Способ разделения водно-спиртовых смесей Советский патент 1978 года по МПК C02F1/44 C02F1/36 C02F1/44 C02F101/30 C02F101/34 C02F103/02 C02F103/08 

Изобретение относится к технике разде- деления жидких,,смесей типа спирт-вода на мембранах и находитприменение во многих областях техникиВ качестве лабораторного и технологического метода для выдепения определенных компонентой из растворов, рааделения соединений с различными изотопами, опреснения морской воды, счистки промышленных сточных вод и т. д Известен способ разделения водно-спиртных смесей на полупроницаемых мембранах. По данному способу на мембранах из регенерированной целлюлозы J aцeтaтцeллюлx зы) при температуре 4 5°С разделяют смесь воды и этанола (1:1). Разделение способом испарения через полупроницаемую мембрану проводилось на установке, представляющей собой две камеры, разделенные мембраной из регенерированной целлюлозы: первая камера - для исходного сырья с подогревом, вторая - для фильтрата. Пары проникающей жидкости отводятся из второй камеры и конденсируются в охлаждаемых ловушках. В результате получают фильтрат, содержащий 66% воды и 34% спирта; производительность 6 г/см2.час . Недостатком известного способа является малая производительность и селективность рааделения. Попытки повысить производительность мембраны путем применения перемешивания (улучшения гидроданамической обстановки разделения) не дали значительных результаток (2 и з. Так, прда.наибольшей интенсивности перемешивания производительность мембран увеличивае1ся на 15-70% по сравнению с работой без перемешивания при незначительном увеличении селективности Цель изобретения - повышение произво- дательности и селективности процесса. Поставленная цель достигается проведением процесса В поле ультраавукслых волн. По предлагаемому методу двухкомпонёнтные. и трехкомпонентные водно-спиртовые смеси разделяют на полупроницаемых мембранах, например из целлофана или ацетатцеллюлозы в поле ультрозвуковых волн. Пары проникающей жидкости отводят с обратной стороны мембраны и охлаждают в ловущках. При этом мембрана может быть любой формы, а акустические колебания могут вво даться в жидкость одним из известных споеобов (например, через волновод, звукопрозрачную мембрану ипи дно). Пример 1. В камеру запивают смесь, содержащую 50% триметилкарбинопа и 50% воды, систему после термостатирования вакуумируют. Момент включения ультразвукового генера |чэра считают началом опыта. Разделение меси осуществляют на мембране из целлофана толщиной 0,04 мм при 5О°С. Пос Ле 10 мин экспозиции отключают генератор Сообщают. Ловушку с воздухом, размораживают и взвешивают i ее, В результате опыta получают 1,53 г раствора, чт(У соо1вет ствует производительности 9,6110 г/см-й мин. Хроматографический анализ показал, что в смеси содержится 98% и 2% триметилкарбинола i При проведении аналогичного опыта с 1 рйменением перемешивания с помощью маг йитной мешалки про иводительность составsiaer 5,1 г/см мин., а в полученной смеси содержится 86,5% водь и 13,5% фяметилка}эбинола. При проведении аналогичного опыта без (воздействия ультразвуковых волн и без пе.{земешивашш производительность - 4,33 10 , а в полученной смесв содержится 86% воды,и 14% триметилкарбикола. Пример 2; Разделение трехкомпонентной смеси, содержащей 9,5% воды, 46,8% этанола и 43,7% изопропана на мембране из ацетатцеллюлозы марки УАМ-ЗОС i(№ 2119 со средним размером пор 2О-4О- А (толщина 55 мкм) осуществляют по методике, аналогичной примеру 1, при темпиратуре в поле ультразвуковых волн; в течение 6 мин получают 4,10 г раствора, что соответствует производительности 4,3210 г/см мин. В полученной смеси содержится 17,4% воды, 40,9% этанола и 41,7% изопропаНола. При проведении аналогичного опыта без воздействия ультразвуковых волн производительность 7,241О г/сммин, а полу ченная смесь состоит из 9,8% воды, 45,6% этанола и 44,6% изопропанола. Таким образом, применение ультразвука увеличивает производительность почти на порядок. Это объясняется только действием ультразвуковых волн на свпротивление саи мой мембраны. Изменение скорости проникновения жидкости через мембрану наблюдается только в мрмент действия ультразвука. При выклюь; чении источника акустических колебаний производительность мембраны оказывается близкой к первоначальной. Увеличение про зводательности мембраны при воздействии ультразвука вызывается не улучшением гидродинамических факторов, не изменением структуры мембраны, а специфическим воздействием ультразвуковых волн непосредственно на копиллярное течение и селективную адсорбцию жидкостей в материале полупроницаемой мембраны. Формула изобретения Способ разделения водно-спиртовых см&сей испарением через полуп|)оницаемые мембраны, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности и селективности разделения, его проводят в поле ультразвуковых волн. Источники информации, принятые во внимание при ©кспертиае: JL. Science 124, 77, 1966 2. Дытнерский Ю. И. к щэугие ТОХТ, 2, 6968, с 651-664. 3. Дытнерский Ю,И. Мембранные про цессы раздепения, М., 1975.