利用乙二醇醚脫水用有機/無機復合膜的滲透蒸發系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及利用乙二醇醚（glycol ether)脫水用有機/無機復合膜的滲透蒸發 系統，具體涉及能夠以與是否產生水-乙二醇醚的共沸組成無關的方式適用，并且膜的安 全性優秀，且包含能夠獲取高濃縮乙二醇醚的乙二醇醚脫水用有機/無機復合膜的滲透蒸 發系統。
【背景技術】
[0002] 乙二醇醚類廣泛用于制藥、染料、油漆、涂層劑、洗滌劑、高性能工業用溶劑等多種 用途。
[0003] 由于乙二醇醚類存在作為親水性官能團的羥基（-OH)，因而對水的親和力較好。因 此，在使用開放系統（open system)時，必然會吸收大氣中的水分，因此需進行脫水工序才 能夠重新使用。尤其，由于用作高性能工業用溶劑的丙烯系列的多個乙二醇醚的價格昂貴， 因此，另外還需要基于環境親和性及經濟性的可重復利用的技術。
[0004] 以往，通常使用了蒸餾工序，但由于大部分乙二醇醚類會形成共沸點，因而需要將 環己烷或苯等的有害物質用作分離用添加劑，并且，還伴隨著分離這些添加劑的工序。因 此，需要消耗很多能源，不僅需要高運轉費用，其設備也龐大，而且還具有使回收率下降的 缺點。
[0005] 通常，在分離形成共沸點或容易產生熱變性的混合物時，從商業方面比較適合的 是利用高分子膜的滲透蒸發方法。滲透蒸發方法作為膜分離技術的一種，是向分離膜的供 給側供給液體混合物，并借助分離膜的選擇性滲透特性回收分離對象物質的技術。即由于 通過膜材料物質和多個分離對象分子之間的相互作用形成分離，因而主要使用對于混合物 中的特性成分的選擇度高的非多孔性高分子復合膜。
[0006] 分離膜的選擇性滲透特性和滲透速度根據膜自身的特性而定，膜分離的動力借助 分離膜前后的壓力差來誘導，上述分離膜的前后的壓力差基于由真空連接來保持的減壓 (通常為2~20t 〇rr)而形成。在如上所述的滲透蒸發脫水工序中，作為分離膜材料，主要 使用將親水性高分子的聚乙烯醇（P〇ly(vinyl alcohol)，PVA)作為材料的分離膜。親水性 高分子分離膜在水/有機物混合物的滲透蒸發工序中表現出高選擇度，并且制膜性出色， 而且由于在高分子鏈有著羥基（-OH)，因而化學交聯容易，并且特性改性容易。
[0007] 但是，聚乙烯醇根據濃度、溫度等操作條件的變化受很大影響，并具有在熱性、化 學性、機械性等方面不穩定的缺點。作為一例，現有的常用高分子膜通常在50°C以上就會產 生溶脹現象，隨之選擇性下降。
[0008] 并且，高分子鏈之間的引力大，因而具有致密的結構，由此具有較高的結晶性，因 此，雖然在交聯反應后對有機溶劑的穩定性優秀，但是具有滲透度低的缺點。
[0009] 尤其，像乙二醇醚類脫水，找不到適用商用化滲透蒸發工序的例，在學術文獻中也 幾乎沒有談及基于滲透蒸發的脫水。由于如上所述的溶劑的再使用工序的特性，使得水 分含量高，因此若在處理對象溶劑中水分含量變高，則因高分子膜的溶脹現象（Swelling Effect)使得膜自身的穩定性及物理性強度變差，因而無法實現商用化。
【發明內容】
[0010] 本發明要解決的摶術問是頁
[0011] 本發明的目的在于，解決如上所述的問題，并為了對水分含量高的乙二醇醚水溶 液進行脫水來得到高純度乙二醇醚，提供包含具有特定結構的乙二醇醚脫水用有機/無機 復合膜的滲透蒸發系統。
[0012] 摶術方案
[0013] 用于實現上述目的的本發明的一實施例的滲透蒸發系統，其特征在于，包括：原料 罐1，用于儲存原料，泵3,用于從上述原料罐1移送原料，預處理過濾器4,用于去除通過上 述泵3來移送的原料的異物，膜模塊5,經由上述預處理過濾器4的原料在上述膜模塊5產 生滲透蒸發，冷凝器6,用于將在上述膜模塊5滲透并排出的水蒸氣冷凝成液體，真空泵7， 用于保持系統內的真空狀態，收集器8,用于收集借助上述冷凝器6而冷凝的獲取物，以及 循環管路10,用于將上述原料罐1和膜模塊5相連接；上述膜模塊5包含乙二醇醚脫水用 有機/無機復合膜，上述乙二醇醚脫水用有機/無機復合膜包含干式二氧化硅，上述干式二 氧化硅分散在交聯化的基礎樹脂基質內。
[0014] 有益效果
[0015] 若將本發明的滲透蒸發系統用于對乙二醇醚的脫水，則與現有的蒸餾工序相比， 能夠降低能源費用，并能夠以與是否產生乙二醇醚與水的共沸組成無關的方式來適用。
[0016] 根據適用于本發明的乙二醇醚的滲透蒸發系統，由于與蒸餾工序相比，運轉溫度 低，因而試料的熱變性可能性低，并且由于膜的熱穩定性優秀，因而在屬于滲透蒸發工序中 的高溫度的90°c下也能夠運轉。并且，由于以滲透速度和選擇度作為代表的膜的選擇性分 離能力相當出色，因而以少數的膜模塊也能夠得到所需的產品，由此具有工序的大小程度 也變小的效果。
[0017] 并且，對膜的水分的穩定性良好，因而即使水分含量高到50重量百分比，溶脹現 象也并不嚴重，因此能夠進行對乙二醇醚的脫水。
[0018] 、同時，與通常的滲透蒸發工序的條件（最高溫度50°C，最高水分含量15%)不 同，在苛刻的條件（最高溫度80°C，水分含量50%以上）下也能夠穩定地運轉。
【附圖說明】
[0019] 圖1示出包含本發明的乙二醇醚脫水用有機/無機復合膜的滲透蒸發系統。
【具體實施方式】
[0020] 參照附圖及進行詳細說明的多個實施例，本發明的優點及特征以及實現該優點及 特征的方法將進一步予以明確。但是，本發明并不受以下公開的多個實施例的限制，而是能 夠以其他不同的各種形態來體現，本實施例僅僅使本發明的公開更加完整，并用于告知本 發明所屬技術領域的普通技術人員本發明的范疇，本發明僅以權利要求的保護范圍的范疇 來定義。
[0021] 以下，對本發明的優選實施例的滲透蒸發系統進行詳細說明，內容如下。
[0022] 本發明的一實施例的滲透蒸發系統，其中，包括：原料罐1，用于儲存原料，泵3,用 于從上述原料罐1移送原料，預處理過濾器4,用于去除通過上述泵3來移送的原料的異物， 膜模塊5,經由上述預處理過濾器4的原料在上述膜模塊5產生滲透蒸發，冷凝器6,用于將 在上述膜模塊5滲透并排出的水蒸氣冷凝成液體，真空泵7,用于保持系統內的真空狀態， 收集器8,用于收集借助上述冷凝器6而冷凝的獲取物，以及循環管路10,用于將上述原料 罐1和膜模塊5相連接；上述膜模塊5包含乙二醇醚脫水用有機/無機復合膜，上述乙二醇 醚脫水用有機/無機復合膜包含干式二氧化硅，上述干式二氧化硅分散在交聯化的基礎樹 脂基質內。
[0023] 上述原料罐1為儲存作為脫水對象的原料的空間，為了保持50~90°C的規定溫度 而供給蒸汽或在上述原料罐1的外部還可設置帶式加熱器2。
[0024] 上述泵3起到引出儲存于上述原料罐1的原料的作用。
[0025] 借助上述泵3從上述原料罐1引出的原料被移送到預處理過濾器4。
[0026] 上述預處理過濾器4起到去除包含于原料的異物的作用，以使原料能夠完成順暢 的滲透蒸發工序。
[0027] 經由上述預處理過濾器4的原料經過膜模塊5來產生滲透蒸發。
[0028] 根據本發明，上述膜模塊5包含有機/無機復合膜，上述有機/無機復合膜包含干 式二氧化硅，上述干式二氧化硅分散在交聯化的基礎樹脂基質內，上述交聯化的基礎樹脂 可以是聚乙烯醇。
[0029] 由于聚乙烯醇的制膜性出色，并在高分子鏈具有羥基（-OH)，因而化學交聯容易， 并且特性改性容易，但由于高分子鏈之間的引力大而具有致密的結構，因而具有較高的結 晶性。因此，雖然交聯反應后對有機溶劑的穩定性優秀，但具有滲透度低的缺點。并且，在 用于乙二醇醚的脫水工序的情況下，由于聚乙烯醇膜的溶脹現象，因此具有膜自身的穩定 性及物理性強度下降的問題。
[0030] 但是，用于本發明的滲透蒸發系統的有機/無機復合膜將干式二氧化硅分散在交 聯化的聚乙烯醇基質