Способ разделения жидкой смеси

 

ц 564370

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.01.74 (21) 1985515/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 18.08.77

1) М Кл е B01D 13/00

В 01D 3/00

1асударстеенный комитет

Совета Министров СССР пе делам изобретений и открытий

3) УДК 66.069.84 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Волгин и Л. Г. Шадрин

Московский институт химического машиностроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЖИДКОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к способам разделения жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в различных областях химической промышленности.

Известен способ разделения жидких смесей летучих компонентов с помощью полупроницаемых мембран, согласно которому смесь пропускают под давлением, большим осмотического, через полупроницаемую мембрану, вследствие чего проникающий компонент оказывается выведенным из состава смеси (1).

Недостатками способа являются необходимость применять большие давления и вытекающая отсюда сложность технологического оборудования.

Известен также способ разделения жидкой смеси летучих компонентов, по которому жидкую смесь пропускают через полупроницаемую мембрану и испаряют (2). В процессе разделения смесь исходных компонентов загрязняется примесями, кроме того, технологический процесс сложен.

С целью предотвращения загрязнения смеси и упрощения технологии не проникающую через мембрану смесь испаряют, пары направляют противотоком к стекающей разделяемой смеси, конденсируют и направляют вдоль поверхности мембраны.

Согласно предлагаемому способу разделяемая смесь стекает в виде тонкой пленки по поверхности полупроницаемой мембраны, противоположная поверхность которой обдувается потоком газа, уносящим пары проникающего через мембрану компонента. Стека5 ющую с поверхности мембраны жидкость испаряют и направляют поток пара навстречу движущейся жидкой пленке, поток пара конденсируют и конденсат направляют на поверхность мембраны. Таким образом осуще10 ствляется многократная циркуляция смеси, и в результате тройного взаимодействия паровой и жидкой фазы и полупроницаемой мембраны смесь оказывается обогащенной одним из компонентов. При этом возможно ускоре15 нпе процесса разделения, которое связано с тем, что состав пара оказывается обогащенным легкопроникающим компонентом, а поэтому и конденсат, который стекает по поверхности мембраны, тоже оказывается обо20 гащенным легкопроникающим компонентом.

В качестве примера можно привести процесс обезвоживания азеотропной смеси этилового спирта с водой. Исходная концентрация смеси составляла 89% спирта, т. е. при

25 разделении нужно перейти через азеотропный состав, соответствующий 4 вес. % воды.

Разделение проводили двумя способами: известным (стекание жидкости по мембране без взаимодействия с паром) и предлагаемым

30 (с взаимодействием жидкости, стекающей по мембране, с потоком пара).

Разделение проводили на одной и той же лабораторной установке с одной и той же мембраной. В установку загружали 200 мл исходной смеси. Процесс проводили при

78 С. Расход обдувающего газа составлял

4,0 л/мин. Обоими способами и удалось поднять концентрацию спирта в смеси до 99% за 4,5 ч, однако в первом случае жидкость была мутной, а во втором прозрачность жидкости не изменилась.

Согласно предлагаемому способу циркуляция разделяемой смеси осуществляется без дополнительных устройств, и жидкость получается без примесей, не требуется ее дополнительная обработка. Кроме того, в случае разделения смеси, где легкопроникающий через мембрану компонент является легколетучим, достигается интенсификация процесса разделения.

Формула изобретения

Способ разделения жидкой смеси летучих компонентов, по которому жидкую смесь про5 пускают вдоль поверхности полупроницаемой мембраны и отводят проникший через мембрану компонент, отличающийся тем, что, с целью предотвращения загрязнения смеси и упрощения технологии, не проникаю10 щую через мембрану смесь испаряют, пары направляют противотоком к стекающей разделяемой смеси, конденсируют и направляют вдоль поверхности мембраны.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Am. Jnst. Chem. Eng. J», 1955, 1. 215.

2. Патент США № 2386826, кл. В 01Р 3/00, 1945.

Составитель А. Тарасов

Редактор Е, Хорина Техред М. Семенов Корректор Л. Котова

Заказ 1671i3 Изд. № 631 Тираж 947 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугиская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, и