王洪军[1]2004年在《分离丙烯中微量水分复合膜的制备及渗透行为研究》文中研究指明聚合级丙烯对其水含量有苛刻的要求。传统的丙烯脱水技术是分子筛吸附法,存在着设备复杂、能耗高、污染环境等弊病。开展蒸气渗透膜法丙烯脱水的基础研究不但在研制蒸气渗透脱水膜和探讨渗透机理等方面有所进展,而且为开辟丙烯脱水工业应用的新途径奠定了基础。 本论文以采用蒸气渗透法脱除丙烯中微量水分为目标,制备了 PVA/PS、CS/PS、PVA-CS/PS 中空纤维复合膜;研究了可凝性轻烃蒸气中的微量水分在复合膜、非对称膜中的渗透行为,建立了描述丙烯气相脱水的数学模型,并进行了模拟计算;深入探讨了水蒸气在交联 PVA 致密膜中的渗透机理。 选用聚砜中空纤维超滤膜作为复合膜的基膜,基膜的热处理温度应小于 120℃,在丙烯脱水过程中,基膜只起支撑作用,其本身几乎没有分离效果,起分离作用的是基膜表面的活性层。电镜分析结果表明活性层与多孔支撑层的结合紧密,活性层的厚度均匀,在 10μm 以内。 考察了制膜液浓度,交联剂种类和用量,热交联温度和交联时间等因素对复合膜蒸汽渗透性能的影响,通过大量实验得到了较适宜的制膜配方和制膜条件。还考察了原料气的湿含量,压力,流速,温度,吹扫气流速等操作参数对PVA/PS、CS/PS、PVA-CS/PS复合膜和PI不对称膜蒸气渗透性能的影响。通过比较叁种自制的复合膜和商用PI不对称空气脱湿膜的丙烯脱水膜分离性能认为:PVA-CS/PS共混中空纤维复合膜具有最好的蒸气渗透性能,其分离因子为 1.18×105,水的渗透通量为 34.8g/m2h,是较适宜的丙烯脱水蒸气渗透分离膜。 采用重量吸收法测定了不同活度下水蒸气在交联 PVA 膜中的动态吸附数据,建立了描述水蒸气在交联 PVA 膜中的渗透机理模型。探讨了水分子在膜内的成簇迁移现象,验证了团簇的存在并计算出团簇的尺寸。将模型计算值与蒸气渗透实验值进行比较,两者具有相同的数量级,说明建立在动态吸附实验数据基础上的渗透机理模型能够较好地描述水蒸气在亲水性 PVA 致密膜的渗透行为。 对采用自制 PVA-CS/PS 中空纤维膜组件的蒸气渗透法脱除丙烯中微量水分的工艺过程,建立了逆流设计型数学模型。考察了不同操作条件和分离要求下所需的膜面积,优化了操作因素,为工业蒸气渗透装置的设计参数和操作参数的优选提供理论依据。并提出了该工艺实施工业应用的设想。
贾会平[2]2009年在《共混改性海藻酸钠复合膜用于丙烯脱湿的研究》文中进行了进一步梳理聚合级丙烯对其水含量有苛刻的要求(<5 ppm),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(如分子筛吸附法)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(NaAlg)为主体膜材料,采用聚乙烯醇(PVA)和明胶(gelatin)与之共混作为活性层,并以聚砜(PS)中空纤维超滤膜作为支撑层,分别制备出NaAlg-PVA/PS和NaAlg-gelatin/PS中空纤维复合膜。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)等多种表征方法对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(PALS)研究了膜内的自由体积特性。本研究制备了NaAlg-PVA/PS中空纤维复合膜用于丙烯脱湿,考察了复合膜活性层共混比例、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,并考察了不同共混比例下NaAlg-PVA共混膜的吸附-扩散性能。结果表明,在PVA含量较低时,随PVA含量增加,复合膜的分离因子显着升高。在298 K,原料气压力350 kPa,流速200 L/min,水含量0.13 wt%,吹扫气压力180 kPa,流速60 L/min的操作条件下,NaAlg-PVA (20)/PS复合膜的分离因子达到无穷大,渗透系数达到4657 GPU,综合性能最好。而当PVA含量超过30 wt%时,NaAlg和PVA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PVA与NaAlg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gelaitn与NaAlg共混作为活性层,制备了NaAlg-gelatin/PS中空纤维复合膜用于丙烯脱湿。结果表明,随gelatin含量增加,复合膜的渗透系数和分离因子同时升高。在298 K,原料气中水含量0.13 wt%,压力350 kPa,流速200 L/min,吹扫气压力180 kPa,流速60 L/min的操作条件下,NaAlg-gelatin (60)/PS复合膜的渗透系数为14744 GPU,分离因子达到无穷大。
潘福生[3]2009年在《超薄复合膜的理性设计、结构调控及脱湿性能研究》文中提出受细胞膜内水传递通道的启发,在膜内构建水分子传递通道,以提高水分子在膜内的扩散特性,同时通过降低膜的厚度,缩短水分子扩散路径,最终提高膜的脱湿性能。论文以膜内水传递通道的理性构建和复合膜表皮层的超薄化为出发点,以水/丙烯混合气为模型体系,制备了PVA-EDTMPA/PS复合膜、PVA-silica/PS杂化复合膜、Gelatin-silica/PS杂化复合膜和Polydopamine/PS复合膜。采用SEM、TEM、NMR、XRD、DSC、TG和PAS等方法对膜进行了表征,系统研究了膜的吸附、扩散和气体脱湿性能,并通过分子动力学模拟考察了膜的结构以及水分子在膜内的扩散过程。通过在PVA内引入EDTMPA,利用两者之间较强的相互作用,调控膜的自由体积特性,增大膜内水通道的体积和数量,并改变膜内水分子的状态。当EDTMPA含量小于10 wt.%时,膜内水通道的体积和数量增大,利于水分子在膜内的扩散。当EDTMPA含量在10-30 wt.%之间时,膜内自由水含量升高。由于自由水的扩散系数远大于结合水的扩散系数,当膜内自由水含量达到最高(24 %)时,渗透率达997.7 GPU,分离因子为无穷大(EDTMPA含量为20 wt.%)。将仿生矿化和高分子调控相结合,利用精蛋白的诱导作用,在PVA主体内原位合成大小均一、分散良好的氧化硅纳米粒子,制备出具有超薄PVA-silica杂化表皮层(0.8-1.0μm)的复合膜。通过改变PVA的热处理温度,控制PVA内受限空间的大小,制备出平均粒径为14.3、9.5和8.0 nm的氧化硅颗粒。由于水分子在PVA-silica界面通道内的扩散系数(2.82×10?7 cm2/s)高于PVA主体(1.05×10?7 cm2/s),杂化复合膜的渗透率可达1200 GPU,分离因子达无穷大(硅酸钠浓度为30 mM,pH为7.0,浸泡时间为1 h)。基于生物矿化原理,利用明胶的诱导作用和良好的成膜性能制备出具有超薄Gelatin-silica杂化表皮层(0.4-0.6μm)的复合膜,氧化硅纳米颗粒大小均匀,在表皮层内分散良好。明胶-silica界面通道的存在和明胶内主体通道连通性的改善,使得杂化复合膜的渗透率可达2497 GPU,分离因子达无穷大(膜内氧化硅含量为4.5 wt.%,pH为7.0,制备温度为40 oC)。利用仿生粘合剂多巴胺的迅速自聚合及其与支撑层之间的多种相互作用,制备出具有超薄表皮层(10-90 nm)的复合膜。通过改变制备条件可调控表皮层的厚度和致密度。利用聚多巴胺特殊的结构,构建了水传递的连续通道。聚多巴胺/聚砜复合膜的渗透率可达9317 GPU,分离因子达无穷大(多巴胺浓度为2 mg ml-1,pH为9.4,浸泡时间为0.5 h)。
王洪军, 刘家祺, 李俊台[4]2003年在《PVA/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究》文中研究说明以亲水性的聚乙烯醇(PVA)为原料,采用涂敷法制备了PVA/聚砜(PS)中空纤维复合膜,考察了气相丙烯中脱除微量水分的蒸汽渗透性能。分析讨论了PVA的浓度、交联剂用量、热处理温度及基膜对膜蒸汽渗透分离性能的影响。结果表明,在一定的制膜条件及渗透工艺条件下,对于含水质量分数为4.292×10-3的气相丙烯,其渗透通量为19.8 g/(m2·h),分离因子为739。
王洪军, 刘家祺, 唐娜[5]2005年在《CS/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究》文中认为采用涂敷法制备了壳聚糖(CS)/聚砜(PS)中空纤维复合膜,考察了气相丙烯中脱除微量水分的蒸汽渗透性能。分析讨论了PS基膜C、S脱乙酰度(D D)、CS的浓度、交联剂种类及其用量和热处理温度对膜蒸汽渗透性能的影响。结果表明,在一定的制膜条件及渗透工艺条件下,对于水分含量为0.3127%的气相丙烯,水渗透通量为9.89g/m2·h;分离因子为1412.5。
崔莉[6]2008年在《PVA-PAA共混膜丙烯脱湿分子模拟与实验研究》文中研究表明气体膜分离技术具有选择性高、能耗低、流程简单、投资少等优点,技术经济性方面优于吸附、吸收和深冷分离等传统气体分离方法;丙烯是石油化工中的一种重要有机原料,其最大用途是生产聚丙烯,在聚合之前原料丙烯必须经过脱湿。本文以丙烯脱湿气体膜分离过程为研究对象,寻找合适的膜材料和改性方法,以提高膜的性能。本研究采用中空纤维复合膜,选用聚砜(PS)作为多孔支撑层,聚乙烯醇(PVA)作为活性分离层,在PVA中共混聚丙烯酸(PAA)以提高其脱湿性能。采用分子模拟和实验两种方法,考察PVA与PAA的不同共混比例对膜结构和分离性能的影响。分子模拟是探索预测膜材料结构及传递性质的有效工具。本文采用分子动力学模拟方法分析了高分子膜的性质,随着PAA含量增多,高分子膜密度变大;高分子链间吸引力变强;自由体积分数减小;玻璃化转变温度增大。分别计算丙烯和水在膜中的吸附量和扩散系数,发现随着PAA含量增多,小分子在膜中的吸附量增大,扩散系数减小。模拟结果表明,共混改性有助于提高水分子与膜的亲和性以及膜对水的分离因子,渗透速率受溶解和扩散过程共同影响,PVA与PAA的共混比例可能存在一个适宜值。实验制备PVA/PS、PVA-PAA/PS中空纤维复合膜用于丙烯脱湿。随着膜中PAA含量增多,原料气的吸附量增加;渗透速率先增加后降低,当PVA与PAA质量比为1:1.2时达到最高;共混膜对水的分离因子高于PVA膜。对高分子膜进行SEM、FT-IR、XRD及DSC表征分析,可知PVA与PAA间具有较强的相互作用;PAA的加入降低了高分子膜的结晶度,有利于提高膜分离性能;从DSC图中得到玻璃化转变温度值,与模拟值吻合较好。此外,考察了操作条件对膜分离性能的影响,发现随着原料气湿度的增大或操作温度的降低,膜渗透速率均增大。研究结果表明,PVA-PAA共混膜的分离性能优于PVA空白膜。模拟计算与实验结果吻合良好,表明分子模拟技术在分析膜的微观性质、气体与膜材料的亲和性、预测渗透速率和分离因子方面有较高价值。
田秀枝[7]2005年在《有机物优先透过的烯烃共聚物渗透蒸发膜的结构与性能》文中研究说明有机物优先透过的渗透蒸发技术对于有机废水的处理、高价值有机物的回收具有很好的应用前景。通常国内外都是采用橡胶态的聚合物(如PDMS、EPDM等)作为有机物优先透过的渗透蒸发膜材料,本文采用结晶性的聚合物(PP、PVDF)作为研究对象,通过共聚手段得到不同聚集态的共聚物,以及通过改变成膜溶剂获得不同晶相组成的共聚物膜。研究了聚集态结构与渗透蒸发分离性能之间的关系,对于渗透蒸发膜的发展具有重要的科学意义。 一方面,在Ziegler-Natta催化剂(TiCl_4/MgCl_2/AlEt_3)体系下,通过共聚合成得到丙烯/1—辛烯共聚物(POC)、丙烯/1—癸烯共聚物(PDE)。共聚结果表明,在温度为50℃、Al/Ti=100、常压的共聚条件下,丙烯和1—辛烯(或1—癸烯)共聚时,分别控制1—辛烯、1—癸烯与丙烯的浓度摩尔比为0.4985、0.6142,就可以得到具有微晶结构或无定形的共聚物。热分析及拉伸测试表明,POC、PDE膜的耐热性能较好,热失重温度较高(>400℃)。POC、PDE膜中的微晶起到了物理交联点的作用,POC、PDE膜的断裂强度比PDMS膜的断裂强度(0.2～0.3MPa)要高,具有近似组成的POC膜(1—辛烯的含量为20.19mol.%)、PDE膜(1—癸烯的含量为21.18mol.%)的断裂强度分别为1.7MPa、3.6MPa。序列分布研究表明,1—辛烯(或1—癸烯)主要是以单个镶嵌的形式存在于共聚物的分子链中。平均序列长度及竞聚率计算结果表明,在共聚的情况下,发生1—辛烯(或1—癸烯)自聚的可能性非常小。 本文首次将POC、PDE作为渗透蒸发膜新材料,应用到有机物/水混合体系的渗透蒸发分离过程中,得到了较好的分离效果,25℃时,分离0.05wt.%的氯仿水溶液,渗透通量达到136.4g.m~(-2).h~(-1),分离因子为863。 通过POC、PDE膜的聚集态结构、渗透蒸发分离氯仿/水混合溶液的性能表征,探讨了POC、PDE膜的组成—结构—渗透蒸发分离性能之间的关系。随着共聚物组成1—辛烯(或1—癸烯)含量的增加,共聚物膜的结晶度和T_g都下降,无定型区高分子链的柔性增加,链段的活动性能增强,膜中自由体积增加,有利于提高有机物(氯仿)、水的渗透通量,但是因为尺寸小的水分子在扩散性能方面所占的优势,水渗透通量增加的速度较快,导致分离因子有所降低。渗透蒸发分离氯仿/水混合溶液测试表明,尽管相对于POC膜,PDE膜具有较高的渗透通量,较低的分离因子,但PDE膜的渗透蒸发分
佚名[8]2002年在《中国国家标准(GB)题录(上)(2002年版)》文中进行了进一步梳理为便于读者收集、检索中国国家标准,本刊将在第一、二两期连载中国国家标准(GB)题录,题录刊载了截止于2001年12月发布的《中华人民共和国国家标准批准发布公告》(2001年第11号)时的全部现行国家标准。本刊同时发行: 中国国家标准题录(电子版)单价100.00元中国国家标准题录(中文合订本)单价200.00元上述电子版及中文合订本增加有标准顺序号与分类号对照表及标准修改单注录项,便于读者使用。请需要的读者按杂志地址(或电话)与杂志社联系。
佚名[9]2010年在《石油化工科技期刊题录》文中提出安庆石化2009(36)裂解富气压缩机节能操作分析Polymers Plus软件在丙烯腈聚合过程模拟中的应用粉煤气化装置含氰废水的处理及检测丙烯酸化工与应用2009,22(4)细乳液聚合及其制备阴离子聚合物微球的研究无皂乳液聚合制备水性羟基丙烯酸酯树脂丙
兰俊杰[10]2013年在《火电厂排烟中水蒸汽的复合膜捕集技术研究》文中进行了进一步梳理我国煤炭资源丰富,以煤为主要能源的能源结构已持续较长时间。火力发电厂是我国的主力电源,同时也是耗水大户,无论在干旱地区还是非干旱地区,火电厂节水变成了越来越紧迫的问题。用膜系统捕集火电厂烟气中水蒸汽的技术,由于可以节能、节水,越来越受到大家的关注。膜技术在耗能极少的情况下,通过高选择性膜来捕获火电厂烟气中水蒸汽,以获得可以回收利用的高纯度的水。如果可以从400MW的火电厂的烟气中捕集其中20%的水蒸汽,火电厂的生产用水就可以达到自给自足,可见本研究具有重要的意义。本文研究了气体透过多孔膜和非多孔膜的机理,并针对水蒸汽聚合物膜中渗透过程进行了研究。通过对不同具有高渗透性和选择性的膜材料的脱湿性能对比,选定用聚醚砜(PES)作为中空纤维膜材料,磺化聚醚醚酮(SPEEK)作为涂层来制作用于实验的中空纤维复合膜,并制备了PES/SPEEK中空纤维复合膜。利用扫描电镜(SEM)分析,结果表明活性层与多空支撑层的结合紧密,活性层的厚度均匀。热重和差扫描量热实验的结果表明中空纤维膜具有良好的耐热性和热稳定性。采用重量吸收法和SAQ5000测定了水蒸气膜中的动态吸附数据,实验结果表明随着SPEEK磺化度的增大,PES/SPEEK中空纤维复合膜的吸水能力增强。设计并搭建了实验台,用模拟烟气(N2/H2O)进行实验,考察了不同磺化度的SPEEK的涂层、吹扫气流速、温度对膜性能的影响。以上研究验证了利用中空纤维复合膜捕集电厂烟气中水蒸汽是可行的。
参考文献：
[1]. 分离丙烯中微量水分复合膜的制备及渗透行为研究[D]. 王洪军. 天津大学. 2004
[2]. 共混改性海藻酸钠复合膜用于丙烯脱湿的研究[D]. 贾会平. 天津大学. 2009
[3]. 超薄复合膜的理性设计、结构调控及脱湿性能研究[D]. 潘福生. 天津大学. 2009
[4]. PVA/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究[J]. 王洪军, 刘家祺, 李俊台. 石油化工. 2003
[5]. CS/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究[J]. 王洪军, 刘家祺, 唐娜. 水处理技术. 2005
[6]. PVA-PAA共混膜丙烯脱湿分子模拟与实验研究[D]. 崔莉. 天津大学. 2008
[7]. 有机物优先透过的烯烃共聚物渗透蒸发膜的结构与性能[D]. 田秀枝. 浙江大学. 2005
[8]. 中国国家标准(GB)题录(上)(2002年版)[J]. 佚名. 世界标准信息. 2002
[9]. 石油化工科技期刊题录[J]. 佚名. 石化技术与应用. 2010
[10]. 火电厂排烟中水蒸汽的复合膜捕集技术研究[D]. 兰俊杰. 华北电力大学. 2013