反应蒸馏技术是反应操作与分离操作相互耦合的产物,虽然它是一种最有代表性和最具发展潜力的化工过程强化技术,具有大幅度降低设备投资成本与操作能耗的潜力,但是这种优势并没有在所有的反应物系中得到充分的体现,在某些条件下,反应蒸馏技术的劣势甚至比那些传统的工艺流程(一个反应器和几个传统的蒸馏塔组成的工艺流程)还要明显。例如,在分离不利物系(反应物与产物的相对挥发度相间排列,即αR1>αP1>αR2>αP2或αP1>αR1>αP2>αR2)和最不利物系(反应物是最轻和最重组分,产物是中间组分,相对挥发度的排列顺序为αR1>αP1>αP2>aR2)时,使用常规反应蒸馏技术的能耗较大或者根本无法完成分离,这影响了反应蒸馏技术优势的发挥及其使用范围。为了解决这些问题,前人提出了不同的反应蒸馏结构和改进措施,但是这些方案中都存在着一个结构缺陷,即他们都忽略了未反应的反应物通过产品侧线采出口塔板的量和浓度对于反应蒸馏塔设计的影响。为了研究这种影响,本文提出了“不利浓度”的概念,并提出了“不利浓度”判据,以度量“不利浓度”的大小和研究其对系统稳态性能的影响。为了消除“不利浓度”的影响,本文提出了一种新的过程强化方案,即采取进料分流强化双反应段蒸馏塔的设计,得到新的蒸馏塔设计方案——分料双反应段蒸馏塔。分料比、分料的数量和分料的进料位置是分料双反应段蒸馏塔设计中重要的设计变量,它们的合理设计可以显著加强蒸馏塔的内部能量耦合与物质耦合,这使得双反应段结构首次应用于分离不利物系并获得了良好的稳态性能。通过对6个反应体系的对比研究结果表明,由于大幅度降低了“不利浓度”的影响,大大降低了蒸馏塔的操作能耗,与现有反应蒸馏塔的结构方案相比,本文提出的分料双反应段蒸馏塔具有最优的经济性能。对于最不利物系,分料双反应段蒸馏塔比现有最优设计降低能耗最高达133.2%；对于不利物系,分料双反应段蒸馏塔比现有最优设计降低能耗最高达4.92%。本项目的主要研究目标是“不利浓度”对蒸馏塔设计的影响,建立以“不利浓度”及其判据为核心的理论框架,针对最不利物系以及不利物系,系统地研究分料双反应段蒸馏塔的优化与设计主要的研究工作可以归纳为以下几点：1、利用平衡级模型对分料双反应段蒸馏塔进行了模型化研究,并建立了相关数学模型。2、分别针对双反应段蒸馏塔和现有研究中稳态性能最优的外部环流反应蒸馏塔进行了灵敏度分析,对比重要设计和化学参数变化对两种结构稳态设计的影响,论述了两种结构在稳态设计方面的优缺点,说明了双反应段蒸馏塔的研究意义。3、提出了影响反应蒸馏塔分离效率和能耗的因素,并提出了“不利浓度”的概念和“不利浓度”判据。

本发明公开了一种隔壁双层板式环流萃取塔和萃取的方法，该萃取塔的塔板由分布板和穿流板组成，通过中心分隔板隔开。中心分隔板将萃取塔分为前后两个传质区，每个传质区内的分布板和穿流板从上向下交替排列，同区相邻两块分布板间构成一传质单元。同一塔板的分布板和穿流板依靠弓形连通管连通。连续相流体依靠连通管交替在两个传质区的各个传质单元内逐级环流流动，分散相流体平分为两部分分别在两个传质区内与连续相流体逐级错流接触传质。连续相流体依靠相邻传质单元的同向流效应，分散相流体依靠分布板的聚集、分散和穿流板的界面更新作用，使液液萃取达到较高的传质速率和分离效率，有益于两相流率相差较大，以较小流量为连续相的萃取过程。

成果与项目的背景及主要用途：用于 CO2 分离的膜技术在天然气、沼气的 净化，三次采油中的 CO2 回收，密闭空间中的 CO2 脱除以及减轻温室效应等领 域有广阔的应用性前景。与传统的 CO2 分离技术相比，膜分离方法具有投资少， 能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而 且 CO2 浓度越高，膜法分离越经济，即使 CO2 浓度低于 5%，用膜法的费用也 仅为吸收法的 64.7%。 18天津大学科技成果选编 19 可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满 足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选 择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优 势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途 的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。 技术原理与工艺流程简介：本研究成果合成了几种对 CO2 具有促进传递作 用的固定载体膜材料，通过载体与 CO2 的相互作用促进 CO2 在膜内的传递，因 而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有 很好的稳定性。 本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜， 制备了用于 CO2 分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其 CO2/CH4 透过分 离性能处于世界领先水平。 技术水平及专利与获奖情况：所制备的固定载体复合膜 CO2/CH4 分离因子 可达 100～300，CO2 渗透速率可达 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共获得发明专利 3 项，分别为： 1. 用于酸性气体分离的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02148632.8） 2. CO2 气体分离复合膜的制备方法（专利号：01144974.8） 3. 用于分离酸性气体的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02158530.X） 本成果与所在课题组其他成果一起，获 2004 年度天津市自然科学奖一等奖 应用前景分析及效益预测：本研究成果所开发的 CO2 分离膜制备技术其经 济效益是明显的。首先，采用 CO2 膜分离可以降低我国能源生产的成本。我国 目前的天然气产量已经超过 300 亿 m3，若其中的 10%以膜分离方法来进行净化， 则需要约 12 万 m2 的膜才能满足需要，与传统方法相比每年可节约 4000 万元。 此外，由于可持续发展和环境保护的需要，采用城市生活垃圾和其他工业垃圾生 产沼气近年来得到了迅速发展。至今，我国已建设了大中型沼气池 3 万多个，总 容积超过 137 万 m3，年产沼气 5.5 亿 m3，采用膜分离技术处理这些沼气也需要 大量的 CO2 分离膜。最后，随着海上油气资源的开发以及农业生产中气肥的大 量使用，对 CO2 分离膜的需求和产生的效益也很大。天津大学科技成果选编 应用领域： 1. 天然气、沼气的净化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密闭空间中的 CO2 脱除； 4. 农业生产中气肥的使用。 该项目需要以下条件： 1. 聚合物合成的相关设备及原料：反应釜，冷却装置等。 2. 复合膜加工设备及原料：涂膜机，干燥器，膜交联设备，交联剂等。 3. 膜组件加工设备及原料。 4. 需要厂房面积大于 1000m2。 合作方式及条件： 由天津大学提供膜材料合成、复合膜制备、交联等相关技术，由合作方提供 厂房、设备、原材料及相关的人员配套。 

研发了几种高性能的提取及分离稀散金属铼的活性体系。以生物质废弃物废纤维素为原材料，胺基修饰制备得到了六种胺基化废纸吸附剂，对 Re(VII) 表现出较高的吸附性能。针对含铼料液中经常伴生钼的问题，研制了以稻壳、秸秆为原材料的吸附剂，经酯化后，得到了两种吸附材料 ORH 、 OCS ，以另一种天然生物质褐藻为原材料，经酯化后，得到了具有活性的交联吸附剂 CAS 。通过对实际料液分离铼的动态模拟实验，验证了这几类吸附剂的实际应用性，对 Re(VII) 的回收率可达 97% 以上，为工业应用奠定了基础。针对传统铼的液相分离体系，研制成功多种用于固相萃取的树脂微球，其分离过程可避免传统液液萃取体系易产生第三相，以及产生大量无机废弃物等弊端，实现了快速、绿色的分离效果。以工业液液分离反应器为蓝本，自行设计建制了一套恒温萃取装置，温度控制范围在 5 ℃ -80 ℃，控温精度可达± 0.05K 。在此装置上测定了 10 余套铼的液液分离过程中的热力学参数，以经典的统计力学结合溶液化学理论，计算得到了液液分离过程的热力学参数，进一步解释了萃取反应过程中的溶液化学理论，为反应器的工业化奠定了基础。

成果简介： 戊二胺发酵液中存在大量的盐，传统操作通过直接精馏或者加丁醇萃取后精馏的操作手段，得到纯品戊二胺。但这一分离过程存在能耗高，产品色泽差，精馏塔底部盐难以处理等问题。为此，本项目利用色谱分离技术，提出了无酸碱的离子交换色谱技术，分离过程用水做洗脱剂，高效分离戊二胺和盐，得到戊二胺水溶液，再次进行精馏操作，则大大降低了精馏能耗。整个分离过程中无溶剂

成果简介： 本项目针对柠檬酸发酵液或者柠檬酸母液中柠檬酸和易碳化合物的连续高效分离。整个分离过程中只添加水做洗脱剂，实现了清洁化的生产，符合现代环保要求。利用自行设计合成的新型吸附树脂，是易碳化合物和柠檬酸的分离度达到了0.8，易碳化合物不吸附，通过调整树脂内的孔结构和比表面积，使得分离过程中柠檬酸在树脂上的拖尾现象得到了明显的改善。本项目中，分离得到的

   【发明人】祁兴华   【技术领域】生物医药  【摘要】 本项目是一种含有药物胶囊的口鼻分离式面罩，面罩内分为鼻腔和口腔，中间有部件将鼻子和嘴巴隔开，鼻子在面罩鼻腔内，嘴巴位于面罩口腔内，这样鼻子和嘴巴不会存在互相感染。面罩位于鼻腔和口腔内侧部位有胶囊袋，内放入药物胶囊，可以撕开或者捏爆，使得其中的药物释放出来，起到杀菌消毒，防病保健的作用，放入特殊药物组方的胶囊还能起到治疗作用。面罩鼻翼两侧有按摩头，佩戴后可以刺激人体迎香穴，起到一定保健作用。 本项目解决现有口罩的口鼻不分开互相感染、佩戴憋闷、无主动防御等问题，佩戴舒适，防病治病，具有良好的市场前景。

甲烷-氮气分离体系的高选择性吸附剂是现在面临的一项巨大挑战，常规吸附剂如活性炭、沸石分子筛、碳分子筛等对甲烷和氮气的分离效果都不理想，分离因子都小于3，并且由于甲烷气体为强吸附组分，不能通过变压吸附分离直接得到甲烷产品气。本项目合成的吸附剂以氮气为强吸附组分，分离可以直接得到甲烷产品气，并且氮气/甲烷分离因子达到4.5，是非常好的分离氮甲烷分离吸附剂。本吸附剂现正通过小型变压吸附对吸附剂性能进行氮甲烷分离性能测试。

【项目来源】江苏省高校高新技术产业发展项目“膜分离技术用于中药注射剂的产业化研究”。 【技术特点】首次对膜分离技术用于中药注射剂的生产工艺、生产装备进行研究，建立了膜分离技术在中药生产中的基本研究方法及标准操作规范（SOP）。 【主要技术指标】 以多种中药注射剂为研究对象，进行了以下方面的研究： 1．膜分离技术与工艺规模的匹配：考察了各种药液体系的膜滤时间，考察了离心、微滤和超滤过程中仪器设备的种类和操作上的匹配。 2．药液前处理方法：考察离心、抽滤、壳聚糖絮凝、活性炭脱色等前处理方法，测定膜污染情况、超滤时间、药液通量，确定最佳的前处理方法。 3．膜分离（超滤）工艺：采用正交试验法，以操作压力、操作温度、药液浓度、膜孔径为考察指标，研究超滤工艺。 4．膜污染防治：通过考察不同温度、不同浓度、不同PH值时对膜污染程度的影响，不同操作压力对通透膜的影响，不同清洗方法对膜通量恢复情况的影响，对中空纤维膜试验了反冲洗防污染方法，探索了有机膜在中药制剂应用中易被污染问题有效控制方法。 5．对膜分离设备系统完整性进行研究：膜装备的检测方法研究，膜装备完整性的在线监测手段初步研究。 6．膜分离技术对产品质量、安全性和有效性的评估方法：以14个中药有效成分为对象，研究了超滤工艺对各类中药有效成分透过情况的影响，评价产品质量。考察了超滤膜对杂质和热原的去除情况，评估中药注射液的安全性。 【推广应用前景】中药膜分离技术是一种节能技术，且无需使用有机溶媒，对环境影响较小，为绿色环保技术。膜分离技术制备中药注射剂的产业化研究，可以解决膜分离技术在中药行业产业化的关键技术问题，为该技术在中药生产中的工艺设计及其成套技术设备研制提供支撑，从而推进中药行业的高新技术化。所制定的中药注射剂膜分离技术标准化操作规程对该技术在中药生产中的应用具有指导性意义，具有广阔的市场。 【进展情况】获得发明专利1项“含水飞蓟宾和三七总苷的保肝制剂及其制备与质控方法“，制订了膜分离技术用于中药注射剂生产的技术要求。