[發(fā)明專利]用于將芳族化合物與非芳族化合物分離的促進(jìn)輸送膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380012258.7
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN104168985B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加爾巴·O·葉海亞
• 申請（專利權(quán)）人: 沙特阿拉伯石油公司;阿拉姆科服務(wù)公司
• 主分類號(hào): B01D61/36
• 分類號(hào): B01D61/36;B01D67/00;B01D69/14;B01D71/82;C07C7/144
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 丁業(yè)平,高釗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方案涉及促進(jìn)輸送膜(FTM，facilitated transport membrane)，其能夠?qū)⒎甲寤衔飶募劝甲寤衔镉职咀寤衔锏臒N料流中分離出來。

背景技術(shù)

芳族烴(例如，苯、甲苯、二甲苯(BTX))是石油化學(xué)品生產(chǎn)中的重要前體。此外，對(duì)于石油精煉廠中含芳族化合物料流的提質(zhì)(upgrading)和調(diào)整(conditioning)而言，將芳族化合物分離出來是有利的。因此，提供一種有助于從所有這類料流中回收芳族化合物的有用并且經(jīng)濟(jì)的方法將會(huì)是有益的。

用于從石油精煉廠中分離出芳族化合物的常規(guī)方法可以包括：液/液萃取和萃取蒸餾或共沸蒸餾。然而，這些方法通常成本非常高并且耗費(fèi)資本。例如，蒸餾塔通常高達(dá)300英尺并且能夠包括超過200個(gè)塔板。回流比通常大于10，因此，這樣的工藝是非常耗費(fèi)能量的。因此，需要更經(jīng)濟(jì)的分離工藝。

已經(jīng)使用膜滲透蒸發(fā)工藝來分離各種類型的烴。但是，這些常規(guī)膜中的多種膜都存在選擇性低(即，5至20)和/或通量率(reflux ratio)低(0.03-0.3kg/m²/h)的問題。因此，常規(guī)膜的經(jīng)濟(jì)可行性是有限的，這阻礙了它們與常規(guī)的膜滲透蒸發(fā)工藝(例如萃取蒸餾)的競爭。因此，有利的是提供具有超過常規(guī)膜的更高的通量率和/或選擇性的FTM。如果FTM具有比常規(guī)膜更高的強(qiáng)度和更高的穩(wěn)定性，那么將是更有利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方案總體上涉及FTM以及制造和使用FTM的方法。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，F(xiàn)TM有助于從既含有芳族化合物又含有非芳族化合物的烴料流中分離和回收高價(jià)值的芳族化合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，F(xiàn)TM與萃取蒸餾工藝組合使用，以提供進(jìn)一步的分離。

本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案涉及FTM的開發(fā)以及制造和使用FTM的方法，從而以成本有效的方式從富含非芳族化合物的料流(例如石油精煉廠、含芳族化合物的料流)中分離和回收高價(jià)值的芳族烴。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，F(xiàn)TM是通過以下方式獲得的：將復(fù)合劑(即，對(duì)芳族化合物表現(xiàn)出強(qiáng)烈親和性的載體)引入到聚合物親水性膜的骨架或膜基質(zhì)中，使得所述復(fù)合劑選擇性地與烴供料中的芳族化合物相互作用，由此，與常規(guī)的聚合物膜相比，顯著提高了膜的分離性能。與常規(guī)膜相比，F(xiàn)TM表現(xiàn)出具有顯著更高選擇性的優(yōu)異性能。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，F(xiàn)TM能夠具有至少約40的選擇性。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，F(xiàn)TM是由玻璃狀親水性聚合物的組合制備的，例如聚乙烯醇(PVA)和海藻酸鈉(SA)。使用銀鹽(例如硝酸銀(AgNO₃))作為復(fù)合劑(例如，載體)，因?yàn)槠鋵?duì)芳族化合物具有強(qiáng)烈的親和性(超過脂肪族化合物)。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，提供了用于從芳族烴供料流中分離出芳族烴的裝置。所述裝置包括膜支撐件，設(shè)置在所述膜支撐件上的親水性聚合物膜基質(zhì)，利用交聯(lián)劑結(jié)合至所述親水性聚合物膜基質(zhì)的載體劑，以及被構(gòu)造成保持所述膜支撐件的膜殼體。所述親水性聚合物膜基質(zhì)包括有效量的PVA和SA。與脂肪族化合物相比，所述載體劑可以表現(xiàn)出對(duì)芳族化合物更高的親和性。所述膜殼體包括入口、滲透物出口和滲余物出口。入口可以接收芳族烴供料流，滲透物出口可以排放滲透物流，滲余物出口可以排放滲余物流。當(dāng)在膜運(yùn)行條件下芳族烴供料流被引入膜殼體中時(shí)，該裝置可以將芳族烴與非芳族烴分離。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，載體劑選自由金屬鹽、胺和它們的組合構(gòu)成的組。在另一個(gè)實(shí)施方案中，載體劑包含AgNO₃。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過以下方式將AgNO₃引入親水性聚合物膜基質(zhì)：將量為約2重量％至約15重量％的AgNO₃與有效量的交聯(lián)劑(優(yōu)選為約5重量％)和水(優(yōu)選蒸餾水，其量為約80重量％至約93重量％)混合，從而制備載體溶液，隨后使所述親水性聚合物膜基質(zhì)與所述載體溶液接觸有效量的時(shí)間，從而使所述載體劑與所述親水性聚合物膜基質(zhì)結(jié)合。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，膜支撐件包括聚丙烯腈。在另一個(gè)實(shí)施方案中，親水性聚合物膜基質(zhì)包括另外的親水性聚合物，其選自由PVA、SA、聚丙烯酸、殼聚糖、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺和它們的組合構(gòu)成的組。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，親水性聚合物膜基質(zhì)是通過以下方式形成的：獲得包含親水性聚合物和蒸餾水的澆鑄溶液，以及用所述澆鑄溶液涂覆所述膜支撐件。在一個(gè)實(shí)施方案中，親水性聚合物包括PVA和SA。在另一個(gè)實(shí)施方案中，澆鑄溶液包含：PVA，其量為約1重量％至約5重量％；SA，其量為約1重量％至約5重量％；以及余量的水。