专利名称：油脱水器的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明在广泛的意义上涉及润滑和液压工业，具体而言，涉及一种用于从油，更一般来说是从低挥发性液体中除去游离的、乳化的或者溶解的水的设备和方法。
2.相关技术讨论油用在润滑和液压系统中。人们普遍认为，水的存在对于这种系统中的油、系统中的组分以及系统的操作来说均具有有害的作用。众所周知，当水污染进入到润滑或者液压系统中时，可能会导致腐蚀、油氧化、化学磨损、轴承疲劳寿命降低和润滑性能损失。这些有害的作用可能是由以游离的、乳化的或者溶解的形式存在的水直接造成的。
因此，为了使润滑和液压系统具有最佳的性能，已经有人进行了有效的尝试来从油中除去水。已经用于除去水污染的设备和体系包括澄清罐或者储罐，离心机，吸水过滤器，和真空脱水净油器。但是，正如即将讨论的那样，这些设备在脱水能力、操作容易性、投资费用或者生产费用方面具有明显的局限性。
澄清罐根据油与水的密度和重力沉降差别从油中除去大量的“游离”水。为了有效地除去“游离”水，澄清罐需要长的停留时间和巨大的占地面积。但是，它们对于分离油水乳液来说不起作用并且不能除去溶解的水。
离心机通过在流体上产生离心力，即有效地增加重力而加速油中水的重力沉降作用。离心机可有效地从油中除去游离水。但是，这些离心机通常来说是很昂贵的，并且在分离油水乳液方面能力有限。它们不能从油中除去溶解的水。
吸水过滤器使用特殊的过滤介质，这种过滤介质能吸收油中的水分。当吸水时，介质膨胀，流动受阻，过滤器两侧的压差升高。当压差达到预定的水平时，移出并丢弃该吸水过滤器，安装新的过滤器。这些吸水过滤器可有效地除去游离水，但是在从油中除去乳化的或者溶解的水时却效果有限。另外，吸水过滤器的吸水能力有限。因此，一旦浸满了水，就必须将它们更换。因此，它们通常只用于其中只存在痕量水的场合。在水的浓度较高的应用场合中，连续不断地更换吸水过滤器的成本就变得非常高。
有几种类型的真空脱水净油器已经用于油的脱水。这些净油器通常根据真空蒸馏、水分从油传质到干燥空气中或者根据这两种原理的组合来操作。
在真空蒸馏中，要应用真空来降低水的沸点。例如，在1013mmH2O(29.92″Hg)表压(标准大气压)下水的沸点为100℃(212°F)，但在100mmH2O(大约26″Hg真空条件)下时其沸点仅为50℃(122°F)。通过相对于油温来说适用充分的真空，油中的水就将会从油中蒸发到低压空气(真空)中，从而使油脱水。
使油流到通过真空泵而施加真空的接触器中是实现这一操作的典型方法。为了使水的汽化速度在给定的容器中达到最高，优选油具有大的表面积-体积比。这可以通过使油流过规整填料、散堆填料、级联塔盘、旋转圆盘、或真空蒸馏与接触器领域公知的其他方法来实现。油通常在接触器的顶部进入并通过重力作用向下流过填料，扩展成相对薄的膜。在容器的底部收集所述油，在那里，必须通过油泵将其排出。其实例参见Koslow的美国专利4,604,109和Lundquist等人的美国专利5,133,880。为了降低所需的真空度，可以对油进行加热。
应用真空的目的是降低水的沸点并提高脱水率。也可以进行加热来提高脱水率。但是，必须非常小心以避免施加太多的热和/或太低的真空，因为当温度和/或真空增加到其沸点以下的程度时，油中越来越多的低分子量烃也将会蒸发出来。应当理解，任何沸点低于水的液体也将被除去。根据不同的应用场合，这可能是希望的或者也可能并不是所希望的。
以传质为基础的系统使用类似的接触器。但是，它不是依靠蒸馏来除去水，而是使干燥空气或者气体连续不断地逆流向上穿过向下流动的油。油中的水分子将通过浓度梯度转移到相对干燥的空气中。通过真空泵或者鼓风机从接触器中抽出此刻变潮湿的空气并排到大气中。不必为了使水蒸发而将油加热到水的沸点以上。因此，与真空蒸馏系统相比，用以传质为基础的系统脱水可以使用较少的热和/或真空。
虽然真空蒸馏和传质系统确实能除去游离的、乳化的和溶解的水，但是它们的若干缺陷已经妨碍了它们的广泛应用。在这两个系统中，为了保证油位不变得太低而使油泵干转，要在容器中使用液面控制。使用液面控制还能保证油位不变得太高以避免真空容器中充满油。这将会降低容器的脱水效率或者使容器失去脱水能力，并且甚至可能导致油完全充满容器并溢流到真空泵中。
当水在油中蒸发时，真空净化器还易受到容器中起泡现象的影响。这种泡沫比油的比重低，并可能导致液面控制失灵以及净化器性能降低。
由于使用加热器、控制件，泵等的特有性质，净化器是相对复杂的设备部件。另外，使用的填料类型、油的粘度、以及气流速率也限制着通过接触器的流速。这通常导致要使用相对于流体的量来说非常大的容器。当所有必要的油泵、真空泵、加热器、控制件、配电板和连接件组装在一起时，系统变得十分庞大并且昂贵。由于这些系统的部件数目及其复杂性，系统的维护和操作成本一般也十分高。
由于真空脱水净油器具有从油中除去游离的、乳化的或者溶解的水的能力，所以真空脱水净油器已经变成从油中脱水所需要的方法。但是，与真空净油器有关的缺陷阻碍了这些净化器的广泛使用和/或使得它们在大部分润滑或者液压系统中的使用不切实际。因为它们具有相对大型的尺寸和成本，因此它们被限制在非移动的固定应用场合中，在移动式设备上的使用是不现实的。
由于它们的投资费用很高，因此，它们通常不会被永久地安装在系统中，除非该系统是相对大的、昂贵的润滑或者液压系统。而是，它们通常被若干个系统共用，在一个机器或者储罐上纯化油之后，将其搬移到另一个机器上，等等。但是，当净化器以这种方式使用时，没有连接到净化器上的机器中的油可能会被水污染。这种油将保持污染状态直到净化器可以再与其相连并再次使油脱水。因此，本领域技术人员一直在继续搜寻更好的方法从油中除去水。本申请人将其尝试指向膜基系统。
膜基系统已经用于从有机系统中除去水。但是，必须承认，用于这一目的的膜中存在着孔或者缺陷，这将会使油液压渗透到渗透侧。这一状况将造成油的损失。也会有人考虑用不挥发的油来涂敷膜的渗透侧，这样会使膜发生淤塞并降低其透过水的有效性。
Taylor的美国专利4,857,081公开了一种使烃或者卤代烃气体或者液体脱水的方法。该方法以铜铵再生纤维素膜为基础，铜铵再生纤维素膜对本领域技术人员来说是已知的，它们具有相互连接的通道或孔的结构(Isuge等人的美国专利3,888,771)。这些膜还被认为具有约10-90，平均30的孔分布(Isuge等人的美国专利3,888,771，Sengbusch的美国专利5,192,440)。通过这种铜铵再生纤维素从液态有机相中分离水所依据的机理是渗析机理。渗透物质以液体的形式穿过膜。因为膜上有孔，所以它允许通过它进行液压渗透。水溶性的物质也可以穿过该膜。这就阻碍了它在油的脱水方面的应用，因为油也总具有一定的水溶性。
即使Taylor适宜用于油的脱水，Taylor的结构本身也将产生缺陷。再生纤维素膜的分子结构是通过水分的存在得以保持的。在从亲水性膜上除去水分时，孔经受到大的毛细管张力，从而可能导致膜收缩开裂。因为膜具有各种各样大小的孔，所以在干燥过程中形成的毛细管张力会导致在整个膜的微观结构上产生应力差。众所周知，这种应力差会在膜中产生裂缝或者“缺陷”。如果这种膜用来使封闭系统脱水，那么膜中的水分最终也将会被脱除。这样就会形成如上所述的裂缝或者“缺陷”。此时，这种“缺陷”将致使油在液压下传递到膜的另一侧。
Pasternak等人的美国专利5,182,022公开了一种用于乙二醇脱水的渗透蒸发方法。乙二醇完全与水互溶，并且其特征在于其中待分离的混合物是可完全混溶的渗透蒸发应用。使用的磺化聚乙烯树脂膜允许相当大量的乙二醇透过。对本领域技术人员来说显而易见的是，如此大量乙二醇的渗透归因于通过缺陷(参见以下的定义)的液压渗透，所述缺陷存在于分离层中(discriminating layer)。该发明不需要无缺陷的分离层，因为容许有非水相的损失。但是在润滑和液压系统的油的脱水中，情况却不是这样。
Friesen的美国专利5,464,540公开一种通过渗透蒸发工艺从液态原料混合物中除去一种组分的方法。在Friesen等人的专利中，吹扫物流由原料流中将不被除去的组分组成，并且以蒸汽的形式引入到模块中。在第5栏第8-13行，Friesen等人提出，该方法可用于使诸如芝麻油和玉米油的油脱水。但是，在该专利提供的实施例中，Friesen等人只提供了用于使挥发性远高于芝麻油和玉米油的高挥发性有机化合物脱水的性能数据。特别是，Friesen提供了使丙酮、甲苯和乙醇脱水的实施例。因此，显然，Friesen没能认识并教导出需要使用无缺陷的(如下文所述)无孔膜来使这类油脱水。本领域技术人员还可能对提供玉米油或者芝麻油蒸汽吹扫物流的可能性提出疑问。
Zhou的美国专利5,552,023公开了一种用于乙二醇脱水的膜蒸馏方法。该方法使用一种多孔膜。对于油的脱水来说这是无吸引力的，因为多孔载体有可能会湿透并且使流体由于液压作用而透过。
Bratton等人的美国专利6,001,257公开了一种用于使各种液体脱水的基本上没有缺陷的沸石膜。正如Bratton在第4栏第12-15行所指出的，沸石膜的使用对于设备的功能是很关键的，因为它可用于分离任何两种液体，其中只有一种液体可以通过沸石膜。沸石膜使用沸石型物质(亦称分子筛)，包含有通过氧原子连接的由硅/氧四面体形成的通道网络。第2栏第46-49行表明，该物质应该“基本上没有缺陷”，但是没有定义出“基本上”的程度或者“缺陷”的寓意。这种膜不能用于使油脱水，因为如下文所述的缺陷的存在将导致油液压渗透到渗透侧。
在本发明的上下文中，在整个申请中使用的以下术语想表达以下定义的含义定义这里使用的“缺陷”用来表示允许低挥发性液体液压渗透通过该膜的具有充分大小的膜上的孔。
因此“无缺陷”并不表示限制通过膜进行溶液扩散的物质通道，而是表示膜中不包含允许液体液压渗透通过该膜的具有充分大小的孔。当膜中存在直径大于或等于油分子大小的永久性孔(即针孔)时，油将倾向于发生液压渗透。预计，油分子的分子大小大于5-10埃，但是，因为油由不同分子大小的馏分组成，所以精确的数值将取决于待脱水的特定油的化学组成。因此无缺陷的膜限于直径比油分子的分子大小较小的孔上。
“无孔”表示不包含通称为孔洞的那些孔的膜，所述孔洞是指至少具有油分子的分子大小的永久性孔，正如以上所讨论的，预计这种孔大于5-10埃，但是这完全取决于待脱水的油的具体类型。
虽然这里使用的无缺陷的膜必然是无孔的，但这里使用的无孔膜却不一定无缺陷。理论上，无孔膜应当是没有缺陷的膜，即不含如上所述的缺陷。这暗示着，无缺陷的膜将具有与由相同材料制成的致密膜相同的透气性/选择性。但是，实际上，情况不是这样。例如，Pinnau和Koros(Pinnau，I.和Koros，W.，“Gas-Permeation Properties ofAsymmetric Polycarbonate，Polyestercarbonate，andFluorinated Polyimide Membranes Prepared by the GeneralizedDry-Wet Phase Inversion Process”，J.Applied Polymer Science，第46卷，1195-1204(1992))以及Pesek(Pesek，S.“Aqueous QuenchedAsymmetric Polysulfone Flat Sheet and Hollow Fiber MembranesPrepared by Dry/Wet Phase Separation”，提交给The Universityof Texasat Austin的论文(1993))已经把无缺陷的气体分离膜定义为其选择渗透性(perselectivity)为致密膜的75％-85％的膜。这表明，选择渗透性为85％的膜可以包含很多允许油液压渗透的缺陷。
考察由承载于强度微不足道的子结构上的聚砜选择层组成的膜。在35℃时，聚砜的氧气渗透性为1.4barrer(membrane handbook)，O2/N2的选择性为5.6。考察聚砜选择层的厚度为700。这一厚度是市售膜的典型厚度。因此，这一选择层对于氧气的渗透性将是20GPU，对于氮气的渗透性将是3.57GPU。根据Pinnau和Koros(1992)所述，如果O2/N2的选择性是致密膜的85％，或者在这种情况下是4.76的话，这种聚砜膜将被认为是无缺陷的。很明显，根据本发明的定义，这种膜包含有缺陷。如果缺陷足够小，则通过该缺陷的流动将受到诺森扩散的支配。如果缺陷大，那么，通过该缺陷的流动将是对流的(或者是粘性的)并且将服从哈根-泊肃叶定律。下表阐明了对于1平方米的聚砜模型来说将使O2/N2的选择性为4.76的不同尺寸的缺陷数。
上表所列缺陷的平均尺寸大得足以使油液压渗透通过缺陷并使油脱水的模型在工业上不可行。但是，对于诸如气体分离的应用场合，缺陷的存在仅仅会降低分离的效率而不会导致所述模型在工业上不可实施。
理论上，无孔膜应当是没有缺陷的膜，即不含如上所述的缺陷。但是，实际上，情况不是这样。正如实践中所碰到的以及本领域技术人员所认识到的，被认为是无孔的膜将允许液压渗透到一定的程度，通常足以将其气体选择性由致密膜的固有选择性起计降低到高达85％，并且将仍然被认为是无孔膜。因此，这种膜实际上将具有相对小但数目仍然可观的孔。在“无孔”膜中可以接受的孔的实际数目将与孔的大小以及待通过该膜进行分离的物质的特性有关。这里使用的无缺陷的膜指的是上文定义为无孔的无孔膜，而不是本领域中通常使用的术语“无孔”所定义的无孔膜。为了成功地实施本发明，所述膜必须是如本发明中定义的术语所述的“无孔的”和“没有缺陷的”。
“油”用来表示低挥发性化学物质。通常，油将包括许多不同分子量和分子结构的呈混合物形式的馏分。
“半渗透的”表示允许某些物质渗透然而却不允许其他物质传输的膜。这种膜还可以称为区别膜(discerning membrane)。
“润湿”表示液体在表面上的扩展。
“淤塞”表示通过不希望的作用，比如油填充了膜的多孔子结构，或者油涂敷了膜的吹扫侧而增加传质阻力。
发明概述本发明提供一种用于从油或者其他低挥发性液体中除去游离的、乳化的或者溶解的水的膜基方法。该方法可以用于处于操作和活动状态的移动式设备，以及固定的设备和工艺中。所述方法的操作简单，同时设备小而紧凑，这使得它实用并且对于所有尺寸的系统来说均经济合算。
本发明还提供一种无缺陷的区分层或者膜，它不允许液体通过它进行液压渗透，限制了通过区分层传输的渗透作用。本发明还提供对渗透过区分层的蒸汽进行的脱除。因此，本发明提供用于更有效地从油中分离游离的、乳化的和溶解的水的设备和方法。
具体地说，本发明涉及用无孔的、无缺陷的膜从油中有选择地除去水的方法。更具体地讲，所述方法包括通过使油与半透膜的一侧(“进料侧”)接触而从有关油流中除去水。所述膜把分离室分为油注入的进料侧和从其中脱除水的渗透侧。渗透侧通过真空的存在或者通过使用吹扫气而保持在低的水分压下。油中的水可以呈溶解形式，或者呈分离相形式，或者是乳化的、分散的或者是“游离的”。膜材料是一种与油具有适当的化学相容性，同时又可允许水有选择地经其传输的材料。膜与油化学相容是指它不与油发生化学反应，或者其物理性能，比如尺寸、强度、渗透性、和选择性在与油接触时不会受到不利影响。
因此，本发明的一个目的是克服常规的油脱水方法的缺点，并提供一种新的能克服这些局限性的用于油脱水和设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种从油中除去游离的、乳化的或者溶解的水的油脱水器。
本发明的再一个目的是提供一种操作简便的油脱水器。
本发明的再一个目的是提供一种相对小并且紧凑的油脱水器。
本发明的再一个目的是提供一种经济合算的油脱水器。
本发明的再一个目的是提供一种在大小系统中实用的油脱水器。
本发明的再一个目的是提供一种可以用在处于操作与活动状态的移动式设备上的油脱水器。
通过参考组成说明书一部分的附图，从以下的说明书和附加的权利要求中将显而易见本发明的其它目的和优点，其中在若干视图中，类似的引用记号表示相应的部件。
附图简述
图1是用于本发明的膜结构的透视图。
图2是可用于本发明的膜的改进方案的透视图。
图3是可用于本发明的膜的另一种改进方案的透视图。
图4A是如图3所示织成垫状的许多中空纤维膜的平面图。
图4B是沿着图4A剖面线B-B按箭头方向所取的横断面图。
图4C是图4B所示的垫在螺旋形卷绕后的简图。
图4D是如图3中所示的两种中空纤维半透膜结构在成螺旋形卷绕之后的透视图。
图5是图1所示的结构在螺旋形卷绕后的简图。
图6是具体说明本发明的示范性的膜分离工艺简图，其中通过真空泵除去水。
图7是图6所示分离工艺的改进方案简图，其中水通过吹扫气流除去。
图8是图6所示分离工艺的另一种改进方案的简图，其中通过上游过滤器而使膜免于受到原料流中杂质的污染。
图9是具体说明本发明结构的中空纤维膜设备的正视图，其中原料流入纤维的孔中。
图10是具体说明本发明结构的中空纤维膜设备的正视图，其中原料在纤维的外侧流动。
图11是具体说明本发明结构的中空纤维膜设备的正视图，其中原料在纤维的外部流动并且水与油排出的方向呈逆流被除去。油是通过穿孔核心提取的。
图12是具体说明本发明结构的中空纤维膜设备的正视图，其中水通过吹扫气除去。
图13是图1所示结构的改进方案的透视图，其中膜具有整体成型的表层。
图14是图13所示结构的碎片端的正视图。
图15是图3所示结构的改进方案的透视图，其中膜具有整体成型的表层。
图16是图13所示结构的碎片端的正视图。
发明详述应当理解，附图以及下文的说明书中所阐明的具体的设备和工艺均是附加权利要求中定义的发明构思的示范性实施方案。因此，关于本发明中公开的实施方案的具体尺寸和其他物理性能不应该被认为起限定作用，除非权利要求另外清楚地给以说明。
在描述本发明的优选实施方案之前，将1992年由Van NostrandReinhold出版的the Membrane Hand book第3-15页和1995年出版的the Hand book of Industrial Membranes，第一版，56-61页的内容就象完全重写的一样引入本发明中。
根据本发明，有一种设备和方法可用于从很宽类型的低挥发性液体中区别性地脱除水或者其他易挥发的溶剂。低挥发性液体定义为标准沸点大于水的标准沸点(100℃)的液体。因此，水可以分类为高挥发性的液体。必须承认，在纯态下可以显示出低挥发性的组分在混合物状态下可能呈现非理想的性能。这可能是因为，与从纯组分的挥发度所预计的表观蒸发率相比，来自于混合物中的组分具有更大的表观蒸发率所致。优选，本发明涉及从油中分离水。
更具体地说，所述油脱水的方法包括以下步骤使无孔的、无缺陷的半透膜与至少包含油和水的液流接触，其中膜将分离室分为料液混合物注入的原料侧和从其中取出水的渗透侧；保持水的部分化学势能梯度以致于使水择优地从进料侧通过所述膜渗透到渗透侧；从渗透侧除去已经渗透出来的水；和由膜的进料侧除去脱水后的油。术语“化学势能梯度”也可以称为“活性梯度”或者“分压梯度”。术语“分压梯度”理解为意指渗透侧的水蒸汽压力与相应于油中水的浓度的平衡水蒸气压之间的差别。
用于使油脱水的设备包括至少包含无孔的、半渗透的、无缺陷的膜的容器，所述膜插入到所述容器中的方式使得将容器的内部分成至少一个进料侧室和一个渗透室；至少一个用于进料室的进口孔；至少一个用于进料室的出口孔；至少一个用于渗透室的出口孔。这种设备将能够使油水混合液流入进口，并且至少与半透膜的一侧接触；保持水的部分化学势能梯度以致于使水择优地从进料侧通过所述膜渗透到渗透侧；从渗透侧通过出口孔除去已经渗透出来的水；和通过出口孔从膜的进料侧除去脱水后的油。
膜可以呈任何形式或者形状，只要提供一个适合于分离的表面即可。其常见的实例包括自载膜，中空纤维，复合材料片，和复合材料中空纤维。中空纤维膜可以装入罐中或以其他方式放置以使得纤维名义上彼此平行。复合材料中空纤维膜或者中空纤维膜的纤维可以成螺旋形卷绕或者扭曲。或者，纤维也可以织成垫状。在膜由纤维平片材或者垫组成的情况下，所述片材或者垫可以成螺旋形卷绕。另外，可以有隔层来分离所述片材或垫。
使用的膜至少部分由薄的、无缺陷的、致密的、无孔分离层(术语“分离层”也可以称为“表层”)和承载结构构成。在选择性的实施方案中，分离层可以是自载的；但是，在实施本发明时并不要求这样。对于本领域技术人员来说，在分离层中，显然致密的、无孔的分离层可以具有缺陷。当这种分离层用于分离气体或者液体混合物时，通过这些缺陷可能会发生无分离的传输。在这种分离层用于分离气体混合物的情况下，通过该分离层的传输根据“溶液扩散”原理进行，而通过缺陷的传输则按诺森扩散进行。参见Clausi，N向The University ofTexas at Austin提交的论文“Formation and Characterization ofAsymmetric Polyimide Hollow Fiber Membranes for GasSeparation”(1998)。当这种含缺陷的分离层用来分离液体混合物时，将通过这些缺陷发生无分离的液压传输。通过这些缺陷的液压渗透将导致液体渗透到膜的渗透侧。虽然这种无分离的传输在某些应用场合中是可接受的，但是在其他的应用中却无法接受。
无缺陷的、致密的、无孔分离层的一个实例是溶液流延致密膜。这些膜对本领域技术人员来说是公知的。具有工业可行的脱水率的无缺陷的、致密的、无孔分离层可以通过对厚度薄得足以允许产生希望的脱水率的这种薄膜进行溶液流延来制备。潜在的缺陷可以通过用中间交联步骤多次涂敷溶液流延聚合物来消除。
在油脱水的具体情况中，油通过液压渗透到渗透侧将导致油从系统中损失，致使该脱水器不适宜工业使用，并且将导致膜的渗透侧发生淤塞。如果分离层承载在渗透侧上，则液压渗透的油将通过对水传输产生阻力而填充多孔载体并淤塞所述膜。另外，因为油不大可能蒸发，或者如果发生蒸发，它的蒸发将不会比通过缺陷进行液压渗透的速率更快，因此，缺陷的存在将不可逆地淤塞所述膜并降低脱水速率。此外，如果膜不是完全无缺陷的，则可以应用于渗透侧来吹走水分的吹扫剂就可能通过该膜并因此夹带到“清洁的”油中。这可能会在油中产生泡沫，因此是不希望的。
通过这种无缺陷的、致密的、无孔分离层进行传输依据的是“溶液扩散”机理。对于本领域技术人员来说，术语“溶液扩散”理解为意指渗透物质溶解到分离层中，紧接着通过分离层扩散，随后在分离层的渗透面上解吸。油和水存在于膜进料侧上的液相中，而渗透的物质则从分离层的渗透面处移到蒸汽或者气相中。如果分离层包含任何缺陷，则将通过分离层发生液压渗透，从而导致液体传输到渗透侧。如上所述，这种状况将会使膜发生淤塞，并导致系统中油的损失，这两者均会产生工业上不适宜的产品。
对于本领域技术人员来说，渗透蒸发理解为意指完全互溶的液体混合物通过致密的、无孔分离层的分离。此外，渗透蒸发要理解为意指组分以有限的速率通过分离层渗透并作为蒸汽在渗透侧除去。此外，在渗透蒸发脱水时，在分离层有缺陷的情况下，非水相液压传输到渗透侧的情况不是很严重的。这是因为非水相具有高的蒸气压并且很容易蒸发。这就是甚至对于低挥发性组分，如乙二醇来说，当与水混合时，它也可以显示出与纯组分相比明显的不期望的性能的原因。
多孔膜，比如用于微滤、超滤和渗析的那些多孔膜是不适当的，因为低挥发性流体将透过孔并使膜发生淤塞。
适当的膜包括致密的、无孔聚合物膜或者在承载结构的一个或者两个表面上具有相对致密的分离层或者表层的不对称膜。致密的无孔膜或者通过“转相”或者通过溶液流延来制备。在转相的情况下，聚合物-溶剂-非溶剂系统通过蒸发溶剂、萃取溶剂、或者向系统中引入非溶剂而被迫沉淀。转相产生非同质的多孔聚合物基质，它可以是对称的或者可以不是对称的，并且可以具有或者可以不具有致密的无孔聚合物区域。致密的无孔分离层可以通过适当选择溶剂-非溶剂系统和沉淀系统而由相分离形成。在溶液流延的情况下，使适当的聚合物-溶剂系统形成凝胶然后干燥。溶液流延聚合物通常是非多孔的均质薄膜。在这两种情况下，致密的无孔薄膜均可以在另一种承载结构上形成。由这两种方法形成的致密的无孔分离层很有可能具有缺陷(美国专利4,230,463)。对这些分离层进行后处理以基本上减少缺陷的方法也已经由Henis和Tripodi进行了报道(Henis，J.和Tripodi，M.，“Composite Hollow Fiber Membranes for Gas SeparationTheResistance Model Approach”，J.Membr.Sci.，(8)，233-245(1981))。这些用于减少缺陷的方法包括重复地涂敷有缺陷的膜直到消除所有的缺陷。后续的涂敷可以以作为原始层的相同的聚合物为基础，或者以不同的聚合物为基础。无缺陷的、致密的、无孔分离层可以通过溶液流延充分厚的同质聚合物膜而形成。Pfromm也已经阐明，可以形成超薄的、无缺陷的、致密的、无孔分离层(Pfromm，P.H.，“Gas transport properties and aging of thin and thick filmsmade from amorphous glassy polymers”，这是提交给The Universityof Texas at Austin的论文(1994))。
对于本领域技术人员来说，气体通过无缺陷的致密的无孔均质聚合物膜的传输特性通常被认为是聚合物的“固有”特性(Clausi，1998)。聚合物的固有渗透性，例如并不依赖于分离层的厚度。如果这种分离层用来分离气体混合物，且该层或者是独立的薄膜，或者是处于与分离层相比传输阻力微不足道的载体上的复合材料，则具体混合物的渗透性比例也是聚合物在那些具体条件下的固有特性。这一比例被称作聚合物对于具体的气体组分的固有选择性。
如果致密的、无孔分离层不显示对于特定的气体混合物的“固有”选择性，则很可能这一分离层包含有缺陷。这是因为所述缺陷允许待分离的组分无分离地传输。当多孔载体提供微不足道的流动阻力时，本领域技术人员通常使用这一方法来确定分离层中是否存在缺陷(Clausi，1998；美国专利4,902,422)。不管分离层是根据什么机理形成的，这一方法均可以用来确定其中是否存在缺陷。如果证明分离层中没有缺陷，则它将不会允许气体或者液体无分离地进行传输，并且在液体渗透的情况下，透过物质将以蒸汽的形式从膜中解吸出来。
薄的、致密的、无孔分离层可以是独立的层。它也可以与承载结构名义上同时并整体成型。它的组成材料可以与承载结构的相同，或者可以由不同的材料以复合材料的形式组成。复合膜上有一个致密层连接到承载结构上。致密的、无孔分离层可以在此后作为一个单独的步骤形成。这些复合膜、纤维或者片材可以是多孔的或者无孔的。所述片材优选是平板状的，虽然在实施本发明时并不要求如此。这些纤维、薄膜或者片材可以装到一个或多个侧面上以将进料室与渗透室分离开来。这种膜中的分离层可以与承载结构相同或者不同，所述承载结构可以由多孔的有机或者无机聚合物、陶瓷或者玻璃组成。优选的实施方案是在载体的一面或者两面具有薄的、致密的、无孔分离层聚合物的复合片材或者复合材料中空纤维。在对称或者不对称膜的情况下，液体可以在任何一侧与膜接触，尽管优选的实施方案将是把进料侧的界面层降到最小的那一侧。
致密的无孔层或者表层也可以是膜的不可分割的部分并且至少在名义上与承载结构同时形成。但是，本发明不局限于与承载结构同时形成致密的无孔层。本发明也可以通过将致密的无孔层成型为膜的一个组成部分(a.k.a.复合材料部件)来实施。致密的无孔层的形成可以与承载结构的形成时间不同。在这种情况下，致密的无孔层随后连接到承载结构上。
承载结构可以是多孔的或者无孔的。致密的无孔表层，或者承载结构在性质上可以具有聚合物特性。致密的无孔表层，或者承载结构可以是无机或者有机聚合物。所述聚合物可以是线型聚合物，支化聚合物，交联聚合物，环状线型聚合物，梯形聚合物，环状基质聚合物，共聚物，三元共聚物，接枝聚合物，或者其共混物。
低挥发性液体可能会润湿多孔承载结构。或者，可以对多孔承载结构进行处理以使低挥发性液体不润湿该结构。但是，在实施本发明时并不要求这样。当多孔承载不被低挥发性液体润湿时本发明仍然可以实施。此外，当对多孔承载进行处理以使其不被低挥发性液体润湿时，本发明也可以实施。优选，多孔承载结构的性质使得低挥发性液体不润湿该结构。
在膜只在一侧上由致密的无孔层或者表层组成的情况下，致密的无孔层中存在缺陷将很可能导致产生以上讨论的油的通道。如果油通过膜进行液压渗透，则它的蒸发速率将有可能比水低，或者根本不蒸发，因此会使膜发生淤塞并降低脱水速率。因此，优选的实施方案应当是在多孔承载结构一侧或者两侧上均具有无缺陷的、致密的无孔分离层或者表层。具有无缺陷的、致密的、无孔分离层是很必要的，这样会使油不能通过分离层中的缺陷发生液压渗透。在多孔结构的两侧均具有无缺陷的、致密的、无孔分离层的一个优点是进一步降低了油进行液压传输的可能性。
在中空纤维的情况下，原料可以在纤维的孔中或者在纤维的外部与膜接触。优选的实施方案应当是液体注入到外部以提供较低的操作压差的实施方案。
分离层或者表层可以由与原料化学相容的任意类型的聚合物组成，只要致密的无孔层不允许油大量地传输即可。如果分离层或者表层不与油发生化学反应，或者如果其物理性能，比如尺寸、强度、渗透性和选择性不会受到与油接触的影响，则认为该分离层或者表层与油化学相容。致密的无孔层可以由以下所述聚合物组成，其包括但不局限于比如聚酰亚胺，聚砜，聚碳酸酯，聚酯，聚酰胺，聚脲，聚(醚-酰胺)，无定形特氟纶，聚有机硅烷，烷基纤维素和聚烯烃。
液体可以通过逆流、并流、错流或者径向错流方式与膜接触。流动可以使得其中一个，都不或者两个物流都(即，原料与渗透物)很好地混合或者不混合。原料流优选被很好地混合。
含低挥发性液体(例如油)和水的液流可以注入到容器中以与膜的无缺陷的致密的无孔层接触。但是，本发明的操作不局限于将液体注入到容器中与致密的无孔层接触。本发明还可以通过将液体注入到容器中以使其在没有致密的无孔层或者表层的一侧与膜接触。
渗透侧水的分压可以通过使用真空或者使用低水蒸汽分压吹扫气，比如二氧化碳、氩气、氢气、氦气、氮气、甲烷或者优选空气来降低。渗透流，包括吹扫剂优选呈逆流、错流或者径向错流方式。渗透物的压力可以等于或者低于原料的压力。
或者，渗透物的压力可以大于原料的压力。渗透物压力大于原料压力的一个实例是通过吹扫气除去渗透物的情况，所述吹扫气可以由脱水的压缩空气或者氮气组成，这样渗透侧的压力就大于容器进料侧的压力。通常在这种情况下，从原料中移出的高挥发性液体的活性在局部范围内进料侧大于渗透侧。
使用膜基油脱水时，优选将来料物流过滤。过滤可以用于除去颗粒状物质或者物流中夹带的大量水。本领域已知的用于过滤流体的任何方法均是适合的。这可以防止分离层被该物流中夹带的颗粒物质损坏。
在优选实施方案中，膜由在多孔承载结构的一侧或两侧上具有致密的、无缺陷的、无孔分离层的中空纤维组成。在优选实施方案中，进料侧界面层被减到最少。另外，在优选实施方案中，穿过进料侧的压差被减到最少。可以通过真空或者吹扫剂从渗透侧取出渗透出来的水。这种水将呈蒸汽或者气态。吹扫剂可以是气体或者液体。另外，吹扫剂对于水的活性可以比低挥发性液体的低。
这种设备可以用于其中使用真空净化器及其他常规脱水器的情况。该方法或设备可以用来处理“肾形回路”系统中的油，其中油脱水器连接到属于设备一部分的储罐上。将油从工艺储罐中取出，通过脱水器加工，然后返回到储罐中。油脱水器可以在主系统处于操作或者静止状态的同时连续或者间歇操作。该设备还可以“脱机”操作来处理储罐中的流体。该储罐不连接到操作设备的任何部件上并且用作调节流体的容器。
除了常规的应用之外，该设备可以“在线”使用。因为进料与渗透室被致密的无孔隔层分离开来，所以可以对设备进行操作以使得原料与渗透物处于不同的压力下。因此，该设备可以如下的方式操作，即使油处于在其中使用这种油的系统压力下。因此，这就开创了在线使用这种设备和方法的可能性，这种在线使用是本发明的优选实施方案。它减少并且甚至可以消除对于常规的脱机或者肾形回路系统的需要。由于本发明能够在线并且在系统压力下使用，所以本发明的设备可以更紧凑，重量更轻，并且实际上可用在所有的液压或者润滑装置上。因为不需要另外的动力、泵和控制件，所以它还可以用于固定式或者移动式设备中。
现在参考附图，其中相似的数字表示相同的元件，图1是半透膜18的平片型实施方案。膜18包括无孔的、无缺陷的分离层或者表层22和承载结构24。分离层或者表层22可以存在于承载结构24的一侧或者两侧。
关于图13-14，表明了半透膜18的一个改进方案，其中分离层或者表层22通过膜领域已知的方法与承载结构24整体成型。如前所述，分离层或者表层22可以存在于承载结构24的一侧或者两侧。
在图2中，两个平片形半透膜18被诸多进料通道隔离层34分离。隔离层34可以由本领域熟知的各种材料，包括密封剂制成或者形成。每一个膜18都具有表层22和承载结构24。用来防止原料与渗透物流混合的渗透物收集隔离层25插入到膜18和隔离层34之间。膜18被进料通道隔离层34分离开来。
在图3中描述的是半透膜20的中空纤维实施方案。在这一实施方案中，中空纤维膜20包括分离层22和承载结构24。所述分离层可以在纤维的内侧或者外侧或者在其两侧。
关于图15-16，表明了中空纤维膜20的一个改进方案，其中分离层或者表层22通过膜领域已知的方法与承载结构24整体成型。如前所述，分离层或者表层22可以存在于承载结构24的一侧或者两侧。
图4A示出的是织成垫30的多个中空纤维半透膜20。根据纺织或者成网工艺，中空纤维膜20通常将形成垫状织物30的纬部。诸多填充物28用来将中空纤维膜20纺织成垫。填充物28以传统的纺织垫或者网的方式使用。
沿着图4A中的剖面线B-B的横断面图示于图4B中。图4B中使用的引用号与先前的标识表示相同的元件。只要不损坏纤维，任何的纺织类型方法均可以用来形成中空纤维垫。
在图4C中，垫30被螺旋形卷绕。通常，进料通道隔离层34，比如密封剂35，将贴近于垫30的末端施加，并且将填充中空纤维20之间的空隙，如以下将进一步讨论的那样。
在图4D中，两个中空纤维半透膜20被成螺旋形卷绕形成“绳”32。
在图5中，使用已知的螺旋卷绕结构和方法将平片形半透膜18螺旋卷绕，这样在螺旋形卷绕模型中就提供了进料室和渗透室。在对膜18进行螺旋卷绕之前，将进料通道隔离层34置于分离层22上。可以同时螺旋卷绕一个以上的平片形半透膜20。通常，多个平片形半透膜18将彼此水平布置。膜18可以被隔离层34分离或者可以不被分离。然后，将水平布置的多个平片膜20的组合件绕核心60(如果使用的话)螺旋卷绕。通常，螺旋应当紧紧卷绕，并且进料通道隔离层34将接触渗透收集隔离层25。
在图6中，描述了具有真空渗透模式的本发明。含水原料40被引入到膜分离器容器42的进料侧，从而使油与膜18有效接触，在开始与膜20接触之前，原料40可以任选加热。脱水后的低挥发性液体以排出物44的形式从容器42中移出。渗透物46通过真空泵48取出。任选，原料40可以平行或者垂直于膜20流动，渗透物46也可以平行或者垂直于膜20或者其任意的组合方式流动。任选，容器42可以被加热。
显然，容器42的大小应该适当地进行设计以与希望的原料40的流速、希望的操作压差和待除去的水的量相匹配。举例说明的渗透物46呈错流形式，但是，原料40和渗透物46也可以彼此呈逆流、并流或者径向错流方式流动。
在图7和8中举例说明了吹扫气模式，其中在膜20的渗透侧上存在一个用于吹扫流50的进口。原料流可以如图8所示通过过滤器52过滤。
在图9，10，11和12中，中空纤维20孔侧的流体通过密封剂34与壳侧中的流体分离开来。在图11中，油通过穿孔核心60排出。穿孔核心60是常规的穿孔核心，其具有一个外壳62，外壳上有穿孔的部分64和出口68。穿孔的部分包括诸多开孔66。出口68与容器42的排出物44相连接。开孔可以具有任何适合的尺寸或者结构。低挥发性液体流过外壳62和穿孔部分64。低挥发性液体通过开孔66进入到外壳62中。低挥发性液体通过出口68排出穿孔核心60。
除了润滑油之外，该设备和方法还可以用于使其他的流体脱水，比如植物或食品级油，硅氧烷，或者其他的低挥发性流体。
已经用于上文说明书的术语和措辞作为说明性术语使用，并且不起限定作用，在使用这种术语和措辞时，并不想排除所示出或描述的特征的等价物或者等价物的一部分。要承认，本发明的范围只由以下的权利要求给以定义和限制。
权利要求
1.一种使油脱水的方法，包括以下步骤a)使无缺陷的、致密的无孔膜的一侧与含游离的、乳化的或者溶解的水和油的液流接触，其中所述膜将分离室分为液流注入的进料侧和从其中取出水的渗透侧；其中1)无缺陷的、致密的无孔膜是中空纤维的复合材料部件，其中无缺陷的、致密的、无孔分离层负载在多孔载体上；和2)分离层和多孔载体在性质上是聚合物性质的；b)保持对于水的分压差以使得水有选择地通过“溶液扩散”从进料侧渗透过聚合物分离层，以蒸汽的形式渗透到渗透侧；c)用吹扫气流或者真空从渗透侧除去已经渗透出来的水蒸汽；d)防止油以液相形式渗透到渗透侧；和e)从膜的进料侧除去脱水后的油。
2.一种使低挥发性液体脱水的方法，包括以下步骤a)使无缺陷的、无孔的半透膜的一侧与至少含有水和低挥发性液体的液流接触，其中所述膜将分离室分为液流注入的进料侧和从其中取出水的渗透侧，其中1)无缺陷的、致密的无孔膜是中空纤维的复合材料部件，其中无缺陷的、致密的、无孔分离层负载在多孔载体上；和2)分离层和多孔载体在性质上是聚合物性质的；b)保持对于水的分压差以使得水通过所述膜从进料侧渗透到渗透侧，而低挥发性液体则不能通过液压传输方式渗透到渗透侧；c)从渗透侧除去已经渗透出来的水；和d)从膜的进料侧除去脱水后的液体。
3.一种使油脱水的方法，包括以下步骤a)使无缺陷的、半渗透的无孔膜的一侧与至少含有水和油的液流接触；b)其中水以游离的、乳化的或者溶解的形式存在于油中；c)其中所述膜将分离室分成液流注入的进料侧和从其中取出水的渗透侧；d)保持对于水的分压差以使得水通过所述膜从进料侧渗透到渗透侧，而油则不能通过液压传输方式渗透到渗透侧；e)从渗透侧除去已经渗透出来的水；和f)从膜的进料侧除去脱水后的油。
4.权利要求2中定义的方法，其中低挥发性液体是油。
5.权利要求2中定义的方法，其中低挥发性液体定义为其标准沸点大于水的标准沸点的液体。
6.权利要求2中定义的方法，其中水以溶解的、分散的或者乳化的的形式或者以游离相存在于低挥发性液体中。
7.权利要求2中定义的方法，其中无缺陷的、无孔的半透膜由致密的、无孔的自载层组成。
8.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的、无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成。
9.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的、无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成。
10.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为中空纤维不可分割的一部分的致密的无孔层，所述致密的无孔层与中空纤维中的承载结构同时形成。
11.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为平片材不可分割的一部分的致密的无孔层，所述致密的无孔层与平片材中的承载结构名义上同时形成。
12.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为复合材料部件不可分割的一部分的致密的无孔层，所述致密的无孔层与中空纤维中的承载结构在不同的时间形成。
13.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为平片材不可分割的一部分的致密的无孔层，所述致密的无孔层与平片材中的承载结构在不同的时间形成。
14.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括中空纤维形式的承载结构，所述中空纤维在孔或外表面上具有致密的无孔层。
15.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括平片材形式的承载结构，所述平片材的一侧上具有致密的无孔层。
16.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括中空纤维形式的承载结构，所述中空纤维在孔和外表面上同时具有致密的无孔层。
17.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括平片材形式的承载结构，所述平片材的两侧上同时具有致密的无孔层。
18.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，并且低挥发性液体进料到具有致密的无孔层的一侧。
19.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，并且油进料到没有致密的无孔层的一侧。
20.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，其中油进料到纤维的外侧。
21.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，其中油进料到纤维的内侧。
22.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，其中所述纤维成螺旋形卷绕。
23.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，其中所述平片材成螺旋形卷绕。
24.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，其中隔离层分离平片材。
25.权利要求2中定义的方法，其中液流被很好地混合。
26.权利要求2中定义的方法，其中液流没有很好地混合。
27.权利要求2中定义的方法，其中该方法在线地处于另一个系统中，在所述另一个系统中，低挥发性液体总流量的至少一部分在所述方法进行期间不断地进料。
28.权利要求2中定义的方法，其中该方法在另一个系统中以“肾形回路”方式操作，在所述另一个系统中，低挥发性液体总流量的一部分在所述方法进行期间不断地进料。
29.权利要求2中定义的方法，其中该方法在另一个系统中以脱机方式操作，且其中，在所述方法进行期间低挥发性液体从存储设备中进料。
30.权利要求2中定义的方法，其中原料流动方向与半透膜表面平行。
31.权利要求2中定义的方法，其中原料流动方向与半透膜表面垂直。
32.权利要求30中定义的方法，其中渗透侧的流动与半透膜的表面平行。
33.权利要求30中定义的方法，其中渗透侧的流动与半透膜的表面垂直。
34.权利要求31中定义的方法，其中渗透侧的流动与半透膜的表面平行。
35.权利要求31中定义的方法，其中渗透侧的流动与半透膜的表面垂直。
36.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，且原料以平行于中空纤维的方向流动。
37.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由至少一个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，且在渗透侧的流动平行于中空纤维。
38.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由至少一个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，且在渗透侧的流动垂直于中空纤维。
39.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由至少一个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，且原料以垂直于中空纤维的方向流动。
40.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由至少一个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，且原料以平行于平片材的方向流动。
41.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由至少一个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，且在渗透侧的流动平行于平片材。
42.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由至少一个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，且在渗透侧的流动垂直于平片材。
43.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜由至少一个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，且原料以垂直于平片材的方向流动。
44.权利要求2中定义的方法，其中进料侧与渗透侧的流动呈逆流方式。
45.权利要求2中定义的方法，其中进料侧与渗透侧的流动呈并流方式。
46.权利要求2中定义的方法，其中进料侧与渗透侧的流动呈错流方式。
47.权利要求2中定义的方法，其中进料侧与渗透侧的流动呈径向错流方式。
48.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括多孔承载结构，且多孔承载结构被低挥发性液体润湿。
49.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括多孔承载结构，且对多孔承载结构进行处理以使其被低挥发性液体润湿。
50.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括多孔承载结构，且多孔承载结构不被低挥发性液体润湿。
51.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括多孔承载结构，且对多孔承载结构进行处理以使其不被低挥发性液体润湿。
52.权利要求2中定义的方法，其中渗透侧的压力大于进料侧的压力。
53.权利要求2中定义的方法，其中渗透侧的压力与进料侧的压力相等或比其低。
54.权利要求2中定义的方法，其中有吹扫气体或液体通过渗透侧。
55.权利要求2中定义的方法，其中有吹扫气体通过渗透侧，且所述吹扫气选自氩气，甲烷，氮气，空气，二氧化碳，氦气，氢气或者其任何的混合物。
56.权利要求2中定义的方法，其中有吹扫气通过渗透侧，且所述吹扫气对于水的活性比低挥发性液体的活性低。
57.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括致密的无孔层，所述无孔层在性质上是聚合物性质的。
58.权利要求3中定义的方法，其中无缺陷的无孔的半透膜包括致密的多孔载体，且所述致密的多孔载体在性质上是聚合物性质的。
59.权利要求2中定义的方法，其中多孔载体是陶瓷。
60.权利要求2中定义的方法，其中多孔载体是玻璃。
61.权利要求2中定义的方法，其中多孔载体是无机聚合物。
62.权利要求2中定义的方法，其中低挥发性液体在与半透膜接触之前被过滤。
63.权利要求2中定义的方法，其中半透膜由诸多中空纤维组成，且中空纤维纺织成垫状。
64.权利要求2中定义的方法，其中液流在与膜接触之前被加热。
65.权利要求3中定义的方法，其中均匀结构的半透膜由具有整体成型表层的致密的无孔自载层组成。
66.权利要求2中定义的方法，其中所述无孔的半透膜在承载结构的至少一侧上具有整体成型的表层。
67.一种用于使油脱水的设备，包括a)装流体的容器；b)插入到所述容器中将所述容器的内部分成至少一个进料室与一个渗透室的无缺陷的无孔的半透膜；c)至少一个用于进料侧室的进口孔；d)至少一个用于进料侧室的出口孔；和e)至少一个用于渗透室的出口孔；
68.根据权利要求67中定义的设备，其中装流体的容器被加热。
69.根据权利要求67的设备，还包括用于负载所述无孔的半透膜的多孔载体。
70.根据权利要求69的设备，其中所述无孔的半透膜在多孔载体的至少一侧上具有整体成型的表层。
71.根据权利要求67的设备，其中所述无孔的半透膜在性质上是聚合物性质的。
72.根据权利要求69的设备，其中所述多孔载体在性质上是聚合物性质的。
73.根据权利要求69的设备，其中所述多孔载体是陶瓷。
74.根据权利要求67的设备，还包括用于渗透室的吹扫气进口。
75.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由致密的无孔自载层组成。
76.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成。
77.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成。
78.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为中空纤维不可分割的一部分的致密的无孔层，所述致密的无孔层与中空纤维中的承载结构同时形成。
79.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为平片材不可分割的一部分的致密的无孔层，所述致密的无孔层与平片材中的承载结构名义上同时形成。
80.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为中空纤维复合材料部件的致密的无孔层，所述致密的无孔层与中空纤维中的承载结构在不同的时间形成。
81.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜包括作为平片材复合材料部件的致密的无孔层，所述致密的无孔层与平片材中的承载结构在不同的时间形成。
82.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜包括中空纤维形式的承载结构，所述中空纤维在孔和外表面上具有致密的无孔层。
83.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜包括平片材形式的承载结构，所述平片材的至少一侧上具有致密的无孔层。
84.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，并且低挥发性液体进料到具有致密的无孔层的一侧或没有致密的无孔层的一侧。
85.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，其中油进料到纤维的内侧或外侧。
86.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的中空纤维上的致密的无孔层组成，其中所述纤维成螺旋形卷绕。
87.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，其中所述平片材成螺旋形卷绕。
88.根据权利要求67的设备，其中无缺陷的无孔的半透膜由一个或多个处于多孔的或者无孔的平片材上的致密的无孔层组成，其中隔离层将平片材分离开。
全文摘要
描述了一种从低挥发性液体，比如油中除去游离的、乳化的或者溶解的水的方法和设备。所述低挥发性液体是通过使有关液流与半透膜的一侧接触而脱除的。所述膜把分离室分为液流注入的进料侧和从其中取出水的渗透侧。所述室的渗透侧通过真空的存在或者通过使用吹扫气而保持在低的水分压下。
文档编号B01D71/00GK1558941SQ01823742
公开日2004年12月29日 申请日期2001年8月27日 优先权日2001年8月27日
发明者M·R·斯皮尔曼, J·H·布尔班, M·通迪尔, M·齐亚, M R 斯皮尔曼, 布尔班, 隙 申请人:多孔媒介公司