[发明专利]高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐用改性阳离子交换膜、改性方法、电渗析装置及脱盐方法

说明书

本发明提供高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐用改性阳离子交换膜、改性方法、电渗析装置及脱盐方法，属于离子交换膜技术领域。高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐用改性阳离子交换膜的改性方法，先制备出镁铝层状双氢氧化物，将其溶解至水中形成沉积液再通过电沉积方法负载在阳离子交换膜的表面。本发明的改性方法基于镁铝层状双氢氧化物独特的片层结构和正电性，通过电沉积的方式负载在阳离子交换膜的表面对其进行改性，得到的改性阳离子交换膜可以依靠改性后增加的致密性和空间位阻效应阻碍乙二醇的迁移，用于乙二醇溶液电渗析脱盐时，能够有效减少乙二醇的泄漏率。且本发明原材料价格低廉，改性方法简单，降低了制作成本。

技术领域

本发明涉及离子交换膜技术领域，尤其涉及高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐用改性阳离子交换膜、改性方法、电渗析装置及脱盐方法。

背景技术

深水气田开采过程中，注入乙二醇溶液可以抑制天然气水合物的形成，从而减少因结晶造成的管道堵塞问题。为了降低经济成本以及避免废弃的乙二醇溶液污染环境，开发乙二醇再生与回收系统(MRU)至关重要。然而回收的乙二醇溶液因海水的浸入富含许多溶解性盐，会导致MRU系统结垢腐蚀，因此在回收时必须加入脱盐流程。近年来常用的普通热法脱盐存在能耗高、占地面积大等技术缺陷，而电渗析技术由于其过程不涉及相变，具有能耗低、占地面积小、脱盐负荷设计灵活等明显优势，成为乙二醇溶液脱盐的首选。如已有专利(CN113769585A)公开了一种高含盐乙二醇溶液的脱盐装置和方法，并具体公开了一种高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐装置。

在电渗析脱盐过程中，由于盐通量诱导的协同转运会导致乙二醇产生一定的泄漏。为了进一步降低乙二醇的损失，需要对离子交换膜进行针对性的表面改性。要求改性的离子交换膜在保持原有的脱盐和机械性能的同时能够拥有优异的阻醇性能。由于乙二醇分子与碱金属阳离子存在一定的亲和力，导致泄漏率进一步的升高，需要提升阳离子交换膜的阻醇性能。然而目前为止，鲜有相关研究报道。

有鉴于此，本发明特提供高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐用改性阳离子交换膜、改性方法、电渗析装置及脱盐方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐过程中乙二醇产生泄漏的问题，提供一种高含盐乙二醇溶液电渗析脱盐用改性阳离子交换膜的改性方法，该改性方法得到的改性阳离子交换膜可以在不影响脱盐性能的基础上实现优越的阻醇性能。所述的改性阳离子交换膜的改性方法为：先制备出镁铝层状双氢氧化物，将其溶解至水中形成沉积液再通过电沉积方法负载在阳离子交换膜的表面，得到改性阳离子交换膜。

本发明所述的阳离子交换膜为未改性阳离子交换膜，所述的阳离子交换膜可以为任何商业或自制的异相阳离子交换膜，商业异相阳离子交换膜包括但不仅限于上化、金秋、蓝然等厂家生产的异相阳离子交换膜。本发明的改性方法基于镁铝层状双氢氧化物独特的片层结构和正电性，通过电沉积的方式负载在阳离子交换膜的表面对其进行改性，得到的改性阳离子交换膜可以依靠改性后增加的致密性和空间位阻效应阻碍乙二醇的迁移，用于乙二醇溶液电渗析脱盐时，能够有效减少乙二醇的泄漏率。且本发明原材料价格低廉，改性方法简单，降低了制作成本。

进一步地，所述的镁铝层状双氢氧化物采用如下方法制备：在超纯水中加入MgCl₂·6H₂O和AlCl₃·6H₂O，然后在氮气保护下缓慢滴加溶解了NaOH 和Na₂CO₃的水溶液，剧烈搅拌1-3小时，将搅拌后的溶液转至反应釜中，在烘箱内陈化8-12小时，将得到的沉淀进行离心、水洗和干燥处理，获得镁铝层状双氢氧化物，其中，MgCl₂·6H₂O、AlCl₃·6H₂O、NaOH和Na₂CO₃的摩尔比为27:9:74.1:3.3。

进一步地，陈化时烘箱的温度保持100℃。