分离提纯是糠醛生产过程中最关键的一个环节。然而从水解液中分离糠醛的传统技术一般都是能耗密集型技术,而且往往会对环境造成污染。目前,渗透汽化作为一种新兴的节能环保型技术受到了越来越多的关注。为了更高效地分离回收糠醛,我们对渗透汽化进行工艺改进,将其与两级冷凝耦合起来。并通过ASPEN工程模拟软件来分析其热力学机理。由于分子模拟技术可以更深入的研究膜内部结构,为渗透汽化实验现象提供微观分子尺度上的分析。因此,通过分子模拟来研究渗透汽化分离机理。吸附实验证实了实验所制备的PEBA-2533膜对水溶液中的糠醛具有超强的吸附选择性。利用它通过渗透汽化来分离回收水溶液中的糠醛,分别考察了膜厚、原料液糠醛浓度以及原料液温度的影响。通过所计算的渗透活化能来判断,发现吸附过程是整个渗透汽化分离过程的控制步骤。相比于糠醛渗透通量,膜厚对水的渗透通量影响更大。随着原料液温度的升高,渗透通量呈升高趋势,分离因子呈下降趋势,而温度与渗透通量的关系遵从阿伦尼乌斯定率。PEBA-2533膜不但具有较高的总渗透通量,而且渗透浓度也很高,体现了良好的渗透汽化分离性能。采用ASPEN ONE V7.1软件成功地模拟预测了将膜材料的优秀分离性能和后续分级冷凝工艺耦合到一起的PVFC工艺体系。通过PVFC体系,直接在第一个冷凝管中回收到了高纯度糠醛。发现第一个冷凝管的温度对经PEBA-2533膜渗透过来的糠醛蒸汽在两个冷凝管中的分布有很大的影响。在70oC条件下,当原料液浓度为6 wt%的时候,第一个冷凝管的最佳温度为-12oC。此时纯度为99.98 wt%的糠醛以通量为711g/m2?h的速度被连续回收。运用Materials Studio 6.0成功构建了PEBA-2533链段模型,并通过玻璃化转化温度和聚合物密度证实了所建模型和COMPASS力场的合理性。采用分子动力学法来模拟研究渗透汽化过程中PEBA-2533膜内部自由体积形态以及糠醛分子和水分子在膜中的溶解扩散行为。通过吸附模拟发现原料液中的糠醛分子会向膜表面迁移,而水分子则一直均匀分散在溶液中,说明糠醛与PEBA-2533具有更强的亲和力。通过分析FAV曲线,FCV曲线以及MSD曲线来研究原料液浓度和温度对膜结构的影响。发现原料液浓度越高,膜链段运动性越强,内部有效自由体积分数越高。而且供组分分子扩散的孔道由窄变宽,更有利于渗透分子的扩散。尽管原料液温度升高提高了膜链段的运动性,但同时膜的溶胀度也会降低,因此反而导致了膜中有效自由体积在变少,扩散孔道开始由宽变窄。但由于温度升高的时候,会大大加剧分子的热力学运动,提高了分子的扩散速率。因此,渗透通量依旧保持上升趋势。