ВВЕДЕНИЕ…………………………..…………………………..………… 5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР…………………………..……..….. 12
1.1. Сферы применения спиртов…………………………………….. 12
1.2. Основные методы разделения азеотропных смесей…………… 14
1.3. Принципы первапорационного разделения жидких смесей…... 19
1.4. История возникновения процесса первапорации, текущее
положение и перспективы использования в промышленности…… 22
1.5. Виды процессов первапорации………………………………..... 25
1.6. Классификация материалов первапорационных мембран……. 29
1.7. Тенденции и перспективы первапорационного разделения в
России и мире…………………………..…………………………..… 37
1.8. Моделирование процесса первапорации………………………. 39
Выводы по главе 1…………………………..……………………...… 46
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ………………………………………………………….. 47
2.1. Экспериментальные исследования по первапорационному
разделению водно-спиртовых смесей………………………………. 48
2.1.1. Методика изготовления полимерных полиуретановых
мембран с селективным слоем на основе АЭФК и АЭБК………….. 48
2.1.2. Экспериментальная первапорационная установка для
разделения водно-спиртовых смесей……………………………….. 54
2.1.3. Методика проведения экспериментальных исследований по
первопорационному разделению…………………………………… 57
2.1.4. Хромотографических метод анализа состава пермеата
полученного в результате экспериментальных исследований…….. 59
2.2. Экспериментальные исследования по определению
сорбционной способности полимерных пленок на основе АЭФК и
АЭБК………………………………………………………………….. 62
3
2.2.1. Методика изготовления полимерных полиуретановых пленок
на основе АЭФК и АЭБК……………………………………. 63
2.2.2. Методика проведения испытаний по определению
сорбционной способности полимеров……………………………… 64
Выводы по главе 2……………………………………………………. 66
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО
ПЕРВОПОРАЦИОННОМУ РАЗДЕЛЕНИЮ СМЕСИ ИЗОПРОПАНОЛВОДА И ЭТАНОЛ-ВОДА………………………………………..…………. 67
3.1. Поисковые исследования по первопорационному разделению
смеси изопропанол-вода……………………………………………... 68
3.2. Первапорационное разделение смеси этанол-вода……………. 72
Выводы по главе 3……………………………………………………. 75
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ПЕРВАПОРАЦИИ НА ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАНАХ С
СЕЛЕКТИВНЫМ СЛОЕМ НА ОСНОВЕ АЭФК И АЭБК……………… 76
4.1. Математическая модель процесса первапорации на основе
концепции «Растворение-диффузия»………………………………. 76
4.2. Определение коэффициентов диффузии и концентраций
насыщения воды и спиртов в исследуемых полиуретанах основе
динамики набухания полимерных пленок………………………….. 85
4.3. Определение параметров модели Флори-Хаггинса для расчета
активностей компонентов разделяемой смеси в полимере………... 99
4.4. Моделирование процесса первапорации, сравнение расчетных
и экспериментальных данных……………………………………….. 106
Выводы по главе 4……………………………………………………. 110
ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ
СПИРТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ
И СОВМЕЩЕННОЙ СХЕМЫ НА ОСНОВЕ РЕКТИФИКАЦИИ И
ПЕРВАПОРАЦИИ …………………………………………………..……… 112
4
5.1. Технико-экономический анализ процесса обезвоживания
спиртов экстрактивной ректификацией…………………………….. 113
5.1.1. Обезвоживание изопропилового спирта……………………... 114
5.1.2. Обезвоживание этилового спирта……………………………. 116
5.2. Технико-экономический анализ процесса обезвоживания
изопропилового и этилового спиртов совмещенной схемой……… 118
5.3. Сравнение технико-экономических показателей совмещенной
и экстрактивной схем обезвоживания изопропилового и этилового
спиртов………………………………………………………………...
121
Выводы по главе 5……………………………………………………. 128
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………. 129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………. 131
ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………. 143
