[发明专利]一种陶瓷膜及其改性方法、过滤器和过滤系统

说明书

本发明属于陶瓷膜过滤器制备技术领域，具体涉及一种陶瓷膜的改性方法和陶瓷膜及该陶瓷膜在过滤器、悬浮床加氢反应的氢回收的过滤系统中的应用。该方法包括将陶瓷膜浸渍于5‑15wt％聚四氟乙烯溶液中，加热至350‑370℃，并在该温度下保温0.5‑3h后，制得改性陶瓷膜。该方法通过聚四氟乙烯对陶瓷膜孔进行改性，使陶瓷膜膜孔具有较高的疏水和疏油倒角，水和油不易粘附在陶瓷膜孔上，且催化剂等颗粒杂质很难在膜孔上聚集，不易通过陶瓷膜孔，避免发生堵塞膜孔的现象，使气体通量衰减变慢，提高膜的使用寿命；此外，该陶瓷膜通量大、性能优异，可净化含杂质的氢气，将其应用于过滤器等生产装置上可降低生产成本。

技术领域

本发明属于陶瓷膜过滤器制备技术领域，具体涉及一种陶瓷膜及其改性方法、过滤器和过滤系统。

背景技术

悬浮床加氢工艺是重质油轻质化的理想方法之一，其工艺过程一般为分散型催化剂与原料油均匀混合得到混合原料，然后混合原料与大量氢气一同进入一个或多个相同的空筒式反应器内，在临氢条件下进行催化加氢和裂解反应。

悬浮床加氢工艺中加氢反应多采用氢气循环流程，来自反应器的反应产物经冷却后在高压分离器特定温度和压力下进行气液相分离，经压缩与新氢混合并升温，再进入反应器与原料油在催化剂作用下发生加氢反应。在加氢反应中，循环氢具有保持氢分压、带走反应热、改善反应器温度分布等作用；因此，稳定的循环氢系统是非常有必要的。但是，在悬浮床反应器中，催化剂是流态化，会有微量的催化剂进入循环氢气流程，此外，加氢会产生少量的水，在循环流程的氢气中会存在少量的水分，因此在循环氢压缩机入口安装过滤器，但是现有的过滤器去除催化剂和水分的效果并不好、压降大。

现有过滤器的滤芯是金属丝编织，细小的催化剂颗粒会穿过滤芯，过滤效率低；另外，气体中的少量水会在滤芯上凝结，易粘结催化剂颗粒，加速滤芯的堵塞，压降增大，降低气体通量和滤芯的使用寿命。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的悬浮床加氢反应的氢气循环流程中的过滤器去除催化剂和水分效果不好、易使滤芯堵塞、降低气体通量和滤芯的使用寿命等缺陷，从而提供一种陶瓷膜及其改性方法、过滤器和过滤系统。

为此，本发明提供了以下技术方案。

本发明提供了一种陶瓷膜的改性方法，包括如下步骤：

将所述陶瓷膜浸渍于5-15wt％聚四氟乙烯溶液中，加热至350-370℃，并在该温度下保温0.5-3h后，制得改性陶瓷膜。

进一步地，所述加热的速率为0.8-3.5℃/min；

所述陶瓷膜包括氧化铝膜、氧化锆膜、氧化钛膜或氧化硅膜；

所述聚四氟乙烯溶液是聚四氟乙烯的水分散乳液，具体包括四氟乙烯单体发生聚合反应得到聚四氟乙烯，然后将聚四氟乙烯与去离子水混合搅拌均匀后，加入非离子型表面活性剂使其保持稳定；其中，聚四氟乙烯的粒径为0.05-0.15μm，聚四氟乙烯的水分散乳液的密度为1.38-1.45g/cm³。

本发明还提供了一种由上述改性方法制得的改性陶瓷膜。

所述改性陶瓷膜上聚四氟乙烯膜的厚度不大于100nm，且不为0。

此外，本发明还提供了一种包括上述改性方法制备得到的改性陶瓷膜或所述改性陶瓷膜的过滤器。

所述的过滤器，包括，膜壳及设置于所述膜壳内的由所述改性陶瓷膜形成的陶瓷膜筒，含氢气流通过所述膜壳进入所述陶瓷膜筒内，所述含氢气流中的氢气通过所述陶瓷膜筒，所述含氢气流中的剩余气体被所述陶瓷膜筒截留至其内。

进一步地，所述的过滤器还包括，

上膜盖和下膜盖，设置于所述膜壳的相对两端上；