长期以来渗透汽化的研究工作基本集中在醇/水体系的分离, 特别是乙醇/水体系的分离。原德国GFT公司(现属瑞士Sulzer Chemtech) 以聚乙烯醇(PVA)为膜材质,异丙醇脱水, 对水**透过渗透汽化膜首先进行了系列产业化。至今各国仍然有很多乙醇/水体系分离方面的研究, 研究者们希望获得性能更好的乙醇/水体系分离膜。Adrian Verhoef等研究了疏水纳米过滤膜(SolSep 3360)在以汽化渗透的方法处理酒精溶液时的性能,并且与传统的汽化渗透膜(PV 1070, Sulzer Chemtech 和 Pervatech PDMS)进行了比较。检测了乙醇/水的二元混合物以及常见的多组分混合物(酒精饮品)。实验中酒精浓度达到50vol%,实验温度达到45℃。研究发现,多组分酒精饮品的分离效果和乙醇/水二元混合物的效果是非常一致的。在渗透汽化中运用纳米过滤膜具有很大可能性,因为有很高的渗透通量和渗透性,同时具有很好的分离系数和选择性。溶胀的影响造成了纳米过滤膜与传统渗透汽化膜的差异,它使膜更加的稠密,并使膜和过滤分子之间形成不同的相互作用力。Marina García等人[2]在用汽化渗透的方法提取乙醇时,丙醇脱水,运用了甲1基辛基(硅氧烷与聚硅氧烷)(polyoctylmethyl siloxane ,POMS)疏水膜。在研究二元醇/水体系时,乙醇浓度在0-11wt%范围内,乙醇脱水,操作温度在307.55-326.35K范围内。结果表明,脱水,POMS膜对乙醇有选择性,尽管在实验浓度范围内,与蒸馏方法相比,没有表现出更高的分离系数。M.N. Hyder等运用均质聚乙烯(乙烯醇)(homogeneous poly(vinyl alcohol),PVA)膜分离乙醇/水和异丙醇/水两个体系。他们建立了一个回归模型:渗透汽化通量和选择性与操作条件—温度、浓度、流速这三者之间的函数。研究温度在33-67℃范围内,流入流速在46-114L/h范围内,异丙醇浓度在83-92wt%范围内,乙醇浓度在93-98 wt%范围内。研究结果表明,醇的浓度对通量和选择性有重要的影响。对于乙醇/水共沸物(95.5 wt%乙醇),较1优的温度和流速条件分别是57℃和89.2L/h。对于异丙醇/水共沸物(87.5 wt%异丙醇),较1优条件是50.5℃和93.7L/h。
膜分离技术是近三十多年来发展起来的**,是多学科交叉的产物,也是化学工程学科发展的新增长点。随着经济的发展、社会的进步和人民生活水平的提高,能源紧张、资源短缺、环境污染的矛盾越来越**,膜分离技术正是解决这些人类所面临的重大问题的重要新技术。因而,近年来膜分离技术获得了较为迅速的发展,已经形成了独立的**产业。
其中渗透汽化膜分离技术不但能耗低,具有明显的经济优势,同时还可与化学反应耦合,使转化率明显提高,对可再生能源-发酵法生产乙醇与节能工艺的探求具有重大意义,目前已成为人们研究和开发的较重要的膜分离技术之一。