改性沸石膜及其制备方法与应用、从粗酒精中分离甲醇的系统技术方案

本发明专利技术涉及膜分离技术领域，公开了改性沸石膜及其制备方法与应用、从粗酒精中分离甲醇的系统，所述改性沸石膜的羟基上吸附有疏水性有机物，所述羟基的吸附率为40％

【技术实现步骤摘要】
改性沸石膜及其制备方法与应用、从粗酒精中分离甲醇的系统


[0001]本专利技术涉及膜分离
，具体涉及一种改性沸石膜及其制备方法与应用、从粗酒精中分离甲醇的系统。

技术介绍

[0002]果胶由甲基半乳糖醛酸联结成的长链化学组成，它含有许多甲氧基－OCH3，在受热和酶的作用下发生水解游离出甲氧基，容易还原生成甲醇。
[0003][RCOOCH3]n+11H2O———
→
[RCOOH]n+11CH3OH
[0004]食用酒精以粮食为基础，而很多粮食中都含有果胶，例如玉米果皮、薯干、谷糠、麸皮、稻壳等。传统的酒精生产过程中，甲醇的主要产生是由三个方面导致：一是原料受热分解产生；二是糖化过程中果胶物质在果胶酶的作用下分解产生甲氧基，还原后形成甲醇；三是在蒸馏时，残存的果胶物质在酸和加热的条件下生成甲醇。因此甲醇的生成伴随着传统方法精制酒精生产的全过程。
[0005]甲醇对人体是剧毒物质，对于成年男性，7g的摄入量就会导致中毒，导致视力受损，70ml就会导致死亡，因此许多国家对酒精中甲醇含量严加控制。工业生产中减少食用酒精中甲醇杂质的一般方法是用多塔精馏法，沸石吸附法和化学反应法，但是要做到无甲醇酒精，难度大成本高。其中多塔精馏法，通常需要5
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9个分离塔，造价高，设备复杂，增加碳排放，造成能源浪费，另外头部精馏液和尾部精馏液中甲醇含量较高，通常舍弃，造成原料的浪费；沸石吸附法需要大量的沸石，另外为了使沸石吸附效果更好需要高温活化，并且沸石吸附饱和后需要间歇性再生，最终也导致成本增加；化学法去除甲醇需要加入碱石灰，高锰酸钾、氯化钙、氯化镁等物质，甲醇去除率不到10％，还会污染食用酒精，无实用价值。
[0006]因此，现有技术缺少在能耗低、污染少、操作方便的前提下能够将甲醇从酒精中高效分离的方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的从酒精中分离甲醇的方法往往能耗高、污染大、操作不便的问题，提供一种改性沸石膜及其制备方法与应用、从粗酒精中分离甲醇的系统，该改性沸石膜用于从粗酒精中分离甲醇，具有能耗低、污染少、操作方便的特点。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种改性沸石膜，所述改性沸石膜的羟基上吸附有疏水性有机物，所述羟基的吸附率为40％
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60％。
[0009]本专利技术第二方面提供一种改性沸石膜的制备方法，包括：将沸石膜与疏水性有机蒸汽在300
‑
400℃下反应20
‑
120min，得到所述改性沸石膜。
[0010]本专利技术第三方面提供一种改性沸石膜在从粗酒精中分离甲醇的应用。
[0011]本专利技术第四方面提供一种从粗酒精中分离甲醇的系统，包括依次串联的原料储罐、输送泵和沸石膜组件，所述沸石膜组件包括改性沸石膜。
[0012]通过上述技术方案，用疏水性有机蒸汽处理沸石膜，使疏水性有机物覆盖沸石膜中的羟基位置，得到对甲醇吸脱附具有高选择性的的沸石膜，从而通过沸石膜分离得到优级酒精，设备投资低，操作简单，可以将甲醇水溶液直接分离，无原料乙醇浪费。本专利技术相比于传统精馏通常会去除头道酒精和尾部酒精，无原料浪费，无需回流精制，设备投资低；相比沸石吸附法，无需高温再生和间歇式操作，操作简单；相比于化学法，不会引入杂质。因此本专利技术具有能耗低、污染少、操作方便的特点。
附图说明
[0013]图1是本专利技术中从粗酒精中分离甲醇的系统结构示意图。
[0014]附图标记说明
[0015]1、原料储罐2、输送泵
[0016]3、沸石膜组件
具体实施方式
[0017]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0018]本专利技术第一方面提供一种改性沸石膜，所述改性沸石膜的羟基上吸附有疏水性有机物，所述羟基的吸附率为40％
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60％，所述疏水性有机物的分子含碳数小于或等于6。
[0019]进一步地，疏水性有机物选自甲烷、乙烷、乙烯、苯和甲醇中的任意一种或几种；所述沸石膜为NaA(硅铝比在1～2之间)沸石膜、SSZ
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13(硅铝比在2～20之间)沸石膜、ZSM
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5(硅铝比在4～30之间)沸石膜或NaY(硅铝比在1～3之间)沸石膜，优选ZSM
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5沸石膜和NaY沸石膜，其中，上述沸石种类的命名根据IUPAC命名规则而来，如ZSM
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5沸石是具有MFI结构的沸石，NaY沸石是具有FAU结构的沸石。沸石改性羟基吸附的疏水性有机物种类包含甲醇、甲烷、苯和乙烯蒸汽，在高温>200℃甲醇蒸汽会在沸石膜表面和羟基发生化学反应生成一些烷基物质或者其他复杂疏水性物质覆盖于沸石孔道，其他有机物也有相似的作用。
[0020]本专利技术第二方面提供一种上述改性沸石膜的制备方法，包括：将沸石膜与疏水性有机蒸汽在300
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400℃下反应20
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120min，得到所述改性沸石膜。
[0021]本专利技术第三方面提供一种上述改性沸石膜在从粗酒精中分离甲醇的应用，包括以下步骤：将粗酒精用0.45
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0.72nm孔径的所述改性沸石膜过滤分离；或者，先将粗酒精用0.6
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0.72nm孔径的所述改性沸石膜过滤分离，再将粗酒精用0.45
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0.6nm孔径的所述改性沸石膜过滤分离，得到纯化酒精，纯化酒精中甲醇含量低于60mg/kg。优选，先将粗酒精用0.6
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0.72nm孔径的所述改性沸石膜过滤分离，再将粗酒精用0.45
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0.6nm孔径的所述改性沸石膜过滤分离。
[0022]本专利技术第四方面提供一种从粗酒精中分离甲醇的系统，如图1所示，包括依次串联的原料储罐1、输送泵2和沸石膜组件3，所述沸石膜组件包括上述改性沸石膜。
[0023]进一步地，所述沸石膜组件包括串联的两个或两个以上的所述改性沸石膜。优选的，沸石膜组件包括串联的两个改性沸石膜，粗酒精流入端的改性沸石膜为大孔径膜，粗酒
精流出端的改性沸石膜为小孔径膜。大孔径膜具有通量高，选择性差的特点，小孔径膜具有选择性好，通量差的特点；并且浓度高的时候选择性好，浓度低时选择性差。两种孔径膜的组合可以同时利用两者的优势，在保证通量的同时保证选择性。例如用大孔NaY沸石膜在前级(粗酒精流入端)快速脱甲醇，后级(粗酒精流出端)甲醇浓度下降后，用选择性更高，孔更小的ZSM
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5沸石膜，完成后级的脱甲醇。
[0024]膜分离技术与传统的分离技术相比具有能耗低、污染少、操作方便等优点，从而受到学界和产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性沸石膜，其特征在于，所述改性沸石膜的羟基上吸附有疏水性有机物，所述羟基的吸附率为40％
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60％。2.根据权利要求1所述的改性沸石膜，其特征在于，所述疏水性有机物的分子含碳数小于或等于6。3.根据权利要求2所述的改性沸石膜，其特征在于，所述疏水性有机物选自甲烷、乙烷、乙烯、苯和甲醇中的任意一种或几种。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的改性沸石膜，其特征在于，所述沸石膜为NaA沸石膜、SSZ
‑
13沸石膜、ZSM
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5沸石膜或NaY沸石膜。5.一种根据权利要求1
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4中任意一项所述的改性沸石膜的制备方法，其特征在于，包括：将沸石膜与疏水性有机蒸汽在300
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400℃下反应20
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120min，得到所述改性沸石膜。6.一种根据权利要求1
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4中任意一项所述的改...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓衍宏，卢久灵，李砚硕，王二军，汪虎，曹毅，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：