本发明专利技术公开了一种聚结纤维的制备方法及由该方法制备的聚结纤维，包括以下步骤：S1.对包含聚丙烯树脂和稀释剂的混合物进行熔融处理，得到纺丝液；S2.对所述纺丝液进行挤出处理；S3.对所述步骤S2得到的纺丝液进行纺丝处理，得到初生纤维；S4.使所述初生纤维在空气中暴露5-30s，使稀释剂挥发；S5.对步骤S4得到的初生纤维进行冷却处理，得到纤维长丝；S6.对步骤S5得到的纤维长丝进行萃取处理，制得所述聚丙烯聚结纤维。本发明专利技术方法工艺简便，生产路径短，制备的聚结纤维孔径适中、机械强度高、分离性能优良，应用于处理含油污水中，对污水的除油效率高。油效率高。油效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯聚结纤维的制备方法及应用
[0001]本专利技术涉及一种聚丙烯聚结纤维的制备方法，由该方法制备的聚丙烯聚结纤维材料，以及其在处理含油污水中的应用，还涉及一种处理含油污水的装置，属于水处理
技术介绍
[0002]油污染作为一种常见的污染，对环境保护和生态平衡危害极大。产生含油污水的范围很广，石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运等过程中均会产生含油污水。我国含油污水产量极高，仅油田、炼油行业每年就产生30亿吨以上的含油污水，含油污水也是当今难处理的工业废水之一，随着环保要求和节能降耗的日趋严格化，污水综合排放标准(GB 8978-1996)和石油炼制工业污染物排放标准中规定外排污水的含油浓度应小于10ppm，这对于污水的处理能力和分离效率提出了更高的要求。
[0003]聚结分离法作为一种物理除油方法，将重力分离和聚结技术融为一体，利用油水密度差的特性，实现分离过程。聚结分离器具有动力能耗低，分离效率高，操作弹性大等优点，当含油污水通过聚结分离器时，油滴与聚结材料相互作用，由于材料表面的亲油性，油滴与材料表面形成一定厚度的连续油膜，后续的油滴通过该表面时，液滴与层膜间形成夹液层，液滴在排液过程中，液膜逐渐变形、减薄，当液膜达到临界值时发生破裂，两液滴实现融合而聚并长大，小油滴逐渐聚并为大油滴，随着水流的牵引力，大油滴摆脱聚结材料的吸附，实现脱落，在浮力的作用下进入油层而分离。聚结法除油其技术关键是聚结材料，聚结材料可分为多孔材、纤维材和粒状材等，其中纤维材能制成直径较细、表面积较大的材料，可具有显著的除油效能。
[0004]聚结过程主要靠阻截、扩散作用，只有当油滴移动到靠近材料的表面时才能由范德华引力作用而被材质所捕获，所以起作用的仅系外表面，故外表面越大时油滴靠近材料、附着的机率就越高，材料的表面积对油滴聚结效果有较为显著的影响，对光滑表面的纤维材料可采用减小直径等办法来提高表面积，但聚结材料直径过小或中空纤维等形式会使填充床层压降过大、不易清洗再生，给实际运行造成极大的困难，因此较为理想的办法是增加材料表面的粗糙度以达到提高表面积的目的。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是根据现有技术中存在的缺陷，提供一种聚丙烯聚结纤维的制备方法，将亲油聚丙烯树脂通过热致相分离法制成表面具有微孔结构的聚结纤维材料，增加表面的粗糙度和表面积，本专利技术方法工艺简便，生产路径短，根据本专利技术的方法制备的聚丙烯聚结纤维孔径适中、表面粗糙度高、比表面积大、机械强度高、分离性能优良，应用于处理含油污水中，对污水的除油效率高，本专利技术还提供了一种处理含油污水的装置，结构简单，消耗动力少，无需投加任何药剂，就能对污水中的油污起到较好的去除效果，且污染较低，在含油污水处理领域具有良好的应用前景。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种聚丙烯聚结纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1.对包含聚丙烯树脂和稀释剂的混合物进行熔融处理，得到纺丝液；
[0008]S2.对所述纺丝液进行挤出处理；
[0009]S3.对所述步骤S2得到的纺丝液进行纺丝处理，得到初生纤维；
[0010]S4.使所述初生纤维在空气中暴露5-30s，使稀释剂挥发；
[0011]S5.对步骤S4得到的初生纤维进行冷却处理，得到纤维长丝；
[0012]S6.对步骤S5得到的纤维长丝进行萃取处理，制得所述聚丙烯聚结纤维。
[0013]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚丙烯树脂和稀释剂的质量比为(20-95)∶(5-80)，优选(45-85)∶(15-55)。
[0014]在此质量比范围内所制备的纤维的机械性能好、表面孔分布均匀。
[0015]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚丙烯树脂的熔融指数为0.2-80g/10min，此熔融指数范围的聚丙烯树脂原料流动性、加工性及机械性能较好，熔融指数测试条件为温度230℃，负载砝码2.16公斤。
[0016]根据本专利技术的优选实施方式，所述稀释剂包括植物油和/或邻苯二甲酸酯类化合物。
[0017]根据本专利技术的具体实施例，所述植物油选自花生油、蓖麻油和大豆油中的至少一种，优选为大豆油。
[0018]根据本专利技术的具体实施例，所述邻苯二甲酸酯类化合物包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二庚酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种，优选为邻苯二甲酸二丁酯和/或邻苯二甲酸二辛酯。
[0019]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚丙烯树脂原料在使用前在70-90℃下干燥2-6小时，然后再与稀释剂混合，优选所述混合在通氮气的条件下进行。
[0020]根据本专利技术的优选实施方式，所述熔融处理的温度为175-230℃，时间为0.5-3h。
[0021]根据本专利技术的优选实施例，所述步骤S1可按照如下方法进行：将聚丙烯树脂原料在70-90℃下干燥2-6小时，与稀释剂在带有搅拌装置的纺丝釜中混合，然后加热至175-230℃，并在通氮气的条件下搅拌0.5-3h，混合均匀，得到纺丝液。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S2中通过螺杆挤出机对所述纺丝液进行挤出处理；和/或所述螺杆挤出机的管道温度为175-230℃，机头压力为0.5-3MPa。
[0023]通过螺杆挤出机直接挤出纺丝液，并利用机头的高压排除进入到喷丝头中气泡，省去静置脱泡时间，有利于纤维的连续制备，提高生产效率。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S3中的纺丝处理包括：将所述纺丝液输送至喷丝头，通过喷丝头挤出得到初生纤维；
[0025]根据本专利技术的优选实施方式，所述喷丝头的孔径为0.1-5mm，优选1-2.5mm，温度为140-180℃。
[0026]根据本专利技术的优选实施例，所述步骤S3可按照如下方法进行：过滤纺丝液，然后用计量泵将过滤后的纺丝液输送至喷丝头，以恒定的速率经喷丝头挤出得到纤维长丝。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述步骤S5中使所述初生纤维经过至少三级凝固浴进行冷却处理；优选地，使所述初生纤维首先通过80-100℃的一级凝固浴进行冷却，然后通过40-60℃的二级凝固浴进行冷却，最后通过0-10℃的三级浴进行冷却，制得所述纤维长
丝。
[0028]根据本专利技术的优选实施方式，所述一级凝固浴的介质包括质量分数为10-100％的植物油、邻苯二甲酸酯类化合物和三乙酸甘油酯类中的至少一种的水溶液；和/或所述二级凝固浴的介质包括质量分数为10-90％的表面活性剂和/或多元醇的水溶液；和/或所述三级凝固浴的介质为去离子水。
[0029]根据本专利技术的优选实施方式，所述植物油包括花生油、蓖麻油、大豆油和玉米油中的至少一种，优选为大豆油。
[0030]根据本专利技术的优选实施方式，所述邻苯二甲酸酯类化合物包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二庚酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种，优选为邻苯二甲酸二丁酯和/或邻苯二甲酸二辛酯。
[0031]根据本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯聚结纤维的制备方法，包括以下步骤：S1.对包含聚丙烯树脂和稀释剂的混合物进行熔融处理，得到纺丝液；S2.对所述纺丝液进行挤出处理；S3.对所述步骤S2得到的纺丝液进行纺丝处理，得到初生纤维；S4.使所述初生纤维在空气中暴露5-30s，使稀释剂挥发；S5.对步骤S4得到的初生纤维进行冷却处理，得到纤维长丝；S6.对步骤S5得到的纤维长丝进行萃取处理，制得所述聚丙烯聚结纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯树脂和稀释剂的质量比为(20-95):(5-80)，优选(45-85):(15-55)；和/或所述稀释剂包括植物油和/或邻苯二甲酸酯类化合物。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述熔融处理的温度为175-230℃，时间为0.5-3h。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中通过螺杆挤出机对所述纺丝液进行挤出处理；和/或所述螺杆挤出机的处理温度为175-230℃，压力为0.5-3MPa。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中的纺丝处理包括：将所述纺丝液输送至喷丝头，通过喷丝头挤出得到初生纤维；和/或所述喷丝头的孔径为0.1-5mm，优选1-2.5mm，温度为140-180℃。6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中使所述初生纤维经过至少三级凝固浴进行冷却处理；优选地，使所述初生纤维首先通过80-100℃的一级凝固...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽，奚振宇，李宇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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