超临界二氧化碳微乳液膜分离多元醇水溶液过程基础研究

发酵法制备化学品得到产物的稀水溶液，浓度低于10vol%，需用特殊分离技术提高效率降低能耗。本课题以超临界二氧化碳微乳液实现多元醇稀水溶液的选择性分离，以获得高浓度之多元醇，并偶合膜分离回收高压二氧化碳。选择了三类表面活性剂(AOT、TMN、Ls系列)，以超临界二氧化碳为连续相，1,3丙二醇稀水溶液模型化合物为分散相，通过自行研制开发的非一体式超临界相平衡仪，对三元、四元和五元复杂体系热力学相行为进行研究，发现上述商用表面活性剂均可以在一定条件下形成超临界二氧化碳微乳液，适当调节体系组成可以实现选择性分离1,3丙二醇。对于AOT系统而言，加入少量乙醇做助剂可以促进其溶解于超临界二氧化碳并形成微乳液。对于TMN和Ls系列系统而言，因其可以直接溶于超临界二氧化碳，故不需要外加乙醇助剂。但因为Ls系列形成的微乳体系压力较高，考虑实际应用，可以借助少量乙醇显著降低体系压力。此外，本课题还探讨将超临界二氧化碳微乳液体系偶合膜分离技术以期在高选择性分离目标产物的同时回收高压二氧化碳。结果证明，选择合适的纳滤膜和相应的操作条件，可以达成此目的。