技術和產品

1、技術發展歷程

1997年：三井造船株式會社（現三井造船控股株式會社）開發出沸石膜脫水系統；

2015年：三菱化學株式會社實現CHA沸石膜商業化（ZEBREX?ZX1）；

2016年：三井造船&機械服務株式會社（現三井E&S能源系統株式會社）與三菱化學株式會社達成商業聯盟，共同推進沸石膜，統一品牌名稱為ZEBREX?（工業用）和KonKer?（食品用）；

2017年：三菱化學株式會社開發出用于生物乙醇的耐酸性沸石膜（ZEBREX?ZX2）；

2021年：合肥江新化工科技有限公司和三菱化學株式會社達成全面合作，在中國推廣沸石膜溶劑脫水技術。

2、技術概要

ZEBREX?是一種先進的沸石膜脫水工藝技術，可應用于各種溶劑，如異丙醇、乙醇（包括生物乙醇）、丙酮、正丙醇、丁酮（甲乙酮）、N-甲基吡咯烷酮、氟系列專用溶劑等多種燃料或有機溶劑的脫水，以用于提高產品品質或溶劑回收。沸石膜脫水技術也可用于酯化反應，以加快酯化反應速率和轉化率。

表2-1膜管型號選擇

具體應用領域說明如下：

（1）酯化反應：將反應水從反應體系中脫除，加快反應速率，提高轉化率；

（2）乙醇/水分離：如生物乙醇、煤制乙醇、煤制乙二醇副產乙醇、精細化工和醫藥化工用乙醇/水分離等；

（3）可降解塑料行業：PBAT副產四氫呋喃分離；

（4）BDO行業：醛炔法副產丁醇水溶液的脫水，順酐法甲醇塔外采丁醇有機廢液的回收；

（5）異丙醇/水分離：丙酮加氫制異丙醇、精細化工和醫藥化工用異丙醇/水分離；

（6）食用酒行業：低溫分離，以保持酒中氨基酸成分；

（7）廢溶劑處理：以回收溶劑并減少排放。

3、項目業績

截止到2020年，ZEBREX?膜脫水工藝技術在全球擁有100件以上良好的業績記錄，遍及美國、日本、東南亞和歐洲，主要業績見表3-1。

表3-1  ZEBREX?溶劑脫水項目主要業績表

4、脫水機理

沸石是一種具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽材料，沸石膜本身類似于在其表面有一層涂層，形成于圓柱形陶瓷支撐管的外表面。這種沸石膜和陶瓷載體的復合物被稱為ZEBREX?膜管，ZEBREX?膜管直徑為12mm，長度約為1200mm。

圖4-1  沸石膜微觀結構圖

沸石膜通過其“分子篩”功能選擇性地讓水分子通過（滲透），為了使含水有機化合物脫水，在膜管外部（殼程）進料，水分子從分子篩膜層外部向內部滲透（管程），由兩側的壓力差驅動脫水。

圖4-2  ZEBREX?膜管脫水機理示意圖

5、技術優勢

ZEBREX?核心技術是沸石膜材料，水與溶劑通過沸石膜的均一孔徑進行分離，此沸石膜材料已通過全球近100個項目的有效運行驗證；

膜管高耐水性：膜管可以用于最高含水率為99%溶劑的脫水；

膜管高耐酸性：膜管可以在pH>3溶劑中使用；

高的產品品質：溶劑含水率最高可降至≤0.1wt%；

蒸汽單耗少，操作費用低。

6、合作方式

提供工藝包、膜管和技術服務。

專利號：ZL202111629785.5              專利名稱：一種低能耗PBAT副產四氫呋喃的精制裝置及精制方法(發明專利)

專利號：ZL202220160343.4              專利名稱：一種BDO副產丁醇回收系統(實用新型)

專利號：ZL202321898000.9              專利名稱：一種丁醇精制系統(實用新型)

專利號：ZL202220040473.4              專利名稱：一種高含水量有機溶劑沸石膜循環連續脫水系統(實用新型)

專利號：ZL202223106883.3              專利名稱：一種高效分離含水溶劑中水的沸石膜脫水裝置(實用新型)

專利號：ZL202320847559.2              專利名稱：一種費托合成反應水相副產物回收系統(實用新型)

專利號：ZL202320955398.9             專利名稱：一種節能型四氫呋喃水溶液精餾系統(實用新型)

專利號：ZL202420227996.9              專利名稱：一種沸石膜脫水與精餾深度耦合分離含水共沸物的系統(實用新型)