CN107019999A - 一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法 - Google Patents

一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107019999A
CN107019999A CN201710407043.5A CN201710407043A CN107019999A CN 107019999 A CN107019999 A CN 107019999A CN 201710407043 A CN201710407043 A CN 201710407043A CN 107019999 A CN107019999 A CN 107019999A
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane
moisture
hollow fiber
micro
separating method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710407043.5A
Other languages
English (en)
Inventor
赵素英
熊俊杰
陈丹萍
孙艳慧
郑辉东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
Original Assignee
Fuzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University filed Critical Fuzhou University
Priority to CN201710407043.5A priority Critical patent/CN107019999A/zh
Publication of CN107019999A publication Critical patent/CN107019999A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/268—Drying gases or vapours by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08—Hollow fibre membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于脱除乙炔中微量水分的膜分离方法。含有微量水分的湿乙炔气体在一定的温度和压力下进入自制膜分离器，所使用膜组件中的中空纤维复合膜由聚砜中空纤维膜与硅橡胶复合而成；其中，聚砜中空纤维膜与硅橡胶质量比为：50:1；控制膜分离器渗透侧的压力，经膜分离器分离后乙炔中的水分含量由1%降至0.4%以下，乙炔单程回收率在95%以上。本发明具有操作方便、无腐蚀问题、操作费用低等优点。

Description

一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法。
背景技术
电石法生产的乙炔经过预处理后仍会含有较多的水分，过量的水分对后续反应的催化剂以及反应的选择性都有相当大的危害，所以必须进行一定程度的脱湿。一般要求把精乙炔的含水量由1%干燥至0.4%以下。工业上常用的气体除湿方法有冷冻法和干燥剂法。冷冻法除湿不能达到非常低的露点，干燥剂法能使空气露点达到-40℃以下，但脱湿能力有限，且操作比较累赘，维护费用高。膜分离法是根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同，从而达到分离目的，具有能耗低、清洁无污染、连续操作的优势。对于含水量1%左右的湿气采用膜法脱除微量水分的方法是非常合适的。
发明内容
本发明的目的在于针对PVA生产过程的乙炔经过预处理后仍含有1%左右的水蒸气的特点，提供一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，该方法具有低能耗、环保、可连续操作等优点。
一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，采用膜分离器进行。膜分离器使用的膜组件是由聚砜中空纤维膜与硅橡胶复合组成，制备步骤如下：先采用干/湿法纺织聚砜非对称中空纤维膜，然后硅橡胶真空涂层弥补缺陷，制得中空纤维复合膜；然后以24根中空纤维复合膜为一束，两端采用液氮浸泡保证断口平整，装入由有机玻璃制成的膜分离器中，两端用环氧树脂粘接密封。
膜分离器的尺寸为直径16×400mm，总膜面积为135cm2。
中空纤维复合膜丝的外径为400~600μm，内径200~300μm，长度为0.5~5m。
原料气走中空纤维复合膜的丝内，渗透气走中空纤维复合膜的丝外。
中空纤维复合膜组件原料气压力为0.1~0.2MPa，渗透侧压力范围为5~50kPa，渗透侧压力通过抽真空实现；操作温度范围为10~50℃，原料气处理量范围1~10ml/s。
聚砜中空纤维膜复合膜制备方法：将聚砜于100℃干燥10小时以上；在NMR（N-甲基吡咯烷酮）中放置5A型分子筛进行脱水处理，并过滤备用。将15g干燥后的聚砜放置在30mlNMP溶剂中，静止溶胀6小时后加热搅拌直至形成透明清澈的均相铸膜液。铸膜液通过喷丝板形成纺丝细流，经过喷丝板和凝固水浴之间的空气间隙浸入凝固水浴中，通过溶剂NMR和非溶剂水的传质交换而成聚砜中空纤维膜。然后硅橡胶真空涂层弥补缺陷，制得聚砜中空纤维膜与硅橡胶质量比为50:1的聚砜中空纤维复合膜。
在膜面积一定，原料气处理量一定的前提下，膜组件内径增大，中空纤维丝内径过小或过大，丝过短或过长都会使分离效果降低，因此要尽量减小膜组件内径，合理选择丝内径和丝长。
本发明的有益效果：
本发明通过膜分离技术脱除PVA生产过程的乙炔中的水分并回收乙炔，该技术具有操作方便、无腐蚀问题、操作费用低等优点。将含有1%水分的乙炔经过自制的聚砜与硅橡胶复合组成的中空纤维膜分离器分离，经膜分离器后乙炔中的水分含量由 1%降至0.4%以下，乙炔单程回收率在95%以上。
附图说明
图1为本发明膜法乙炔脱湿工艺流程图；
图中：1－乙炔钢瓶；2－稳压器；3－水罐；4－混合罐；5－过滤器；6－压力传感器；7－温度控制器；8－微量水份分析仪；9－膜组件；10、12－皂膜流量计；11－缓冲罐。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
本发明所涉及的工艺流程：
1)来自钢瓶1的乙炔经过稳压阀2分成两路，一路经过水罐3增湿后通到混合罐4，另一路直接通到混合罐，混合均匀形成原料气，通过调节两路气流量来调节原料气含水量；
2)原料气经过过滤器5，质量流量计6进入膜组件9进行分离；
3)膜的渗透侧采用真空泵抽真空，保持所需的真空度；
4)原料气采用微量水份分析仪8分析含水量。
本发明的工艺条件为，原料气中水分含量为1%，操作温度为10~50℃，原料气处理量为1~10ml/s，中空纤维复合膜组件原料气压力为0.1~0.2MPa，渗透侧压力范围为5~50kPa。
聚砜中空纤维膜复合膜制备方法：将聚砜于100℃干燥10小时以上；在NMR（N-甲基吡咯烷酮）中放置5A型分子筛进行脱水处理，并过滤备用。将15g干燥后的聚砜放置在30mlNMP溶剂中，静止溶胀6小时后加热搅拌直至形成透明清澈的均相铸膜液。铸膜液通过喷丝板形成纺丝细流，经过喷丝板和凝固水浴之间的空气间隙浸入凝固水浴中，通过溶剂NMR和非溶剂水的传质交换而成聚砜中空纤维膜。然后硅橡胶真空涂层弥补缺陷，制得聚砜中空纤维膜与硅橡胶质量比为50:1的聚砜中空纤维复合膜。
实施例1
原料气中水分含量为1%，原料气处理量为2.4mL/s，操作温度为30℃，中空纤维复合膜组件原料气压力为0.188MPa，渗透侧压力为5KPa，逆流操作的条件下，此时经膜分离器后原料气水分含量由1%降至0.32%，乙炔回收率为96.5%，原料气脱水率为69.3%，水蒸汽/乙炔分离系数为30.0。
实施例2
原料气中水分含量为1%，原料气处理量为2.4mL/s，操作温度为30℃，中空纤维复合膜组件原料气压力为0.188MPa，渗透侧压力为8KPa，逆流操作的条件下，此时经膜分离器后原料气水分含量由1%降至0.39%，乙炔回收率为96.7%，原料气脱水率为62.6%，水蒸汽/乙炔分离系数为28.5。
实施例3
原料气中水分含量为1%，原料气处理量为0.8mL/s，操作温度为30℃，中空纤维复合膜组件原料气压力为0.188MPa，渗透侧压力为5KPa，逆流操作的条件下，此时经膜分离器后原料气水分含量由1%降至0.28%，乙炔回收率为95.4%，原料气脱水率为73.0%，水蒸汽/乙炔分离系数为24.8。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，其特征在于：采用膜分离器进行分离，所使用膜组件中的中空纤维复合膜由聚砜中空纤维膜与硅橡胶复合而成；其中，聚砜中空纤维膜与硅橡胶质量比为：50:1。
2.根据权利要求1所述的脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，其特征在于：膜组件的制备方法为：先采用干/湿法纺织聚砜非对称中空纤维膜，然后硅橡胶真空涂层弥补缺陷，制得中空纤维复合膜；然后以24根中空纤维复合膜为一束，两端采用液氮浸泡保证断口平整，装入由有机玻璃制成的膜分离器中，两端用环氧树脂粘接密封。
3.根据权利要求1所述的脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，其特征在于：膜分离器的尺寸为直径16×400mm，总膜面积为135cm2。
4.根据权利要求1或2所述的脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，其特征在于：中空纤维复合膜丝的外径为400~600μm，内径200~300μm，长度为0.5~5m。
5.根据权利要求1或2所述的脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，其特征在于：原料气走中空纤维复合膜的丝内，渗透气走中空纤维复合膜的丝外。
6.根据权利要求1或2所述的脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，其特征在于：中空纤维复合膜组件原料气压力为0.1~0.2MPa，渗透侧压力范围为5~50kPa，操作温度范围为10~50℃，原料气处理量范围1~10ml/s。
7.根据权利要求6所述的脱除乙炔中微量水分的膜分离方法，其特征在于：渗透侧压力通过抽真空实现。
CN201710407043.5A 2017-06-02 2017-06-02 一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法 Pending CN107019999A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710407043.5A CN107019999A (zh) 2017-06-02 2017-06-02 一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710407043.5A CN107019999A (zh) 2017-06-02 2017-06-02 一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107019999A true CN107019999A (zh) 2017-08-08

Family

ID=59528555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710407043.5A Pending CN107019999A (zh) 2017-06-02 2017-06-02 一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107019999A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001038155A (ja) * 1999-08-03 2001-02-13 Toray Ind Inc 有機液体混合物用分離膜
JP2002126462A (ja) * 2000-10-31 2002-05-08 Dainippon Ink & Chem Inc 溶媒除去方法
CN101269303A (zh) * 2008-05-21 2008-09-24 天津大学 超薄活性层的中空纤维复合膜及制备方法和应用
CN103933934A (zh) * 2014-05-07 2014-07-23 南京工业大学 一种用于脱除气体中微量水分的吸附剂及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001038155A (ja) * 1999-08-03 2001-02-13 Toray Ind Inc 有機液体混合物用分離膜
JP2002126462A (ja) * 2000-10-31 2002-05-08 Dainippon Ink & Chem Inc 溶媒除去方法
CN101269303A (zh) * 2008-05-21 2008-09-24 天津大学 超薄活性层的中空纤维复合膜及制备方法和应用
CN103933934A (zh) * 2014-05-07 2014-07-23 南京工业大学 一种用于脱除气体中微量水分的吸附剂及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑辉东: "乙炔脱湿的膜分离研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111778649B (zh) 一种超临界干燥快速制备纳米隔热材料的方法
US20130032028A1 (en) Method for operating gas separation device
CN104785132B (zh) 一种木质素复合纳滤膜及其制备方法
CN107855007A (zh) 一种非对称正渗透膜及其制备方法
CN110252141A (zh) 染盐分离膜及其制备方法
CN108745002A (zh) 一种原位掺杂碳量子点的磺化聚醚醚酮混合基质膜及其制备方法和应用
Zeng et al. Mass produced NaA zeolite membranes for pervaporative recycling of spent N-Methyl-2-Pyrrolidone in the manufacturing process for lithium-ion battery
CN106256417B (zh) 一种高性能有机气体分离膜的制备方法
WO2020173510A2 (zh) 基于中空纤维渗透汽化膜的甘油浓缩设备及方法
CN107019999A (zh) 一种脱除乙炔中微量水分的膜分离方法
EP1025893B1 (en) Process for the manufacture of a membrane device with internal sweep
CN102029115B (zh) 用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜的制备方法
CN110280148A (zh) 一种由亲水石墨烯改性的聚偏氟乙烯超滤膜的制备方法
CN114931865A (zh) 一种聚酰胺陶瓷复合纳滤膜、制备方法及其应用
CN102389723B (zh) 一种用于油气回收的有机/无机复合膜及其制备方法
CN109012189A (zh) 一种利用冷冻干燥技术制备氧化石墨烯复合纳滤膜的方法
CN109603587A (zh) 一种抗氧化不变色复合反渗透膜的制备方法
CN105879687A (zh) 一种陶瓷中空纤维膜滤芯元件及其组件
CN107033351B (zh) 一种超低粘二甲基硅油的制备工艺
CN106582297A (zh) 一种净水机用高性能纳滤膜的制备方法
CN207933447U (zh) 一种发酵法制醇中产物的利用装置
CN114011248B (zh) 一种可更换芯液类型的热致相分离制膜方法
CN102718185B (zh) 一种发酵制氢中氢气的分离装置及分离方法
CN109569333A (zh) 一种用于水处理的复合膜
CN104119214B (zh) 海藻纤维丝生产废丙酮脱水剂的回收工艺与装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170808

RJ01 Rejection of invention patent application after publication