文档介绍：天津大学
硕士学位论文
共混改性海藻酸钠复合膜用于丙烯脱湿的研究
姓名:贾会平
申请学位级别:硕士
专业:化学工艺
指导教师:姜忠义
20090601
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摘要关键词:聚合级丙烯对其水含量有苛刻的要求,须采用精制的方法将原料丙烯中的微量水分除去。与传统的丙烯脱湿技术绶肿由肝椒相比,气体膜法脱湿技术具有在分离过程中丙烯损失较少、能耗低、环境友好等优点,因此具有更为广阔的应用前景。本研究以膜法脱湿技术脱除丙烯中微量水分为目标,以亲水性的聚阴离子电解质海藻酸钠V魈迥げ牧希捎镁垡蚁┐和明胶与之共混作为活性层,并以聚砜中空纤维超滤膜作为支撑层,分别制备出甈/和甮/空纤维复合膜。采用扫描电镜⒑焱光谱、湎哐苌和差示扫描量热榷嘀直碚鞣椒ǘ膜的结构形态和物理化学性质进行了表征,并采用正电子湮没寿命谱仪研究了膜内的自由体积特性。┩咽#疾炝烁春夏活性层共混比例、操作温度、原料气压力和流速对中空纤维复合膜分离性能的影响,。结果表明,在拷系褪保鍼含量增加,复合膜的分离因子显著升高。在原料气压力魉痬,水含量%,吹扫气压力速痬的操作条件下,甈/复合膜的分离因子达到无穷大,渗透系数达至酆闲阅茏詈谩6盤含量超过%时,蚉之间产生明显的相分离,导致复合膜的分离性能下降。考虑到隢共混虽提高了膜的选择性却以降低膜的渗透性为代价,本研究还采用含有大量羧基和氨基的具有强吸水能力的隢共混作为活性层,制备了甮/中空纤维复合膜用于丙烯脱湿。结果表明,随吭黾樱春夏さ纳赶凳头掷胍蜃油鄙摺T掀中水含量%,压力痬,吹扫气压力魉痳牟僮魈跫拢琋./复合膜的渗透系数为分离因子达到无穷大。气体膜分离丙烯脱湿海藻酸钠聚乙烯醇明胶共混
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能源和环境是当今世界面临的两大重要问题。气体膜分离技术做为一种低能耗、环境友好、分离选择性高、操作简单的绿色技术,越来越广泛应用于石油、天然气、化工、冶炼、医药等领域。丙烯是一种重要的化工原料,主要用来生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等多种化工产品。聚合级丙烯对水含量有较高的要求,必须用精制的方法将其中含有的微量水分除去。传统的丙烯脱湿技术主要是分子筛吸附法,由于吸附和再生过程交替进行,设备复杂、能耗大、且会造成环境污染,与之相比,气体膜分离技术是以膜两侧气体分压差为推动力,利用气体在膜中渗透速率的差异来实现分离的过程,两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时,由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透率的不同。可知,采用气体膜分离法进行丙烯脱湿,在分离过程中丙烯损失较少且不会造成环境污染,因此具有更为广阔的应用前景。气体膜分离过程的研究主要有膜材料的开发、气体分离机理的研究及气体膜分离过程的开发等几个方面。其中膜是膜分离技术的核心,膜材料的化学性质、组成和结构对膜分离性能起着重要的作用,也是膜技术研究的一个重要内容。目前,人们对膜材料的开发主要从两方面去挖掘:一是研究开发新的高分子材料;二是对现有的膜材料通过物理或化学手段进行改性。本研究则是选择脱湿性能良好的膜材料然后对其进行物理共混改性,共混高分子之间通过范德华力、氢键或静电等相互作用,共混膜制各过程简单,不仅能够兼具共混材料高分子各自的优点,同时可弥补单种高分子的缺陷,通过两种高分子互相协调,改善膜的综合性能。本文以脱除丙烯中微量水分为目的,以亲水性材料海藻酸钠为主体膜材料,通过共混改性的方法制备出甈/中空纤维复合膜,旨在提高膜的选择性,实现丙烯和水的有效分离;≡窬哂星课芰Φ拿鹘河牒T逅崮乒不欤票出甮/中空纤维复合膜,旨在保证膜对丙烯和水的渗透性和选择性均保持在较高水平。此外本文还研究了膜对丙烯和水混合气体的吸附和扩散特性,探索了膜物