正庚烷/有机硫体系渗透汽化脱硫

以正庚烷/有机硫体系模拟汽油体系,用硅橡胶(PDMS)复合膜进行渗透汽化脱硫性能研究,并考察料液温度、料液含硫量对膜分离渗透性能的影响.实验表明,温度对膜分离渗透性能有较大影响,而料液含硫量对分离渗透性能的影响可以忽略.结合实验结果,用基团贡献法分析了该复合膜对不同种类有机硫的选择性.实验数据与理论分析吻合,PDMS复合膜对不同有机硫的选择性顺序为:噻吩>2-甲基噻吩>2,5-二甲基噻吩>正丁硫醇>正丁硫醚.     

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(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.     

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.     

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(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.     

分子筛/聚酰亚胺杂化膜的脱硫行为

低硫或无硫汽油的生产已是必然的世界性趋势.考察了填充Y分子筛后的聚酰亚胺杂化膜的脱硫性能,并且深入分析了分子筛脱硫原因.红外分析表明分子筛已经成功引入聚酰亚胺基质材料中,且为物理混合;聚酰亚胺膜在填充分子筛后膜性能明显提高,对分子筛脱硫机理的分析表明噻吩和正庚烷分子的吸附差异主要是分布位置不同,噻吩和正庚烷在分子筛中存在竞争吸附,这也是分子筛能实现脱硫的原因;随着温度的升高填充了分子筛的聚酰亚胺膜渗透通量也提高,而硫富集因子是随着温度的升高先增加后减小.     

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。     

高通量超支化聚硅氧烷复合膜渗透汽化分离水中正丁醇

为得到高通量的水中脱除丁醇渗透汽化膜HPSiO-c-PDMS,采用AB₂型单体缩合法合成了超支化聚硅氧烷（HPSiO）并将其与端羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS）交联制备渗透汽化复合膜.对超支化聚硅氧烷和HPSiO-c-PDMS膜进行了化学结构和形态表征,并系统研究了PDMS分子量大小对膜结构及其渗透汽化性能的影响.结果表明:超支化聚合物支化度（DB）达到0.73;HPSiO-c-PDMS膜具有较大的通量和分离因子,随着PDMS分子量的增加,其渗透通量减小而分离因子增加.     

反相气相色谱法测定PTFEP中有机硫的无限稀释活度系数和扩散系数

反相气相色谱法可以快速、准确测定高分子与溶剂间的相互作用.利用反相气相色谱法测定了353.15~373.15K温度范围内正庚烷、噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、乙硫醚等溶剂在聚三氟乙氧基磷腈(PTFEP)中的无限稀释活度系数和无限稀释扩散系数.计算了PTFEP对有机硫/正庚烷体系的无限稀释选择性,利用Arrhenius方程确定了上述溶剂在PTFEP中的扩散活化能和扩散常数.实验结果表明:在测定温度范围内,升高温度有利于小分子在PTFEP中的溶解和扩散.小分子在聚合物内的扩散,受分子尺寸和小分子、聚合物间相互作用的共同影响.本研究取得的参数将为渗透汽化传质模型的建立提供必要的理论基础.     

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).     

渗透汽化膜材料在汽油脱硫中的研究进展

渗透汽化是一种新型的汽油脱硫技术,其研究已引起世界范围的关注。与传统汽油脱硫技术相比,该技术具有不损失辛烷值、能耗低、环境友好、操作简单、易于工业放大等特点。在简要介绍渗透汽化概念的基础上,综述了渗透汽化膜材料在汽油脱硫研究中的进展,涉及的膜材料包括硅橡胶、聚乙二醇、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚脲/氨酯和有机-无机杂化膜,并指出其各种膜材料的优缺点及渗透汽化汽油脱硫技术的发展前景。     

模拟发酵液中渗透汽化膜分离乙醇性能劣化研究

渗透汽化技术(PV)与乙醇发酵过程耦合可将发酵液中的乙醇原位移除,从而缓解产物抑制作用,提高乙醇产率.但是发酵液中所含的物质复杂,且其对膜渗透汽化性能的影响尚无定论.通过在乙醇水溶液中添加葡萄糖、甘油、琥珀酸以及无机盐等发酵液中的代表性物质,考察其对乙醇透过性能的影响.结果表明,无机盐、葡萄糖和甘油对PDMS膜的渗透汽化性能没有明显影响.琥珀酸容易在膜表面吸附沉积并进入膜内阻塞乙醇与水的通道,使渗透通量下降7%,是导致发酵-渗透汽化耦合过程中膜劣化的主要物质.琥珀酸、葡萄糖和甘油的协同作用使PDMS膜的渗透通量下降11.2%.     

PDMS中空纤维复合膜渗透汽化分离丙酮-水溶液

采用干湿相转化法纺制了聚砜(PSF)中空纤维超滤底膜,并采用溶液浸渍法制备PDMS/PSF中空纤维复合膜.研究了PDMS膜的溶胀性能和PDMS/PSF膜渗透汽化性能,考察了PDMS/PSF膜的稳定性以及料液温度、料液丙酮浓度和渗透物侧压力等因素对膜渗透汽化性能的影响.结果表明,PDMS膜对丙酮有很强的吸附能力而对水的吸附能力则相对较弱,渗透液中丙酮浓度大于膜溶胀液中丙酮浓度,远远大于浸泡液中丙酮浓度,连续操作72 h膜的渗透汽化性能保持稳定,渗透通量随料液温度以及料液浓度的升高而增加,分离系数随料液浓度的增加而降低,基本不受温度的影响.当丙酮质量分数5%、料液温度为60℃时,渗透通量为632 g/(m2.h),分离系数为35.8,丙酮和水的表观活化能分别为45.7和49 kJ/mol.     

羟乙基纤维素/聚偏氟乙烯复合膜中支撑膜结构对渗透汽化脱硫性能的影响

用涂布法制成羟乙基纤维素(HEC)/聚偏氟乙烯(PvDF)复合膜;考察PVDF支撑膜铸膜液中聚合物浓度对复合膜结构的影响,并用催化裂化汽油评价复合膜的渗透汽化脱硫性能.结果表明,支撑膜铸膜液聚合物浓度增加将降低支撑膜的孔径、孔隙率,使得汽油组分在支撑膜内的扩散系数和传质系数降低而甲基噻吩和辛烷的传质系数之比增加,导致HEC/PVDF复合膜渗透性降低,富集因子增加.若聚合物浓度过高,支撑膜致密层平均孔径过小,将发生汽油蒸汽局部冷凝,使膜富集因子降低而渗透性增加.     

支撑层对PDMS复合膜渗透汽化性能的影响

以相转化法制备的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PSF)三种多孔膜作为支撑层,制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离。采用能量色散X射线光谱仪(EDX)定量表征了PDMS在支撑层表面的厚度(L0)和支撑层内的渗入深度(Li),研究发现,PDMS在各支撑层表面的厚度、支撑层内渗入的厚度有显著差异,PDMS复合膜的渗透通量与(L0+Li)间存在近似的线性关系,表明PDMS在支撑层中渗入深度不同是造成不同底膜支撑的PDMS复合膜渗透汽化性能差异的根本原因。文中提出选择层总厚度(Lt=L0+Li)概念,通过线性拟合得到PDMS复合膜渗透通量与Lt之间的定量关系,可以用来估算PDMS复合膜的渗透通量,并预测复合膜渗透通量极大值。     

聚二甲基硅氧烷膜在渗透汽化技术中的研究进展

聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为一种疏水的橡胶态聚合物材料,用于渗透汽化技术,可以优先透过有机物,具有技术上和经济上的优势.阐述了PDMS膜的特点,比较了不同填充物(沸石、蒙脱石、环糊精)改性的PDMS膜及具有支撑层(无机物、有机物)的PDMS复合膜的渗透汽化性能.评述了不同改性方法的应用现状.展望了PDMS膜在渗透汽化领域中的发展方向.     

ZIF-8填充聚硅氧烷膜的制备及渗透汽化分离水中正丁醇

两步法制备ZIF-8填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜PDMS/ZIF-8,用以分离水中正丁醇,并对该膜的化学结构、形貌及热稳定性进行了表征.结果表明:该膜对正丁醇有很高的选择渗透性,随着ZIF-8添加量的增加,分离因子先增大后减小,而总通量单调下降.当ZIF-8添加质量分数为2%时(PDMS/ZIF-8-2膜),分离因子达到最高.另一方面,随着操作温度的上升,PDMS/ZIF-8-2膜的通量和分离因子都增大.在60℃,料液质量分数为0.96%时,PDMS/ZIF-8-2膜的分离因子及通量最高可达49.24和8.43kg·μm/(m2·h).     

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.