分子筛膜制备关键技术与产业化应用于有机溶剂脱水
完成单位:江西师范大学

支撑项目(平台):分子筛膜材料国家地方联合工程实验室、国家“863计划”新材料技术领域重大专项 国家“863计划”新材料技术领域重点项目 国家国际合作重大专项

参与单位:江西省教育厅

所属学科:化学

主要贡献者:陈祥树

成就简介:针对解决有机溶剂脱水过程高能耗高排放的重大社会需求,展开高性能分子筛膜材料的相关技术研究,开发高性能分子筛膜大规模工业化制备技术与装备关键技术并应用到实际生产中。

分子筛膜渗透汽化技术是采用透水性分子筛膜进行有机物中少量水和微量水脱除的技术,与传统有机溶剂脱水技术如共沸精馏、萃取精馏或吸附等方法比较,该技术表现出低能耗、不引入第三组分、环境友好和易于集成等优势,节约能耗达40%-70%。然而,分子筛膜产业化存在的主要问题是:膜制备成本高、膜的渗透性能差、膜合成重复性差及膜的寿命短等问题。针对上述难题,本课题组通过优化膜合成路线、膜合成工艺等手段,制备出廉价的高渗透性能、高稳定性的分子筛膜材料。完成高填装密度的分子筛膜组件设计和分子筛膜集成装备应用技术,形成完整的具有自主知识产权、节能环保效果显著的分子筛膜法有机溶媒脱水技术。该关键技术包括:管状不锈钢、陶瓷支撑体表面处理技术,氟路线合成分子筛膜技术,规模化分子筛膜放大合成的稳定性及重复性控制技术,大型膜组件高密度填充及工业装置装备技术。本课题组建成了1万吨/年分子筛膜法生产燃料乙醇生产线,实现了规模化生产与应用,该生产线同样可应用于异丙醇、异丁醇等普通有机溶剂脱水。该技术打破了国外对该技术领域的垄断,实现自主创新,其中基于不锈钢支撑体的NaA型分子筛膜大规模制备关键技术研究经鉴定处于国际领先水平。相关技术获授权发明专利10项,发表学术论文35篇。该技术已经被推广应用到江西、北京和四川等地多家相关企业。该技术和共沸精馏技术相比,节能和降低分离成本均在80%以上。以处理10万吨燃料乙醇为例,可节约蒸汽22万余吨,节约能耗折合成本约5500万元,减少CO2排放7.3万吨,减少SO2排放约670吨,减少NOx排放约207吨,减少共沸剂苯的使用约10吨。将产生巨大的生态效益、经济效益和社会效益。对我国建设资源节约型和环境友好型社会具有着十分重要的意义。

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