この技術は液体有機化学品混合物中の少量または微量の水の分離に用いられ（気体浸透脱水にも用いられる）、その顕著な利点は低エネルギー消費で蒸留、抽出、吸着などの従来の方法では達成できなかった分離任務を実現できることである。この技術はまた生物及び化学反応と結合することができ、反応によって生成された水を絶えず除去し、反応転化率を明らかに向上させる。また、廃水中の少量の有機汚染物の分離や水溶液中の高価値有機成分の回収などに対して明らかな技術的・経済的優位性がある。当社はこの技術を利用して医薬化学工業及び関連工業分野に専門的な膜分離サービスを提供し、国の省エネ・排出削減及び関連産業のグレードアップに貢献する。

原理及びプロセス

ゼオライトモレキュラーシーブ膜の透過気化は液体混合物の分離に用いる新しい膜分離技術である。それは液体混合物中の成分の蒸気分圧差の推進の下で、ゼオライト分子篩膜材料を利用して成分の選択透過性と拡散速度の違いに対して分離を実現する過程であり、伝統的な分離技術と比べて、透過気化技術は高効率、エネルギー消費が低く、操作が便利で、増幅が容易であるなどの特徴があり、その分離原理とプロセスフローは図1と図2に示すようになる。

応用システム

本技術製品はエネルギー、環境保護、生物製薬、農薬、ファインケミカル、石化、電子、食品などの業界に使用でき、具体的な応用体系は以下の通り：
・メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、tert−ブタノール、イソアミルアルコール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、アルキニルアルコールなどのアルコール系脱水
・エーテル系脱水、例えば、エチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等
・アセトン、ブタノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系脱水
・酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、炭酸ビニルなどのエステル系脱水
・メタン、エタン、炭素六油、シクロヘキサンなどの炭化水素系脱水
・塩素化炭化水素、ジクロロメタン、塩化ビニルなどのハロゲン化炭化水素系脱水
・ベンゼン、トルエン、フェノール、エチルベンゼンなどの芳香族化合物の脱水
・ヘテロアルコール油などの多価有機混合物の分離
●その他の系脱水、例えば：メチルクロロフラン、酢酸、トリエチルアミン、アニリン、ピリジン、シリコーンなど

工業用ゼオライトモレキュラーシーブ膜管及び膜微細構造

典型的なゼオライトモレキュラーシーブ膜管及びその微細構造を図3、4に示す。

エネルギー消費とコスト計算

以下にエタノールとイソプロパノール脱水を例に、浸透気化分離プロセスに対してエネルギー消費とコスト計算を行う：

1、エタノール脱水

セフェム系薬物またはアモキシシリンの生産を例に、その生産過程において、エタノールを溶媒として1回または複数回使用した後、水分含有量はますます高くなり、回収再利用するには、抽出精留、恒沸精留または塩精留を採取する必要があり、これらの方法はプロセスが複雑で、エネルギー消費が高く、汚染が深刻であり、また第3成分を導入することにより、製品の品質が医薬工業の使用要求に達しにくい。もし浸透気化法を採用すれば、従来の方法より50%〜70%省エネでき、表1に示すように、製品と環境の汚染を避けることができる。
計算例（年間1600トンの処理、エタノール含有量を90%から99.5%に高める）
▲運行費用：運行コストは主に電気、蒸気、循環冷却水と膜管の交換費用を含む。
消費電力：48元/トン製品は原料ポンプ、製品ポンプ、真空ポンプ、循環水ポンプ及び冷凍機から発生する。冷凍機の電気消費は主に浸透液に低温度冷媒を用いて発生する。0.6元/度の電気で計算すると、電気消費量は約80度/トンの製品で、合計電気消費費用は約48元/トンの製品である。
蒸気消費：110元/トン製品は主に原料に対して加熱、気化、過熱及びシステム熱損失によって発生し、約0.55トン/トン製品、200元/トン蒸気によって計算し、合計費用は約110元/トン製品である。
冷却水消費：10元/トン製品は主に製品の蒸気凝縮によって発生する。0.5元/トンの循環水で計約20トン/トンの製品を使用し、計10元/トンの製品を使用する。
膜管の交換：124元/トン使用する膜管は12 m 2で、1平方メートル当たりの膜費は16500元で、膜費は合計198,000元で、1トン当たりの製品膜費は124元/トンと換算する。
合計運行費用：48+110+10+10+124=292元/トン。
▲利益創出
販売価格が約3000元/トンのエタノール（エタノール含有量90%、水含有量10%）を、販売価格が約6500元/トンの無水エタノール（エタノール含有量99.5%以上）に引き上げることができる。
創造利益：（6500-3000-292）×1600=513.28万元。
▲装置コスト
装置全体の建造費は約85万元。

2、エタノール脱水

医薬品の生産過程において、イソプロパノールを抽出溶媒として循環使用し、抽出後、イソプロパノール中の水の含有量が高くなり、溶液はアルカリ性を呈した。イソプロパノールは水と共沸し、伝統的な方法で回収するのは非常に困難である。

計算例（年間2000トン処理、イソプロパノール含有量85%から99.9%に向上）

▲運行費用：運行は主に電気、蒸気、循環冷却水と膜管の交換費用を含む。

消費電力：64元/トンの製品は原料ポンプ、製品ポンプ、真空ポンプ、循環水ポンプ及び冷凍機から発生する。冷凍機の電気消費は主に浸透液に低温度冷媒を用いて発生する。0.8元/度の電気で計算すると、電気消費量は約80度/トンの製品で、合計電気消費費用は約64元/トンの製品である。
蒸気消費：120元/トン製品、主に原料を加熱、気化、過熱及びシステム熱損失により発生し、約0.6トン/トン製品、200元/トン蒸気により計算し、総計算費用は約120元/トン製品である。
冷却水消費：11元/トン製品、主に製品蒸気凝縮により発生する。0.55元/トンの循環水で計約20トン/トンの製品を使用し、計11元/トンの製品を使用する。
膜管の交換：148.5元/トン使用する膜管は18 m 2で、1平方メートル当たりの膜費用は16500元で、膜費用は合計297000元で、1トン当たりの製品膜費用は148.5元と換算する。
合計運行費用：64+120+11+148.5=343.5元/トン。
▲税引前利益：
販売価格が約3500元/トンのイソプロパノール（イソプロパノール含有量85%、水含有量15%）を、販売価格が約9500元/トンのイソプロパノール（イソプロパノール含有量99.9%以上）に引き上げることができる
税引前利益：（9500-3500-343.5）×2000=1131.3万元
▲装置建造費：装置全体の建造費は約95万元

プロセス比較（定沸精留法と定沸吸着法はいずれも従来技術）