2020年6月24日
含有大量硫化氢(H(2)S)和二氧化碳(CO(2))的天然气被称为酸气。在它进入管道之前，必须通过去除酸性杂质来“加糖”。
通过对两种分子成分的比例进行微调，就有可能生产出特制的聚酰亚胺膜，这种膜可以用多种成分净化酸性气体《应用化学》．
天然气的主要成分是甲烷(CH(4))。酸性气体中的H(2)S和CO(2)与水分发生酸性反应，具有很强的腐蚀性。此外，H(2)S具有高毒性，存在安全风险。
如今，脱甜通常是通过非常耗能的化学洗涤来实现的，对于H(2)S和CO(2)浓度高的气体，这在经济上是不可行的。此外，这一过程需要大型、复杂的设备，不可能在远程或海上设施中使用。可扩展的，经济的膜分离是一个很好的选择。
采用特殊的含氮和含氧基团制成的玻璃状聚酰亚胺聚合物薄膜具有良好的分离效率。然而，在H(2)S存在的情况下，聚酰亚胺的结构和它们的气体传输特性之间的关系一直缺乏基本的理解，这阻碍了先进膜的设计。
佐治亚理工学院(美国亚特兰大)的William J. Koros领导的一个小组现在开始研究这个问题。
膜分离的基础是溶解度高的气体更容易通过膜材料;欧洲杯足球竞彩然而，较小的气体分子也更容易通过膜扩散。
甜味的挑战在于，CO(2)的分离主要依赖于大小的差异(CO(2)比CH(4)小)，而相同大小的H(2)S和CH(4)的分离依赖于溶解度的差异。此外，玻璃聚酰亚胺膜开始软化，因为他们吸收更多的溶解气体。这有利于H(2)S的分离，但不利于CO(2)的分离。
在他们的实验中，研究人员生产了基于6FDA(4,4’-(六氟异丙基)二苯酐的聚酰亚胺。他们使用了两种不同的6FDA构建块，并以不同的比例聚合。
一种结构块(DAM)引入了庞大的三甲基苯基团，从而阻止了聚合物链的密集排列。这增加了气体的渗透性和软化的倾向。另一种构造块(DABA)含有极性苯甲酸基团。这使链的堆积更加紧密，降低了渗透率，但增加了H(2)S的溶解度。
较高的DAM比例增加了对CO(2)的渗透率，但也增加了对CH(4)的渗透率，降低了选择性。相比之下，对H(2)S的选择性几乎没有影响。DAM含量越多，聚合物软化程度越高，对CO(2)不利，对H(2)S有利。
通过仔细地调整构建块的相对数量，聚合物链的填充和塑化倾向可以得到平衡，从而产生同时有效地分离H(2)S和CO(2)的膜。这使得为不同的天然气成分定制膜成为可能。
来源:http://newsroom.wiley.com/