通过密集聚乙烯化物对2,3-二醇进行蒸发脱水:在不确定性下进行参数估计,工艺设计和技术经济评估
Marco Avendano1, Blake Trusty2, Shailesh Dangwal2
1School of Chemical and Biomolecular Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332, United States.
Industrial & engineering chemistry research
|September 2, 2025
概括
这项研究开发了一种聚乙烯化物膜,用于脱水2,3-butanediol (BDO),达到高纯度. 贝叶斯推断和级联建模使BDO净化可靠的过程设计和经济评估成为可能.
科学领域:
- 化学工程
- 分离过程
- 膜技术
背景情况:
- 蒸发有效地从发酵流中去除水,特别是用于酒精净化.
- 2,3-butanediol (BDO) 的净化需要有效的脱水方法.
- 聚乙烯化物 (PVDF) 膜为此类分离任务提供了潜力.
研究的目的:
- 制造和评估用于BDO脱水的PVDF空心纤维膜模块.
- 应用贝叶斯推断和马尔科夫链蒙特卡洛 (MCMC) 方法来量化参数不确定性.
- 开发一个膜级联模型来扩大BDO净化过程.
主要方法:
- 一个密集的PVDF空心纤维膜模块原型的制造.
- 实验测试以确定流量和排斥率.
- 使用MCMC量化参数不确定性的贝叶斯推断.
- 用于过程模拟和扩展的膜级联模型的开发.
主要成果:
- PVDF膜模块实现了总流量>0.2 LMH和>95%的BDO排斥.
- 贝叶斯推断为膜透参数提供了量化的不确定性.
- 一个膜级联模型成功模拟了70%的BDO料净化到90%的纯度.
- 灵敏度分析为推的级联设计提供了依据.
结论:
- 开发的PVDF膜模块适用于BDO脱水.
- 贝叶斯框架允许对膜工艺进行可靠的系统分析和经济评估.
- 这项研究为工业膜分离应用贝叶斯方法奠定了基础.
- 该方法表明使用膜技术净化BDO高度的可行性.
