量并需要多个串联的蒸馏塔。因此，在使用蒸馏来分离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使有机液体和水的混合物脱水的方法，所述方法包括：将所述混合物进给到膜，其中混合物包含最少85重量％的水和最多15重量％的有机液体；使膜中的混合物经受足以引起渗透蒸发的工艺条件，其中所述工艺条件包括85℃至160℃的温度；回收包含重量％比混合物中的水的重量％高的水的渗透物，和包含重量％比混合物中的有机液体的重量％高的有机液体的渗余物。2.根据权利要求1所述的方法，其中经受步骤中的工艺条件包括3巴至8巴的进料压力。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中经受步骤还引起蒸气渗透。4.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中有机液体包括具有一个或多于一个羟基基团的有机化合物。5.根据权利要求4所述的方法，其中有机液体包括BPA
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苯酚、THF
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甲醇、乙酸
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HCl、甲苯、DMC
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甲醇、甲醇
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甲苯、乙醇、二元醇、多元醇、三元醇或其组合。6.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中膜包括平板膜和/或中空纤维膜。7.根据权利要求6所述的方法，其中平板膜包括适于进行纳滤、超滤、反渗透、渗透蒸发、蒸气渗透或其组合的膜。8.根据权利要求6所述的方法，其中平板膜选自聚砜上的聚磺酰胺、聚丙烯腈、聚二甲基硅氧烷及其组合。9.根据权利要求6所述的方法，其中平板膜配置为板
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框架结构、串并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿斯温，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：