[发明专利]一种液化气脱硫用膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料及其制备方法，特别涉及一种液化气脱硫用膜材料及其制备方法。

背景技术

液化气是石油产品之一，英文名称liquefied petroleum gas，简称LPG，是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。随着我国经济的飞速发展，液化气在民用燃料领域还是工业原料领域都发挥着不可替代的作用，对于其需求也是越来越大。据海关统计，2004年1至11月，我国共进口了液化石油气约600万吨，22.3亿美元；2007年我国进口液化石油气697.8万吨，价值30.9亿美元，比上年分别增长15.2％和2％。

对于液化气来说，硫是带来污染的主要原因。硫在燃烧后会形成硫氧化物，进而造成酸雨，酸雨对农作物、土壤、水体、建筑都有着很大的负面影响。液化气中硫主要的存在形态是H₂S和硫醇、硫醚等有机硫化合物，这些化合物都有属于有毒物质，在很低的浓度下就会对人体造成伤害。例如硫醇，目前已被公认是一种对人体有害的物质，具有极其强烈的恶臭。在突然高浓度的恶臭物质袭击下，能使人头晕脑胀、头疼、恶心、呕吐、眼睛疼等。而硫化氢的危害就更加严重，极高浓度下可发生“闪电型窒息死亡”，长期低浓度接触，也会引起神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱。所以液化气脱硫对于液化气的清洁化有着非常重要的意义。从另一角度看，随着近年来深加工的发展，硫含量高会造成液化气经过的设备腐蚀，这也是液化气必须脱硫的原因之一。

各国对于液化气的硫含量也都有规定。如我国采用标准GB11174-1997《液化石油气》规定的总硫限量为343mg/m³、GB9052.1-1988《油气田液化石油气》规定的总硫限量为140-185mg/m³，而英国、波兰、荷兰、保加利亚等欧洲国家的标准对民用石油气燃料的总硫限量普遍要求是50-120mg/m³，ISO标准要求的是不大于50mg/m³，我国标准超过ISO标准要求的3倍以上，美国的标准更严，只有22.9mg/m³。而液化石油气主要用于家庭做饭取暖，如硫含量过高对家庭和城市空气都会有严重污染。随着我国综合国力的提高，对于环境保护方面的要求也会随之提高。

液化气的主要成分是C3、C4的烷烃、烯烃，另外C5、C6成分也存在。液化气中的硫成分，主要分两种：无机硫和有机硫。无机硫主要是硫化氢(H₂S)，有机硫主要有硫醇(甲硫醇、乙硫醇)、硫醚、羰基硫等，其中硫醇占有机硫的80％以上，而在硫醇中，甲硫醇占90％，乙硫醇占10％。目前炼油厂的液化气主要是催化裂化(FCC)液化气和焦化液化气，其中催化裂化液化气占90％以上。硫化氢可以通过醇胺洗将其除去，而硫醇脱除采用大量的碱液，造成环境污染以及操作的危险性，所以采用清洁、安全的方法将FCC液化气中的硫醇的脱除就显得十分必要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种液化气脱硫用膜材料及其制备方法，本发明所制得的膜材料对液化气中的硫化物具有较强的选择渗透性、能够耐受高温、耐受液化气中的复杂组分，在保持优秀分离性能的同时，达到高通量的目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种液化气脱硫用膜材料及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将质量百分比为10-20％聚偏氟乙烯溶解于质量百分比为80-90％的N，N-二甲基乙酰胺中，经80目的筛子过滤、抽真空脱泡后，流涎在聚酯无纺布上，流涎厚度为100-150μm，在15-30℃的水中凝胶后制成聚偏氟乙烯多孔底膜；

(2)将质量百分比为40-80％端羟基聚丁二烯-丙烯腈HTBN和20-60％的甲苯二异氰酸酯TDI混合，在10-40℃温度下搅拌4-6个小时，溶解均匀；

(3)将质量百分比为70-95％甲基丙烯酸甲酯MMA、2-10％的偶氮二异丁腈AIBN、3-20％的二(甲基丙烯酸)-缩二乙二醇酯DEGDMA混合，搅拌均匀；

(4)将步骤2和步骤3中的两种溶液按重量比5∶1-1∶10混合，超声震荡脱气，并充入流量为60-100毫升/分钟、纯度为99.9％的氮气，搅拌6-8小时；得到互穿网络结构聚合物溶液；

(5)将步骤4中得到的互穿网络结构聚合物溶液均匀地流涎在步骤1制得的聚偏氟乙烯底膜上，厚度为20-80μm，放在烘箱中在80-150℃下烘烤5-12小时，固化后即得到所需制备的复合膜。

制得的本发明材料组成成份为：