專利名稱：一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于滲透汽化膜分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng) 絡(luò)膜的制備方法。
背景技術(shù)：
可持續(xù)發(fā)展是二十一世紀(jì)人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題，其主要特征是保護(hù)環(huán)境、保 護(hù)資源、人口增長與經(jīng)濟(jì)增長相互協(xié)調(diào)。環(huán)境污染是威脅人類生存與發(fā)展的全球性問題，保 護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為世界各國的共識。汽車尾氣排放是造成大氣污染的主要原因之一。硫是汽 油中的一種有害物質(zhì)，它的存在會產(chǎn)生SOx污染，同時由于使汽車尾氣轉(zhuǎn)化催化劑中毒，導(dǎo) 致汽車尾氣中有害物質(zhì)的排量增加。為了控制汽油中的硫含量水平，減少汽車尾氣中有害物質(zhì)的排量，世界各國相繼 制定了越來越嚴(yán)格的規(guī)定，燃料汽油的低硫化甚至無硫化已成為必然的趨勢，汽油深度脫 硫技術(shù)已引起了人們濃厚的興趣。按照脫硫過程的工藝特點，汽油脫硫技術(shù)可分為加氫脫 硫(HDS)和非加氫脫硫(non-HDS)兩大類，這些技術(shù)為煉油廠生產(chǎn)低硫汽油提供了不同的 技術(shù)方案。加氫脫硫是目前應(yīng)用廣泛的清潔汽油生產(chǎn)工藝，但該過程的投資和操作費用非 常昂貴，在脫硫的同時會導(dǎo)致汽油中的烯烴加氫飽和，在消耗大量氫源的同時，汽油的辛烷 值下降。為此，人們根據(jù)汽油中含硫化合物的特點，開發(fā)了吸附脫硫、萃取脫硫、生物脫硫等 各種非加氫脫硫工藝，為低硫清潔汽油的生產(chǎn)提供了多種工藝路線。膜分離技術(shù)作為一種新型、高效的流體分離單元操作技術(shù)，是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物， 也是化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的新增長點。由于該技術(shù)是解決當(dāng)代人類面臨的能源、資源、環(huán)境 等重大問題的重要新技術(shù)，所以近年來獲得極為迅速的發(fā)展。滲透汽化膜分離技術(shù)是利用 液體混合物中組分在致密膜中溶解擴(kuò)散性能不同來實現(xiàn)液體混合物分離的一種膜技術(shù)。其 突出優(yōu)點是能夠以低的能耗實現(xiàn)蒸餾、萃取、吸附等傳統(tǒng)方法難以完成的分離任務(wù)，尤其在 催化裂化(FCC)汽油深度脫硫方面，能夠在不影響辛烷值的情況下高效深度脫硫，由此具 有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會效益。滲透汽化的核心是膜材料的選擇，汽油主要成分是 C4 C12烴類，為混合烴類物品之一，是一種無色或淡黃色、易揮發(fā)和易燃液體，具有特殊 臭味，其特殊的臭味是由于汽油中含有極其微量的含硫有機(jī)物，主要是硫醇、硫醚。汽油中 主要組分的性質(zhì)如表1 表1汽油中主要組分的物性參數(shù)
權(quán)利要求
一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將聚偏氟乙烯溶解于N，N 二甲基乙酰胺中，其中，聚偏氟乙烯的質(zhì)量百分比為10～20％，N，N 二甲基乙酰胺的質(zhì)量百分比為80～90％，然后經(jīng)60～80目的篩子過濾、抽真空脫泡后，流涎在聚酯無紡布上，流涎厚度為100～150μm，在15～30℃的水中凝膠后制成聚偏氟乙烯多孔底膜；(2)將分子量為200～2000的聚乙二醇、甲苯二異氰酸脂、丙烯酸羥丙脂和作為催化劑的二月桂酸二丁基錫混合，其中，分子量為200～2000的聚乙二醇的質(zhì)量百分比為40～60％，甲苯二異氰酸脂的質(zhì)量百分比為2～10％、丙烯酸羥丙脂的質(zhì)量百分比為20～40％，二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量百分比為1～10％，攪拌，維持溫度在20～60℃，反應(yīng)10～40min，得到溶解均勻的溶液；(3)將二乙烯基苯、苯乙烯和偶氮二異丁氰混合，其中，二乙烯基苯的質(zhì)量百分比為50～80％，苯乙烯的質(zhì)量百分比為19～40％，偶氮二異丁氰的質(zhì)量百分比為1～10％，攪拌，維持溫度在30～70℃，反應(yīng)0.5～1.5h，得到溶解均勻的溶液；(4)將步驟(2)的溶液和步驟(3)的溶液按質(zhì)量比(1∶8)～(5∶1)混合，超聲震蕩脫氣，攪拌3～8小時，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液；(5)將步驟(4)中得到的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液均勻地流涎在步驟(1)制得的聚偏氟乙烯底膜上，流涎厚度為10～60μm，放在烘箱中在80～150℃下烘烤5～12小時，固化后即得到互穿網(wǎng)絡(luò)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在 于步驟(2)中，分子量為200 2000的聚乙二醇的質(zhì)量百分比為45 60%，甲苯二異氰 酸脂的質(zhì)量百分比為2 8%，丙烯酸羥丙脂的質(zhì)量百分比為30 40%，二月桂酸二丁基 錫的質(zhì)量百分比為3 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在 于步驟⑶中，二乙烯基苯的質(zhì)量百分比為55 75%，苯乙烯的質(zhì)量百分比為20 40%， 偶氮二異丁氰的質(zhì)量百分比為5 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在 于步驟⑷中，步驟(2)的溶液和步驟(3)的溶液按質(zhì)量比(1 5) (5 1)混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在 于步驟⑴中所述的流涎厚度為120 140 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在 于步驟(5)中所述的流涎厚度為30 60 μ m。
7. —種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將聚偏氟乙烯溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，其中，聚偏氟乙烯的質(zhì)量百分比為 10%，N，N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量百分比為90%，然后經(jīng)80目的篩子過濾、抽真空脫泡后，流 涎在聚酯無紡布上，流涎厚度為120 μ m，在20°C的水中凝膠后制成聚偏氟乙烯多孔底膜；(2)將分子量為600的聚乙二醇、甲苯二異氰酸脂、丙烯酸羥丙脂和作為催化劑的二月 桂酸二丁基錫混合，其中，分子量為600的聚乙二醇的質(zhì)量百分比為45%，甲苯二異氰酸脂 的質(zhì)量百分比為5%、丙烯酸羥丙脂的質(zhì)量百分比為40%，二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量百分 比為10%，攪拌，維持溫度在40°C，反應(yīng)30min，得到溶解均勻的溶液；(3)將二乙烯基苯、苯乙烯和偶氮二異丁氰混合，其中，二乙烯基苯的質(zhì)量百分比為 60%，苯乙烯的質(zhì)量百分比為30%，偶氮二異丁氰的質(zhì)量百分比為10%，攪拌，維持溫度在 600C，反應(yīng)0. 5h，得到溶解均勻的溶液；(4)將步驟(2)的溶液和步驟(3)的溶液按質(zhì)量比5 1混合，超聲震蕩脫氣，攪拌4 小時，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液；(5)將步驟(4)中得到的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液均勻地流涎在步驟(1)制得的聚偏 氟乙烯底膜上，流涎厚度為50 μ m，放在烘箱中在100°C下烘烤8小時，固化后即得到互穿網(wǎng) 絡(luò)膜。
8.—種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將聚偏氟乙烯溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，其中，聚偏氟乙烯的質(zhì)量百分比為 15%，N，N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量百分比為85%，然后經(jīng)80目的篩子過濾、抽真空脫泡后，流 涎在聚酯無紡布上，流涎厚度為100 μ m，在25°C的水中凝膠后制成聚偏氟乙烯多孔底膜；(2)將分子量為600的聚乙二醇、甲苯二異氰酸脂、丙烯酸羥丙脂和作為催化劑的二月 桂酸二丁基錫混合，其中，分子量為600的聚乙二醇的質(zhì)量百分比為50%，甲苯二異氰酸脂 的質(zhì)量百分比為8%、丙烯酸羥丙脂的質(zhì)量百分比為35%，二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量百分 比為7%，攪拌，維持溫度在45°C，反應(yīng)20min，得到溶解均勻的溶液；(3)將二乙烯基苯、苯乙烯和偶氮二異丁氰混合，其中，二乙烯基苯的質(zhì)量百分比為 55%，苯乙烯的質(zhì)量百分比為40%，偶氮二異丁氰的質(zhì)量百分比為5%，攪拌，維持溫度在 500C，反應(yīng)lh，得到溶解均勻的溶液；(4)將步驟(2)的溶液和步驟(3)的溶液按質(zhì)量比1 1混合，超聲震蕩脫氣，攪拌6 小時，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液；(5)將步驟(4)中得到的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液均勻地流涎在步驟(1)制得的聚偏 氟乙烯底膜上，流涎厚度為40 μ m，放在烘箱中在110°C下烘烤10小時，固化后即得到互穿 網(wǎng)絡(luò)膜。
9.一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將聚偏氟乙烯溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，其中，聚偏氟乙烯的質(zhì)量百分比為 18%，N，N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量百分比為82%，然后經(jīng)80目的篩子過濾、抽真空脫泡后，流 涎在聚酯無紡布上，流涎厚度為140 μ m，在20°C的水中凝膠后制成聚偏氟乙烯多孔底膜；(2)將分子量為1000的聚乙二醇、甲苯二異氰酸脂、丙烯酸羥丙脂和作為催化劑的二 月桂酸二丁基錫混合，其中，分子量為1000的聚乙二醇的質(zhì)量百分比為55%，甲苯二異氰 酸脂的質(zhì)量百分比為6%、丙烯酸羥丙脂的質(zhì)量百分比為30%，二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量 百分比為9%，攪拌，維持溫度在50°C，反應(yīng)lOmin，得到溶解均勻的溶液；(3)將二乙烯基苯、苯乙烯和偶氮二異丁氰混合，其中，二乙烯基苯的質(zhì)量百分比為 70%，苯乙烯的質(zhì)量百分比為22%，偶氮二異丁氰的質(zhì)量百分比為8%，攪拌，維持溫度在 650C，反應(yīng)lh，得到溶解均勻的溶液；(4)將步驟(2)的溶液和步驟(3)的溶液按質(zhì)量比1 2混合，超聲震蕩脫氣，攪拌7 小時，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液；(5)將步驟(4)中得到的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液均勻地流涎在步驟(1)制得的聚偏 氟乙烯底膜上，流涎厚度為60 μ m，放在烘箱中在130°C下烘烤11小時，固化后即得到互穿網(wǎng)絡(luò)膜。
10. 一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將聚偏氟乙烯溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，其中，聚偏氟乙烯的質(zhì)量百分比為 20%，N，N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量百分比為80%，然后經(jīng)80目的篩子過濾、抽真空脫泡后，流 涎在聚酯無紡布上，流涎厚度為130 μ m，在30°C的水中凝膠后制成聚偏氟乙烯多孔底膜；(2)將分子量為1000的聚乙二醇、甲苯二異氰酸脂、丙烯酸羥丙脂和作為催化劑的二 月桂酸二丁基錫混合，其中，分子量為1000的聚乙二醇的質(zhì)量百分比為60%，甲苯二異氰 酸脂的質(zhì)量百分比為2%、丙烯酸羥丙脂的質(zhì)量百分比為35%，二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量 百分比為3%，攪拌，維持溫度在60°C，反應(yīng)40min，得到溶解均勻的溶液；(3)將二乙烯基苯、苯乙烯和偶氮二異丁氰混合，其中，二乙烯基苯的質(zhì)量百分比為 75%，苯乙烯的質(zhì)量百分比為20%，偶氮二異丁氰的質(zhì)量百分比為5%，攪拌，維持溫度在 70°C，反應(yīng)1. 5h，得到溶解均勻的溶液；(4)將步驟(2)的溶液和步驟(3)的溶液按質(zhì)量比1 5混合，超聲震蕩脫氣，攪拌8 小時，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液；(5)將步驟(4)中得到的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液均勻地流涎在步驟(1)制得的聚偏 氟乙烯底膜上，流涎厚度為30 μ m，放在烘箱中在150°C下烘烤6小時，固化后即得到互穿網(wǎng) 絡(luò)膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于滲透汽化膜分離技術(shù)領(lǐng)域的一種滲透汽化汽油脫硫用互穿網(wǎng)絡(luò)膜的制備方法。將分子量為200～2000的聚乙二醇、甲苯二異氰酸酯、丙烯酸羥丙酯和二月桂酸二丁基錫混合成均勻的溶液；將二乙烯基苯、苯乙烯和偶氮二異丁氰混合成均勻的溶液，將上述兩種溶液按比例混合，超聲震蕩脫氣，攪拌，得到互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物溶液，然后將其均勻地流涎在聚偏氟乙烯底膜上，再放在烘箱中烘烤，固化后即得到互穿網(wǎng)絡(luò)膜。本發(fā)明方法成本低廉，所制備的互穿網(wǎng)絡(luò)膜對汽油中的硫化物具有較強(qiáng)的選擇透過性、能夠耐受高溫、能夠耐受汽油中的復(fù)雜組分，克服了現(xiàn)有其他膜材料自身通量低的缺點，能在保持優(yōu)秀分離性能的同時，滲透通量大幅度增加。
文檔編號B01D67/00GK101992031SQ20101028203
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者唐飛, 李繼定, 楊正金, 陳劍 申請人:清華大學(xué)