PEBA2533-納米級5A分子篩混合基質(zhì)膜的制備及其對乙烯-丙烯分離性能的研究.pdf

1、乙烯和丙烯是重要的化工原料，制備乙烯和丙烯的主要來源是：石油腦的裂解、煤轉(zhuǎn)化、天然氣合成等。工業(yè)化生產(chǎn)過程中，乙烯和丙烯的分離過程采用的是深冷分離，其能耗大約占整個工藝流程的2/3以上，而膜分離技術(shù)所需的能耗低、環(huán)境友好成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文通過制備PEBA/納米級5A分子篩混合基質(zhì)膜來分離乙烯和丙烯的混合氣體。首先，制備小粒徑的5A分子篩，在制備過程中，考察了n(H2O)：n(Na2O)、晶化時(shí)間、陳化時(shí)間、滴加方式、堿性條

2、件對分子篩粒徑的影響，采用溶液離子交換及適宜的活化溫度得到粒徑為500nm的5A分子篩；其次，將5A分子篩作為無機(jī)填充粒子，摻雜到PEBA基體膜中制備得到PEBA/5A分子篩混合基質(zhì)膜，并用X-射線衍射（XRD）及掃描電鏡（SEM）分析膜的結(jié)構(gòu)；最后，在溫度為：-35℃~20℃，壓力為：0.2MPa~0.4MPa下，評價(jià)混合基質(zhì)膜對1：1乙烯和丙烯混合氣體分離性能的影響，并考察操作條件、不同干燥方式、不同的粒徑大?。?.5μm、500n

3、m）、不同的摻雜量（2 wt％、3 wt%、5wt%、6 wt%、7 wt%、10 wt%）對混合基質(zhì)膜分離性能的影響。具體結(jié)果如下：
　　1.制備小粒徑的5A分子篩?？疾炝薾(H2O)：n(Na2O)、陳化時(shí)間、晶化時(shí)間、滴加方式、離子交換次數(shù)、分子篩活化溫度對粒徑大小的影響。且當(dāng)n(H2O)：n(Na2O)=70、陳化2d、晶化6h、并由四次溶液離子交換后在溫度為310℃時(shí)活化得到粒徑為500nm左右的5A分子篩。
　　

4、2.制備PEBA/5A分子篩混合基質(zhì)膜。制備混合基質(zhì)膜的過程中，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)并沒有改變，只是簡單的物理融合。
　　3.操作條件對PEBA/5A分子篩混合基質(zhì)膜分離性能的影響。將大粒徑的5A分子篩摻雜到PEBA基體材料中，且在鼓風(fēng)干燥的條件下制備得到PEBA/5A分子篩混合基質(zhì)膜?？疾炝藴囟葹椋?35℃~20℃）、壓力為（0.2MPa~0.4MPa）下混合基質(zhì)膜混合基質(zhì)膜對1：1乙烯/丙烯混合氣分離性能的影響。在溫度為-35℃、壓

5、力為0.2MPa時(shí)，PEBA/5A分子篩混合基質(zhì)膜的分離性能最優(yōu)。分離因子為3.96、乙烯的滲透系數(shù)為736Barrer、丙烯的滲透系數(shù)為2914Barrer。
　　4.不同的干燥方式對混合基質(zhì)膜分離性能的影響?？疾炝藢⒋罅降?A分子篩作為無機(jī)填充粒子摻雜到混合基質(zhì)膜中，分別在真空干燥箱和在烘箱中干燥。在壓力為0.2MPa、溫度為-35℃時(shí)、真空干燥條件下制備得到的混合基質(zhì)膜分離因子為4.09，分離效果較好。
　　5.粒徑

6、大小對混合基質(zhì)膜分離性能的影響?？疾煸趬毫?.2MPa、真空干燥時(shí)，所摻雜的5A分子篩粒徑不同（1.5μm、500nm）制備得到的混合基質(zhì)膜對分離性能的影響。摻雜500nm的5A分子篩所制備得到的混合基質(zhì)膜分離因子為4.36。
　　6.摻雜量對混合基質(zhì)膜分離性能的影響?？疾炝肆綖?00nm的5A分子篩摻雜量為2wt%、3wt%、5wt%、6wt%、7wt%、10wt%時(shí)，所制備的PEBA/5A分子篩混合基質(zhì)膜在溫度為-35℃~