膜法脱硫技术应用.ppt

3.6 改性后脱硫效果 分子筛/聚醚砜膜 （AgY分子筛-PES 杂化膜） 当原料硫浓度为500μg/g时，膜在1小时左右达到吸附平衡，吸附容量可达7.3 mg S/g。 吸附温度升高时吸附容量下降 PDMS-Ni2+Y分子筛杂化膜 当分子筛含量为5.0%(m)时,杂化膜的渗透通量达3.26 kg/(m2·h),硫富集因子达4.84。 3.7 操作参数的影响 进料温度 原料汽油硫质量分数=750μg/g。由图看出，随着进料温度增加，渗透通量增加，硫富集因子先增加后降低，在100-110附近达到最大值。 从溶解扩散机理来看，操作温度升高，膜内高分子链段运动加剧，高分子链变得柔软、松弛，有利于分离组分在膜内的扩散； 操作温度升高，使硫化物和烃类在膜内的溶解度均上升，同时二者在膜内扩散系数增大； 操作温度升高，膜渗透侧组分的饱和蒸汽压升高，使渗透物通过膜的传质推动力增大，有利于分离组分透过膜； 操作温度升高，小分子在膜中的扩散速度加大，因而渗透速率增加，渗透通量增加。 而温度持续升高，缩小了两类组分在膜中溶解度和扩散速率之间的差别，减弱了渗透组分与膜的相互作用，使膜的分离系数下降，因此硫富集因子表现为先变大后又变小。 3.7 操作参数的影响 操作压力 随着真空罩内操作压力的上升，渗透通量和硫富集因子均降低。 渗透气化过程所需推动力主要是通过压力差获得，当罩内操作压力逐渐变大时，传质推动力减小， 分子脱附的速率减慢，扩散速率下降，因此渗透通量与硫富集因子均降低。 3.7 操作参数的影响 进料流量 渗透通量随着进料流量的增加而增加，而硫富集因子随着进料流量的增加先增加后减少，在流量约为22L/H时达到最大值。 渗透汽化过程是一个传质、传热过程同时存在的分离过程，当进料流量较小时，浓差极化的存在导致膜上游侧膜面液相浓度小于料液本体浓度，同时导致膜上游侧膜液相的温度低于料液本体的温度，使渗透物通过膜的传质推动力降低，从而通量和富集因子均偏低。 根据流体流动理论，流动速率变快，雷诺数变大，边界层变薄，传质、传热阻力随之降低，此时渗透通量与硫富集因子均表现为上升趋势。 当流量大于22L/H，处理能力超出实验所用膜面积，此时分离膜对未含硫组分的分离能力降低，造成渗透通量迅速增长，硫富集因子降低 4、膜材料制备及应用 4.1膜制备 相转化法制备膜工艺流程 聚合物 溶剂 添加剂 均质制膜液 流涎法制成平板型、圆管型；纺丝法制成中空纤维 蒸出部分溶剂 凝固液浸渍 水洗 后处理 非对称膜 将均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液加入非溶剂或加热制膜液，使液相转变为固相的过程。 致密层厚度约0.25～1 ?m 分子筛/聚醚砜膜 4.1膜制备 多孔支持膜 涂覆 交联 加热 形成超薄膜 亲水性高分子溶液的涂覆 复合膜 形成超薄膜的溶液 交联剂 膜的透过速率与膜的厚度成反比。 可制备表面层小于0.1 ?m的膜。 复合制膜工艺流程 板框式膜组件 管式膜组件 卷式膜组件 更具工业应用价值 易堵塞 4.2 膜组件 4.2 膜组件 工业应用最多的是板框式组件 4.3 渗透汽化法脱硫技术的工业放大 Grace Davison公司开发的S-Brane膜脱硫技术，2003年在ConocoPhillips公司的Bayway炼油厂建成运行了300 BPD规模的工业示范装置。 避免1.5~2的辛烷值损失 可以减少60~70%的氢耗 对于30 000 bpd(1 b/d=453.59 g/d)处理量的汽油脱硫单元相当于节约了500万美元。 S-Brane膜脱硫工艺示意图 渗透蒸发膜法耦合加氢脱硫工艺过程示意图 4.3 渗透汽化法脱硫技术的工业放大 中国石油大学（华东）的平板膜脱硫工艺，在2008年建立起一套膜面积1.5 m2的中试装置，处理量1 BPD，渗透通量2.6 kg/(m2·h)，富硫因子保持在3左右。 总之还没有十分成熟的工业技术。 5、总结与展望 5.1 总结 膜法汽油脱硫是一种极有工业化前景的新型高效脱硫技术。利用该过程对汽油进行深度脱硫,大部分含硫化合物被浓缩在少量的汽油中,减少了汽油辛烷值损失，减少了氢气消耗。 目前报道的渗透汽化膜已经具备了较高的硫富集因子,但渗透通量普遍较低,从而造成设备投资过高,影响该技术的推广。 5.2 展望 由于汽油的产能较大,因而相应的配套措施需要满足规模化生产。继续开发具有高通量、高选择性的渗透汽化脱硫膜,特别是高通量膜材料的研制具有重要意义。 渗透浓缩后高硫部分汽油仍需进一步处理；国Ⅴ时加氢后低硫汽油可能存在质量波动，渗透汽化法可作为传统加氢