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第1章 渗透汽化技术概述1

1.1 渗透汽化技术发展史1

1.2 渗透汽化分离原理2

1.2.1 渗透汽化过程评价指标3

1.2.2 影响渗透汽化过程的因素4

1.2.3 膜分离性能下降及处理方法5

1.3 渗透汽化传质模型7

1.3.1 溶解扩散模型8

1.3.2 孔流模型12

1.3.3 Maxwell模型13

1.3.4 串联阻力模型13

1.4 渗透汽化特点及应用13

1.4.1 有机物脱水15

1.4.2 水中脱除有机物15

1.4.3 有机物分离16

1.4.4 与化学反应耦合17

第2章 渗透汽化膜18

2.1 渗透汽化膜材料选择方法18

2.1.1 溶度参数法18

2.1.2 亲疏组分平衡理论20

2.1.3 表面热力学法20

2.1.4 极性参数法20

2.1.5 液相色谱法20

2.1.6 接触角法21

2.2 渗透汽化膜分类21

2.2.1 按应用分类21

2.2.2 按材料分类29

2.3 渗透汽化膜制备方法35

2.3.1 高分子膜制备35

2.3.2 有机/无机复合膜制备36

2.4 渗透汽化膜组件37

2.4.1 渗透汽化膜组件分类37

2.4.2 膜组件研究进展38

第3章 PVA透水膜及其传质模型42

3.1 致密膜的渗透汽化性能42

3.1.1 理论交联度的影响42

3.1.2 交联时间的影响43

3.1.3 料液质量分数的影响44

3.1.4 料液温度的影响46

3.2 致密膜渗透汽化传质模型的建立47

3.2.1 溶解模型48

3.2.2 扩散模型50

3.2.3 模型拟合结果51

3.3 复合膜的渗透汽化分离性能52

3.4 复合膜渗透汽化传质模型的建立54

3.4.1 溶解模型54

3.4.2 扩散模型57

3.4.3 模型拟合结果62

第4章 优先透乙醇的渗透汽化膜65

4.1 硅橡胶膜66

4.1.1 硅橡胶材料的影响67

4.1.2 硅橡胶膜厚度的影响68

4.1.3 实验条件的影响69

4.1.4 硅橡胶膜的传质模型71

4.2 PDMS/ZSM-5混合基质膜73

4.2.1 ZSM-5改性的影响75

4.2.2 ZSM-5填充量的影响75

4.2.3 实验条件的影响76

4.3 PDMS/碳黑混合基质膜78

4.3.1 填充碳黑的影响78

4.3.2 碳黑改性的影响82

4.3.3 料液温度的影响84

4.4 PDMS/TS-1混合基质膜85

4.4.1 TS-1硅钛比的影响86

4.4.2 TS-1填充量的影响87

4.4.3 膜厚度的影响88

4.5 PDMS/碳纳米管混合基质膜89

4.5.1 碳纳米管种类的影响90

4.5.2 CNT修饰的影响92

4.5.3 实验条件的影响93

第5章 优先透丁醇的渗透汽化膜95

5.1 PDMS膜分离正丁醇/水96

5.1.1 制膜工艺的影响96

5.1.2 实验条件的影响97

5.2 PDMS膜分离C1～C4醇/水98

5.2.1 不同料液体系的影响99

5.2.2 料液质量分数的影响101

5.2.3 操作温度的影响103

5.2.4 膜性能的长期稳定性104

5.3 ZIF-7/PDMS混合基质膜105

5.3.1 ZIF-7填充量的影响107

5.3.2 实验条件的影响108

5.3.3 膜性能的长期稳定性110

第6章 分离甲醇/碳酸二甲酯混合物112

6.1 甲醇/碳酸二甲酯分离的现状112

6.1.1 DMC及其合成112

6.1.2 MeOH/DMC分离技术113

6.1.3 渗透汽化法分离MeOH/DMC体系115

6.2 PAA/PVA共混膜121

6.2.1 共混比例的影响122

6.2.2 操作温度的影响122

6.2.3 料液组成的影响123

6.3 PVA交联膜125

6.3.1 GA交联剂含量的影响125

6.3.2 操作温度的影响126

6.3.3 料液组成的影响126

6.4 CS-Si有机无机杂化膜128

6.4.1 杂化结构的影响129

6.4.2 料液温度的影响130

6.4.3 料液组成的影响131

6.5 PDMS/PVDF复合膜的渗透汽化性能132

6.5.1 优先透DMC膜材料的选择132

6.5.2 PDMS/PVDF复合膜制备133

6.5.3 PDMS膜的性能134

6.6 PDMS/HZSM-5膜137

6.6.1 交联剂含量的影响138

6.6.2 沸石填充量的影响138

6.6.3 操作温度的影响139

6.6.4 料液组成的影响140

6.7 PDMS/SiO2膜141

6.7.1 交联剂含量的影响141

6.7.2 SiO2填充量的影响141

6.7.3 料液温度的影响142

6.7.4 料液质量分数的影响144

6.7.5 操作时间的影响145

6.8 PDMS/MCM-41膜145

6.8.1 MCM-41改性的影响146

6.8.2 MCM-41填充量的影响147

6.8.3 料液温度的影响148

6.8.4 料液质量分数的影响150

第7章 芳烃/烷烃分离膜152

7.1 芳烃/烷烃分离的现状152

7.1.1 芳烃/烷烃的分离技术152

7.1.2 芳烃/烷烃分离膜材料153

7.2 PDMS膜161

7.2.1 正庚烷/苯体系的分离161

7.2.2 正庚烷/甲苯体系的分离163

7.3 聚酰亚胺膜166

7.3.1 聚酰亚胺的制备167

7.3.2 甲苯（苯）/正庚烷的分离175

7.4 聚氨酯膜180

7.4.1 聚氨酯膜的制备182

7.4.2 苯/环己烷的分离186

7.5 聚氨酯酰亚胺膜192

7.5.1 聚氨酯酰亚胺的制备193

7.5.2 芳烃/烷烃的分离198

第8章 渗透汽化脱硫膜205

8.1 汽油脱硫背景205

8.1.1 我国车用汽油概况205

8.1.2 汽油中有机硫206

8.1.3 传统脱硫方法210

8.1.4 脱硫膜材料217

8.2 PDMS/PAN膜225

8.2.1 料液温度的影响225

8.2.2 烷烃组分的影响229

8.2.3 烯烃和芳烃组分的影响236

8.2.4 PDMS/PAN膜的性能强化241

8.2.5 PDMS/PAN膜的传质模型248

8.3 PDMS/PEI复合膜256

8.3.1 制膜条件的影响256

8.3.2 实验条件的影响259

8.3.3 小试脱硫性能261

8.3.5 PDMS膜脱硫的分离机理265

8.4 PEG/PEI膜268

8.4.1 制膜条件的影响268

8.4.2 实验条件的影响271

8.4.3 小试脱硫性能273

8.5 聚磷腈基类膜276

8.5.1 聚三氟乙氧基磷腈膜276

8.5.2 聚双苯氧基磷腈膜283

8.5.3 对甲基苯氧基磷腈（PMePP）膜287

8.5.4 聚对羟基苯甲酸乙酯磷腈膜295

8.6 HTBN膜液化气脱硫304

8.6.1 底膜的影响305

8.6.2 HTBN质量分数的影响306

8.6.3 交联剂质量分数的影响306

8.6.4 操作压力的影响307

第9章 PVA卷式膜组件的研究进展308

9.1 单相流流动可视化308

9.1.1 可视化实验方法309

9.1.2 流体流动可视化分析311

9.1.3 流体流动的影响因素315

9.2 两相流流动可视化318

9.2.1 可视化实验方法318

9.2.2 汽液两相流动机理320

9.2.3 膜组件中的汽液两相流动321

9.2.4 非聚并体系中隔网对汽液两相流的影响325

9.3 隔网构型的计算流体动力学研究327

9.3.1 隔网流道内流体流动的模型327

9.3.2 隔网流道内流体流动的影响因素329

9.4 PVA卷式膜的研发337

9.4.1 PVA卷式膜的制备337

9.4.2 乙醇脱水的性能344

第10章 PDMS膜组件的研究进展347

10.1 优化小型平板膜347

10.1.1 小型平板膜的性能347

10.1.2 汽液两相流的影响350

10.2 PDMS平板膜的中试研究353

10.2.1 平板组件的可视化354

10.2.2 PDMS膜的中试性能363

10.3 平板组件内的流体流动研究366

10.3.1 构建流体流动模型367

10.3.2 模型验证367

10.3.3 计算流体动力学模拟370

10.4 PDMS卷式膜374

10.4.1 构建卷式膜组件374

10.4.2 流道特性参数的计算375

10.4.3 膜性能的影响因素376

附录A 溶度参数相关数据表379

参考文献382