一种烷基化反应产物脱酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种烷基化反应产物脱酸的方法，其具体步骤为：烷基化反应产物（烃类油）与硫酸的混合乳化液经重力沉降后，以０．０１～５ｍ／ｓ的膜面流速通过装有疏水改性陶瓷膜的组件进行分离，在操作压力为０．０１～０．３ＭＰａ，操作温度为０℃～４０℃的范围内，以错流过滤方式实现油品脱酸过程。在压力推动下，油通过陶瓷膜，其中的酸被截留，得到的油中酸含量低于１００ｐｐｍ，大大减少了烷基化工艺的酸碱精制系统中碱的用量和废水的产生量，并减少了静电沉降的使用。陶瓷膜表面经疏水改性，水滴在膜表面的接触角为７０°～１６０°。该方法适用于多种油品中极性液体的脱除。本发明专利技术方法工艺简单，能耗低，分离精度高，无环境污染，经济实用价值高，易于实现工业化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烷基化反应产物脱酸方法，属于膜分离领域。
技术介绍
汽车尾气排放已成为我国许多大城市大气污染的主要来源，严重困扰着人们生 活，因此，生产清洁的汽油迫在眉睫，烷基化油是清洁汽油的理想成分。目前我国大多 采用的硫酸法烷基化工艺，烷基化反应产物需要采用浓硫酸洗涤去除硫酸酯，酸洗后的 反应物进入沉降器。但沉降器并不能完全将硫酸去除，特别是，为了提高催化反应效 率，在反应器中的硫酸被搅拌处理成为微细液滴，增大了沉降分离的难度。这些硫酸进 入后续工艺，导致生产设备严重腐蚀。目前实际生产中常采用的方法是，将酸洗后的乳 化液经静电沉降，再经碱水洗涤后静电沉降的方式分离去除硫酸。采用此方法，可以有 效地去除烷基化反应产物中的硫酸，但需要使用大量的碱且产生大量的废水，同时存在 的问题是系统腐蚀严重及电沉降器送电不正常，而系统腐蚀严重的主要原因就是电沉降 器投用不正常造成的。因此急需开发高效的新型分离技术。烷基化反应物中少量硫酸的去除是一种非极性溶剂体系中极性液滴的去除，国 内外已有可以借鉴的相关研究，其中油品脱水是较典型的过程。目前工业上使用较多的 油品脱水方法主要有(1).重力分离法即重力沉淀，其原理是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在静止或低 速流动状态下实现水滴与油液的分离。重力沉淀可去除油液中的较大尺寸水滴以达到初 步除水的目的。含水浓度较大的油液一股使用重力分离法处理。从使用情况来看，重力 沉淀的主要设备有除水罐、除水池等，需要很大的容器和很低的流速，处理时间较长。(2).离心分离法离心分离法是使装有油水混合液的容器高速旋转，形成离心力场实现油水分 离，常用设备是旋流分离器。旋流分离器起源于英国，早期的双锥型旋流分离器，现在 发展为与双锥型具有相同分离性能但处理量要高出一倍的单锥型旋流分离器。国内很多 科研单位也在纷纷研究离心分离器，对于含水量较高的混合体系，有很好的效果，但对 于含水量较小的体系，尤其是水滴较分散时，处理效果不理想。(3).真空脱水真空脱水是指由于油和水的沸点不同，可以通过真空蒸馏的方法使二者分离。 这种方法可以去除自由水、乳化水和溶解水，即可以去除油液中的全部水，但需要在真 空下将油液加热到该压强下水的沸点，故而能耗很高。真空脱水的设备一股容量较小， 处理效率较低。(4).化学破乳法化学脱水就是在油品中加入某些高分子有机化合物，这种物质能够吸附在油一 水界面上，降低界面薄膜的机械强度，改变乳化液类型，破坏乳化液的稳定性，使小液滴合并成较大的液滴，该种物质通常被称为破乳剂。化学破乳法脱除油品中水分，由于 添加化学药剂，会向油品中引入新的杂质。由于化学破乳剂具有很高的表面活性，可能 会造成后续污水处理困难。因此有待开发环境友好型的新破乳剂。 (5).超声波分离法超声波处理油水混合液，可以在混合液中产生凝聚、空穴或空化效应。当超声 波通过混合液时，会造成微小水滴的振动。由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速 度，水滴将会相互碰撞、粘合，水滴的体积逐渐增大。增大后的水滴会重力下沉，达到 分离的目的。对于大量的油水混合液，直接使用超声波分离效果不佳，一股需要与其他 分离方法结合使用。(6).电脱水法油品电脱水的基本原理是对密闭容器中的油品外加电场，使油品乳化液中的 水珠极化，变成电偶极子，电偶极子相互吸引，使小水珠聚合成较大的水珠，在重力作 用下沉降而与油品分离。但是，高压电场法脱除油品中水分，处理含水量较高的油品乳 化液时，会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度，所以电脱法不适宜独立使用， 最好作为其它处理方法的后序工艺，且电脱法能耗大，停留时间长。由以上的种种方法可以看出，常规油品脱水方法有着其特有的优点，如设备简 单、投资少、脱水效果好等等，但是也存在着比较突出的缺点。随着人们对环境保护的日益重视，油品脱水需要更低污染，少能耗，易操作的 方法。而膜分离技术凭借设备占用体积小、操作简单、能耗低等优点被越来越广泛地应 用于各个领域。膜分离法进行油品脱水，是利用多孔薄膜的亲油性或亲水性，通过筛分、膜分 相、反渗透或者超渗透原理将液/液分散体系中的油和水分开。如果要求的除水精度 高，还可以利用更高精度的膜将溶解水去除。中国专利CN101530680A公布了利用疏水有机膜进行油品脱水的方法。该法的 过滤流量为lOml/min 500ml/min，水分截留率可达99%以上，疏水膜使用寿命可达到 2 5个月。该方法能耗低，脱水率高，但是疏水有机膜的寿命较短，需要定期更换。Ezzati 等(Ezzati A, Gorouhi E, Mohammadi T.Separation of water in oilemulsions using microfiltration[J]Desalination, 2005，185 371-38.)用孔径为 0.45 μ m 的疏水 PTFE 膜分离含水量5-20%的水/汽油体系，在优化条件下，得到的渗透通量为40L/m2.h， 对水的截留率达 95 %。 Hu 等(Hu B, Scott K.Microfiltration of water in oil emulsions and evaluation of fouling mechanism[J]Chem Eng J, 2008，136 210-220.)采用孔径为 0.2 μ m 的疏水PTFE膜分离含水量为30%的水/煤油体系，在跨膜压差为0.6bar，膜面流速为 1.5m/s下，得到稳定渗透通量为20L/m2 · h。这两种方法使用的疏水PTFE膜，也同样 存在需要定期更换膜的问题，且所得的稳定渗透通量也较低。而陶瓷膜因具有化学稳定性好，机械强度大，抗微生物能力强等优点，已经越 来越多地应用在油水分离领域。曾坚贤等人(曾坚贤，郑立锋.陶瓷膜净化溶剂油的实验研究[J]过程工程学报， 2010，10 488 492)采用平均孔径为0.2 μ m的陶瓷膜对含水量为0.5wt%的溶剂油进 行微滤分离，考察了操作时间、跨膜压差、错流速度、温度对膜通量及铝粉截留率的影响。在适宜操作条件下，得到的膜稳定通量为144.5L/(m2 · h)。该法所得到的膜通量 并不大，且用该法净化溶剂油存在较严重的膜污染，需要反冲及溶剂清洗恢复膜通量。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有烷基化反应产物脱酸技术中的系统腐蚀及沉降器不稳 定等问题，提供一种高效、环保、节能的烷基化反应产物脱酸方法。本专利技术的技术方案为本专利技术所述的膜分离工艺原理是疏水改性的陶瓷膜表 面亲油疏水，在压力差的推动下，使用改性的陶瓷膜脱除烷基化反应产物中的硫酸时， 油因其与亲油疏水表面的强亲和力，优先通过膜到达渗透侧，而极性的硫酸液滴不能润 湿疏水改性的陶瓷膜表面，且在临界压力范围内，硫酸液滴不能透过陶瓷膜，故被截&3 甶ο本专利技术的具体技术方案为，其具体步骤如 下烷基化反应产物与硫酸的混合乳化液经重力沉降1 6小时后，用泵注入装有改性陶 瓷膜的膜组件中，调节操作温度在0°C 40°C，采用错流过滤方式进行过滤；得到的油 中酸含量低于IOOppm ；处理后的油进入后续处理，实现硫酸的完全去除；其中所述的改 性陶瓷膜为表面亲油疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基化反应产物脱酸的方法，其具体步骤如下：烷基化反应产物与硫酸的混合乳化液经重力沉降１～６小时后，用泵注入装有改性陶瓷膜的膜组件中，调节操作温度在０℃～４０℃，采用错流过滤方式进行过滤；得到的油中酸含量低于１００ｐｐｍ；处理后的油进入后续处理，实现硫酸的完全去除；其中所述的改性陶瓷膜为表面亲油疏水，水滴在膜表面的接触角为７０°１６０°。

【技术特征摘要】
1.一种烷基化反应产物脱酸的方法，其具体步骤如下烷基化反应产物与硫酸的混 合乳化液经重力沉降1 6小时后，用泵注入装有改性陶瓷膜的膜组件中，调节操作温度 在0°C 40°C，采用错流过滤方式进行过滤；得到的油中酸含量低于IOOppm ；处理后的 油进入后续处理，实现硫酸的完全去除；其中所述的改性陶瓷膜为表面亲油疏水，水滴 在膜表面的接触角为70° 160°。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于错流过滤时，控制膜面流速为0.01 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：范益群，李梅，邢卫红，徐南平，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]