[发明专利]中空纤维碳分子筛膜及其制备和用途

摘要

本发明公开了中空纤维碳分子筛膜，制备中空纤维碳分子筛膜的方法，以及使链烯从包含该链烯与其相应链烷和任选的一种或多种气态组分的混合物中分离的方法，所述一种或多种气态组分选自氢气、不同于所述链烯的链烯、和不同于所述相应链烷的链烷。所述方法和膜也可以用于使链烯与链烯‑链烷分离之后剩余的进料流组分分离。

主权项

使链烯从包含该链烯与其相应链烷和任选的一种或多种气态组分的气态混合物中分离的方法，所述一种或多种气态组分选自氢气、不同于所述链烯的链烯、和不同于所述相应链烷的链烷，所述方法包括在以下条件下将中空纤维碳分子筛放入所述气态混合物的流中，所述条件足以使至少一部分所述链烯穿过所述中空纤维碳分子筛同时阻挡至少一部分其相应链烷穿过所述中空纤维碳分子筛，所述中空纤维碳分子筛通过包括如下一系列顺序步骤的方法制备：a.使用纺丝条件的组合，将纺丝原液转化为中空纤维膜，所述纺丝原液包含15重量％至35重量％的聚酰亚胺、20重量％至85重量％的低挥发性水溶性溶剂、0重量％至10重量％的非挥发性非溶剂、0重量％至40重量％的挥发性水溶性非溶剂、和0重量％至85重量％的挥发性水溶性有机溶剂，各以重量计的重量百分比均基于所述纺丝原液的总重量，并且当作为纺丝原液一起添加时等于100重量％；b.使用包含惰性气体和氧气的吹洗气体使所述中空纤维膜在450摄氏度至900摄氏度的温度热解，所述氧气的存在量为大于0摩尔每一百万摩尔吹洗气体至小于或等于50摩尔每一百万摩尔吹洗气体，所述吹洗气体以2厘米/分钟至100厘米/分钟的速率流动；c.使热解的中空纤维膜经历热解后处理，所述热解后处理包括在从最终热解温度冷却至室温之后且在暴露于进料气体之前，使热解的中空纤维膜在基本上不含水、水蒸气、气态有机化合物和有机液体的气氛中调理至少72小时的时间段，所述顺序步骤的组合得到链烯‑链烷中空纤维碳分子筛，其乙烯渗透率为至少0.1个气体渗透单位，丙烯渗透率为至少0.1个气体渗透单位，条件是乙烯渗透率为乙烷渗透率的至少2倍且丙烯渗透率为丙烷渗透率的至少4倍，且进一步的条件是丙烯渗透率为乙烷渗透率的至少1.5倍。