專利名稱：：優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于化工材料的制備技術(shù)，特別涉及用以實(shí)現(xiàn)滲透汽化法分離甲醇/碳酸二甲酯共沸液的一種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法。-尤其是本發(fā)明的聚二甲基硅氧烷均制膜及沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜，在滲透汽化過(guò)程中優(yōu)先脫除碳酸二甲酯，表現(xiàn)出較好的分離性能。
背景技術(shù)：
：碳酸二甲酯(DMC)，分子式為C0(0CH丄，其分子結(jié)構(gòu)中含有甲基、甲氧基、羰基甲氧基和羰基等多種官能團(tuán)，因而具有良好的化學(xué)反應(yīng)活性。DMC因其低毒性，被譽(yù)為環(huán)境友好特性的新型化工原料。近年來(lái)，DMC的工業(yè)應(yīng)用已在國(guó)內(nèi)外引起重視，并在取得了迅猛的發(fā)展。DMC可以在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進(jìn)行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交換等反應(yīng)生成多種精細(xì)化學(xué)品，是重要的有機(jī)合成中間體和起始原料；由于其具有很好的溶解性，可作為高級(jí)溶劑及清洗劑，在涂料、醫(yī)藥、電池等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用；還可作為汽油添加劑，提高汽油的辛烷值和氧含量，提高燃燒效率，降低尾氣污染。DMC的工業(yè)生產(chǎn)得到的是甲醇(MeOH)與碳酸二甲酯的混合物。常壓下MeOH與DMC形成共沸液(Me0Hwt.70%，DMC30wt.%)，共沸溫度為64。C。因此從共沸液中分離回收DMC是DMC工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)必不可少的過(guò)程。目前，MeOH/DMC共沸液的分離方法主要有低溫結(jié)晶法、吸附法、萃取精餾法、共沸精餾法、加壓精餾法和膜分離法。相比于其他幾種分離方法，膜分離法具有能耗低、效率高、操作條件要求較低等優(yōu)點(diǎn)。滲透汽化(Perv即oration，簡(jiǎn)稱PV)，又名滲透蒸發(fā)或全蒸發(fā)，是一種利用液體混合物中各組分在致密膜內(nèi)溶解、擴(kuò)散性能不同而使之分離的新型膜過(guò)程。它可以用于不同液體混合物的分離，在化工、制藥、食品等工業(yè)中已得到了廣泛應(yīng)用。它特別適用于蒸餾法難以分離或不能分離的近沸點(diǎn)、恒沸點(diǎn)混合物以及同分異構(gòu)體的分離；對(duì)有機(jī)溶劑及混合溶劑中微量水的脫除及廢水中少量有機(jī)污染物的分離具有明顯的技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)；還可以同生物及化學(xué)反應(yīng)耦合，將反應(yīng)生成物不斷脫除，使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率明顯提高。隨著新的分離膜和膜分離器的出現(xiàn)，滲透汽化分離技術(shù)將取得更大的發(fā)展。用以衡量滲透汽化膜的性能主要有兩個(gè)，即膜的滲透通量和選樣性。1)滲透通量，其定義式為At式中，M為滲透過(guò)膜的滲透液質(zhì)量；A為膜面積，mNt為操作時(shí)間，h;J為滲透通量，kg/(m、h)。2)分離因子ct，其定義式為YA/YBxa"b式中，A表示優(yōu)先透過(guò)組分；Ya與YB分別為在滲透物中A與B兩種組分的摩爾分?jǐn)?shù)；l與XB分別為料液中A與B兩種組分的摩爾分?jǐn)?shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法。其特征在于，該方法包括聚二甲基硅氧垸均制膜和沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜兩種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜的制備方法，所述聚二甲基硅氧烷均制膜制備方法為將室溫硫化硅橡膠(107膠、108膠、201膠等)與溶劑、交聯(lián)劑和催化劑按質(zhì)量比為l:2:o.io.5:o.06混合攪拌均勻，配制成的膜液在基板上刮制成均制膜；在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120土5微米。所述沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜制備方法為將室溫硫化硅橡膠、溶劑及沸石經(jīng)攪拌及超聲混合均勻后，在上述混合液中加入交聯(lián)劑和催化劑，并攪拌均勻，混合為制膜液，其中硫化硅橡膠與溶劑、交聯(lián)劑、催化劑的質(zhì)量比為i:2:0.3:0.06;沸石填充量為總量的io40wt.%;在基板上刮制成均制膜，在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120士5微米。所述硫化硅橡膠為107膠、108膠或201膠。所述溶劑為正己烷、正庚垸或正癸烷。所述交聯(lián)劑為正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。所述催化劑為二月硅酸二丁基錫。所述沸石為ZSM—5型、NU-1型或EU—1型。在實(shí)驗(yàn)室中，采用性能評(píng)測(cè)裝置測(cè)定分離因子和滲透通量；膜器透過(guò)側(cè)采用抽真空的方法保持滲透組分低壓，壓力維持在200Pa左右。滲透?jìng)?cè)蒸汽冷凝收集后用氣相色譜分析其各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算出分離因子，滲透通量用稱重法計(jì)算。本發(fā)明的有益效果是可以實(shí)現(xiàn)甲醇/碳酸二甲酯共沸液分離的滲透汽化膜，并在不同操作溫度下測(cè)定膜的分離性能。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供一種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法。該方法包括聚二甲基硅氧垸均制膜和沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜兩種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜的制備方法。下面列舉實(shí)施例予以說(shuō)明。實(shí)施例1將107膠與溶劑正庚烷、正硅酸乙酯、二月硅酸二丁基錫按表l所示比例混合攪拌均勻，配制成的膜液在基板上刮制成均制膜。在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120±5微米，制得的聚二甲基硅氧烷均制膜用性能評(píng)測(cè)裝置測(cè)定其分離性能，料液為MeOH/DMC共沸液即DMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。40°C下的分離性能見(jiàn)表l。實(shí)施例2將107膠、止庚烷及ZSM—5型沸石經(jīng)攪拌及超聲混合均勻后，在上述混合液中加入正硅酸乙酯和二月硅酸二丁基錫，并攪拌均勻?；旌暇鶆虻闹颇ひ?107膠與正庚烷、正硅酸乙酯、二月硅酸二丁基錫的質(zhì)量比為l:2:0.3:0.06，zsm一5型沸石填充量為1040wt.°/Q)在基板上刮制成均制膜，在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120±5微米。制得的沸石填充聚二甲基硅氧垸均制膜用性能評(píng)測(cè)裝置測(cè)定其分離性能，料液為Me0H/DMC共沸液即DMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。40°C下的分離性能見(jiàn)表2。表1不同正硅酸乙酯含量的聚二甲基硅氧烷均制膜分離性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2不同沸石填充量的聚二甲基硅氧烷均制膜分離性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將107膠與溶劑正庚烷、正硅酸乙酯、二月硅酸二丁基錫按l:2:o.3:o.06(質(zhì)量比)混合攪拌均勻，配制成的膜液在基板上刮制成均制膜。在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120±5微米。制得的聚二甲基硅氧烷均制膜用性能評(píng)測(cè)裝置測(cè)定其分離性能，料液為MeOH/DMC共沸液即DMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。不同溫度下的分離性能見(jiàn)表3。實(shí)施例4將107膠、正庚烷及ZSM—5型沸石經(jīng)攪拌及超聲混合均勻后，在上述混合液中加入正硅酸乙酯和二月硅酸二丁基錫，并攪拌均勻?；旌暇鶆虻闹颇ひ?107膠與正庚垸、正硅酸乙酯、二月硅酸二丁基錫的質(zhì)量比為i:2:o.3:o.06，zsm一5型沸石填充量為40wt.y。)在基板上刮制成均制膜，在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120±5微米。制得的沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜用性能評(píng)測(cè)裝置測(cè)定其分離性能，料液為MeOH/DMC共沸液即DMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。不同溫度下的分離性能見(jiàn)表4:表3不同操作溫度下的聚二甲基硅氧烷均制膜分離性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4不同操作溫度下的沸石填充聚二甲基硅氧垸均制膜分離性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于，該方法包括聚二甲基硅氧烷均制膜和沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜兩種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜的制備方法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷均制膜制備步驟為將室溫硫化硅橡膠、溶劑、交聯(lián)劑和催化劑按質(zhì)量比為l:2:o.io.5:o.06混合攪拌均勻，配制成的膜液在基板上刮制成均制膜；在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120±5微米。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于，所述沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜制備步驟為將室溫硫化硅橡膠、溶劑及沸石經(jīng)攪拌及超聲混合均勻后，在上述混合液中加入交聯(lián)劑和催化劑，并攪拌均勻，混合為制膜液，其中硫化硅橡膠與溶劑、交聯(lián)劑、催化劑的質(zhì)量比為i:2:0.3:0.06;沸石填充量為總量的io40wt.%;在基板上刮制成均制膜，在室溫下放置24h，使溶劑充分揮發(fā)，硫化成膜，厚度為120士5貨A米。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于所述硫化硅橡膠為107膠、108膠或201膠。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于所述溶劑為正己垸、正庚烷或正癸垸。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于所述交聯(lián)劑為正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅垸或乙烯基三甲氧基硅垸。7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于所述催化劑為二月硅酸二丁基錫。8.根據(jù)權(quán)利要求l、或3所述優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法，其特征在于所述沸石為ZSM—5型、NU-1型或EU—1型。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了兩種均制膜的制備方法采用所述方法制得的均制膜優(yōu)先透過(guò)碳酸二甲酯，從而實(shí)現(xiàn)分離甲醇/碳酸二甲酯共沸液。本發(fā)明屬于化工材料的制備技術(shù)，特別涉及用以實(shí)現(xiàn)滲透汽化法分離甲醇/碳酸二甲酯共沸液的一種優(yōu)先透碳酸二甲酯的滲透汽化膜制備方法。將硫化硅橡膠與溶劑、交聯(lián)劑、催化劑按質(zhì)量比混合攪拌均勻，配成的膜液在基板上刮制成聚二甲基硅氧烷均制膜或在膜液中加入沸石制備制成沸石填充聚二甲基硅氧烷均制膜，尤其是本發(fā)明的兩種均制膜及在滲透汽化過(guò)程中優(yōu)先脫除碳酸二甲酯，表現(xiàn)出較好的分離性能。本發(fā)明的制膜工藝簡(jiǎn)單，選用材料價(jià)格低廉，所得的均制膜可以優(yōu)先透過(guò)/碳酸二甲酯，并具有較好的分離性能。文檔編號(hào)C07C69/96GK101229491SQ20071017675公開(kāi)日2008年7月30日申請(qǐng)日期2007年11月2日優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日發(fā)明者李繼定,林陽(yáng)政,王璐瑩申請(qǐng)人:清華大學(xué)