[發(fā)明專利]一種用于輕烴分離的滲透膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711316651.1
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107983178B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 李東;王華
• 申請（專利權）人: 安徽啟東熱能科技有限公司
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D67/00;B01D69/02
• 代理公司: 合肥廣源知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 李顯鋒

本發(fā)明涉及輕烴分離富集技術領域，公開了一種用于輕烴分離的滲透膜，采用溶膠?凝膠法制備納米氧化鎂和納米二氧化鈦粉體，經(jīng)過改性處理后具有豐富的孔結構，形成更多的氣體傳質(zhì)通道，減少氣體擴散阻力，能把比孔徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔徑大的分子排斥在外，氣體選擇滲透性能高，能夠得到純度高的氣體含量，通過較溫和的操作條件和較低的能耗，以及較簡便的組件分離，即能實現(xiàn)輕烴的分離富集，具有極大的應用價值。

技術領域

本發(fā)明屬于輕烴分離富集技術領域，具體涉及一種用于輕烴分離的滲透膜。

背景技術

“烴”就是碳、氫兩種元素以不同的比例混合而成的一系列物質(zhì)。其中較輕的部分，就叫做輕烴。天然氣的主要成份是C1甲烷，含少量的C2乙烷，液化石油氣的主要成份是C3丙烷、C4丁烷，它們在常溫常壓下呈氣態(tài)，叫氣態(tài)輕烴。C5-C16的烴在常溫常壓下是液態(tài)，我們就叫它液態(tài)輕烴。液態(tài)輕烴中最輕的部分是C5、C6，飽和的C5 、C6是鼓泡制氣的最好原料，再重一點的部分就是汽油、煤油和柴油等。輕烴燃氣與天然氣一樣，可作為一次能源替代液化氣、柴油、電等二次能源，是工業(yè)企業(yè)能源改造理想氣源。輕烴燃氣已通過了國家環(huán)境保護監(jiān)測部門的檢測，國家環(huán)保部將該燃氣項目認定為“國家重點環(huán)境保護實用技術推廣項目”，建設部將該新型燃氣列為“城市補充燃氣”，在全國推廣應用。

在輕烴組分的分離中，乙烷、乙烯及丙烯、丙烷的分離由于相對揮發(fā)度低，通常用低溫精餾的方法分離，能耗大，設備費用高，增加了成本。石油化工中輕烴的分離過程能耗較高，而輕烴如乙烷，乙烯，丙烷，丙烯等分子的尺寸恰在分離介質(zhì)薄膜的孔徑范圍，如果能用膜過程實現(xiàn)分離，可極大程度的降低成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的問題，提供了一種用于輕烴分離的滲透膜，能夠通過優(yōu)異的氣體滲透性能，達到輕烴分離目的。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種用于輕烴分離的滲透膜，制備方法包括以下步驟：

（1）采用溶膠-凝膠法制備納米氧化鎂和納米二氧化鈦粉體，按照1:2.8-3.0的比例混合，向兩種納米粉體中加入8-10倍體積的無水乙醇，攪拌混合均勻后加入到離心機中,蓋緊蓋子，開始攪拌，轉(zhuǎn)速為1200-1300轉(zhuǎn)/分鐘，邊攪拌邊加熱至60-70℃；

（2）攪拌50-60分鐘后加入配制好的濃度為45-50%的硬脂酸溶液，添加量為15-18%，然后升溫至80-90℃反應1.5-2.0小時，接著加入配制好的鈦酸丁酯溶液，繼續(xù)反應40-50分鐘后停止攪拌，繼續(xù)加熱至無水乙醇完全揮發(fā), 待反應液成糊狀后停止加熱，將產(chǎn)物倒入表面皿中再放入烘箱90-100℃干燥，干燥時間為2-3小時，得到預處理的納米粉料；

（3）將預處理的納米粉料溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，溶解比為1:4.0-4.5，在超聲波中分散30-40分鐘，形成均相懸浮溶液后，加入質(zhì)量分數(shù)占懸浮液6.0-6.8%的聚酰胺酸溶液，使用機械攪拌后，靜置除泡，用玻璃棒將脫泡后的溶液在玻璃板上刮制成膜，在35-38℃水平恒溫臺上干燥20-24小時，干燥后將薄膜剪成直徑為適合大小的圓片，置于管式炭化爐中按照設定程序升溫炭化，冷卻后得到的所述滲透膜。

作為對上述方案的進一步改進，步驟（1）所述納米氧化鎂和納米二氧化鈦粉體粒徑大小在10-100納米之間。

作為對上述方案的進一步改進，步驟（2）所述配制好的鈦酸丁酯溶液濃度為25-30%，添加質(zhì)量分數(shù)為14-16%。

作為對上述方案的進一步改進，步驟（3）所述炭化升溫設定程序為：在15-20分鐘內(nèi)加熱至300-340℃，停留5-10分鐘后繼續(xù)以10-12℃/分鐘的速度加熱至600-650℃，保溫炭化3-5分鐘。