PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅴ)传质过程研究

为了得到渗透物小分子在聚合物膜内的溶解和扩散性质,进而研究膜分离机理并指导膜材料选择,本文选用反相气相色谱法研究溶剂与聚合物材料之间的相互作用.在80～100℃温度范围内,采用气相色谱法测定噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、丁硫醚、丁硫醇五种典型的形态硫及正庚烷在硅橡胶中的无限稀释活度系数和扩散系数,对比膜分离性能的实验数据,分析了不同分子结构及其特点对于聚合物/溶剂体系溶解扩散性能的影响.结果表明,随着温度升高,有机硫的无限稀释活度系数和无限扩散系数都增大.在同一温度下,无限稀释活度系数顺序是:噻吩<2-甲基噻吩<2,5-二甲基噻吩<正庚烷<正丁硫醚<正丁硫醇,无限稀释扩散系数顺序为:噻吩>2-甲基噻吩>2,5-二甲基噻吩>正丁硫醇>正庚烷>正丁硫醚.该成果为膜法汽油脱硫深入研究和工业应用奠定了基础.     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅲ)放大实验研究

渗透汽化是一种新型高效的膜分离技术,尤其在汽油深度脱硫技术方面具有独特优势.以PEI超滤膜为支撑层,PDMS为复合层,制备PDMS/PEI渗透汽化FCC汽油脱硫复合膜.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR-ATR)对其进行了结构分析,考察了交联前后官能团的变化.通过扫描电子显微镜(SEM)分析了复合膜表面和断面的形态.在以前的工作基础上,将制备的PDMS/PEI复合膜应用于放大实验,在不同的料液体系中考察膜的渗透汽化性能.结果表明,对于正庚烷/噻吩体系,在80℃下连续操作28 h,料液硫含量从200 ng/μL降到10 ng/μL,其平均通量为0.78 kg/(m2.h),平均富硫因子为7.6.对于汽油加噻吩体系,平均渗透通量为0.06 kg/(m2.h),平均富硫因子为4.8.该成果为膜法汽油脱硫深入研究和工业应用奠定了基础.     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅰ)制膜条件影响

以聚醚酰亚胺(PEI)超滤膜为支撑层,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为复合层,制备PDMS/PEI渗透汽化复合膜对流体催化裂化(FCC)汽油脱硫.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR-ATR)对PDMS/PEI复合膜表面进行了结构分析,考察了交联前后官能团的变化.通过扫描电子显微镜(SEM)分析了复合膜表面和断面的形态.将制备的复合膜应用于正庚烷和噻吩体系,研究了不同聚合物PDMS浓度、交联剂浓度,交联温度和交联时间对分离性能的影响,从而得到最佳制膜条件,并考察了膜的溶胀性和在长时间操作下的稳定性.     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅳ)不同形态硫的影响

以PEI超滤膜为支撑层,PDMS为复合层,制备PDMS/PEl渗透汽化FCC汽油脱硫复合膜.由于实际汽油组成复杂,根据汽油中形态硫的分布情况,实验选择噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、乙硫醚、丁硫醇5种典型的形态硫模拟实际汽油体系,考察不同形态硫对膜分离性能的影响.同时,考察了不同料液温度对渗透通量和富硫因子的影响.结合溶解度参数理论,研究了5种形态硫与膜的亲和力,亲和力的大小会影响不同形态硫在膜内的溶解和扩散速率.实验结果表明,在同一操作条件下,5种形态硫的渗透分通量和富硫因子大小顺序为:噻吩＞2-甲基噻吩＞2,5-二甲基噻吩＞正丁硫醇＞正丁硫醚;溶解度参数结果能够很好的解释膜对不同形态硫的选择性,所得结果为渗透汽化技术在汽油脱硫领域的应用提供数据支持.     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能（I）制膜条件影响

以聚醚酰亚胺（PEI）超滤膜为支撑层,聚二甲基硅氧烷（PDMS）为复合层,制备PDMS／PEI渗透汽化复合膜对流体催化裂化（FCC）汽油脱硫。通过傅立叶红外光谱仪（FTIR-A]限）对PDMS／PEI复合膜表面进行了结构分析,考察了交联前后官能团的变化。通过扫描电子显微镜（SEM）分析了复合膜表面和断面的形态。将制备的复合膜应用于正庚烷和噻吩体系,研究了不同聚合物PDMS浓度、交联剂浓度,交联温度和交联时间对分离性能的影响,从而得到最佳制膜条件,并考察了膜的溶胀性和在长时间操作下的稳定性。     

PDMS/PEI复合膜对FCC汽油的脱硫性能(Ⅲ)Ag_2O载体促进传递

以聚醚酰亚胺(PEI)超滤膜为支撑层,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为复合层,制备PDMS/1)EI渗透汽化催化裂化(FCC)汽油脱硫复合膜.实验选择Ag2O作为促进添加剂,利用可逆化学作用强化物质在膜内的传递过程,使膜分离兼具高通量和高选择性的特点,突破Robeson上限的限制,解决通量和选择性两者的矛盾.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR-ATR)对PDMS/PEI复合膜表面进行结构分析,对比Ag2O填充前后官能团的变化.通过扫描电子显微镜(SEM)分析复合膜表面的形态.考察了添加剂的填充比例及料液温度等对渗透汽化脱硫性能的影响,讨论了固定载体促进传递的机理.     

PEG/PEI复合膜渗透汽化汽油脱硫研究(Ⅰ)制膜条件影响

以PEI超滤膜为支撑层,PEG为复合层,制备了PEG/PEI渗透汽化RCC汽油脱硫复合膜.通过傅立叶红外光谱仪对PEG/PEI复合膜表面进行了结构分析,考察了交联前后官能团的变化.通过扫描电子显微镜分析了复合膜表面和断面的形态.将制备的复合膜应用于正庚烷和噻吩体系,首先考察了膜的溶胀性和稳定性.研究了不同聚合物PEG浓度、交联剂浓度,交联温度和交联时间对分离性能的影响,从而得到最佳制膜条件.     

汽油脱硫用复合膜的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)为活性分离层、聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为支撑层制备复合膜。PEG涂膜液的固含量提高到16%时,可以减少孔渗现象,提高渗透通量。考察进料温度、流量和膜下游侧压力对复合膜性能的影响。硫富集因子随温度和流量升高先增加后减小,最大值出现在100℃和100mL/min。渗透通量随温度升高而增大;当进料流量大于100mL/min时,渗透通量随流量增加而减小。两个参数均随膜下游侧压力增加而减小。对典型的催化裂化汽油,膜的渗透通量可达2.7kg/(m2.h),硫富集因子为3.6。     

FCC汽油渗透汽化脱硫用膜材料HEC的性能优化

为了进一步提高羟乙基纤维素(HEC)膜的脱硫性能,文中对5种分子量的HEC进行交联改性,研究了分子量、交联剂对HEC膜脱硫性能的影响。结果表明,特性黏度122 mL/g的HEC最适合做脱硫用膜材料;HEC膜脱硫性能随交联剂种类而变化。用模拟汽油和催化裂化(FCC)汽油对交联HEC膜的渗透汽化性能进行测试,结果表明,随操作温度升高,富集因子先增加后降低,有极大值。极大值出现的温度取决于料液种类。     

PDMS/PVDF复合膜分离VOC/N2的性能研究

采用涂布法制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯(PDMS/PVDF)复合膜,并用于VOC/N2体系(正已烷/N2、环己烷/N2、正庚烷/N2二元混合气体)的分离,系统地考察了原料气浓度、原料气流速、操作温度对PDMS/PVDF复合膜分离性能的影响.结果表明,随着原料气浓度的升高、流速的增大,VOC的渗透率及选择性均增大,而随着操作温度的升高,VOC的渗透率和选择性有所降低.连续运行三个月,膜分离性能稳定,正庚烷的渗透率为1.2×10-6 mol/(s·m2·Pa),选择性可达145.     

交联PEG/PVDF复合膜分离环己醇/环己烷混合物的渗透汽化研究

以PVDF超滤膜为支撑层,PEG为分离层,制备了交联PEG/PVDF复合膜,用于环己醇/环己烷的渗透汽化分离,此复合膜优先脱除环己醇.通过傅立叶红外光谱仪对PEG/PVDF复合膜表面进行结构分析,证实交联后PEG复合膜在1 104.63 cm-1有典型的饱和醚键C—O—C的特征吸收峰;从扫描电镜图看出,PEG在PVDF多孔膜表面形成均匀致密的分离层.将PEG/PVDF复合膜应用于环己醇/环己烷体系,考察了料液浓度和操作温度对膜分离性能的影响以及膜的溶胀性和长时间操作下的稳定性.实验结果表明:随操作温度或料液中环己醇浓度的增加膜的分离因子逐渐减小而渗透通量增大.膜在环己醇中的溶胀度小于6%.在环己醇浓度为2.5%,操作温度80℃,72 h长时间操作下PEG/PVDF复合膜的渗透通量为0.46 kg/(m2.h),分离因子为7.30.     

HTBN/PAN复合膜分离正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物的渗透汽化研究

制备了一系列HTBN/PAN复合膜,用于渗透汽化脱除正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物体系中的乙硫醚和正丁硫醇,此复合膜优先脱除乙硫醚和正丁硫醇.通过扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的表面和断面进行表征.考察了复合膜在正庚烷和正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物体系中的溶胀性以及复合膜在长时间操作下的稳定性,研究了膜液浓度对膜结构和膜分离性能的影响以及操作温度对膜分离性能的影响.结果表明:交联的HTBN在PAN多孔膜表面形成均匀致密的分离层;膜在正庚烷及正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物体系中的溶胀度均小于5%;操作温度对于膜的富硫因子影响不大,而渗透通量则随着温度的升高而增大;对于正庚烷/乙硫醚/正丁硫醇混合物分离体系(含硫量为160μg/g),在80℃,50 h长时间操作下,HTBN/PAN复合膜的渗透通量为0.23 kg/(m2.h),富硫因子为2.85.     

液化气脱硫膜材料的选择及膜性能

通过研究各种聚合物膜材料对液化气脱硫体系的适应性,并结合溶度参数理论,选定端羟基聚丁二烯-丙烯腈为分离层膜材料;然后研究了制膜工艺,进行液化气脱硫实验.结果表明,使用HTBN/PAN复合膜在0.3 MPa,20℃的操作条件下,通量达到113 L/(m2.h),分离因子达到26.     

聚二甲基硅氧烷膜分离甲醇/碳酸二甲酯混合物的渗透汽化研究

制备了一系列聚二甲基硅氧烷(PDMS)均质膜,用于渗透汽化法分离甲醇/碳酸二甲酯混合物,此系列PDMS均质膜优先脱除碳酸二甲酯.考查了PDMS均质膜在甲醇和碳酸二甲酯液体中的溶胀性能,并研究了PDMS预聚体的黏度、交联剂浓度、操作温度及料液浓度对渗透汽化分离性能的影响.结果表明,对于不同黏度的PDMS预聚体均表现出随交联剂浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐减小;随操作温度增加分离因子减小而渗透通量增大;随料液中碳酸二甲酯浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐增大.对于碳酸二甲酯浓度为30%的甲醇/碳酸二甲酯混合物,40℃时渗透侧碳酸二甲酯浓度为59.7%,分离因子为3.46,渗透通量为1.41 kg/(m2·h).     

均质硅橡胶膜用于含酚水溶液膜萃取传质过程

研究了一种将均质硅橡胶膜与碱性萃取液相结合的新型膜萃取技术,用以处理含酚水溶液的传质机理与过程,并考察了该体系中两相流动状态、萃取液pH、料液浓度、两相压力和温度等因素对苯酚膜萃取传质速率的影响.基于液-膜-液串联传质阻力模型,通过实验测定苯酚的总传质系数Kov.研究表明:对于氢氧化钠-苯酚-水实验体系,传质由膜阻控制,Kov为3.72×10-7m/s;化学反应对苯酚传质速率的增强作用不显著;苯酚溶液浓度＞8000mg/L,Kov与其初始浓度无关;致密膜体系中两相压差的存在不利于传质的进行;Kov与运行温度呈直线关系.     

酸性气体在改性离子膜内的传质

从动力学和热力学两方面探讨了酸性气体在改性离子膜内的传递规律。作者首先提出了酸性气体在改性离子膜内的吸收等温线方程，然后在这一方程基础上，通过分析酸性气体在膜内的传质过程，进而从动力学角度建立了促进传质模型。在实验部分，测定了Ｈ２Ｓ在ＰＦＣＡ－ＥＤＡ和ＰＦＣＡ－Ｎａ两种膜内的渗透动力学数据，并用该数据对上述传质模型作了验证。结果表明，改性离子膜对酸性气体具有明显的促进传质作用，传质数据与本文模型吻     

纳米Cu/3Y-ZrO2复合材料的制备及脱硫性能研究

研究了不同制备方法得到的Cu/3Y-ZrO2纳米材料的结构和物相变化,并在模拟烟气中采用气相色谱仪对其脱除SO2的性能进行了比较研究.结果表明,以氨水为沉淀剂,采用共沉淀-超临界干燥法所得的产物晶形发育较好且团聚较少,但经真空热处理后,在铜负载量为30%以上时才出现以金属Cu形式存在的铜组分衍射峰;而以碳酸钠为沉淀剂,采用分步沉淀-真空干燥处理后的产物晶形发育较差,团聚程度也增加,在相同的热处理条件下,铜负载量为10%以上就出现了CuO的衍射峰.与分步沉淀-真空干燥法得到的产物相比,共沉淀-超临界干燥产物的脱硫率较高,稳定性也较好.     

中空纤维膜萃取的传质特性及其过程强化

膜萃取是膜过程和液液萃取过程相结合的一种新型分离技术．与通常的液液萃取过程不同,膜萃取传质中没有相的分散过程,具有其特殊的优势．文中详细介绍了中空纤维膜萃取的传质特性及其过程强化的研究进展．     

聚乙烯醇/海藻酸钠复合膜的制备及性能研究

通过溶液浇铸法,制备出不同比例的聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)复合膜,比较了复合膜的形态,测定复合膜的溶胀率、透气率以及交联剂浓度对复合膜的吸水率的影响.结果表明,PVA∶SA为4∶1时,是一种均匀透明、表面光滑、富有弹性的复合膜;随着复合膜中PVA含量的增加,复合膜的吸水率和溶胀率增加;当CaCl2浓度为3％时...     

甲壳素/聚丙烯腈复合纳滤膜的制备与截留性能研究

以甲壳素钠溶液为铸膜液,在聚丙烯腈超滤底膜上流延成膜,以环氧氯丙烷的乙醇溶液为交联剂交联制得一种新型的复合纳滤膜.该膜的最佳制备条件为:甲壳素钠溶液浓度为2%,环氧氯丙烷的乙醇溶液浓度为0.6%,在50℃交联18.h.膜负电荷来源于底膜部分水解.膜的静电位为-0.05mV,电压渗系数为-3.23mV/MPa;截留分子量为670g/mol,膜孔半径约0.8nm.该膜对电解质溶液的截留性能主要决定于荷负电膜对不同电解质离子之间的静电作用力大小.