CN111483194B - 一种有机液体覆盖膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种有机液体覆盖膜，所述覆盖膜为单层或多层表面覆盖金属的纤维膜，所述表面覆盖金属的纤维膜为单面覆盖金属或双面覆盖金属。本发明还公开了其制备方法和应用。本发明覆盖膜覆盖在有机液体表面，可以有效减少有机液体损耗。同时覆盖金属的纤维膜具有抗静电性，阻燃性，提高了使用中的安全性。本发明覆盖膜在使用时，将面积大小合适的覆盖膜，展开后直接铺在有机液体表面即可，使用非常简单。本发明覆盖膜实现了简单、安全、节能环保减少有机液体损失的目的。

Description

一种有机液体覆盖膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种有机液体覆盖膜及其制备方法和应用。
背景技术
化工在我们的生活中越来越重要，给我们的生活带来了很多便利，但是在化工品的生产过程中也给我们带来了很多污染。目前全球都致力于改善人和自然的关系，节能减排。我们国家出台了非常严厉的《大气污染防治办法》，污染物必须收集后处理合格才能达标排放。在没有好处理有机废气的办法时，目前通用的做法就是负压收集至焚烧炉焚烧处理。负压收集过程中就非常容易把有机液体带走，造成非常多有机溶剂损耗，造成了有机物和焚烧柴油双重浪费。2018年我国石油产量为1.9亿吨，从原油储存到生产储存，仓储储存，运转运输过程都有大量损失。众多化工液体的生产和石油一样，在原料储存，生产储存，仓储储存，运转运输过程都有大量损失，这些产品每年加起来损耗量非常巨大，所以我们需要有效减少有机液体损失。
减少有机液体损耗主要有三种有效方法。1，密闭化。目前我们很多储罐都是采用这种办法，将有机溶剂密闭在储罐中，采用微正压密闭。当压力超过设立压力，一般在3000Pa，自动泄压。此种方法为目前储罐通用的方法，缺点在于地域温差，在夏天温度高时，有机溶剂大量挥发，储罐频频需要泄压，造成大量损失。昼夜温差大时，夜晚温度低时，储罐倒吸空气，易发生安全事故。2，冷却法。对于某些特定有机溶剂，因为挥发量太大，不得不采用冷却方法，使溶剂保持在设定的温度范围内，减少溶剂的损失。这种方法比方法1效果好，但是设备投资贵，需要专人看管，还需要经常保养和维修。一旦冷却失效，轻则泄漏，严重可能发生安全事故。3，吸收法。此类方法比较多，如活性碳吸附法，纤维和树脂吸收再生法，水吸收法。活性碳吸收法，主要用于少量吸收，大量时无法使用。纤维和树脂吸收再生法，使用吸附量较大，解析时需要耗用大量能量，占用土地，操作复杂等缺点，在实际操作过程中很难应用。水吸收法，有机溶剂被水吸收后，无法回收，只有进入生化处理系统处理合格。有机溶剂大多对生化细菌是有毒性的甚至是剧毒的，超量进入后会造成细菌中毒，生化系统的瘫痪，生产停产。所以水吸收法不光资源浪费而且局限性较大，只能处理生化细菌影响不大的溶剂且不能超标进入生化系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机液体覆盖膜及其制备方法和应用，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
本发明第一方面提供了一种有机液体覆盖膜，所述覆盖膜为单层或多层表面覆盖金属的纤维膜，所述表面覆盖金属的纤维膜为单面覆盖金属或双面覆盖金属。
进一步地，所述金属包括银、金、铂、镁、铝、锌、铁或铜，所述纤维膜包括聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、腈纶膜、锦纶膜、涤纶膜、氯纶膜、腈氯纶膜、芳纶膜、碳纤维膜、玻璃纤维膜、石英纤维膜或石墨烯膜。
进一步地，所述纤维膜孔径为100nm-500um，表面覆盖金属的纤维膜孔径为0.1nm-100um。
本发明第二方面提供了上述有机液体覆盖膜的制备方法，包括如下步骤：
纤维膜单面覆盖金属时：
将金属盐、分散剂、水混合均匀，调节PH使溶液澄清；将纤维膜放于溶液液面上，在溶液中加入还原剂，搅拌均匀，放置一段时间；将单面覆盖好金属的纤维膜取出，烘干，得到单面覆盖金属的纤维膜；
纤维膜双面覆盖金属时：
将金属盐、分散剂、水混合均匀，调节PH使溶液澄清；将纤维膜浸入到溶液中，在溶液中加入还原剂，搅拌均匀，放置一段时间；将双面覆盖好金属的纤维膜取出，烘干，得到双面覆盖金属的纤维膜。
进一步地，所述分散剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐或聚乙二醇。
进一步地，所述还原剂包括甲醛、甲酸、抗坏血酸、水合肼、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、一氧化碳、硼氢化钠或硼氢化钾。
进一步地，金属盐浓度为0.1-50wt％，分散剂浓度为0.01-10wt％，还原剂浓度为0.1-20wt％。
进一步地，用氨水或氢氧化钠溶液调节PH至9-12，使溶液澄清。
进一步地，放置20-60min；将单面覆盖好金属的纤维膜或双面覆盖好金属的纤维膜取出，于50-60℃下6-8小时烘干。
本发明第三方面提供了上述有机液体覆盖膜在减少有机液体损耗中的应用，应用时将覆盖膜覆盖于有机液体液面上。
本发明的有益效果：
1、本发明覆盖膜覆盖在有机液体表面，可以有效减少有机液体损耗。同时表面覆盖金属的纤维膜具有抗静电性，阻燃性，提高了使用中的安全性。本发明覆盖膜在使用时，将面积大小合适的覆盖膜，展开后直接铺在有机液体表面即可，使用非常简单。本发明覆盖膜实现了简单、安全、节能环保减少有机液体损失的目的。
2、每年有机液体的损耗非常多，是化工对环境污染的主要原因之一，不仅污染环境而且浪费资源。目前减少有机液体损耗方法不多，主要是有机液体汽化后挥发出来后依靠密闭，冷却，吸收法来解决，这些方法都有很多缺陷，溶剂回收步骤繁琐，难回收，回收率不高，容易形成无组织废气泄漏到空气中，危害环境。本发明开创性地在液体表面覆盖表面覆盖金属的纤维膜，使有机液体在刚刚汽化挥发后遇到覆盖膜就被拦截回来，重新融入有机液体中。有机液体在刚开始挥发阶段就得到了控制，使其蒸汽很难挥发到覆盖膜上层空间，从根本上解决了有机液体损耗的问题，节省了资源也大大减少了有机液体挥发造成的大气污染。特别是在炎热的夏天，有机液体储存时，因为温度的升高，蒸发量变大，储罐中的大量有机液体需要经常泄压而排出废气，既污染了环境还带来了安全的风险。本发明覆盖膜在温度升高蒸发量变大时也能有效拦截有机液体蒸汽，避免挥发到覆盖膜上层，使有机液体在储存过程中更加安全可靠。目前化工生产和储存过程中有机液体因为没有使用覆盖膜导致产生有机蒸汽泄漏环境中，造成环境污染。采用本发明覆盖膜以后只有微量有机蒸汽的溢出，基本切断了无组织废气产生的源头，大大降低化工对环境的危害。本发明覆盖膜可以应用在有机液体储罐，也可以应用在有机液体生产过程中接收罐，运输槽罐，废气吸收塔(罐)等。
3、本发明覆盖膜制备工艺相对于喷涂工艺，简单有效，生产出的表面覆盖金属的纤维膜更加均匀致密。金属高温喷涂不易实现，主要问题是金属高温下熔融，高温喷涂会破坏纤维膜原有的结构。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种有机液体覆盖膜，所述覆盖膜为单层或多层表面覆盖金属的纤维膜，所述表面覆盖金属的纤维膜为单面覆盖金属或双面覆盖金属。
所述金属包括银、金、铂、镁、铝、锌、铁或铜，优选银、金或铂；所述纤维膜包括聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、腈纶膜、锦纶膜、涤纶膜、氯纶膜、腈氯纶膜、芳纶膜、碳纤维膜、玻璃纤维膜、石英纤维膜或石墨烯膜，但不限于此。覆盖膜为多层覆盖金属的纤维膜，多层覆盖金属的纤维膜可以是相同覆盖金属的纤维膜，也可以是不同覆盖金属的纤维膜组合使用。
所述纤维膜孔径为100nm-500um，表面覆盖金属的纤维膜孔径为0.1nm-100um。
在纤维膜上覆盖金属不仅使覆盖膜孔径变小，而且避免静电和防止溶剂对纤维膜溶解、反应。
对于纤维膜及金属覆盖层厚度没有特别要求，需要覆盖金属的纤维膜能覆盖于有机液体液面上即可，在满足能覆盖于有机液体液面上，再综合成本方面考虑，一般纤维膜厚度在10mm以内，金属覆盖层(单面或双面)在0.1mm以内。
上述有机液体覆盖膜的制备方法，包括如下步骤：
纤维膜单面覆盖金属时：
将金属盐、分散剂、水混合均匀，用氨水或氢氧化钠溶液调节PH至9-12，使溶液澄清；将纤维膜放于溶液液面上，在溶液中加入还原剂，搅拌均匀，放置20-60min；将单面覆盖好金属的纤维膜取出，于50-60℃下6-8小时烘干，得到单面覆盖金属的纤维膜；
将金属盐、分散剂、水混合均匀，用氨水或氢氧化钠溶液调节PH至9-12，使溶液澄清；将纤维膜浸入到溶液中，在溶液中加入还原剂，搅拌均匀，放置20-60min；将双面覆盖好金属的纤维膜取出，于50-60℃下6-8小时烘干，得到双面覆盖金属的纤维膜。
所述分散剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐或聚乙二醇，但不限于此。所述还原剂包括甲醛、甲酸、抗坏血酸、水合肼、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、一氧化碳、硼氢化钠或硼氢化钾，但不限于此。金属盐浓度为0.1-50wt％，分散剂浓度为0.01-10wt％，还原剂浓度为0.1-20wt％。
上述有机液体覆盖膜应用于减少有机液体损耗，具体应用时将面积大小合适的覆盖膜展开后直接铺在有机液体液面上即可(单面覆盖金属的纤维膜，金属覆盖膜朝向有机液体液面)，使用非常简单。要求覆盖金属的纤维膜对有机液体不溶解也不反应。覆盖膜紧密地覆盖于有机液体液面上，有机液体经过短距离挥发碰撞到覆盖膜后弹回到有机液体中，多层覆盖膜能更有效阻隔，有机液体很难挥发到覆盖膜上层，使上层空间基本无有机液体蒸汽，从有机液体挥发上解决了有机液体的损耗。金属覆盖层克服了有机液体移动时与膜容易产生的静电问题，优选惰性金属还避免了使用过程中金属容易氧化而失去导电性问题。
以下实施例涉及的各单层纤维膜厚度为5mm左右，均为双面覆盖金属，金属覆盖层(双面金属覆盖层总计)为0.05mm左右。各单层纤维膜孔径在50um左右。
实施例1：覆盖银的聚乙烯5层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L甲醇，室温(22℃)放置，测定储罐中有机挥发物(VOC)含量为15000ppm，当升温到40℃时(夏天温度)，测定VOC含量为50000ppm。
将覆盖银的聚乙烯5层覆盖膜覆盖在储罐中甲醇液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为450ppm，升温到40℃时测定VOC含量为550ppm。
实施例2：覆盖金的芳纶双层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L环己烷，室温(22℃)放置，测定储罐中VOC含量为25000ppm，当升温到40℃时，测定VOC含量为65000ppm。
将覆盖金的芳纶双层覆盖膜覆盖在储罐中环己烷液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为350ppm，升温到40℃时测定VOC含量为810ppm。
实施例3：覆盖银的玻璃纤维和覆盖银的碳纤维双层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L甲苯，室温(22℃)放置，测定储罐中VOC含量为12000ppm，当升温到40℃时，测定VOC含量为42000ppm。
将覆盖银的玻璃纤维和覆盖银的碳纤维双层覆盖膜覆盖在储罐中甲苯液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为180ppm，升温到40℃时测定VOC含量为780ppm。
实施例4：覆盖金的聚四氟乙烯双层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L二氯甲烷，室温(22℃)放置，测定储罐中VOC含量为18000ppm，当升温到40℃时，测定VOC含量为42000ppm。
将覆盖金的聚四氟乙烯双层覆盖膜覆盖在储罐中二氯甲烷液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为250ppm，升温到40℃时测定VOC含量为510ppm。
实施例5：覆盖银的聚四氟乙烯双层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L丙酮，室温(22℃)放置，测定储罐中VOC含量为22000ppm，当升温到40℃时，测定VOC含量为86000ppm。
将覆盖银的聚四氟乙烯双层覆盖膜覆盖在储罐中丙酮液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为350ppm，升温到40℃时测定VOC含量为700ppm。
实施例6：覆盖银的聚四氟乙烯双层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L乙酸乙酯，室温(22℃)放置，测定储罐中VOC含量为18000ppm，当升温到40℃时，测定VOC含量为46000ppm。
将覆盖银的聚四氟乙烯双层覆盖膜覆盖在储罐中乙酸乙酯液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为260ppm，升温到40℃时测定VOC含量为600ppm。
实施例7：覆盖银的锦纶双层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L乙醇，室温(22℃)放置，测定储罐中VOC含量为12000ppm，当升温到40℃时，测定VOC含量为38000ppm。
将覆盖银的锦纶双层覆盖膜覆盖在储罐中乙醇液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为180ppm，升温到40℃时测定VOC含量为580ppm。
实施例8：覆盖铂的石英纤维双层覆盖膜
在300L的储罐中，加入200L氯仿，室温(22℃)放置，测定储罐中VOC含量为14000ppm，当升温到40℃时，测定VOC含量为53000ppm。
将覆盖铂的石英纤维双层覆盖膜覆盖在储罐中氯仿液面上，在室温(22℃)下测定VOC含量为300ppm，升温到40℃时测定VOC含量为840ppm。

Claims (1)

1.一种减少有机液体损耗的方法，其特征在于，将覆盖膜覆盖于有机液体液面上以减少有机液体的损耗；
其中，所述覆盖膜为单层或多层表面覆盖金属的纤维膜，所述表面覆盖金属的纤维膜为单面覆盖金属或双面覆盖金属；
所述金属包括银、金、铂、镁、铝、锌、铁或铜，所述纤维膜包括聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、腈纶膜、锦纶膜、涤纶膜、氯纶膜、腈氯纶膜、芳纶膜、碳纤维膜、玻璃纤维膜、石英纤维膜或石墨烯膜；
所述纤维膜孔径为100nm-500um，表面覆盖金属的纤维膜孔径为0.1nm-100um；
所述表面覆盖金属的纤维膜包括如下步骤制备得到：
纤维膜单面覆盖金属时：
将金属盐、分散剂、水混合均匀，调节PH使溶液澄清；将纤维膜放于溶液液面上，在溶液中加入还原剂，搅拌均匀，放置一段时间；将单面覆盖好金属的纤维膜取出，烘干，得到单面覆盖金属的纤维膜；
纤维膜双面覆盖金属时：
将金属盐、分散剂、水混合均匀，调节PH使溶液澄清；将纤维膜浸入到溶液中，在溶液中加入还原剂，搅拌均匀，放置一段时间；将双面覆盖好金属的纤维膜取出，烘干，得到双面覆盖金属的纤维膜；
所述分散剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐或聚乙二醇，所述还原剂包括甲醛、甲酸、抗坏血酸、水合肼、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、一氧化碳、硼氢化钠或硼氢化钾；金属盐浓度为0.1-50wt%，分散剂浓度为0.01-10wt%，还原剂浓度为0.1-20wt%；用氨水或氢氧化钠溶液调节PH至9-12，使溶液澄清；放置20-60min；将单面覆盖好金属的纤维膜或双面覆盖好金属的纤维膜取出，于50-60℃下6-8小时烘干。
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