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使用聚苯硫醚纤维去除有机溶液中的钠盐

发布时间:2019/8/20 16:15:52阅读人次:1332

钠及其化合物有着广泛的用途,金属钠常被用作有机合成及制取某些稀有金属的还原剂、制成钠光灯和用于合成四乙基铅(汽油抗暴剂),液态钠还可以用作反应堆的传热剂等等。虽然钠的作用很多但是它也有很多负面作用,如在电厂,饱和钠离子蒸气超标容易引起过热器结垢, 汽轮机叶片结盐 ,若严重超标,在短期内甚至会引起过热器爆管。

在生产乙烯装置中,乙烯裂解炉中若有钠离子的存在会使设备结焦并腐蚀炉管,使其寿命大大减少。乳化炸药具有良好的抗水性,在乳化炸药生产过程中亚硝酸钠的含量过高会导致生产安全系数的下降,随着亚硝酸钠含量的增加炸药的殉爆距离、爆速、猛度性能指标均呈上升趋势,这对乳化炸药安全生产是极为不利的。

在异丙苯法制苯酚、丙酮的工艺中,会引入氢氧化钠作为中和剂,但其残留的钠盐随料液进入精馏单元后,会沉积在塔釜再沸器和各级塔板上 ,造成塔效率降低影响生产效益, 采用高分子材料聚苯硫醚(聚苯硫醚)能有效地去除有机溶液中微量的钠盐。

聚苯硫醚纤维具有特殊的亲水疏油性质,当溶液体系经过纤维时,分散在油相中的小水滴能够优先吸附在纤维上,而油滴则直接通过纤维,从而实现了油相和水相的分离,达到了去除钠离子的目的,这个油水相分离的过程称为聚结

根据 Hazlett F.M.Othman的聚结理论,水滴在纤维表面的被“捕获”的作用有 :拦截作用、沉淀作用 、扩散作用 、惯性碰撞作用以及范德华力作用 ,其中沉淀作用 、范德华力作用的影响很小, 可以忽略不计;扩散作用只在流速很低的时候起作用, 并且它的总体作用不大;而对于惯性碰撞作用来说, 微小液滴与它所在的流体密度差别越大时其作用才会越明显。除此之外 ,聚苯硫醚 纤维还具有优秀的耐高温和耐腐蚀性能:聚苯硫醚在室温至 200℃的范围内能经受多种酸、碱、盐和其它化工介质的腐蚀,其耐蚀性能仅次于HF4。本文对 聚苯硫醚 纤维去除苯酚 、丙酮以及异丙苯混合溶液中微量的钠离子进行了研究。

使用 聚苯硫醚 纤维处理含钠离子的有机溶液实验可见:当聚苯硫醚用量为固定值时, 溶液处理流量 0.2 mL/min0.5 mL/min变化时,得到的样品中的钠离子含量逐渐降低;当溶液处理流量不变时,随着聚苯硫醚用量的增大,得到的样品中的钠离子含量也逐渐降低。对于同样流量下,聚苯硫醚 用量相对较大的处理效果要优于用量小的,并且当聚苯硫醚用量为1.5 g以及2.0g时,去除钠离子的效果很接近,说明1.5g的聚苯硫醚使用量已接近最佳处理效果。

从分离机理上来说对于本溶液体系,有机相的密度为 0.987 8 g/mL,与水的密度较为接近,因此惯性碰撞的作用很小,而对影响最大的拦截作用来说, 当流速增加时 ,拦截作用也随之增加,因此,当流量增加时, 液滴也越容易被“捕获”,即流量的增加有利于分离。Hazlett的理论同样认为,纤维的使用量对于实验的结果也有一定影响,当使用量越多时,分离效果越好,但是当纤维的使用量到达一定程度时,继续增加使用量并不能够继续提高效果, 这个结论与本实验的结论相吻合。