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用于H2純化和天然氣升級的不對稱完整結(jié)皮平板膜的制作方法

文檔序號:12070210閱讀:319來源:國知局
本申請要求2014年9月26日提交的美國申請No.14/497,717的優(yōu)先權(quán),通過引用將其全部內(nèi)容引入本文。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明涉及不對稱完整結(jié)皮平板膜以及制備和使用這些膜的方法。發(fā)明背景在過去的30-35年,聚合物膜基氣體分離方法的領(lǐng)域快速發(fā)展。與傳統(tǒng)分離方法相比,膜基技術(shù)具有低資本成本和高能量效率的優(yōu)點(diǎn)。膜氣體分離對石油開發(fā)者和精煉者、化學(xué)公司和工業(yè)氣體供應(yīng)者來說具有特殊興趣。膜氣體分離的數(shù)個應(yīng)用取得了商業(yè)成功,包括從空氣中富集N2、從天然氣中除去二氧化碳、和提高原油采收率以及從氨吹掃氣體流中的氮?dú)?、甲烷和氬氣中除去氫氣。例如,UOP’sSeparexTM乙酸纖維素螺旋繞制聚合物膜是目前從天然氣中除去二氧化碳的國際市場領(lǐng)導(dǎo)者。聚合物提供一系列優(yōu)點(diǎn),包括低成本、滲透性、機(jī)械穩(wěn)定性和容易加工性,這些對于氣體分離是重要的。玻璃狀聚合物(即在低于其Tg的溫度下的聚合物)具有更硬的聚合物骨架,因此與具有較小硬度骨架的聚合物相比讓更小分子如氫氣和氦氣通過得更快,而較大分子如烴通過得更慢。乙酸纖維素(CA)玻璃狀聚合物膜廣泛地用于氣體分離中,目前,該CA膜用于天然氣升級,包括除去二氧化碳。盡管CA膜具有許多優(yōu)點(diǎn),但是它們限于一些性能,包括選擇性、滲透性以及化學(xué)、熱、和機(jī)械穩(wěn)定性。最常用于商業(yè)氣體和液體分離應(yīng)用中的膜是不對稱聚合物膜并具有進(jìn)行分離的薄無孔選擇性皮層。分離基于溶液-擴(kuò)散機(jī)制。該機(jī)制包括滲透氣體與膜聚合物的分子級相互作用。該機(jī)制假設(shè)膜具有兩個相反面,各個組分由膜吸著在一個面上,通過氣體濃度梯度輸送,并在相反的一面解吸。根據(jù)該溶液-擴(kuò)散模型,分離給定氣體對(例如CO2/CH4,O2/N2,H2/CH4)中的膜性能通過兩個參數(shù)測定:滲透系數(shù)(下文縮寫為滲透性或PA)和選擇性(αA/B)。PA為氣體通量與膜的選擇性皮層厚度的乘積除以橫跨膜的壓差。αA/B為兩種氣體的滲透系數(shù)的比(αA/B=PA/PB),其中PA為較大滲透性氣體的滲透性,PB為較小滲透性氣體的滲透性。氣體可具有高滲透系數(shù),因?yàn)楦呷芙庀禂?shù)、高擴(kuò)散系數(shù)或者溶解系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)都高。一般而言,隨著氣體的分子大小增加,擴(kuò)散系數(shù)降低而溶解系數(shù)提高。在高性能聚合物膜中,高滲透性和選擇性是理想的,因?yàn)檩^高滲透性減小處理給定氣體體積所需膜面積的大小,從而降低膜裝置的資本成本,并且因?yàn)檩^高選擇性導(dǎo)致較高純度產(chǎn)物氣體。通過膜分離的組分中的一種必須在優(yōu)選條件下具有足夠高的性能或者要求格外大的膜表面積以容許大量氣體或液體的分離。在氣體滲透裝置(GPU,1GPU=10-6cm3(STP)/cm2s(cmHg))中測量的滲透性為壓力歸一化通量并等于滲透性除以膜的皮層厚度。市售氣體分離聚合物膜如CA、聚酰亞胺和由倒相和溶劑交換法形成的聚砜膜具有不對稱完全結(jié)皮膜結(jié)構(gòu)。該膜的特征在于薄、致密、選擇性半透表面“皮”和較不致密的含空隙(或多孔的)、非選擇性載體區(qū)域,具有從載體區(qū)域中大的至接近“皮”處非常小的孔尺寸。然而,制造無缺陷高選擇性不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺膜是困難的。皮層中納米孔或缺陷的存在降低膜的選擇性。在膜鑄造和干燥過程期間,聚酰亞胺膜在布基質(zhì)上的收縮導(dǎo)致不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺平板膜使用倒相技術(shù)的不成功制造。US2005/0268783A1公開了在中空纖維形成之后由單酯化聚合物之后最終交聯(lián)而制備化學(xué)交聯(lián)聚酰亞胺中空纖維膜。US7,485,173公開了經(jīng)由UV輻射的UV交聯(lián)混合基體膜。交聯(lián)混合基體膜包含分散在連續(xù)UV交聯(lián)聚合物基體中的微孔材料。US8,016,124公開了薄膜復(fù)合膜(TFC),包括聚醚砜和芳族聚酰亞胺聚合物的混合物。TFC膜具有聚醚砜和芳族聚酰亞胺的混合物的層,厚度為0.1-3微米。US8,337,598公開了具有芯層和鞘UV-交聯(lián)聚合物層的TFC中空纖維膜。薄膜復(fù)合(TFC)膜的非選擇性多孔層上的選擇性薄層容易與非選擇性多孔層分層,這會導(dǎo)致顯著降低氣體分離的選擇性。另一方面,完整結(jié)皮不對稱膜具有由相同膜材料且由相同膜溶液同時形成的選擇性薄層和多孔層。因此,完整結(jié)皮不對稱膜的選擇性薄層不容易與非選擇性多孔層分層。本發(fā)明公開了不對稱完整結(jié)皮平板膜及制備和使用這些膜的方法。發(fā)明概述本發(fā)明涉及具有用于氣體分離如H2純化的高性能的不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜及使用這些膜的方法。本發(fā)明提供不對稱完整結(jié)皮平板膜,包含芳族聚醚砜(PES)聚合物與包含多個式(I)重復(fù)單元的芳族聚酰亞胺聚合物的可混溶混合物其中X1選自由組成的組,其中X2選自由組成的組,其中n和m獨(dú)立地為20-500的整數(shù);其中所述不對稱完整結(jié)皮平板膜具有所述PES聚合物與所述芳族聚酰亞胺聚合物的所述可混溶混合物的層,該層具有60-230微米的厚度,其中所述具有20nm-5μm的厚度的可混溶混合物的所述層的表面為UV交聯(lián)的,且其中所述芳族PES聚合物與所述聚酰亞胺聚合物的重量比為1:5-5:1。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮平板膜的UV交聯(lián)表面包含PES和芳族聚酰亞胺聚合物鏈段,其中至少一部分這些聚合物鏈段通過暴露于UV輻射通過可能的直接共價鍵彼此交聯(lián)。不對稱完整結(jié)皮平板膜通過倒相鑄造法制備,然后在膜的表面上施加UV輻射。本發(fā)明所述的一種不對稱完整結(jié)皮平板膜由PES聚合物和聚(3,3’,4,4’-二苯砜四酸二酐-3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺)(PI-A)的混合物制造,PI-A衍生自3,3’,4,4’-二苯砜四酸二酐(DSDA)與3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺(TMMDA)的縮合反應(yīng)。PES與PI-A的重量比為1:1。3分鐘UV處理的混合物PES-PI-A-3UV8膜顯示高的H2/CH4分離性能,對于H2/CH4分離具有400GPU的H2滲透性和145的H2/CH4選擇性。1.75分鐘UV處理的混合物PES-PI-A-1.75UV8膜顯示高的H2/CH4分離性能,對于H2/CH4分離具有652GPU的H2滲透性和100的H2/CH4選擇性。本發(fā)明所述另一不對稱完整結(jié)皮平板膜由PES聚合物和聚(3,3’,4,4’-苯甲酮四酸二酐-苯均四酸二酐-3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺)(PI-B)的混合物制造,PI-B衍生自3,3’,4,4’-苯甲酮四酸二酐(BTDA,50mol-%)和苯均四酸二酐(PMDA,50mol-%)與3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺(TMMDA,100mol-%)的縮合反應(yīng)。PES與PI-B的重量比為1:1。3分鐘UV處理的混合物PES-PI-B-3UV7膜顯示高的H2/CH4分離性能,對于H2/CH4分離具有458GPU的H2滲透性和131的H2/CH4選擇性。4分鐘UV處理的混合物PES-PI-B-4UV7膜顯示高的H2/CH4分離性能,對于H2/CH4分離具有337GPU的H2滲透性和170的H2/CH4選擇性。本發(fā)明提供使用本文所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜從氣體混合物中分離一種氣體的方法,該方法包括:(a)提供所述至少一種氣體可滲透的本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜;(b)使混合物接觸不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜的一側(cè)導(dǎo)致所述至少一種氣體透過膜;和(c)從膜的相反側(cè)除去包含一部分透過所述膜的所述至少一種氣體的滲透氣體組合物。不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜不僅適于H2純化應(yīng)用,而且適于各種其它氣體分離如CO2/CH4、O2/N2和H2S/CH4分離。發(fā)明詳述使用膜分離氣體和液體是正在發(fā)展的
技術(shù)領(lǐng)域
,由于低能量需求和可能的按比例放大的模塊化膜設(shè)計而具有潛在的高經(jīng)濟(jì)效益。新膜材料的持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)高性能膜的新方法的膜技術(shù)的進(jìn)步使該技術(shù)比傳統(tǒng)的、高能耗且昂貴的方法如蒸餾更具競爭性。大規(guī)模氣體分離膜系統(tǒng)的應(yīng)用為氮?dú)飧患?、氧氣富集、氫氣回收、從天然氣中除去硫化氫和二氧化碳以及空氣和天然氣的脫水。而且,各種烴分離是合適膜系統(tǒng)的潛在應(yīng)用。這些應(yīng)用中使用的膜必須在加工大體積氣體或液體中具有高選擇性、耐久性、和產(chǎn)率以使得經(jīng)濟(jì)上成功。用于氣體分離的膜由于它們按比例放大的容易加工性和低能量需求而在過去的25年快速發(fā)展。超過90%的膜氣體分離應(yīng)用包括不可冷凝氣體的分離:如從空氣中分離氮?dú)?、從氮?dú)?、氬氣或甲烷中分離氫氣。膜氣體分離對石油開發(fā)者和精煉者、化學(xué)公司和工業(yè)氣體供應(yīng)者來說具有特殊興趣。膜氣體分離的數(shù)個應(yīng)用取得了商業(yè)成功,包括從空氣中富集N2、從氮?dú)?、氬氣或甲烷中除去氫氣、從天然氣和生物氣中除去二氧化碳、以及提高原油采回率。本發(fā)明提供不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜。本發(fā)明還涉及不對稱完整結(jié)皮平板膜用于H2純化如H2/CH4分離的應(yīng)用,以及用于各種其它氣體分離如CO2/CH4、CO2/N2、烯烴/鏈烷烴(例如丙烯/丙烷分離)和O2/N2分離。本發(fā)明不對稱完整結(jié)皮平板膜包含芳族聚醚砜(PES)聚合物和芳族聚酰亞胺聚合物的可混溶混合物,芳族聚酰亞胺聚合物包含多個式(I)重復(fù)單元其中X1選自由組成的組,其中X2選自由組成的組,其中n和m獨(dú)立地為20-500的整數(shù);其中所述不對稱完整結(jié)皮平板膜具有所述PES聚合物與所述芳族聚酰亞胺聚合物的所述可混溶混合物的層,該層具有60-230微米的厚度,其中所述具有20nm-5μm的厚度的可混溶混合物的所述層的表面為UV交聯(lián)的,且其中所述芳族PES聚合物與所述芳族聚酰亞胺聚合物的重量比為1:5-5:1。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮平板膜的UV交聯(lián)表面包含PES和芳族聚酰亞胺聚合物鏈段,其中至少一部分這些聚合物鏈段通過暴露于UV輻射通過可能的直接共價鍵彼此交聯(lián)。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮平板膜的UV交聯(lián)表面層的厚度為20nm-5μm。用于形成本發(fā)明不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜的一些優(yōu)選芳族聚酰亞胺聚合物包括但不限于衍生自3,3’,4,4’-二苯砜四酸二酐(DSDA)與3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺(TMMDA)的縮合反應(yīng)的聚(3,3’,4,4’-二苯砜四酸二酐-3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺),稱為PI-A;衍生自3,3’,4,4’-苯甲酮四酸二酐(BTDA,50mol-%)和苯均四酸二酐(PMDA,50mol-%)與TMMDA(100mol-%)的縮合反應(yīng)的聚(3,3’,4,4’-苯甲酮四酸二酐-苯均四酸二酐-3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺),稱為PI-B;和衍生自DSDA(50mol-%)和PMDA(50mol-%)與TMMDA(100mol-%)的縮合反應(yīng)的聚(3,3’,4,4’-二苯砜四酸二酐-苯均四酸二酐-3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-亞甲基二苯胺),稱為PI-C。制備本發(fā)明不對稱完整結(jié)皮平板膜的鑄造添加劑配方包括用于所述芳族聚酰亞胺聚合物和所述PES聚合物的良好溶劑如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMSO)、二氧雜環(huán)己烷、1,3-二氧雜環(huán)戊烷及其混合物,本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它溶劑及其混合物,用于所述芳族聚酰亞胺聚合物和所述PES聚合物的非溶劑如甲醇、乙醇、異丙醇、甘油、丙酮、正辛烷和乳酸。本發(fā)明提供使用本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜從氣體混合物中分離至少一種氣體的方法,該方法包括(a)提供可滲透所述至少一種氣體的本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜;(b)使混合物接觸本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜的一側(cè)以導(dǎo)致所述至少一種氣體滲透該膜;和(c)從膜的相反側(cè)除去包含一部分滲透所述膜的所述至少一種氣體的滲透氣體組合物。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜尤其用于純化、分離或吸附液相或氣相的特定物種。除了分離氣體對,本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜可例如用于通過反滲透的水的脫鹽或者用于例如在藥物和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中分離蛋白質(zhì)或其它熱不穩(wěn)定的化合物。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜還可用于發(fā)酵桶或生物反應(yīng)器中以輸送氣體至反應(yīng)容器且將細(xì)胞培養(yǎng)基傳送出該容器。另外,本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜可用于從空氣或水料流中除去微生物、水純化、在連續(xù)發(fā)酵/膜全蒸發(fā)系統(tǒng)中的乙醇生產(chǎn)、及檢測或除去空氣或水料流中的痕量化合物或金屬鹽。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜尤其用于空氣純化、石油化學(xué)、精煉廠和天然氣產(chǎn)業(yè)中的氣體分離工藝。這種分離的實(shí)例包括從大氣氣體中分離揮發(fā)性有機(jī)化合物(如甲苯、二甲苯和丙酮),如從空氣中回收氮?dú)饣蜓鯕夂偷獨(dú)狻_@種分離的其它實(shí)例包括從天然氣中分離CO2或H2S、從氨吹掃氣體料流中的CH4和Ar、N2中分離H2、在精煉廠中回收H2、烯烴/鏈烷烴分離如丙烯/丙烷分離、和異/正鏈烷烴分離。任何在分子大小上不同的給定氣體對或氣體組如氮?dú)夂脱鯕?、二氧化碳和甲烷、氫氣和甲烷或一氧化碳、氦氣和甲烷可使用本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜分離。多于兩種氣體可從第三氣體中除去。例如可使用本文所述膜從粗天然氣中選擇性除去的一些氣體組分包括二氧化碳、氧氣、氮?dú)?、水蒸氣、硫化氫、氦氣和其它痕量氣體??蛇x擇性保留的一些氣體組分包括烴氣體。當(dāng)可滲透組分為選自由二氧化碳、硫化氫及其混合物組成的組的酸組分且從烴混合物如天然氣中除去時,可使用一個模件、或至少兩個平行的模件、或一系列模件除去酸組分。例如,當(dāng)使用一個模件時,進(jìn)料氣體的壓力可以為275kPa~2.6MPa(25-4000psi)??邕^膜的壓差可以低至70kPa或高至14.5MPa(10psi或高達(dá)2100psi),取決于許多因素如所用特定膜、入口料流的流速和壓縮器的可利用性以壓縮滲透料流,如果需要該壓縮的話。大于14.5MPa(2100psi)的壓差可能會使膜破裂。優(yōu)選至少0.7MPa(100psi)的壓差,因?yàn)楦偷膲翰羁赡苄枰嗄<⒏鄷r間和中間產(chǎn)物料流的壓縮。該方法的操作溫度可取決于進(jìn)料流的溫度和環(huán)境溫度條件而變化。優(yōu)選,本發(fā)明膜的有效操作溫度為-50°至150℃。更優(yōu)選,本發(fā)明不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜的有效操作溫度為-20°至100℃,最優(yōu)選,本發(fā)明膜的有效操作溫度為25°至100℃。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜還尤其用于化學(xué)、石油化學(xué)、藥物和聯(lián)合產(chǎn)業(yè)中的氣體/蒸氣分離工藝中用于從氣體料流中除去有機(jī)蒸氣,例如用于回收揮發(fā)性有機(jī)化合物以滿足干凈氣體規(guī)格的廢氣處理,或者在生產(chǎn)裝置中的工藝料流內(nèi)使得可回收有價值化合物(例如乙烯基氯單體、丙烯)。其中可使用本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜的氣體/蒸氣分離方法的其它實(shí)例為從油和氣體精煉廠中的氫氣中分離烴蒸氣、用于天然氣的烴露點(diǎn)指示(即降低烴露點(diǎn)至最低可能出口管線溫度以下使得液烴不在管線中分離)、用于控制用于燃?xì)獍l(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的燃料氣的甲烷值、和用于汽油回收。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜可結(jié)合強(qiáng)吸附某種氣體的物種(例如用于O2的鈷卟啉或酞菁或者用于乙烷的銀(I))以促進(jìn)它們輸送跨過膜。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜還具有中間應(yīng)用以富集烯烴裂化應(yīng)用中鏈烷烴/烯烴料流中的烯烴。例如,本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜可用于丙烯/丙烷分離以提高用于由丙烷生產(chǎn)丙烯和由異丁烷生產(chǎn)異丁烯的催化脫氫反應(yīng)中流出物的濃度。因此,可降低為得到聚合物級丙烯所要求的丙烯/丙烷分離器的級數(shù)。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜的另一應(yīng)用為分離輕質(zhì)鏈烷烴異構(gòu)化和MaxEneTM中的異鏈烷烴和正鏈烷烴,MaxEneTM為提高石腦油裂化器原料中正鏈烷烴濃度的方法,其又可轉(zhuǎn)化為乙烯。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮聚酰亞胺/聚醚砜混合物平板膜還可以在高溫下操作以提供用于天然氣升級(例如從天然氣中除去CO2)的足夠露點(diǎn)范圍。本發(fā)明所述不對稱完整結(jié)皮平板膜可用于單級膜或者用作用于天然氣升級的兩級膜系統(tǒng)中的第一和/或第二級膜。實(shí)施例提供以下實(shí)施例用于闡述本發(fā)明一個或多個優(yōu)選實(shí)施方案,但是不限于其實(shí)施方案??梢栽诒景l(fā)明范圍內(nèi)對以下實(shí)施例作出各種改變。實(shí)施例1制備PES-PI-A-1.75UV8和PES-PI-A-3UV8不對稱完整結(jié)皮平板膜將包含PI-A、PES、NMP、1,3-二氧雜環(huán)戊烷和非溶劑的PI-A與PES重量比為1:1的膜鑄造混合物在室溫下以6fpm的鑄造速度鑄造在高度多孔非選擇性對稱機(jī)織尼龍6,6織物背襯上。將鑄造膜蒸發(fā)13秒以形成在表面上具有PI-A和PES聚合物的混合物的薄致密選擇性皮層的初期不對稱完整結(jié)皮平板PES-PI-A膜。將該膜浸入冷水凝結(jié)池中以通過倒相在薄致密選擇性皮層以下產(chǎn)生多孔PI-A/PES聚合物混合物非選擇性不對稱層。然后將濕膜浸入熱水池中以除去膜中的痕量有機(jī)溶劑。最后將濕膜卷繞在芯輥上用于進(jìn)一步干燥。在70-95℃下干燥濕聚酰亞胺膜。用于經(jīng)干燥膜的PI-A和PES聚合物的混合物的薄致密選擇性皮層表面然后用環(huán)氧硅橡膠的薄無孔層涂覆。環(huán)氧硅橡膠涂層和經(jīng)涂覆不對稱完整結(jié)皮PI-A/PES混合物平板膜的薄致密選擇性皮層表面分別經(jīng)由UV輻射1.75分鐘和3分鐘而交聯(lián),使用具有1.45mW/cm2的強(qiáng)度的UV燈以分別產(chǎn)生PES-PI-A-1.75UV8和PES-PI-A-3UV8不對稱完整結(jié)皮平板膜。實(shí)施例2制備PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜使用與實(shí)施例1中所述PES-PI-A-1.75UV8和PES-PI-A-3UV8不對稱完整結(jié)皮平板膜相同的程序制備,但是使用重量比為1:1的PI-B聚酰亞胺和PES聚合物的可混溶混合物代替PI-A聚酰亞胺和PES聚合物的可混溶混合物。實(shí)施例3評估PES-PI-A-1.75UV8、PES-PI-A-3UV8、PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜的CO2/CH4分離性能在50℃下在6996kPa(1000psig)的進(jìn)料氣體壓力下測試PES-PI-A-1.75UV8、PES-PI-A-3UV8、PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜的CO2/CH4分離,進(jìn)料中具有10%CO2和90%CH4。結(jié)果顯示于表1中。從表1可以看出,所有本發(fā)明所述膜顯示出在70GPU之上的高CO2滲透性和在23之上的高CO2/CH4選擇性。表1PES-PI-A-1.75UV8、PES-PI-A-3UV8、PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜的CO2/CH4分離性能膜CO2滲透性(GPU)CO2/CH4選擇性PES-PI-A-1.75UV814023.1PES-PI-A-3UV87029.3PES-PI-B-3UV78224.9PES-PI-B-4UV76928.61GPU=10-6cm3(STP)/cm2s(cmHg)測試條件:50℃6996kPa(1000psig)進(jìn)料氣體壓力,進(jìn)料中10%CO2和90%CH4。實(shí)施例4評估PES-PI-A-1.75UV8、PES-PI-A-3UV8、PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜的H2/CH4分離性能在50℃下在6996kPa(1000psig)的進(jìn)料氣體壓力下測試PES-PI-A-1.75UV8、PES-PI-A-3UV8、PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜的H2/CH4分離,進(jìn)料中具有10%H2和90%CH4。結(jié)果顯示于表2中。從表2可以看出,所有本發(fā)明所述膜顯示出在330GPU之上的高H2滲透性和在100或100以上的高H2/CH4選擇性。表2PES-PI-A-1.75UV8、PES-PI-A-3UV8、PES-PI-B-3UV7和PES-PI-B-4UV7不對稱完整結(jié)皮平板膜的H2/CH4分離性能膜H2滲透性(GPU)H2/CH4選擇性PES-PI-A-1.75UV8651100PES-PI-A-3UV8424146PES-PI-B-3UV7458131PES-PI-B-4UV73371701GPU=10-6cm3(STP)/cm2s(cmHg)測試條件:50℃,6996kPa(1000psig)進(jìn)料氣體壓力,進(jìn)料中10%H2和90%CH4。具體實(shí)施方案以下連同具體實(shí)施方案描述,應(yīng)理解該描述意欲闡述而不是限制本說明書和所附權(quán)利要求書的范圍。本發(fā)明第一實(shí)施方案為從氣體混合物中分離至少一種氣體的方法,該方法包括(a)提供包含芳族聚醚砜(PES)聚合物和芳族聚酰亞胺聚合物的可混溶混合物的不對稱完整結(jié)皮平板膜,芳族聚酰亞胺聚合物包含多個式(I)重復(fù)單元其中X1選自由組成的組,其中X2選自由組成的組,且其中在該方法中,在20-100℃的溫度下,(b)使氣體混合物接觸不對稱完整結(jié)皮平板膜的一側(cè)導(dǎo)致至少一種氣體透過不對稱完整結(jié)皮平板膜;和(c)從不對稱完整結(jié)皮平板膜的相反側(cè)除去包含一部分透過膜的至少一種氣體的滲透氣體組合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含二氧化碳和甲烷的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含氫氣和甲烷的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含氦氣和甲烷的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物和至少一種大氣氣體的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔?。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含至少兩種選自由二氧化碳、氧氣、氮?dú)?、水蒸氣、硫化氫、氦氣和甲烷組成的組的氣體的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含揮發(fā)性有機(jī)化合物和至少一種大氣氣體的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中揮發(fā)性有機(jī)化合物選自由甲苯、二甲苯和丙酮組成的組。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含烯烴和鏈烷烴的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含烴和氫氣的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中不對稱完整結(jié)皮平板膜經(jīng)由UV輻射交聯(lián)。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中該方法在20-100℃的溫度下。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中氣體混合物包含異鏈烷烴和正鏈烷烴的混合物。本發(fā)明一個實(shí)施方案為從該段中第一實(shí)施方案開始的該段中先前實(shí)施方案中的一個、任何或者所有,其中不對稱完整結(jié)皮平板膜用在單級膜系統(tǒng)中或者兩級膜系統(tǒng)中的各階段中。不進(jìn)一步詳細(xì)闡述,認(rèn)為本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠最大程度地使用前述說明并容易確定本發(fā)明的主要特征,而不偏離本發(fā)明精神和范圍,對本發(fā)明作出各種改變和改進(jìn)以適應(yīng)各種應(yīng)用和條件。所以,前述優(yōu)選具體實(shí)施方案僅作為闡述目的,并不以任何方式限制公開的剩余部分,并意欲覆蓋隨附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和相當(dāng)?shù)呐渲?。在前文中,除非另外說明,所有溫度以攝氏度表示,所有份和百分?jǐn)?shù)以重量計。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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