天津理工大学2013届本科毕业论文引言现代石油化学和炼油工业的特点是,一方面氢是生产氨、甲醇、乙醇、乙酸等化工产品的重要原料;另一方面,氢气又是石油二次加工过程(如:催化重整、加氢裂化、加氢精制和催化裂化等)的重要副产物。石化工业是个耗氢大户,多年来,在石化工业中,氢气一直供不应求。随着原料油变重和对辛烷值要求的提高,氢气的供需矛盾将会更加突出。据统计,每加工1吨原油,耗氢5ONM3,我国原油年加工能力为1.4亿吨左右,油品加氢每年需耗氢70亿NM3。而炼油厂本身就有丰富的氢资源,炼厂干气中氢气含量较高,直接排放或燃烧是很不经济的。为了合理地利用资源,节约能源和保护环境,最好的办法是选用合适的回收方法加以回收利用。气体膜分离技术是被公认为21世纪最有发展前途的高新技术之一,在与传统的分离技术(吸附、吸收、深冷分离)的竞争中显示出独特的优势。其主要技术特点有:(1)适用于原料气具有较高压力,富氢气体低压使用,贫氢气体高压使用;(2)适用于原料气中氢浓度较高的气体分离。一般来说,当原料气中H2＞30%,膜分离的经济性较好;(3)适用于不需要同时获得高浓度氢和高氢气回收率的场合;(4)膜分离的可靠性最佳,开工率达100%;(5)膜分离组件的组合性强,非常容易进行扩建。它可根据实际工作条件,适当增加膜组件,来扩大生产能力;(6)膜分离设备投资低,能耗低;(7)膜法属静态操作,与PSA法的动态操作相比较,设备及操作简单。气体膜分离技术的核心在于膜材料的选择和分离机理的研究。在膜材料的选择上,目前主要采用的是高分子膜。研究发现,大多数聚合物的渗透性和选择性能正好相反,因此研究新的气体分离高分子膜,突破渗透性和选择性能相悖关系已成为当前研究的重点。本论文以从炼厂干气分离回收氢气为目的,以最优基膜配方和涂层液配方为基准，选用聚砜为复合膜的基膜,以透气性能非常好的硅橡胶为复合膜的涂层材料，以无水乙醇、正戊醇、丙酮、磷酸三丁酯、无水氯化锂、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠做添加剂制备出PDMS-PS复合膜，通过实验研究这些膜的渗透性和选择性，选出工业上适用于干气分离制氢的PDMS-PS复合膜的最佳添加剂,利用红外光谱分析方法对不同添加剂的聚砜基膜和添加剂为磷酸三丁酯的聚砜基膜、PDMS-PS复合膜进行测定，分析硅橡胶涂层和添加剂在聚砜基膜中起到的作用。本论文的开展,对工业生产用磷酸三丁酯为PDMS-PS复合膜的最优添加剂提供了理论依据的同时,也对其它气体膜分离技术的研究和开发提供借鉴。1天津理工大学2013届本科毕业论文第一章文献综述1.1膜及膜分离技术1.1.1膜的分类及特性膜分离法应用于多个领域，对膜的分类也有很多种，采用适合的膜进行污水处理才能够达到最好的效果。因此不同的领域对膜的分类有不同的参考标准，如膜的孔径、成膜材料、成膜组件、成膜的组分以及膜形态等。在炼油污水处理中，常用的分类方法是按照膜孔径和成膜材料分类。按照膜孔径分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜等。若油水体系中的油是以浮油和分散油为主，则一般选择孔径在10～100µm之间的微孔膜；若水体中的油是因有表面活性剂等使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油，油珠之间难以相互黏结，则需采用亲水或亲油的超滤膜分离，一则是因为超滤膜孔径小于10µm，通常为0.2～10µm；二则是超细的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚结；纳滤膜的孔径一般为0.5～2nm，主要用于截留透过超滤膜的那部分溶质，同时又可使被反渗透膜所截留的盐通过；反渗透膜的孔径和孔隙率最小，通常小于0.5nm，几乎可以完全将分子量较小的有机组分截留。按照成膜材料又分为有机膜和无机膜两类。常用的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜等，有机膜制备工艺简单、方便，膜组件的装填密度高，但膜产品易变形，遇热不稳定、不耐高温、在液体中易溶胀、强度低、再生复杂、使用寿命短。常用的无机膜材料有氧化铝、氧化锆、氧化钛等，无机膜制备工艺较复杂，但膜不易变形、耐高温、耐有机溶剂、抗微生物腐蚀、刚性及机械强度好、不老化，从而表现出更大的潜力[1-2]。近年来新兴的膜分类方法是按照分离组分的物理-化学性质将膜分为疏水膜和亲水膜两类。常用的疏水性膜由聚乙烯、聚偏二氟乙...
