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疏水陶瓷膜脫除油中水分研究

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【中文關鍵詞】油品脫水  陶瓷膜  疏水表面  膜分離  
【摘要】對采用平均孔徑50nm、表面疏水的陶瓷膜脫除油中水分的過程進行了研究,考察了跨膜壓差、膜面流速、原料液水含量對膜滲透通量及水截留率的影響.結果表明,采用疏水陶瓷膜脫除異辛烷中水分可得到較好的分離效果;增大跨膜壓差或減小原料液水含量可以增加膜穩定通量,而隨著膜面流速的增加,膜穩定通量先升后降.實驗得出適宜的操作參數為跨膜壓差0.1MPa、膜面流速1.67m/s,獲得的水截留率均在98%以上.基于所用陶瓷膜穩定的親油疏水表面,滲透側水含量在不同的操作條件下變化很。
【部分正文預覽】

烷基化油是清潔汽油的重要組分,我國大多采用硫酸催化法烷基化工藝生產烷基化油.在此工藝中,烷基化反應流出物中含有的少量催化劑硫酸,如果不去除,將嚴重影響后續工序.這是典型的非極性溶劑體系中極性液滴的去除過程.膜分離法具有分離效率高、能耗低、環境友好等優點,在去除非極性溶劑中的極性液滴,特別是脫除油中水分方面已有部分相關報道[1,2].Sun[3]等采用親水多孔玻璃膜分離不同含水量的水/煤油體系,考察了膜孔徑、跨膜壓差、水油比等條件對分離性能的影響,得到的滲透通量為650L/(m2·h),水截留率為96.5%.Kukizaki等[4]采用孔徑為0.86μm的親 水性多孔玻璃膜分離含水量為1mol/m3的NaCl水溶液/煤油體系,破乳率最高達91%.Scott等[5]采用平均孔徑為0.2μm的疏水PTFE膜錯流過濾分離含水量30%的水/煤油體系,所得滲透通量約為17L/(m2·h).Ezzati等[6]用0.45μm孔徑的疏水PTFE膜分離含水量5%~20%的水/汽油體系,在低乳化劑含量高水含量條件下,滲透通量達16L/(m2·h),水截留率為97.5%.這些研究均表明膜分離法可以有效地脫除油中水分,但目前使用較多的是有機膜.Hu[7,8]等人比較了不同表面性質的有機膜進行油品脫水的過程,發現疏水性膜的分離性能比親水性膜更好.陶瓷膜具有化學穩定性好,耐酸、堿、有機溶劑的侵蝕,耐高溫的優點,且具有抗微生物的能力,分離效率高,機械強度大,易再生,使用壽命長等,已廣泛應用于許多領域的分離和凈化過程.文會超等[9]采用孔徑為200nm 的氧化鋯膜處理脫脂液廢水,考察了操作條件對陶瓷膜處理脫脂液廢水效果的影響,得到膜的穩定通量為390L/(m2·h),滲透液油含量小于30mg/L,油截留率大于99.4%.俞曉麗等[10,11]采用孔徑為0.2μm的氧化鋯陶瓷膜處理植物油廢水,膜穩定通量為 150L/(m2·h),油截留率在98%以上.這些工作表明陶瓷膜在處理含油廢水方面已經取得了較好 的研究成果,但目前關于陶瓷膜應用于脫除油中水分的過程還少有報道.本工作以含少量水的異辛烷為實驗體系,研究疏水陶瓷膜脫除油中水分的過程,并考察跨膜壓差、膜面流速、原料液水含量等參數對滲透通量和水截留率的影響,優化操作參數.

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