聚偏氟乙烯复合膜中支撑膜结构对渗透汽化脱硫性能的影响.pdf

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1、第3O卷第3期膜科学与技术Vo1．30No．32010年6月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLoGYJun．2010羟乙基纤维素偏氟乙烯复合膜中支撑膜结构对渗透汽化脱硫性能的影响渠慧敏一，孔瑛，u，张玉忠。，杨金荣，史德青(1．中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室，青岛266555；2．中国石化集团胜利油田胜利采油工艺研究院，山东东营257000；3．天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室，天津300160)摘要：用涂布法制成羟乙基纤维素(HEC)／聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜；考察PVDF支撑膜铸膜液中聚

2、合物浓度对复合膜结构的影响，并用催化裂化汽油评价复合膜的渗透汽化脱硫性能．结果表明，支撑膜铸膜液聚合物浓度增加将降低支撑膜的孔径、孔隙率，使得汽油组分在支撑膜内的扩散系数和传质系数降低而甲基噻吩和辛烷的传质系数之比增加，导致HEC／PVDF复合膜渗透性降低，富集因子增加．若聚合物浓度过高，支撑膜致密层平均孔径过小，将发生汽油蒸汽局部冷凝，使膜富集因子降低而渗透性增加．关键词：HEC复合膜；渗透汽化；支撑膜；汽油脱硫；传质中图分类号：TQO28．8文献标识码：A文章编号：lOO7-8924(2010)03—0082—05燃料汽油中的硫化物燃

3、烧后生成S，降低汽定的情况下支撑膜甚至起主导作用并能够决定复合车催化转化器的效率，使N，HC及PM(多金属)膜的分离性能．因此，研究支撑膜对复合膜的PV分等有害物质排出量增多，污染环境．随着世界各国对离性能的影响，具有重要的意义．本文以羟乙基纤维环境保护的日益重视以及环保法规的日益严格，生素(HEC)为活性层材料[H]，以聚偏氟乙烯(PDVF)产低硫及超低硫汽油正逐渐为人们所关注口]．传统为支撑膜材料，固定活性层膜液配方，改变支撑膜铸的加氢脱硫技术氢耗大，投资和操作费用高，损失辛膜液的固含量，制备出不同的汽油脱硫用HEC／烷值，使汽油品质

4、下降]．渗透汽化(PV)膜法脱硫PVDF复合膜．以催化裂化汽油为料液，对各种复合技术，是一种新型的非加氢脱硫技术，有过程简单、膜进行评价，讨论支撑膜对HEC／PVDF复合膜渗投资和操作费用低，可深度脱硫，清洁无污染、不损透汽化性能和汽油组分传质的影响．失辛烷值等优点[3]．膜是PV膜法脱硫技术的关键．1实验为使分离膜有高选择性、高通量和高机械稳定性能，PV膜法脱硫技术多采用复合膜l4]．目前的报道中，1．1实验材料仅测试了不同操作条件下复合膜的脱硫性能，没有涉活性层材料HEC，湖州展望天明药业有限公及支撑膜对复合膜PV脱硫性能及传质的影响

5、．司；溶剂二甲基亚砜、引发剂过氧化苯甲酰(BPO)和很多研究表明[7le]，由于支撑膜和活性层的物交联剂丙氧基化一甘油三丙烯酸酯(PO-GLYTA)理化学性质以及制膜方法等众多因素的存在使得支均由北京化学试剂公司提供．实验中所用聚偏氟乙撑膜在一定程度上影响复合膜的分离性能．FengE¨]烯(PVDF)支撑膜自制，PVDF材料购自上海三爱对硅橡胶均质膜和复合膜的分离性能研究发现，一富新材料公司；溶剂甲基吡咯烷酮(NMP)和添加剂收稿日期：2()(]8一O6—17；修改稿收到日期：2OO9—1l—O7基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划(N

6、cET)资助项目(NCET-06-0605)；中国博士后科学基金项目(2oO7O42O119)作者简介：渠慧敏(198o一)，女，山东郓城县人，博士研究生，从事渗透汽化膜脱硫技术研究．*通讯联系人，E-mail：yingkong1967@yahoo．corn．cn，电话：0532-86981859第3期渠慧敏等：羟乙基纤维素聚偏氟乙烯复合膜中支撑膜结构对渗透汽化脱硫性能的影响聚乙二醇2000(PEG2000)，均由国药上海试剂公司下游测压力200~330Pa，渗透池的有效面积20．45提供；凝胶浴为去离子水．所有试剂均未经过处理而×10一

7、m．测试设备和仪器分析方法详见参考文献直接使用．催化裂化(FCC)汽油，胜利石油化工总厂E6，14]．提供，总硫含量1200g／g，硫分布和烃分布见文献2结果和讨论[-14，18]．1．2膜制备及性能测试2．1理论分析E叫1．2．1支撑膜制备及性能测试渗透汽化过程中汽油组分先从液相主体传递到把PVDF和PEG2000加到NMP中，5O℃下分离膜上游表面；在膜上游表面吸附并溶解进入机械搅拌，至完全溶解．过滤，真空脱泡后，用浸没沉HEC活性层中；在浓度差的推动下由活性层的上游淀法制膜，凝胶浴为去离子水．环境温度和凝胶浴温向下游扩散；然后在下游

8、解吸；经过支撑膜致密皮层度控制在(20±1)℃，湿度为(32±4)％，在空气中后向蒸汽相主体扩散．以上5步可以分别用液相、膜停留时间约6S．膜凝胶固化后在去离子水中浸泡7相、气相中的三段串联传