COSMO-SAC法筛选环戊烷/新己烷分离萃取剂及过程模拟

利用COSMO-SAC溶剂化模型,计算了无限稀释条件下,几种常见卤代烷烃、环烷醇对环戊烷和新己烷的分离选择性.结果表明,三氯丙烷的表面屏蔽电荷主要在非极性区域分布,同时具有一定的氢键供体能力,展现出对环戊烷和新己烷较好的理论分离能力.将其COSMO-SAC模型参数带入AspenPlus软件,对三氯丙烷萃取精馏分离环戊烷和新己烷的工艺进行了模拟.计算显示,剂油比为13时,两塔产品纯度均达到0.98.萃取剂进料板位置对产品纯度和精馏能耗有显著影响,而C5,C6原料进料位置主要影响产品纯度,物质的量回流比为9时,环戊烷和新己烷产品纯度满足要求.通过理论计算溶剂分离选择性、考察剂油比对相对挥发度影响规律、工艺流程计算3个层次的研究,发现筛选的三氯丙烷萃取分离效果优于DMF.     

UiO-66膜的制备及对正异丁烷的分离

采用擦涂法在Al2O3支撑体上引入ZrO2层，利用晶种二次生长法在ZrO2层上成功制备了UiO-66膜。通过XRD和SEM测试手段对晶种和膜的结构和形貌进行了表征。在温度为298 K，压力为0.08 MPa下，测试气体分子的渗透性能检测了UiO-66膜的完整性。考察压力和温度对i-C4H10和n-C4H10两种气体在UiO-66膜上的渗透速率的影响，研究了UiO-66膜对i-C4H10和n-C4H10两种气体的渗透选择性能。结果表明，采用多次擦涂法引入ZrO2层后，获得了覆盖度高且膜层厚度均匀的UiO-66膜，膜厚度为5 μm。UiO-66膜对i-C4H10和n-C4H10两种气体具有反向渗透性能，在操作压力为0.08 MPa，温度为298 K时，UiO-66膜对i-C4H10/n-C4H10两种气体的理想渗透选择性达3.60。渗透速率分别为4.39?10-7 mol/(m2?s?Pa)和1.22?10-7 mol/(m2?s?Pa)。     

汽油装罐蒸发损耗的研究

建立汽油装罐蒸发损耗测试平台,测定装油口高度、装油速度u对油罐气体空间油气浓度、罐口排气量的影响,并计算出油罐装油排放气液比λ及损耗率η。实验结果表明,当u从0.512 mm/s到0.75 mm/s,高装油口装油时采样点T1油气浓度CT1从0.34 g/L到1.5 g/L,之后逐渐平缓;低装油口装油时,u对CT1影响不大,约为0.1 g/L。当u从0.557 mm/s到1.114mm/s时,高装油口装油时λ为1.53~1.80,低装油口装油时λ为1.13~1.30。当u从0.371 mm/s到1.114 mm/s时,高装油口装油时η为0.51‰~3.51‰,低装油口装油时η为0.27‰~0.31‰。对于未清洗油罐,如当罐内初始油气浓度为0.3 g/L时,高装油口装油时η为0.73‰~3.80‰,低装油口装油时η为0.40‰~0.47‰。实验结果可供生产实践作参考。     

界面聚合法合成聚酰亚胺渗透汽化膜及表征

针对渗透汽化分离二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAc)酰胺类溶剂过程中渗透性和选择性之间此升彼降的矛盾关系(trade-off效应),提出界面聚合薄层PI复合膜的方法。通过均苯四甲酸酐和五氯化磷制备有机相单体均苯四甲酰氯,分别以间苯二胺(MPDA)、丙二胺(DAPE)及己二胺(HMD)为水相单体,采用界面聚合法制备3种耐溶剂型聚酰亚胺(PI)复合膜,并对3种PI复合膜进行表征和渗透汽化分离性能测试。结果表明:3种PI复合膜都具有良好的亲水性、热稳定性;在6种常见的有机溶剂中,保持良好的稳定性;在30～60℃条件下,HMD-PI膜对质量分数90%DMF/H_2O体系和质量分数90%DMAc/H_2O体系的分离因子最高可达12.7和36.8,渗透通量可达1 014和542 g·m~(-2)·h~(-1),具有较好的分离效果。     

均苯型耐酰胺溶剂聚酰亚胺膜渗透汽化性能研究

酰胺类溶剂的分离回收与处理是工业领域中一个亟待解决的重要问题,采用渗透汽化(PV)技术分离该体系时,所采用的高分子膜材料需要有较好的溶胀性和耐久性。采用两步法制备了一种均苯型聚酰亚胺膜,通过测试不同单体配比下制备的膜的溶胀性及拉伸强度考察其耐溶剂性能。研究结果表明:当均苯四甲酸二酐(PMDA)与二氨基二苯醚(ODA)摩尔比为1.018:1时,聚酰亚胺膜的溶胀度在30%以下,拉伸强度损失小于20%;制备的PMDA-ODA/Al_2O_3型复合膜,在40℃时,渗透汽化分离DMF/H_2O((90/10)%(wt))和DMAc/H_2O((90/10)%(wt))体系的渗透通量分别为149.4和59.0 g×m~(-2)×h~(-1),分离因子分别为21.5和187.1,具有较好的分离效果;复合膜连续运行100 h数据表明,DMAc/H_2O体系渗透通量稳定在210 g×m~(-2)×h~(-1)左右,分离因子保持在15左右,具有较好的稳定性。     

芳烃官能化有机硅膜的制备及丙烯/丙烷分离性能

利用具有单苯和联苯桥联结构的有机硅前体1,4-二(三乙氧基硅基)苯(BTESB)和4,4’-二(三乙氧基硅基)联苯(BTESBPh),通过溶胶-凝胶法制备成有机硅膜并应用于丙烯/丙烷分离。在25℃时,BTESB膜的C₃H₆渗透速率为3.4×10^-9mol/(m²·s·Pa),C₃H₆/C₃H₈选择性为9.6;BTESBPh膜的C₃H₆渗透速率为1.7×10^-8mol/(m²·s·Pa),C₃H₆/C₃H₈选择性为10.5。具有联苯桥联结构的BTESBPh膜网络结构更为疏松,可获得更高的气体渗透速率。苯环中大π键与待分离组分C₃H₆中的碳碳双键产生π-π相互作用,有利于C₃H<...     

对羟基苯甲酸分子印迹聚合物合成功能单体选择与分子识别性能

以对羟基苯甲酸（p -HB）为模板分子,从4-乙烯基吡啶（4-VP）、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)3种具有代表性的单体中,选择最适宜制备p-HB分子印迹聚合物的功能单体。首先采用分子力学方法计算了p-HB与功能单体4-VP、AM和MAA的结合能,其强度顺序为：4-VP＞in situ polymerization,respectively. The structure of the composite membranes was characterized by FT-IR and TEM. The thermal stabilities,mechanical properties,dimensional stability,water uptake,acid doping level,oxidative stability and proton conductivities of composite membranes were investigated. The effects of different preparation methods and the addition of GO on the structure and properties of proton exchange composite membranes were studied. The results showed that the GO in Y-GO/SPBI-1% composite membrane presented thin sheet and was well dispersed. After addition of GO,the mechanical properties of the composite membranes increased significantly,and the tensile strength increases by 2.5 times compared with Nafion 117 membrane (26.65MPa). The thermal stability of Y-GO/SPBI-1% composite membrane was slightly higher than G-GO/SPBI-1% composite membrane. The water uptake of Y-GO/SPBI-1% composite membrane was similar to that of SPBI membrane,which was 51.36% higher than that of G-GO/SPBI-1% composite membrane. The result showed that the membrane prepared by in situ polymerization had good water retention capability. The composite membrane prepared by in situ polymerization had higher acid doping level and lower acid swelling ratio. The dimensional stability of the composite membrane was improved. The Y-GO/SPBI-1% composite membrane had the highest proton conductivity of 0.113S/cm at 40% RH,160℃. The oxygen-containing functional groups on GO contributed to proton hopping in the composite membrane. The in situ polymerization made GO more uniformly dispersed in SPBI matrix and played a key role in improving the proton conductivity of the composite membrane.     

无机陶瓷膜提纯凹凸棒土处理印染废水研究

采用无机陶瓷膜提纯凹凸棒石黏土,将提纯后的凹凸棒土用于染料废水处理。结果表明,当凹土投加量为3.0 g,染料pH值为10,振荡速率为150 r/min,吸附时间为90 min时,膜分离技术提纯后的凹土对印染废水COD值降低率约为85%,脱色率约为95%,优于抽滤方法提纯凹土。     

POMS/陶瓷复合膜的制备及其油气回收应用研究

采用两步合成法制备3种不同黏度的聚甲基辛基硅氧烷(POMS)高聚物,通过Mark-Houwink-Sakurada公式计算出共聚物的粘均分子量.采用红外光谱(FT-IR)对其结构进行表征.以孔径0.2μm的ZrO2管式膜为支撑体,采用浸渍提拉法成功制备了3种POMS/陶瓷复合膜,将其用于正庚烷/氮气(n-C7 H16/N2)混合体系的分离.3种POMS/ZrO2复合膜的渗透速率和分离因子均随进料浓度及操作压力的增加而增大,随操作温度升高而减小.