PDMS-PTFE復合膜用于滲透汽化膜反應器的研究.pdf

1、鹽酸作為一種重要的醫(yī)藥中間體，在制藥、化工、分析各個行業(yè)都有廣泛的工業(yè)應用前景。傳統(tǒng)的鹽酸羥胺生產(chǎn)方法在工業(yè)應用的同時，不可避免存在許多不足，因此需要開發(fā)一條新的路線來滿足市場需求。新型膜分離技術．滲透汽化近年來在我國得到廣泛的發(fā)展和應用，滲透汽化與反應過程耦合是重要的集成應用過程。鑒于滲透汽化膜反應器的許多優(yōu)勢及丁酮肟水解生產(chǎn)鹽酸羥胺反應的特點，我們考慮采用滲透汽化膜反應器生產(chǎn)鹽酸羥胺的方法。本文主要研究內(nèi)容及結果如下： 1．

2、首先將自制的PDMS/PTFE滲透汽化膜，用于反應體系中主要滲透組分丁酮/丁酮肟的滲透汽化分離，結果表明丁酮滲透通量遠遠大于丁酮肟，而且丁酮/丁酮肟的分離因子高達40-50以上。PDMS/PTFE復合膜的耐酸性和穩(wěn)定性良好。滲透汽化膜反應器生產(chǎn)鹽酸羥胺轉化率高于普通水解過程，能達到60％以上。 2．滲透汽化動力學主要分析了丁酮/水、丁酮肟/水兩種體系，分別考察了溫度和料液濃度的影響。普通丁酮肟水解過程主要考察了溫度、酸肟摩爾比、

3、反應物濃度的影響。滲透汽化耦合丁酮肟水解過程主要分析了反應．分離溫度、酸肟摩爾比、反應物濃度、料液體積與膜面積的比值對鹽酸羥胺濃度及丁酮肟轉化率的影響。 普通丁酮肟水解生產(chǎn)鹽酸羥胺過程中，升高溫度對化學反應有利，轉化率隨溫度升高得到提高。根據(jù)反應化學平衡常數(shù)與溫度的關系，得到反應表觀活化能為24 kJ·mol-1。60℃下，最優(yōu)酸肟摩爾比為2。在60℃，酸肟摩爾比2下，最優(yōu)鹽酸濃度為2-3mol/L。滲透汽化耦合丁酮肟水解過程，

4、升溫一方面促進滲透汽化分離過程，一方面促進反應過程，60℃下耦合強化作用最明顯。60℃下，酸肟摩爾比為2時，鹽酸羥胺濃度及丁酮肟轉化率最高。反應物濃度同時增大時，鹽酸羥胺濃度增大，轉化率反而減小。改變料液體積時，料液體積越小，化學平衡移動程度越大，鹽酸羥胺濃度及丁酮肟轉化率越高。 3．通過滲透汽化分離過程實驗擬合了滲透通量、分離因子與溫度及料液濃度的表達式，通過普通肟水解過程溫度的影響，擬合了反應化學平衡常數(shù)與溫度的關系表達式。