分离非质子极性溶剂中小分子溶剂的方法与流程

本发明涉及一种分离非质子极性溶剂中小分子溶剂的方法。

背景技术：

二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基乙酰胺(dmac)等非质子极性溶剂广泛应用在农药、医药、有机合成、合成革等领域。对使用后的酰胺类溶剂等非质子极性溶剂进行分离回收与处理成为工业领域一个重要的研究内容。然而现有分离回收技术中常用的蒸馏和精馏分离方法存在能耗大，回收设备和工艺复杂等问题，同时为提高分离装置对非质子极性溶剂的耐受性也极大的提高了分离回收成本。渗透汽化(pv)技术作为一种新型的膜分离技术，在有机溶剂回收方面得到较好应用。然而，一般高分子膜材料在此类溶剂中容易发生溶胀甚至是溶解的现象，使得常规渗透汽化膜难以实现对此类溶剂体系的分离回收。

聚酰亚胺(pi)是20世纪60年代发展起来的主链中具有酰亚胺环结构的高分子材料，具有良好的耐热性、机械性能、耐溶剂性，pi膜在渗透汽化膜分离领域已经有一定的研究基础。qiao等人制备的pi渗透汽化膜用于异丙醇/水的分离，分离因子达到3508，渗透通量0.432kg·m^-2·h^-1。polotskaya等合成了pi复合膜(btda-oda/pan)用于分离10％的甲醇/环己烷溶液，结果表明，pi/pani膜对甲醇具有较好的选择性，在50℃时的渗透通量为0.046kg·m^-2·h^-1。2011年，park等人证实pi膜在dmf、dmac等非质子极性溶剂中具有较好的耐受性，进一步显示使用pi作为渗透汽化分离膜的分离方法的优势，在有机溶剂分离方面的广阔前景。

有专利报道，通过化学亚胺化方法制备聚酰亚胺渗透汽化膜，分离正辛烷/正庚烷-噻吩体系的方法，虽然工艺相对简单，然而化学亚胺化方法并不能使pi达到足够的亚胺化程度，极大的降低了pi膜在非质子极性溶剂中的稳定性，不适宜分离本专利中涉及的溶剂体系。本专利发明的使用聚酰亚胺渗透汽化膜的分离方法，对非质子极性溶剂中的小分子溶剂起到很好的分离效果并能够在很长时间内稳定使用，且能耗低，理论成本小于现阶段常用的蒸馏和精馏工艺，具有明显的优势。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有技术中对非质子极性溶剂的分离装置能耗大，成本高，回收设备和工艺复杂的问题，普通高分子膜对耐溶剂性差、分离效率低导致薄膜使用寿命短，难以分离纯化非质子极性有机溶剂的问题；本发明提供了一种分离非质子极性溶剂中小分子溶剂的方法，使用聚酰亚胺渗透汽化膜，该方法能够稳定有效的分离非质子极性溶剂中的小分子溶剂，耐高压差而不易破损，分离效率高、工艺简单，相对于现有分离技术成本低的特点，应用前景广阔。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种分离非质子极性溶剂中小分子溶剂的方法，采用渗透汽化膜分离装置，包括在渗透汽化膜上部充满非质子极性溶剂和小分子溶剂混合物的进料液，渗透汽化膜下部空腔连接真空装置，使进料液中的小分子溶剂通过渗透汽化膜向下部空腔扩散的步骤；其中，所述渗透汽化膜为聚酰亚胺渗透汽化膜；其特征在于所述的聚酰亚胺渗透汽化膜包括支撑层和分离层；其中，所述分离层位于所述支撑层上，所述分离层为多层聚酰亚胺膜，所述支撑层为具有0.01μm以上孔隙结构的无机物或有机物。

上述技术方案中，所述多层聚酰亚胺膜优选由采用至少两种除溶剂法制得的聚酰胺酸膜经亚胺化得到，且除与支撑层接触的第一层外，其余层均采用在聚酰胺酸的不良溶剂中扩散的除溶剂方法。

上述技术方案中，所述的进料液中，非质子极性溶剂的质量浓度为5～99.9％。

上述技术方案中，所述渗透汽化膜分离装置的进料液温度优选为10～150℃，更优选为10～95℃。

上述技术方案中，所述渗透汽化膜分离装置的渗透汽化膜下部空腔绝对压力优选为0～99kpa，更优选为0～50kpa。

上述技术方案中，所述的非质子极性有机溶剂优选包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃中的至少一种。

上述技术方案中，所述的小分子溶剂优选包括水、甲醇、乙醇中的至少一种。

上述技术方案中，所述多层聚酰亚胺膜的总层数优选为2～10层，更优选为2～6层。

上述技术方案中，所述分离层的总厚度优选为2～80μm。

上述技术方案中，所述支撑层优选为0.1～1μm孔隙结构的无机物或有机物支撑层，更优选为无机陶瓷支撑层。

上述技术方案中，所述支撑层的厚度优选为0.5～100mm，更优选为1～5mm。

上述技术方案中，所述多层聚酰亚胺膜，第一层使用的除溶剂方法优选自加热方法或在聚酰胺酸的不良溶剂中扩散的方法，第二层及以上聚酰胺酸膜使用的除溶剂方法优选为在聚酰胺酸的不良溶剂中扩散的方法，本发明人惊奇的发现，该技术方案条件下的聚酰亚胺渗透汽化膜具有较高渗透汽化分离指数及耐压性好的优异性能。

上述技术方案中，所述进料液中的小分子溶剂通过渗透汽化膜向下部空腔扩散，得到高比例小分子溶剂组分的渗透液；渗透汽化膜上部得到渗余液，即为纯化的非质子极性溶剂，或者将渗余液返回进料液，多次循环渗透分离后得到纯化的非质子极性溶剂，完成分离。

上述技术方案中，所述聚酰亚胺渗透汽化膜的制备方法，优选包括以下步骤：

a)在所述支撑层表面附着一层聚酰胺酸溶液；

b)通过加热或在聚酰胺酸的不良溶剂中扩散的除溶剂方法，去除聚酰胺酸溶液中的溶剂，形成聚酰胺酸膜；

c)将步骤b)得到的聚酰胺酸膜亚胺化为聚酰亚胺膜；

d)在上一步骤得到聚酰亚胺膜表面再附着一层聚酰胺酸溶液；

e)通过在聚酰胺酸的不良溶剂中扩散的除溶剂方法去除聚酰胺酸溶液层中的溶剂，形成聚酰胺酸膜；

f)将步骤e)得到的聚酰胺酸膜亚胺化为聚酰亚胺膜，得到所述的分离层为两层聚酰亚胺膜的聚酰亚胺渗透汽化膜；

或将步骤f)所得的聚酰亚胺膜，重复上述步骤d)、步骤e)、步骤f)，得到所述的分离层为多于两层聚酰亚胺膜的聚酰亚胺渗透汽化膜；

其中，步骤b)和步骤e)中的不良溶剂互不相同。

上述技术方案中，所述聚酰胺酸优选自通式(1)所示结构：

通式(1)

其中，ar1、ar3为含有至少一个碳六元环的四价芳香族残基，更优选的是以下结构式(1)中所示的芳香族残基：

结构式(1)

上述结构式(1)中，r1较好选用等基团。

ar2、ar4优选含有至少一个碳六元环的四价芳香族残基,更优选的是以下结构式(2)所示的芳香族残基：

结构式(2)

上述结构式(2)中，r2较好选用h-、ch3-、cl-、br-、f-、ch3o-、cooh-等任意一个基团。

上述技术方案中，所述聚酰胺酸溶液固含量优选为5～25％。

上述技术方案中，所述聚酰胺酸溶液粘度优选为1×10³～5×10⁵cp。

上述技术方案中，在支撑体上附着一层聚酰胺酸溶液的方法优选为旋涂、刮涂或浸渍法中的至少一种。

上述技术方案中，所述制备多层聚酰亚胺膜时的除溶剂方法，包括加热方法或多种浸入聚酰胺酸的不良溶剂中扩散除溶剂的方法。

上述技术方案中，所述加热方法溶剂扩散的温度优选为40～180℃，优选为50～120℃；保温除溶剂时间优选为0.1～60min。

上述技术方案中，所述不良溶剂优选为纯水、乙醇、丙酮和极性非质子有机溶剂水溶液中的至少一种。

上述技术方案中，所述高温环境下亚胺化的温度为200～450℃，优选为240～350℃。

本发明的一种使用聚酰亚胺渗透汽化膜的分离方法创新的使用了一种多层聚酰亚胺渗透汽化膜，使该分离方法达到高效稳定的分离非质子极性溶剂中小分子溶剂的渗透汽化分离效果；采用发明技术方案的分离方法，分离效果好、操作简单、能耗低，可用于非质子极性有机溶剂的分离而保持分离效果，符合工业生产中对溶剂的分离、回收、纯化等需求，取得了较好的技术效果。

本发明中所用的测试设备及测试条件为：

溶胀度：制备无支撑体pi薄膜样品裁剪成正方形，在烘箱中100℃烘干1h，称量质量w1，然后放入60℃纯dmac溶剂中浸泡48h后，称量质量为w2，溶胀度为(w2-w1)/w1×100％。

渗透汽化分离装置：将渗透汽化膜置于渗透汽化膜分离器中，在膜上部充满进料液，膜下部空腔为气相，连接真空泵，料液侧和渗透物侧保持较大的组分分压差，使料液中各组分透过渗透汽化膜，向渗透物侧扩散，测试装置示意图见附图1。控制进料液温度及膜后压力，透过物侧通过冷凝器收集。根据收集的渗透液质量(mi)与其中易透过物浓度(yi)，可根据公式计算：

a为膜面积，m²；t为操作时间，h；j为渗透通量，g/(m²·h)。

xi、xj——原液中组分i与组分j的摩尔分率；yi、yj——透过物中组分i与组分j的摩尔分率；通常i表示透过速率快的组分。

为综合表示渗透汽化分离性能，采用渗透汽化分离指数psi表示，psi＝α·j。

采用本发明的技术方案的分离方法，耐溶剂性优异、分离效果好、能耗低，在非质子极性溶剂中的溶胀度＜5wt％，能同时保证高渗透通量和较好的分离因子，渗透通量＞350g/(m²·h)，分离因子＞20，分离指数＞7000g/(m²·h)，取得较好的技术效果。

附图说明

图1为渗透汽化性能测试装置。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

1.原液制备：将14.7g2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(bapp)和1.8g3,-二氨基苯甲酸(daba)溶解于146.1gn,n-二甲基乙酰胺，搅拌至完全溶解后，加入15.5g二苯酮二酐(btda)粉末(二酐与二胺摩尔比为1:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为5×10³cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过旋涂方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入乙醇10min使溶剂扩散殆尽，取出后在100℃烘箱中保温20min，并在260℃保温30min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在100℃烘箱中保温20min，并在260℃保温30min进行亚胺化，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n,n-二甲基乙酰胺水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度90wt％，进料液温度60℃，渗透汽化膜后压力0.5kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为4％；测试此方法分离n,n-二甲基乙酰胺溶液中的水渗透通量为382g/(m²·h)，分离因子22.72，psi＝8679g/(m²·h)。

【实施例2】

1.原液制备：将22.1g4,4-联苯二胺(bzd)溶解于250.8gn,n-二甲基乙酰胺，搅拌至完全溶解后，加入40.6g二苯酮二酐(btda)粉末(二酐与二胺摩尔比为1.05:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为4.8×10⁵cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过旋涂方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入乙醇10min使溶剂扩散殆尽，取出后在50℃烘箱中保温60min，并在240℃保温60min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入乙醇10min使溶剂扩散殆尽，取出后在50℃烘箱中保温60min，并在240℃保温60min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜b。

c)通过旋涂方法在步骤b)得到的预备pi渗透汽化膜b上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在50℃烘箱中保温60min，并在240℃保温60min进行亚胺化，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n,n-二甲基甲酰胺水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度70wt％，进料液温度30℃，渗透汽化膜后压力5.0kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为2.5％；测试此方法分离n,n-二甲基甲酰胺溶液中水渗透通量为270g/(m²·h)，分离因子38.8，psi＝10476g/(m²·h)。

【实施例3】

1.原液制备：将24.0g4,4-二氨基二苯醚(oda)溶解于220.9gn-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌至完全溶解后，加入39.3g二苯酮二酐(btda)粉末(二酐与二胺摩尔比为0.99:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为3.6×10⁵cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过刮涂方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入n-甲基-2-吡咯烷酮水溶液(20wt％)10min使溶剂扩散殆尽，取出后在80℃烘箱中保温40min，并在300℃保温10min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a涂覆一层paa溶液，将其水平浸入n-甲基-2-吡咯烷酮水溶液(20wt％)10min使溶剂扩散殆尽，取出后在80℃烘箱中保温40min，并在300℃保温10min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜b。

c)通过旋涂方法在步骤b)得到的预备pi渗透汽化膜b上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在80℃烘箱中保温40min，并在300℃保温10min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜c。

d)在预备pi渗透汽化膜c上，通过步骤c)的制备过程附着一层pi膜，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在二甲基亚砜水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度50wt％，进料液温度50℃，渗透汽化膜后压力0.1kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为5.2％；测试此方法分离二甲基亚砜溶液中的水渗透通量为78g/(m²·h)，分离因子162，psi＝12636g/(m²·h)。

【实施例4】

1.原液制备：将24.0g4,4-二氨基二苯醚(oda)溶解于146.6gn,n-二甲基乙酰胺，搅拌至完全溶解后，加入24.9g均苯四甲酸二酐(pmda)粉末(二酐与二胺摩尔比为0.95:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为2.2×10⁵cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过浸渍提拉方法在无机陶瓷撑体上覆一层paa溶液，将其水平浸入丙酮10min使溶剂扩散殆尽，取出后在120℃烘箱中保温10min，并在350℃保温20min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过浸渍提拉方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在120℃烘箱中保温10min，并在350℃保温20min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜b。

c)通过旋涂方法在步骤b)得到的预备pi渗透汽化膜b上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入丙酮10min使溶剂扩散殆尽，取出后在120℃烘箱中保温10min，并在350℃保温20min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜c。

d)通过旋涂方法在步骤c)得到的预备pi渗透汽化膜c上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在120℃烘箱中保温10min，并在350℃保温20min进行亚胺化，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n,n-二甲基甲酰胺乙醇溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度80wt％，进料液温度80℃，渗透汽化膜后压力0.1kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为20％；测试此方法分离n,n-二甲基甲酰胺乙醇溶液中的乙醇渗透通量为209g/(m²·h)，分离因子34.1，psi＝7127g/(m²·h)。

【实施例5】

1.原液制备：将13.0g对苯二胺(pda)溶解于897.3gn,n-二甲基甲酰胺，搅拌至完全溶解后，加入34.2g联苯四甲酸二酐(bpda)粉末(二酐与二胺摩尔比为0.97:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为1×10³cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过旋涂方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，取出后在100℃烘箱中保温1min以加热方法除溶剂，并在320℃保温5min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在50℃烘箱中保温60min，并在240℃保温60min进行亚胺化，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n,n-二甲基乙酰胺水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度5wt％，进料液温度45℃，渗透汽化膜后压力50kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为3.7％；测试此方法分离n,n-二甲基乙酰胺水溶液中的水渗透通量为188g/(m²·h)，分离因子69.0，psi＝12972g/(m²·h)。

【实施例6】

1.原液制备：将9.8g2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(bapp)和2.4g4,4’-二氨基二苯甲烷(mda)溶解于215.5gn,n-二甲基乙酰胺，搅拌至完全溶解后，加入11.7g二苯酮二酐(btda)粉末(二酐与二胺摩尔比为1.01:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为3×10³cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过浸渍提拉方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入乙醇10min使溶剂扩散殆尽，取出后在60℃烘箱中保温30min，并在250℃保温40min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在60℃烘箱中保温30min，并在250℃保温40min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜b。

c)在预备pi渗透汽化膜b上，通过步骤b)的制备过程附着一层pi膜，即得到覆有多层pi致密层的预备渗透汽化膜c。

d)在预备pi渗透汽化膜c上，通过步骤c)的制备过程附着一层pi膜，即得到覆有多层pi致密层的预备渗透汽化膜d。

e)在预备pi渗透汽化膜d上，通过步骤b)的制备过程附着一层pi膜，即得到覆有多层pi致密层的预备渗透汽化膜e。

f)在预备pi渗透汽化膜e上，通过步骤c)的制备过程附着一层pi膜，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n,n-二甲基甲酰胺水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度99.5wt％，进料液温度90℃，渗透汽化膜后压力0.1kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为8.0％；测试此方法分离n,n-二甲基甲酰胺水溶液中的水渗透通量为17.9g/(m²·h)，分离因子215.1，psi＝10340g/(m²·h)。

【实施例7】

1.原液制备：将20.0g4,4-二氨基二苯醚(oda)溶解于262.5gn,n-二甲基乙酰胺，搅拌至完全溶解后，加入11.2g二苯酮二酐(btda)粉末和15.1g均苯四甲酸二酐(pmda)粉末(二酐与二胺摩尔比为1.01:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为8×10⁴cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过刮涂方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入乙醇10min使溶剂扩散殆尽，取出后在100℃烘箱中保温20min，并在300℃保温20min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入n,n-二甲基乙酰胺水溶液(15wt％)10min使溶剂扩散殆尽，取出后在100℃烘箱中保温20min，并在300℃保温20min进行亚胺化，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n-甲基吡咯烷酮水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度40wt％，进料液温度10℃，渗透汽化膜后压力30kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为4.4％；测试此方法分离n-甲基吡咯烷酮水溶液中的水渗透通量为351g/(m²·h)，分离因子32.8，psi＝11512g/(m²·h)。

【实施例8】

1.原液制备：将13g对苯二胺(pda)溶解于197.8gn-甲基-2-吡咯烷酮，搅拌至完全溶解后，加入36.5g2,3,3',4'-二苯醚四甲酸二酐(odpa)粉末二酐与二胺摩尔比为0.98:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为1.4×10⁴cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过旋涂方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入n-甲基-2-吡咯烷酮水溶液(25wt％)10min使溶剂扩散殆尽，取出后在100℃烘箱中保温30min，并在300℃保温30min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在100℃烘箱中保温30min，并在300℃保温30min进行亚胺化，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n,n-二甲基乙酰胺水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度20wt％，进料液温度40℃，渗透汽化膜后压力0.1kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为5.9％；测试此方法分离n,n-二甲基乙酰胺水溶液中的水渗透通量为397g/(m²·h)，分离因子19.8，psi＝7860g/(m²·h)。【比较例1】

1.原液制备：将24g4,4-二氨基二苯醚(oda)溶解于355.3gn,n-二甲基乙酰胺，搅拌至完全溶解后，加入38.7g二苯酮二酐(btda)粉末二酐与二胺摩尔比为1:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为1.7×10⁴cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：通过刮涂方法在玻璃板上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min，使溶剂扩散殆尽，取出后在100℃烘箱中保温10min，并在300℃保温10min进行亚胺化。

3.将亚胺化后的pi膜从玻璃板上剥离，即得到pi渗透汽化膜。

在n,n-二甲基乙酰胺水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度80wt％，进料液温度70℃，渗透汽化膜后压力0.1kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为3.9％；进行分离过程时薄膜破裂，无法起到分离纯化效果。

【比较例2】

在n,n-二甲基甲酰胺水溶液分离设备中安装使用具有无机陶瓷支承层和醋酸纤维素分离层的渗透汽化膜分离装置，分离过程中进料液浓度90wt％，进料液温度60℃，渗透汽化膜后压力0.5kpa。

测试醋酸纤维素膜在进料液中有一定溶解度，耐溶剂性差，不能在进料液中稳定发挥渗透汽化分离作用，无法起到分离纯化效果。

【比较例3】

1.原液制备：将13.0g对苯二胺(pda)溶解于897.3gn,n-二甲基甲酰胺，搅拌至完全溶解后，加入34.2g联苯四甲酸二酐(bpda)粉末(二酐与二胺摩尔比为0.97:1)，继续搅拌至充分反应，即获得表观黏度为1×10³cp(25℃)的均匀透明粘稠状聚酰胺酸溶液。

2.渗透汽化膜制备：

a)通过旋涂方法在无机陶瓷撑体上涂覆一层paa溶液，将其水平浸入纯水中10min使溶剂扩散殆尽，取出后在50℃烘箱中保温60min，并在240℃保温60min进行亚胺化，即得到覆有pi致密层的预备pi渗透汽化膜a。

b)通过旋涂方法在步骤a)得到的预备pi渗透汽化膜a上涂覆一层paa溶液，取出后在100℃烘箱中保温1min以热烘干方法除溶剂，并在320℃保温5min进行亚胺化，即得到覆有多层pi致密层的渗透汽化膜。

在n,n-二甲基乙酰胺水溶液分离设备中安装使用上述方法得到的聚酰亚胺渗透汽化膜的分离装置，分离过程中进料液浓度5wt％，进料液温度45℃，渗透汽化膜后压力50kpa。

测试此方法制备的pi薄膜溶胀度为4.2％；测试此方法分离n,n-二甲基乙酰胺水溶液中的水渗透通量为209g/(m²·h)，分离因子23.5，psi＝4911g/(m²·h)。