一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于烯烃分离技术领域，具体涉及一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法及装置。本发明专利技术利用阳、阴离子交换膜将电解槽分为阳极室、中间室和阴极室，烯烃与银离子络合带正电荷，在电场作用下，向阴极移动，通过阳离子交换进入中间室，由于电荷相斥被阴离子交换膜阻隔，不能进入阴极室；而烷烃不能和银离子络合，自身不带电荷不会在电场的作用下迁移，依然留在阳极室。进入中间室的络合物，进一步升温、减压或萃取分相，可实现烯烃/烷烃的有效分离，中间室中的银离子溶液可返回阳极室循环利用，在分离的过程中，可补加原料，实现烯烃和烷烃的连续化分离。本发明专利技术操作简单，分离效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法及装置
本专利技术属于烯烃分离
，具体涉及一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法及装置。
技术介绍
烯烃是重要的化工基础原料，在有机合成中有广泛的应用，包括制备聚合物和合成橡胶等。在工业上，烯烃主要由石油裂解获得，但生成烯烃的同时会伴有烷烃等杂质。由于同碳烯烃和烷烃分子的大小和沸点相近，传统低温精馏的分离方法能耗高、工序复杂。研究发现银离子等过渡金属与烯烃之间可以形成络合物(与烷烃不发生反应)，该络合物可通过升温或减压而解络。基于此原理出现了络合吸收、络合吸附、促进传递膜分离烯烃/烷烃的方法。但上述技术目前还不成熟，难以工业应用。电渗析技术在纯水制备及废水处理等领域，已广泛应用。优点是价格便宜，操作简单，可连续化运行。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的目的在于一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法。本专利技术的再一目的在于提供一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的装置。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法，包含如下步骤：(1)将阳离子交换膜和阴离子交换膜依次固定在电解槽中，将电解槽分隔为阳极室、中间室和阴极室，阳极室和阴极室分别放入惰性电极作为阳极和阴极，阳极和阴极连接直流电源的正负极；(2)在阳极室中加入待分离的烯烃/烷烃混合液和硝酸银溶液，在中间室和阴极室中加入硝酸溶液；(3)打开直流电，进行电渗析；(4)电渗析10～60min后，将中间室中的溶液进行升温处理或减压处理，得到含银离子水相和烯烃油相的混合物，静置分相，分别得到烯烃和含银离子的溶液，或将中间室中的溶液通过萃取分相，得到含烯烃的有机相和含银离子的溶液，含烯烃的有机相进一步纯化分离，得到烯烃；含银离子的溶液返回阳极室，循环利用；在此过程中向阳极室补充待分离的烯烃/烷烃混合液，保持电解槽中的液位，实现连续化操作；步骤(1)中所述的阳离子交换膜和阴离子交换膜优选进行如下预处理：在去离子水中浸泡2～4h，然后冲洗2～4次；重复浸泡-冲洗过程2～4次；步骤(1)中所述的惰性电极优选为铂电极；步骤(2)中所述的阳极室中硝酸银溶液的初始浓度优选为0.5～2mol/L；步骤(2)中所述的阳极室中烯烃/烷烃混合液和硝酸银溶液的体积比优选为1:3；步骤(2)中所述的中间室和阴极室中硝酸溶液的初始浓度优选为0.5～2mol/L；步骤(3)中所述的电渗析的电流强度为0.002～0.02A；步骤(4)中所述的电渗析的时间优选为30min；步骤(4)中所述的中间室中的溶液优选通过蠕动泵输送到分离槽中进行升温、减压或萃取分相；所述的蠕动泵的流速优选为4～8mL/min；步骤(4)中所述的升温优选升温至45℃以上；步骤(4)中所述的降压优选为减压至真空度0.3atm以上；步骤(4)中所述的降压进一步优选为减压至真空度0.5atm以上；步骤(4)中所述的升温处理或减压处理的时间优选为10min～2h；步骤(4)中所述的萃取的试剂可以为甲苯；步骤(4)中所述的含银离子的溶液优选通过蠕动泵返回阳极室；所述的蠕动泵的流速优选为4～8mL/min；一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的装置，包含电解槽、直流电源和分离槽，其中，电解槽中设有阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜和阴离子交换膜将电解槽分为阳极室、中间室和阴极室；阳极室和阴极室内均设有惰性电极，阳极室内的惰性电极连接直流电源的正极，阴极室内的惰性电极连接直流电源的负极；中间室、分离槽和阳极室依次连接构成循环回路；所述的中间室优选通过蠕动泵与分离槽连接；所述的分离槽优选通过蠕动泵与阳极室连接；本专利技术的原理：本专利技术将阳离子交换膜和阴离子交换膜固定在电解槽中，将电解槽分隔为阳极室，阴极室和中间室，阳极室和阴极室分别放入惰性电极并连接直流电源。阳极室放入烯烃/烷烃混合液和硝酸银溶液，阴极室和中间室放入硝酸溶液。阳极室中，烯烃与硝酸银中的银离子形成银离子-烯烃络合物。在电场的作用下，银离子-烯烃络合物向阴极移动，可通过阳离子交换膜而被阴离子交换膜阻挡，就进入了中间室。而烷烃不能与银离子络合，依然在留在阳极室。将中间槽中的含有银离子-烯烃络合物的溶液进行解络，例如：通过蠕动泵输送到分离槽中进行升温或减压)，含有银离子-烯烃络合物的溶液解络分成含银离子水相和烯烃油相；或中间槽的含有络合物的溶液利用萃取分相，进而达到烯烃的分离，同时再将分离槽中的含银离子的溶液返回阳极室(可通过蠕动泵)，使银离子循环利用(图2)。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术提供的利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法是依靠在电场下电荷的移动，和阴、阳离子交换膜对正负电荷离子的通过选择性实现分离。其中，烯烃与银离子络合带正电荷，在电场的作用下，向阴极移动，通过阳离子交换进入中间室，由于电荷相斥被阴离子交换膜阻隔，不能进入阴极室。而烷烃不能和银离子络合，自身不带电荷不会在电场的作用下迁移，依然留在阳极室。进入中间室的络合物，进一步升温或减压并分相或直接萃取分相，可实现烯烃/烷烃的有效分离。(2)本专利技术提供的利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法中间室分相后剩余溶液(银离子溶液)可返回阳极室循环利用。(3)本专利技术提供的利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法在分离的过程中，可补加原料，实现烯烃和烷烃的连续化分离。(4)本专利技术操作简单，成本低，分离效率高。附图说明图1是本专利技术利用电场连续分离烯烃/烷烃的装置的结构示意图。图2是本专利技术利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法的流程图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例中阳离子交换膜(CMI-7000阳离子交换膜)和阴离子交换膜(AMI-7001阴离子交换膜)购自杭州绿合环保科技有限公司；实施例1如图1所示，一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的装置，包含电解槽1、直流电源2和分离槽3，其中，电解槽1中设有阳离子交换膜4和阴离子交换膜5，阳离子交换膜4和阴离子交换膜5将电解槽1分为阳极室6、中间室7和阴极室8；阳极室6和阴极室8内均设有惰性电极9和10，阳极室6内的惰性电极9连接直流电源1的正极，阴极室8内的惰性电极10连接直流电源1的负极；中间室7、分离槽3和阳极室6依次连接构成循环回路；所述的中间室7优选通过蠕动泵11与分离槽3连接；所述的分离槽3优选通过蠕动泵12与阳极室6连接。实施例2(1)将阳离子交换膜和阴离子交换膜分别在去离子水中浸泡4h，冲洗2次，重复浸泡-冲洗过程2次，得到预处理后的阳离子交换膜和阴离子交换膜；(2)将步骤(1)预处理后的阳离子交换膜和阴离子交换膜依次固定在电解槽中，将电解槽分隔为阳极室、中间室和阴极室，阳极室和阴极室分别放入铂电极作为阳极和阴极，阳极和阴极连接直流电源的正负极，装置连接方式见实施例1；(2)在阳极室中加入待分离的烯烃/烷烃混合液(1-己烯/正己烷，质量比1:1)10mL和1mol/L硝酸银溶液30mL，在中间室和阴极室中各加入1mol/L的硝酸溶液30mL；(3)打开直流电，进行电渗析，电流强度为0.002A；(4)电渗析45min后，将中间室中的溶液通过蠕动泵(蠕动泵的流量为8mL/min)输送到分离槽中并升温至45℃并恒温处理30min使银离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法，其特征在于包含如下步骤：(1)将阳离子交换膜和阴离子交换膜依次固定在电解槽中，将电解槽分隔为阳极室、中间室和阴极室，阳极室和阴极室分别放入惰性电极作为阳极和阴极，阳极和阴极连接直流电源的正负极；(2)在阳极室中加入待分离的烯烃/烷烃混合液和硝酸银溶液，在中间室和阴极室中加入硝酸溶液；(3)打开直流电，进行电渗析；(4)电渗析10～60min后，将中间室中的溶液进行升温处理或减压处理，得到含银离子水相和烯烃油相的混合物，静置分相，分别得到烯烃和含银离子的溶液，或将中间室中的溶液通过萃取分相，得到含烯烃的有机相和含银离子的溶液，含烯烃的有机相进一步纯化分离，得到烯烃；含银离子的溶液返回阳极室，循环利用；在此过程中向阳极室补充待分离的烯烃/烷烃混合液，保持电解槽中的液位，实现连续化操作。

【技术特征摘要】
1.一种利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法，其特征在于包含如下步骤：(1)将阳离子交换膜和阴离子交换膜依次固定在电解槽中，将电解槽分隔为阳极室、中间室和阴极室，阳极室和阴极室分别放入惰性电极作为阳极和阴极，阳极和阴极连接直流电源的正负极；(2)在阳极室中加入待分离的烯烃/烷烃混合液和硝酸银溶液，在中间室和阴极室中加入硝酸溶液；(3)打开直流电，进行电渗析；(4)电渗析10～60min后，将中间室中的溶液进行升温处理或减压处理，得到含银离子水相和烯烃油相的混合物，静置分相，分别得到烯烃和含银离子的溶液，或将中间室中的溶液通过萃取分相，得到含烯烃的有机相和含银离子的溶液，含烯烃的有机相进一步纯化分离，得到烯烃；含银离子的溶液返回阳极室，循环利用；在此过程中向阳极室补充待分离的烯烃/烷烃混合液，保持电解槽中的液位，实现连续化操作。2.根据权利要求1所述的利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的阳离子交换膜和阴离子交换膜进行如下预处理：在去离子水中浸泡2～4h，然后冲洗2～4次；重复浸泡-冲洗过程2～4次。3.根据权利要求1所述的利用电场连续分离烯烃/烷烃的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的阳极室中硝酸银溶液的初始浓度为0.5～2mol/L；步骤(2)中所述的阳极室中烯烃/烷烃混合液和硝酸银溶液的体积比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振，李龙飞，张世英，张梁燕，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41