膜法分离丙烯和氯化氢混合气

膜法分离丙烯和氯化氢混合气

黄冬兰[1]2004年在《膜法分离丙烯和氯化氢混合气》文中研究表明气体膜渗透法和膜吸收法具有投资少、能耗低、高效、使用方便和操作简单等特点,此外膜吸收法还有传质面积大的优点和没有雾沫夹带、液泛、沟流、鼓泡等现象发生,因此本文采用气体膜渗透法和膜吸收法分离丙烯和氯化氢混合气。 本论文首先采用硅橡胶膜进行气体膜渗透实验的研究。在丙烯和氮气的纯气体系中考察了压差和温度对渗透系数和分离系数的影响,在丙烯和氮气的混合体系中考察了压差和切割率对渗透系数和分离系数的影响,比较纯气和混合体系的实验,得出混合体系中存在浓差极化现象,压差和切割率的增大都导致浓差极化程度加重。在氯化氢和氮气混合体系,考察了压差、浓度和切割率对渗透系数和分离系数的影响。在丙烯和氯化氢混合体系,考察了压差和切割率对渗透系数和分离系数的影响。实验结果表明硅橡胶膜在分离丙烯和氯化氢混合气的效果不太好。 本论文还用PP中空纤维膜进行了膜吸收实验的研究。在二氧化碳和氮气混合气体系中,考察了气体流率、气体浓度、吸收剂流率、吸收剂种类和浓度、流动方式对实验的影响。在丙烯和氯化氢混合气体系中,考察了气体流率和吸收剂流率对吸收效果的影响。并且还进行了从吸收剂中解吸氯化氢的实验,考察了解吸温度和解吸时间对解吸效果的影响。实验结果表明以乙二醇为吸收剂用膜吸收法分离丙烯和氯化氢的效果特别好,能达到完全分离,并且氯化氢相对容易从吸收剂中逸出。

顾修君[2]2002年在《1,2-二氯丙烷制环氧丙烷FeAl(PO_4)_2催化剂及膜催化反应的研究》文中研究表明本研究设计、制备了磷酸盐系列催化剂和硅藻土-莫来石陶瓷负载SiO2-Fe2O3膜管,并将它们应用于1,2-二氯丙烷脱氯氧化制环氧丙烷的反应中,用催化反应-膜分离耦合反应技术来有效促进和提高反应物1,2-二氯丙烷的转化率和产物环氧丙烷的选择性。本研究主要包括以下内容:(1) 分别以沉淀法和溶胶-凝胶法制备磷酸盐系列催化剂,考察了制备方法、原料、干燥、煅烧等条件对催化剂性能的影响。在适宜条件下制得了比表面大于90m2/g、平均粒径10nm左右的非晶态FeAl(PO4)2催化剂。(2) H2O在磷酸盐Lewis酸位M-O键的M位(M代表Fe或Al)和Lewis碱位P=O键的氧位上产生分子吸附态和解离吸附态。水在AlPO4上以分子吸附态存在,在FePO4和FeAl(PO4)2上以分子吸附态和解离吸附态存在。1,2-二氯丙烷在磷酸盐上,以分子吸附态吸附于Lewis酸位M-O键的M位上。催化剂Lewis酸位和Lewis碱位的酸碱强度直接影响水、1,2-二氯丙烷与催化剂的作用强度,而催化剂的表面积直接影响吸附量。(3) H2O在FeAl(PO4)2表面Lewis酸位和Lewis碱位的协同作用下发生解离吸附形成两个键合于表面上的 P—OH羟基及Fe—O—,P—OH进一步吸附CH2ClCHClCH3相邻的两个Cl原子,相互作用后生成HCl和中间产物丙烯,丙烯与Fe—O—作用生成环氧丙烷。以非晶态FeAl(PO4)2为催化剂,在适宜的反应条件下,1,2-二氯丙烷的转化率为86.3%,生成环氧丙烷的选择性为87.9%。(4) 利用挤压成型技术制备了微结构均匀、强度性质和渗透性能良好的硅藻土-莫来石膜支撑体。其孔径分布集中于2.01(m左右,孔隙率为47.00%,堆密度为1.58g/cm3,侧压强度为13.40MPa。研究了硅藻土颗粒、塑化剂、挤压模具等因素对挤压成型过程的影响及湿坯的干燥和煅烧条件对支撑体性能的影响,确定了适宜的制备工艺和条件。(5) 分别采用溶胶—凝胶方法、溶胶凝胶-模板技术在硅藻土-莫来石膜支撑体上制备了SiO2过渡膜层和SiO2-Fe2O3分离膜层。采用叁次浸涂-干燥-煅烧的方法制得了完整性良好和微观形貌均一的SiO2膜和SiO2-Fe2O3膜,SiO2和SiO2-Fe2O3膜厚分别为2(m和0.5(m,孔径分别集中于45nm和4nm左右。SiO2-Fe2O3膜、SiO2膜及硅藻土-莫来石膜支撑体间通过Fe-O-Si-O-Si键的价联方式形成了紧密、稳定的结合。由于表面扩散作用,硅藻土-莫来石负载SiO2-Fe2O3膜管可选择性分离HCl。(6) 以硅藻土-莫来石负载SiO2-Fe2O3膜管作为膜催化反应器膜材料,以非晶态FeAl(PO4)2为催化剂,研究了1,2-二氯丙烷脱氯氧化制环氧丙烷膜催化反应性能。结果表明,在相同的反应条件下,膜催化反应1,2-二氯丙烷的转化率和环氧丙烷选择性均高于常规催化反应。在适宜的反应条件下,1,2-二氯丙烷的转化率为90.9%,生成环氧丙烷的选择性为88.3%。

参考文献:

[1]. 膜法分离丙烯和氯化氢混合气[D]. 黄冬兰. 大连理工大学. 2004

[2]. 1,2-二氯丙烷制环氧丙烷FeAl(PO_4)_2催化剂及膜催化反应的研究[D]. 顾修君. 天津大学. 2002

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