[发明专利]用于将烯烃与其它化合物分离的改进的膜

说明书

氟化聚合物的银离聚物有用于将烯烃与诸如氮气、氧气、二氧化碳和甲烷之类的其它化合物分离。在许多情况下，烯烃与其它化合物之间的选择性是十分高的。这些膜有用于从其中烯烃是原料或产物的方法中回收烯烃和其它气态化合物。

发明领域

本发明涉及烯烃与不同于烷烃的气态物质的膜分离。更特别地，本发明涉及适合于从烯烃与其它气体的混合物中容易地运输烯烃的氟化聚合物膜的类型，所述其它气体不是烷烃，但可包括氮气、氧气、二氧化碳、氩气、以及在烯烃的化学转化中产生的化合物。本发明还包括甲烷与烯烃的分离。

发明背景

烯烃(尤其诸如乙烯和丙烯之类的低级烯烃)以巨量生产，并且是用于现代世界的基本化学结构单元。这些烯烃被直接转化成聚合物和其它化合物，并且在这些过程期间通常不消耗所有的烯烃。合意的是，从两种角度回收未使用的烯烃，以将其与该过程的所需的产物分离，而且还在该过程或另一过程中再使用烯烃，由此恢复未使用烯烃的价值。虽然出于一种或更多种原因，纯化该方法的所需产物可能是必需的，但是回收足够纯形式的烯烃以便再使用当然取决于具有产生经济意义的回收方法。

乙烯和丙烯的十分大的用途是聚合制备烯烃均聚物或共聚物。通常在形成聚合物之后，将它们成型为粒料，其在聚合之后立即含有溶解于其中的少量烯烃和少量其它物质。这些溶解的物质可能是可燃和有毒的，并因此必须在销售之前去除。通常，这在净化箱中通过使惰性气体(例如氮气)通过加热的粒料，以蒸发溶解(在粒料中)的烯烃和其它烃类来完成。以适合于再使用的形式以纯化氮气和烯烃两者来回收当然是合意的。

其它可适用于回收原料烯烃的化学方法包括环氧乙烷和乙酸乙烯酯的制备，二者都由乙烯制得。

还可合意的是，回收在工艺方法中使用但未反应的其它组分。从烯烃聚合树脂中回收氮气吹扫气体是一个实例。另一个实例是回收与乙烯混合用于水果催熟的氮气。或者，例如如果水果本身产生乙烯，则可以调节(降低)水果周围的气体(例如氮气或空气)中的乙烯浓度以延迟水果成熟。可以清除气流中的乙烯，允许其在控制水果周围的环境中再使用。

使用含有氟化聚合物的银离聚物的膜来分离烯烃与烷烃是众所周知的，参见例如美国专利5,191,151和国际专利申请公开第WO2015/009969号、第WO2016/182880号、第WO2016/182886号和第WO2016/182889号。然而，这些文献无一提及这些类型的膜用于将其它类型的化合物与烯烃分离的用途。也没有提及甲烷与烯烃的分离。虽然通常认为甲烷是烷烃，但它缺乏对应的烯烃，因此在以上专利和出版物中没有提及。

促进的运送膜分离(FTMS)已经作为将烯烃与烷烃分离的有效类型的膜方法出现。通过与增强选择性的载体机制结合的传统溶液扩散来实现经由FTMS的质量传递。在早期开发的液态形式的FTMS中，载体呈液体处于膜的表面上或孔中，所述膜用于将液体载体保持在进料侧附近或固定在膜内。然后在膜的渗透物侧排放与载体结合的组分。银离聚物膜通过一定类型的FTMS操作，但不存在单独的传统液相。

已经建议其它类型的膜用于分离烯烃与氮气，参见美国专利5,879,431。所报道的氮气和乙烯在-40℃下的选择性在7～12范围内，取决于通过膜装置的气体流速。使用简单的选择性可渗透聚合物膜(例如美国专利第5,879,431号中使用的膜)难以实现许多重要的含有烯烃的混合物的商业上实用的分离。传统的聚合物膜通常不能以商业上有吸引力的生产率和选择性来良好区分低级烯烃与其它低分子量化合物，因为这些化合物通常在分子大小和物理性质方面(通常影响选择渗透性的因素)均相似。

美国专利申请公开第2016/0075619号、第2016/0075620号和第2017/0050900号中报道了从其它化学工艺的产物流中膜分离烯烃。这些申请中无一提及在分离膜中使用(氟化)银离聚物。

通过引用将本申请中引用的所有专利、专利申请、参考文献、论文、标准等以其整体并入本文。

发明概述