專利名稱：基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法和應(yīng)用的制作方法
基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法和應(yīng)用。背景技術(shù)：
滲透汽化技術(shù)是近二三十年來發(fā)展迅速的一種新型分離技術(shù)。滲透汽化分離過程不受氣液相平和的限制，因此可以用于傳統(tǒng)的液液分離如精餾難以處理的體系，如恒沸物分離、有機(jī)物中微量水的脫除等。滲透汽化往往需要依靠分離膜來實(shí)現(xiàn)，包括多種聚合物膜和無機(jī)膜材料，其原理不外乎依靠膜內(nèi)部的規(guī)整微孔選擇性的容納某種或某類物質(zhì)通過膜而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離。滲透汽化膜分為水優(yōu)先通過膜和有機(jī)物優(yōu)先通過膜。然而，無論是有機(jī)物優(yōu)先通過膜還是水優(yōu)先通過膜，膜本身的制備工藝繁瑣，成本較高。另一方面，物質(zhì)通過膜時(shí)的壓降較大，需要膜兩側(cè)存在壓差，因此需加壓或在另一側(cè)有一定的真空度，其過程復(fù)雜，操作成本較高，尤其是能耗較高。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種制備方法相對簡單的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法和應(yīng)用。一種基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，包括如下步驟:步驟一、將水、分散劑和表面活性劑在加熱攪拌的條件下配制成水相溶液，其中，所述分散劑的質(zhì)量百分比為0.5% I%，所述表面活性劑的加入質(zhì)量為所述水的0.1% 0.2% ；步驟二、將單體、引發(fā)劑及交聯(lián)劑配制成單體溶液，其中，所述單體由質(zhì)量百分比為30% 50%的甲基丙烯酸 甲酯、10% 20%的丙烯酸乙酯及30% 60%的丙烯酸丁酯構(gòu)成，所述引發(fā)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.3% 0.5%，所述交聯(lián)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.1% 0.2% ;及步驟三、將所述水相溶液加入到反應(yīng)容器中，在攪拌條件下加熱至75°C 85°C，然后按照所述單體溶液與所述水相溶液的體積比為1:2 1:5的比例將所述單體溶液加入到所述反應(yīng)容器中，維持溫度在80°C 85°C，以150 250rpm的速率攪拌反應(yīng)3 4小時(shí)，將溫度升至90°C熟化I小時(shí)，降至室溫后過濾、洗滌、烘干至恒重，粉碎成粒徑為
0.5mm 2mm的顆粒，得到所述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟一中，所述分散劑為明膠。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟一中，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟二中，所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰和N，N-偶氮二異丁月青。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟二中，所述交聯(lián)劑為二乙烯基苯或乙二醇雙丙烯酸酯。
按照上述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法得到的材料在滲透汽化分離裝置中的應(yīng)用。一種基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，包括如下步驟:步驟一、將分散劑溶解到溶劑中配制成分散劑溶液，其中，所述分散劑的加入質(zhì)量為所述溶劑的步驟二、將水、單體、引發(fā)劑和交聯(lián)劑配制成單體溶液，其中，所述單體由質(zhì)量百分比為20% 40%的丙烯酸羥乙酯和60% 80%的丙烯酸構(gòu)成，所述單體與水的體積比為1: 1，所述引發(fā)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.5% 1%，所述交聯(lián)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.2% 0.5% ;及步驟三、將分散劑溶液加入到反應(yīng)容器中，在攪拌條件下加熱至55°C 60°C，然后按照所述單體溶液與所述分散劑溶液的體積比為1:3 1:5的比例將所述單體溶液加入到所述反應(yīng)容器中，維持溫度在65°C，以150 200rpm的速率攪拌反應(yīng)3 4小時(shí)，將溫度升至70°C熟化I小時(shí)，降至室溫后過濾、洗滌、烘干至恒重，粉碎成粒徑為0.4mm 1_的顆粒，得到所述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟一中，所述溶劑為正庚烷或液體石蠟。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟一中，所述分散劑為磷酸鈣或羥基磷酸鈣。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟二中，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟二中，所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。按照上述的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法得到的材料在滲透汽化分離裝置中的應(yīng)用。一種基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，包括如下步驟:步驟一、將單體和水按照1:1的體積比配制成單體溶液，其中所述單體由質(zhì)量百分比為20% 40%的丙烯酸羥乙酯和60% 80%的丙烯酸構(gòu)成；步驟二、將引發(fā)劑溶于水形成質(zhì)量濃度為1%的引發(fā)劑水溶液；步驟三、將所述單體溶液加入到反應(yīng)容器中，在攪拌條件下加熱至60°C，然后按照所述單體溶液質(zhì)量的2% 5%的比例加入所述引發(fā)劑水溶液，待反應(yīng)液變粘至無法繼續(xù)攪拌時(shí)，將反應(yīng)液移入烘箱中，在70°C下熟化I小時(shí)，降至室溫后過濾、洗滌、烘干至恒重，粉碎成粒徑為3mm 5mm的顆粒，得到所述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟二中，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉。按照上述的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法得到的材料在滲透汽化分離裝置中的應(yīng)用。上述滲透汽化分離材料是基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料，其可實(shí)現(xiàn)對水中或混合有機(jī)物中選擇性的吸收某種或某類有機(jī)物，并借助聚丙烯酸酯樹脂內(nèi)部的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)限制有機(jī)物的汽化速度從而改變水和有機(jī)物的氣液相平衡，與精餾過程聯(lián)用實(shí)現(xiàn)對水中少量有機(jī)物的分離和純化。另外，相對于傳統(tǒng)的滲透汽化膜來說，上述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料工藝成熟、簡單。

通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分，且并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為一實(shí)施方式的滲透汽化分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。請參閱圖1，一實(shí)施方式的滲透汽化分離設(shè)備100包括電加熱器1、儲液罐2、分離塔3、冷凝器4、回流管路5及出料管6。電加熱器I用于加熱儲液罐2內(nèi)的待分離原液。分離塔3由玻璃制成，其內(nèi)部填充有滲透汽化分離材料31。本實(shí)施例中，分離塔3的內(nèi)徑為50mm，長度為lm。填充的滲透汽化分離材料31分成三段，每段約20mm，段與段之間用不銹鋼絲網(wǎng)支撐，并保持段段之間的距離約為100mm，用于氣體再分布。分離塔3的頂部設(shè)有出料口和回流口(未標(biāo)示)。冷凝器4通過出料管路41和回流管路5分別與出料口和回流口相連，出料管6與回流管路5相連?；亓鞴苈?和出料管6上還設(shè)有流量計(jì)和閥門。使用時(shí)，電加熱器I將儲液罐2內(nèi)的待分離原液加熱成蒸汽，混合蒸汽通過分離塔3，經(jīng)填充的滲透汽化分離材料的滲透汽化分離可實(shí)現(xiàn)對普通方法難以分離的有機(jī)物進(jìn)行有效分離或可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物中少量水的去除。上述滲透汽化分離材料是基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料，其可實(shí)現(xiàn)對水中或混合有機(jī)物中選擇性的吸收某種或某類有機(jī)物，如選擇性的吸收微量的水溶性或水微溶的酮類、酯類等物質(zhì)，并借助聚丙烯酸酯樹脂內(nèi)部的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)限制有機(jī)物的汽化速度從而改變水和有機(jī)物的氣液相平衡，與精餾過程聯(lián)用實(shí)現(xiàn)對水中少量有機(jī)物的分離和純化；也可以通過聚丙烯酸酯樹脂對某類有機(jī)物的選擇性吸收實(shí)現(xiàn)有機(jī)物混合溶液中某類有機(jī)物的分離和純化。上述滲透汽化分離材料是基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料，其中聚丙烯酸酯可選用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等?？梢愿鶕?jù)不同的分離體系選擇不同的聚丙烯酸酯單體生成相應(yīng)的聚丙烯酸酯聚合物。其制備過程可選用懸浮聚、反相懸浮聚合與溶液聚合，并可通過單體組分的調(diào)節(jié)使材料對某種有機(jī)物或水具有選擇性的吸收性能。下面通過具體的制備方法來進(jìn)行說明。實(shí)施方式一的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，包括如下步驟:步驟一、將水、分散劑和表面活性劑在加熱攪拌的條件下配制成水相溶液，其中，所述分散劑的質(zhì)量百分比為0.5% I%，所述表面活性劑的加入質(zhì)量為所述水的0.1% 0.2%。其中，所述分散劑為明膠。 所述表面活性劑可選用陰離子性表面活性劑，例如可為十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。步驟二、將單體、引發(fā)劑及交聯(lián)劑配制成單體溶液，其中，所述單體由質(zhì)量百分比為30% 50%的甲基丙烯酸甲酯、10% 20%的丙烯酸乙酯及30% 60%的丙烯酸丁酯構(gòu)成，所述引發(fā)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.3% 0.5%，所述交聯(lián)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.1% 0.2%。其中，所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰(BPO)和N，N-偶氮二異丁腈(AIBN)。所述交聯(lián)劑為二乙烯基苯或乙二醇雙丙烯酸酯。步驟三、將所述水相溶液加入到反應(yīng)容器(例如帶有攪拌和回流裝置的反應(yīng)瓶)中，在攪拌條件下加熱至75°C 85°C，然后按照所述單體溶液與所述水相溶液的體積比為I: 2 1: 5的比例將所述單體溶液加入到所述反應(yīng)容器中，維持溫度在80°C 85°C，以150 250rpm的速率攪拌反應(yīng)3 4小時(shí)，將溫度升至90°C熟化I小時(shí)，降至室溫后過濾、用水洗滌三次，用乙醇洗滌一次后，烘干至恒重，粉碎成粒徑為0.5mm 2mm的顆粒，得到基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。通過上述制備方法得到的滲透汽化分離材料能實(shí)現(xiàn)沸點(diǎn)相近的醇和芳烴(例如甲醇和苯、甲醇和四氫呋喃)的分離。實(shí)施方式二的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，包括如下步驟:步驟一、將分散劑溶解到溶劑中配制成分散劑溶液，其中，所述分散劑的加入質(zhì)量為所述溶劑的所述分散劑為磷酸鈣或羥基磷酸鈣。所述溶劑為正庚烷或液體石蠟。步驟二、將水、單體、引發(fā)劑和交聯(lián)劑配制成單體溶液，其中，所述單體由質(zhì)量百分比為20% 40%的丙烯酸羥乙酯和60% 80%的丙烯酸構(gòu)成，所述單體與水的體積比為I: 1，所述引發(fā)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.5% 1%，所述交聯(lián)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.2% 0.5%。所述引發(fā)劑為氧化還原性引發(fā)劑，例如過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉。所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。步驟三、將分散劑溶液加入到反應(yīng)容器(例如帶有攪拌和回流裝置的反應(yīng)瓶)中，在攪拌條件下加熱至55°C 60°C，然后按照所述單體溶液與所述分散劑溶液的體積比為
1: 3 1: 5的比例將所述單體溶液加入到所述反應(yīng)容器中，維持溫度在65°C，以150 200rpm的速率攪拌反應(yīng)3 4小時(shí)，將溫度升至70°C熟化I小時(shí)，降至室溫后過濾，用水和乙醇反復(fù)洗滌三次后，烘干至恒重，粉碎成粒徑為0.4mm Imm的顆粒，得到基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。通過上述制備方法得到的滲透汽化分離材料能夠?qū)崿F(xiàn)某些能與水形成共沸點(diǎn)的有機(jī)物(例如乙酸乙酯)的除水，還可以實(shí)現(xiàn)某些能與水無限互溶的有機(jī)物(例如四氫呋喃)中的微量水的脫除。實(shí)施方式三的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，包括如下步驟:步驟一、將單體和水按照1:1的體積比配制成單體溶液，其中所述單體由質(zhì)量百分比為20% 40%的丙烯酸羥乙酯和60% 80%的丙烯酸構(gòu)成。步驟二、將引發(fā)劑溶于水形成質(zhì)量 濃度為1%的引發(fā)劑水溶液。所述弓I發(fā)劑為過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉。
步驟三、將所述單體溶液加入到反應(yīng)容器中，在攪拌條件下加熱至60°C，然后按照所述單體溶液質(zhì)量的2% 5%的比例加入所述引發(fā)劑水溶液，待反應(yīng)液變粘至無法繼續(xù)攪拌時(shí)，將反應(yīng)液移入烘箱中，在70°C下熟化I小時(shí)，降至室溫后過濾，用水和乙醇反復(fù)洗滌三次后，烘干至恒重，粉碎成粒徑為3_ 5_的顆粒，得到基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。通過上述制備方法得到的滲透汽化分離材料能夠?qū)崿F(xiàn)某些能與水形成共沸點(diǎn)的有機(jī)物(例如乙酸乙酯)的除水，還可以實(shí)現(xiàn)某些能與水無限互溶的有機(jī)物(例如四氫呋喃)中的微量水的脫除。本發(fā)明選用基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料作為分離塔的填充材料，其制備方法較為方便。利用聚丙烯酸酯樹脂，尤其是具有一定交聯(lián)度(0.05 0.2%)的樹脂可選擇性的在其特定的良溶劑中溶脹而吸收特定溶劑的特點(diǎn)，通過聚合物內(nèi)部的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)果對有機(jī)物自由擴(kuò)散的限制改變有機(jī)物和水以及有機(jī)物與有機(jī)物之間的相平衡。例如在含有少量苯的甲醇中，因苯(聚丙烯酸酯的良溶劑)可以優(yōu)先的、選擇性的促使聚合物溶脹而進(jìn)入聚合物內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，而在汽化時(shí)因其擴(kuò)散至氣固兩相界面的速度受到限制，從而使其與甲醇的相平衡受到影響，(即·相對于溶液相)較少量的苯汽化而轉(zhuǎn)為蒸汽。而甲醇是聚丙烯酸酯樹脂的不良溶劑，無法進(jìn)入聚合物體系中，因此甲醇的氣液相平衡較少受到影響，因而在以基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料為填料而裝置的分離塔中，可在塔頂?shù)玫奖綕舛鹊陀贗%的甲醇產(chǎn)物。因聚丙烯酸酯樹脂對有機(jī)物的分離通過有機(jī)物對聚合物的選擇性溶脹來實(shí)現(xiàn)，而聚合物在某些有機(jī)物或有機(jī)溶劑中的溶脹是聚合物體系的特有性能，因此該滲透汽化分離過程對丙烯酸酯樹脂的制備要求不高，球狀、顆粒狀甚至粉末狀的樹脂均可使用。另外，聚丙烯酸酯樹脂本身的分離因子較滲透汽化膜要低，因此將聚丙烯酸酯樹脂制備成顆粒狀、球狀等狀態(tài)后，將之作為填料可裝填成固定床，同樣可以實(shí)現(xiàn)較好的分離效果。且固定床工藝成熟，氣體通過率高、壓降小。無需在固定床兩側(cè)施加壓力即可實(shí)現(xiàn)。此外，因上述分離材料裝置成比較成熟的固定床形式，其工藝成熟、設(shè)備簡單，運(yùn)行成本較低，便于大型化和商業(yè)化推廣。以下用具體實(shí)施例來說明。實(shí)施例1配制水相溶液:水、分散劑、表面活性劑在加熱攪拌條件下配成溶液。其中分散劑為明膠，含量為0.5% ;表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，用量為水質(zhì)量的0.1%。配制單體溶液，其中含有單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑。其中單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。具體比例為甲基丙烯酸甲酯30% ;丙烯酸乙酯10% ;丙烯酸丁酯60%。交聯(lián)劑選用過氧化二苯甲酰(BPO)和N，N-偶氮二異丁腈(AIBN)，用量為單體質(zhì)量的0.3%。交聯(lián)劑選用二乙烯基苯，用量為單體的0.1%。單體溶液和水相溶液的體積比例控制在1:2。水相溶液加入至帶有回流和攪拌裝置的反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下加熱至75°C，維持?jǐn)嚢杷俣?，將配好的單體溶液一次加入。升溫至反應(yīng)溫度80°C，維持?jǐn)嚢?150rpm)和溫度反應(yīng)3小時(shí)后，將溫度升至90°C熟化一小時(shí)。降溫至常溫后將反應(yīng)所得到的樹脂過濾，用水洗滌三次，用乙醇洗滌一次后烘干至恒重，粉碎成粒徑為0.5mm 2mm的顆粒，得到所述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。實(shí)施例2配制水相溶液:水、分散劑、表面活性劑在加熱攪拌條件下配成溶液。其中分散劑為明膠，含量為1% ;表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，用量為水質(zhì)量的0.2%。配制單體溶液，其中含有單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑。其中單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。具體比例為甲基丙烯酸甲酯50% ;丙烯酸乙酯20% ;丙烯酸丁酯30%。交聯(lián)劑選用過氧化二苯甲酰(BPO)和N，N-偶氮二異丁腈(AIBN)，用量為單體質(zhì)量的0.5%。交聯(lián)劑選用乙二醇雙丙烯酸酯，用量為單體的0.2%。單體溶液和水相溶液的體積比例控制在1:5。水相溶液加入至帶有回流和攪拌裝置的反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下加熱至85°C，維持?jǐn)嚢杷俣?，將配好的單體溶液一次加入。升溫至反應(yīng)溫度85°C，維持?jǐn)嚢?250rpm)和溫度反應(yīng)4小時(shí)后，將溫度升至90°C熟化一小時(shí)。降溫至常溫后將反應(yīng)所得到的樹脂過濾，用水洗滌三次，用乙醇洗滌一次后烘干至恒重，粉碎成粒徑為0.5mm 2mm的顆粒，得到所述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。實(shí)施例3配制分散劑溶液:其中含有正庚烷和分散劑。分散劑選用磷酸鈣，用量為分散劑溶液的I %。配制水溶性單體溶液:水、單體、引發(fā)劑和交聯(lián)劑配制成均相溶液。其中單體和水體積比為1: 1，單體為丙烯酸羥乙酯20%和丙烯酸80%;引發(fā)劑采用氧化還原型引發(fā)劑，即過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉，用量為單體量的0.5% ;交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，其用量為單體量的0.2%。單體溶液和分散劑溶液的體積比例控制在1: 3之間。將分散劑溶液加入帶有攪拌和回流裝置的反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下加熱至55°C，維持?jǐn)嚢杷俣?，將配好的單體溶液一次加入。升溫至反應(yīng)溫度65°C，維持?jǐn)嚢韬蜏囟确磻?yīng)3小時(shí)后，將溫度升至70°C熟化一小時(shí)。降溫至常溫后將反應(yīng)所得到的樹脂過濾，用乙醇洗滌三次后，用大量水洗滌三次后烘干至恒重備用。控制攪拌速率(150rpm-200rpm)和分散劑用量可得到粒徑不同的樹脂產(chǎn)品，本實(shí)施例所合成的樹脂的最終粒徑為0.4-lmm。實(shí)施例4配制分散劑溶液:其中含有液體石蠟和分散劑。分散劑選用羥基磷酸鈣，用量為分散劑溶液的2%。配制水溶性單體溶液:水、單體、引發(fā)劑和交聯(lián)劑配制成均相溶液。其中單體和水體積比為1: 1，單體為丙烯酸羥乙酯30%和丙烯酸70%;引發(fā)劑采用氧化還原型引發(fā)劑，即過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉，用量為單體量的0.6% ;交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，其用量為單體量的0.3%。單體溶液和分散劑溶液的體積比例控制在1: 4之間。
將分散劑溶液加入帶有攪拌和回流裝置的反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下加熱至56°C，維持?jǐn)嚢杷俣?，將配好的單體溶液一次加入。升溫至反應(yīng)溫度65°C，維持?jǐn)嚢韬蜏囟确磻?yīng)3小時(shí)后，將溫度升至70°C熟化一小時(shí)。降溫至常溫后將反應(yīng)所得到的樹脂過濾，用乙醇洗滌三次后，用大量水洗滌三次后烘干至恒重備用。控制攪拌速率(150rpm-200rpm)和分散劑用量可得到粒徑不同的樹脂產(chǎn)品，本實(shí)施例所合成的樹脂的最終粒徑為0.4-lmm。實(shí)施例5配制分散劑溶液:其中含有正庚烷和分散劑。分散劑選用磷酸鈣，用量為分散劑溶液的3%。配制水溶性單體溶液:水、單體、引發(fā)劑和交聯(lián)劑配制成均相溶液。其中單體和水體積比為1: 1，單體為丙烯酸羥乙酯40%和丙烯酸80%;引發(fā)劑采用氧化還原型引發(fā)劑，即過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉，用量為單體量的0.8% ;交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，其用量為單體量的0.4%。單體溶液和分散劑溶液的體積比例控制在1: 5之間。將分散劑溶液加入帶有攪拌和回流裝置的反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下加熱至58°C，維持?jǐn)嚢杷俣?，將配好的單體溶液一次加入。升溫至反應(yīng)溫度65°C，維持?jǐn)嚢韬蜏囟确磻?yīng)4小時(shí)后，將溫度升至70°C熟化一小時(shí)。降溫至常溫后將反應(yīng)所得到的樹脂過濾，用乙醇洗滌三次后，用大量水洗滌三次后烘干至恒重備用?？刂茢嚢杷俾?150rpm-200rpm)和分散劑用量可得到粒徑不同的樹脂產(chǎn)品，本實(shí)施例所合成的樹脂的最終粒徑為0.4-lmm。實(shí)施例6配制分散劑溶液:其中含有液態(tài)石蠟和分散劑。分散劑選用羥基磷酸鈣，用量為分散劑溶液的2.5%。配制水溶性單體溶 液:水、單體、引發(fā)劑和交聯(lián)劑配制成均相溶液。其中單體和水體積比為1: 1，單體為丙烯酸羥乙酯30%和丙烯酸70%;引發(fā)劑采用氧化還原型引發(fā)劑，即過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉，用量為單體量的1% ;交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，其用量為單體量的0.5%。單體溶液和分散劑溶液的體積比例控制在1: 5之間。將分散劑溶液加入帶有攪拌和回流裝置的反應(yīng)瓶中，在攪拌條件下加熱至60°C，維持?jǐn)嚢杷俣?，將配好的單體溶液一次加入。升溫至反應(yīng)溫度65°C，維持?jǐn)嚢韬蜏囟确磻?yīng)4小時(shí)后，將溫度升至70°C熟化一小時(shí)。降溫至常溫后將反應(yīng)所得到的樹脂過濾，用乙醇洗滌三次后，用大量水洗滌三次后烘干至恒重備用。控制攪拌速率(150rpm-200rpm)和分散劑用量可得到粒徑不同的樹脂產(chǎn)品，本實(shí)施例所合成的樹脂的最終粒徑為0.4-lmm。實(shí)施例7將單體和水配制成單體溶液，單體和水體積比為1:1。單體為丙烯酸羥乙酯20%和丙烯酸80 %。將單體水溶液加入至反應(yīng)燒杯中，于恒溫水浴中加熱至60°C，在攪拌條件下加入引發(fā)劑水溶液(引發(fā)劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的1% )，加入量為單體水溶液的2%。至水溶液變粘無法攪動時(shí)將反應(yīng)液移入烘箱，烘箱溫度維持70度，熟化一小時(shí)后取出。將所得塊狀樹脂產(chǎn)品用水和乙醇反復(fù)洗滌三次后，將樹脂置入烘箱烘干至恒重。樹脂產(chǎn)品粉碎至尺度為3-5mm的顆粒狀備用。實(shí)施例8將單體和水配制成單體溶液，單體和水體積比為1:1。單體為丙烯酸羥乙酯30%和丙烯酸70%。將單體水溶液加入至反應(yīng)燒杯中，于恒溫水浴中加熱至60°C，在攪拌條件下加入引發(fā)劑水溶液(引發(fā)劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，質(zhì)量濃度為1% )，加入量為單體水溶液的3%。至水溶液變粘無法攪動時(shí)將反應(yīng)液移入烘箱，烘箱溫度維持70度，熟化一小時(shí)后取出。將所得塊狀樹脂產(chǎn)品用水和乙醇反復(fù)洗滌三次后，將樹脂置入烘箱烘干至恒重。樹脂產(chǎn)品粉碎至尺度為3-5mm的顆粒狀備用。實(shí)施例9將單體和水配制成單體溶液，單體和水體積比為1:1。單體為丙烯酸羥乙酯40%和丙烯酸60 %。將單體水溶液加入至反應(yīng)燒杯中，于恒溫水浴中加熱至60°C，在攪拌條件下加入引發(fā)劑水溶液(引發(fā)劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，質(zhì)量濃度為1% )，加入量為單體水溶液的4%。至水溶液變粘無法攪動時(shí)將反應(yīng)液移入烘箱，烘箱溫度維持70度，熟化一小時(shí)后取出。將所得塊狀樹脂產(chǎn)品用水和乙醇反復(fù)洗滌三次后，將樹脂置入烘箱烘干至恒重。樹脂產(chǎn)品粉碎至尺度為3-5mm的顆粒狀備用。實(shí)施例10將單體和水配制成單體溶液，單體和水體積比為1:1。單體為丙烯酸羥乙酯30%和丙烯酸70%。將單體水溶液加入至反應(yīng)燒杯中，于恒溫水浴中加熱至60°C，在攪拌條件下加入引發(fā)劑水溶液(引發(fā)劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，質(zhì)量濃度為1% )，加入量為單體水溶液的5%。至水溶液變粘無法攪動時(shí)將反應(yīng)液移入烘箱，烘箱溫度維持70度，熟化一小時(shí)后取出。將所得塊狀樹脂產(chǎn)品用水和乙醇反復(fù)洗滌三次后，將樹脂置入烘箱烘干至恒重。樹脂產(chǎn)品粉碎至尺度為3-5mm的顆粒狀備用。將實(shí)施例1 10所制備的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料作為填料分別裝入分離塔體內(nèi)，制成滲透汽化分離塔分別用于分離甲醇-苯、乙酸乙酯-水和四氫呋喃-水體系。分離時(shí)，設(shè)定電加熱器中加熱的溫度為70°C，保持混合物為沸騰狀態(tài)，并打開塔頂冷凝器中的冷凝水。在保持一定回流比或全出料狀況下自塔頂采出樣，用氣象色譜測定定其中的苯含量或含水量。測試結(jié)果如下表。表權(quán)利要求
1.一種基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、將水、分散劑和表面活性劑在加熱攪拌的條件下配制成水相溶液，其中，所述分散劑的質(zhì)量百分比為0.5% I %，所述表面活性劑的加入質(zhì)量為所述水的0.1% 0.2% ； 步驟二、將單體、引發(fā)劑及交聯(lián)劑配制成單體溶液，其中，所述單體由質(zhì)量百分比為30% 50%的甲基丙烯酸甲酯、10% 20%的丙烯酸乙酯及30% 60%的丙烯酸丁酯構(gòu)成，所述引發(fā)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.3% 0.5%，所述交聯(lián)劑的加入質(zhì)量為所述單體的0.1% 0.2% ;及 步驟三、將所述水相溶液加入到反應(yīng)容器中，在攪拌條件下加熱至75V 85°C，然后按照所述單體溶液與所述水相溶液的體積比為1:2 1:5的比例將所述單體溶液加入到所述反應(yīng)容器中，維持溫度在80°C 85°C，以150 250rpm的速率攪拌反應(yīng)3 4小時(shí)，將溫度升至90°C熟化I小時(shí)，降至室溫后過濾、洗滌、烘干至恒重，粉碎成粒徑為0.5mm 2mm的顆粒，得到所述基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，其特征在于:步驟一中，所述分散劑為明膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，其特征在于:步驟一中，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，其特征在于:步驟二中，所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰和N，N-偶氮二異丁腈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，其特征在于:步驟二中，所述交聯(lián)劑為二乙烯基苯或乙二醇雙丙烯酸酯。
6.按照權(quán)利要求1 5任意一條所述的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法得到的材料在滲透汽化分離裝置中的應(yīng)用。
7.—種滲透汽化分離裝置，包括分離塔，其特征在于，所述分離塔中填充有按照權(quán)利要求I所述的基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法得到的材料。
全文摘要
一種基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法，包括如下步驟步驟一、將水、分散劑和表面活性劑在加熱攪拌的條件下配制成水相溶液；步驟二、將單體、引發(fā)劑及交聯(lián)劑配制成單體溶液；及步驟三、將所述水相溶液加入到反應(yīng)容器中，在攪拌條件下加熱，然后將所述單體溶液加入到所述反應(yīng)容器中，維持溫度，攪拌反應(yīng)，熟化，降至室溫后過濾、洗滌、烘干至恒重，粉碎成顆粒，得到基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料。此外，還提供了基于聚丙烯酸酯樹脂的滲透汽化分離材料的制備方法得到的材料在滲透汽化分離裝置中的應(yīng)用。
文檔編號C08F220/18GK103193923SQ201210006178
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者夏雪偉 申請人:蘇州國家環(huán)保高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園發(fā)展有限公司, 夏雪偉