本發(fā)明涉及密封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜。

背景技術(shù)：

浮頂油罐二次密封系統(tǒng)是在浮頂油罐一次密封的技術(shù)上增加的一層密封防護，包括由特種橡膠加工而成的橡膠滑動片及氣體阻隔膜、由鍍鋅板或不銹鋼板制成的承壓板及各種壓板，氣體阻隔膜主要阻隔外界空氣進入浮頂油罐內(nèi)部。但是當油罐內(nèi)部氣體熱脹冷縮時不可避免的會有內(nèi)部油氣的排出或外部空氣的進入。當內(nèi)部油氣外排時會造成大氣的揮發(fā)性氣體污染，而當外界空氣混入油管內(nèi)部的油氣時由于氧氣的存在易發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故。同時一般氣體阻隔膜的相對有機油氣的溶脹性大，且強度低而無法長期使用。中國專利CN1608719A，專利名稱一種油氣分離膜、其制造方法以及用其制成的氣體傳感器，公告日期2006年6月28日，公開了一種由聚四氟乙烯或類似材料制成的具有透氣性的高分子本體膜、以及由不銹鋼、銅或鎳粉末制成的多孔金屬燒結(jié)片通過高透氣性的粘結(jié)劑粘結(jié)在一起制成的油氣分離膜，但是這種油氣分離膜依靠壓差分離油氣，對空氣和有機油氣的選擇性差，不能有效阻礙油氣的排出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有氣體阻隔膜不能有效分離浮頂油罐揮發(fā)的油氣，且相對有機油氣的溶脹性大，強度低的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以選擇性的排出空氣尤其是氧氣而有效阻礙揮發(fā)性油氣排出的用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜，減少揮發(fā)性氣體的污染，同時避免油罐內(nèi)部氧氣含量高而存在爆炸的危險，同時在有機油氣尤其是可凝烴類中的溶脹性小，使用強度高，使用壽命長。

本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案：

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜，所述油氣分離膜通過聚酰胺酸經(jīng)亞胺化反應(yīng)制備而成，所述聚酰胺酸經(jīng)6FDA與有機胺反應(yīng)制成，所述有機胺為ODA或PPDA。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，6FDA與有機胺的質(zhì)量比為6FDA:有機胺＝1:1.02～1.04。

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)聚酰胺酸制備：氮氣保護條件下向NMP溶劑中先后加入6FDA與ODA或6FDA與PPDA，于16～28℃下攪拌反應(yīng)合成聚酰胺酸；

(2)亞胺化反應(yīng)：向步驟(1)所得反應(yīng)體系中加入醋酸酐和三乙胺混合液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)得聚酰亞胺溶液；

(3)制備粉末：向步驟(2)所得聚酰亞胺溶液中加入甲醇使聚酰亞胺完全沉淀，過濾沉淀并用甲醇洗滌，干燥甲醇洗滌后的沉淀得聚酰亞胺粉末；

(4)成膜：將步驟(3)所得聚酰亞胺粉末溶解于二氯甲烷中制備鑄膜液，將鑄膜液經(jīng)濾網(wǎng)過濾后在500目的尼龍網(wǎng)上由刮膜機刮成液膜，然后加熱使二氯甲烷完全揮發(fā)，將加熱后的液膜真空環(huán)境中干燥制得油氣分離膜。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，步驟(2)中醋酸酐與三乙胺的質(zhì)量比為醋酸酐:三乙胺＝4～5:1，醋酸酐與三乙胺混合液的加入量與6FDA質(zhì)量比為1.6～2:1。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，步驟(3)中干燥溫度為180～220℃。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，步驟(4)所得鑄膜液中聚酰亞胺的質(zhì)量百分比為2～4％，液膜厚度為0.2～0.5mm。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，步驟(4)中使二氯甲烷完全揮發(fā)的加熱溫度為70～90℃，加熱時間1～2h，真空環(huán)境中的干燥溫度為250～280℃，干燥時間12～24h。

本發(fā)明的用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜以6FDA和有機胺為原料制備，其中6FDA是4,4-六氟亞異丙基-鄰苯二甲酸酐，ODA為4,4-二氨基二苯醚，PPDA為苯二胺。經(jīng)6FDA與ODA或PPDA在NMP即N-甲基-2-吡咯烷酮中反應(yīng)首先制備聚酰胺酸，然后進一步亞胺化反應(yīng)制備6FDA-聚酰亞胺，將制備的6FDA-聚酰亞胺以二氯甲烷為溶劑制備鑄膜液后刮至成膜，所得的油氣分離膜的厚度為0.2～0.5mm，對空氣尤其是氧氣的滲透通量大而對有機油氣的滲透通量小，當浮頂油罐內(nèi)壓力升高導(dǎo)致罐內(nèi)油蒸汽外排時，可以選擇性的將空氣排出，同時截留有機油氣，減少揮發(fā)性氣體的污染，并避免罐內(nèi)存在氧氣帶來的爆炸危險。同時本發(fā)明的油氣分離膜在有機油氣尤其是可凝性烴類中的溶脹低且耐疲勞強度高的特性，有較強的使用壽命。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的油氣分離膜可選擇性的從浮頂油罐內(nèi)排出空氣尤其是氧氣而有效阻礙揮發(fā)性油氣的排出，可以減少揮發(fā)性氣體的污染，并避免油罐內(nèi)部氧氣含量高而存在爆炸的危險，同時在有機油氣尤其是可凝烴類中的溶脹性小，使用強度高，使用壽命長，特別適合浮頂油罐的二次密封使用。

具體實施方式

下面就本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

如無特別說明，本發(fā)明中所采用的原料均可從市場上購得或是本領(lǐng)域常用的，如無特別說明，下述實施例中的方法均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。

實施例1

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜，通過聚酰胺酸經(jīng)亞胺化反應(yīng)制備而成，聚酰胺酸經(jīng)6FDA與有機胺反應(yīng)制成，優(yōu)選ODA，6FDA與ODA的質(zhì)量比為6FDA:ODA＝1:1.02。

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)聚酰胺酸制備：氮氣保護條件下向NMP溶劑中先后加入6FDA與ODA，于16℃下攪拌反應(yīng)合成聚酰胺酸。

(2)亞胺化反應(yīng)：向步驟(1)所得反應(yīng)體系中加入醋酸酐和三乙胺混合液，醋酸酐與三乙胺的質(zhì)量比為醋酸酐:三乙胺＝4:1，醋酸酐與三乙胺混合液的加入量與6FDA質(zhì)量比為1.6:1，繼續(xù)攪拌反應(yīng)得聚酰亞胺溶液。

(3)制備粉末：向步驟(2)所得聚酰亞胺溶液中加入甲醇使聚酰亞胺完全沉淀，過濾沉淀并用甲醇洗滌，干燥甲醇洗滌后的沉淀得聚酰亞胺粉末，干燥溫度為180℃。

(4)成膜：將步驟(3)所得聚酰亞胺粉末溶解于二氯甲烷中制備鑄膜液，聚酰亞胺的質(zhì)量百分比為2％，將鑄膜液經(jīng)濾網(wǎng)過濾后在500目的尼龍網(wǎng)上由刮膜機上刮成液膜，液膜厚度為0.2mm，然后加熱使二氯甲烷完全揮發(fā)，加熱溫度為70℃，加熱時間1h，將加熱后的液膜真空環(huán)境中干燥制得油氣分離膜，干燥溫度為250℃，干燥時間12h。

實施例2

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜，通過聚酰胺酸經(jīng)亞胺化反應(yīng)制備而成，聚酰胺酸經(jīng)6FDA與有機胺反應(yīng)制成，優(yōu)選ODA，6FDA與ODA的質(zhì)量比為6FDA:ODA＝1:1.03。

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)聚酰胺酸制備：氮氣保護條件下向NMP溶劑中先后加入6FDA與ODA，于23℃下攪拌反應(yīng)合成聚酰胺酸。

(2)亞胺化反應(yīng)：向步驟(1)所得反應(yīng)體系中加入醋酸酐和三乙胺混合液，醋酸酐與三乙胺的質(zhì)量比為醋酸酐:三乙胺＝4.5:1，醋酸酐與三乙胺混合液的加入量與6FDA質(zhì)量比為1.8:1，繼續(xù)攪拌反應(yīng)得聚酰亞胺溶液。

(3)制備粉末：向步驟(2)所得聚酰亞胺溶液中加入甲醇使聚酰亞胺完全沉淀，過濾沉淀并用甲醇洗滌，干燥甲醇洗滌后的沉淀得聚酰亞胺粉末，干燥溫度為200℃。

(4)成膜：將步驟(3)所得聚酰亞胺粉末溶解于二氯甲烷中制備鑄膜液，聚酰亞胺的質(zhì)量百分比為3％，將鑄膜液經(jīng)濾網(wǎng)過濾后在500目的尼龍網(wǎng)上由刮膜機上刮成液膜，液膜厚度為0.35mm，然后加熱使二氯甲烷完全揮發(fā)，加熱溫度為80℃，加熱時間1.5h，將加熱后的液膜真空環(huán)境中干燥制得油氣分離膜，干燥溫度為265℃，干燥時間18h。

實施例3

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜，通過聚酰胺酸經(jīng)亞胺化反應(yīng)制備而成，聚酰胺酸經(jīng)6FDA與有機胺反應(yīng)制成，優(yōu)選ODA，6FDA與ODA的質(zhì)量比為6FDA:ODA＝1:1.04。

一種用于浮頂油罐二次密封的油氣分離膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)聚酰胺酸制備：氮氣保護條件下向NMP溶劑中先后加入6FDA與ODA，于28℃下攪拌反應(yīng)合成聚酰胺酸。

(2)亞胺化反應(yīng)：向步驟(1)所得反應(yīng)體系中加入醋酸酐和三乙胺混合液，醋酸酐與三乙胺的質(zhì)量比為醋酸酐:三乙胺＝5:1，醋酸酐與三乙胺混合液的加入量與6FDA質(zhì)量比為2:1，繼續(xù)攪拌反應(yīng)得聚酰亞胺溶液。

(3)制備粉末：向步驟(2)所得聚酰亞胺溶液中加入甲醇使聚酰亞胺完全沉淀，過濾沉淀并用甲醇洗滌，干燥甲醇洗滌后的沉淀得聚酰亞胺粉末，干燥溫度為220℃。

(4)成膜：將步驟(3)所得聚酰亞胺粉末溶解于二氯甲烷中制備鑄膜液，聚酰亞胺的質(zhì)量百分比為4％，將鑄膜液經(jīng)濾網(wǎng)過濾后在500目的尼龍網(wǎng)上由刮膜機上刮成液膜，液膜厚度為0.5mm，然后加熱使二氯甲烷完全揮發(fā)，加熱溫度為90℃，加熱時間2h，將加熱后的液膜真空環(huán)境中干燥制得油氣分離膜，干燥溫度為280℃，干燥時間24h。

實施例4

與實施例1不同之處在于：有機胺優(yōu)選PPDA，6FDA與PPDA的質(zhì)量比為6FDA:PPDA＝1:1.02。

實施例5

與實施例2不同之處在于：有機胺優(yōu)選PPDA，6FDA與PPDA的質(zhì)量比為6FDA:PPDA＝1:1.03。

實施例6

與實施例3不同之處在于：有機胺優(yōu)選PPDA，6FDA與PPDA的質(zhì)量比為6FDA:PPDA＝1:1.04。

本發(fā)明的油氣分離膜對不同氣體的滲透能力與選擇性的測試結(jié)果如表1所示。

表1油氣分離膜的對不同氣體的滲透能力

同時本發(fā)明的油氣分離膜的物理強度測試結(jié)果如表2所示。

表2油氣分離膜的物理強度測試結(jié)果

從表1、表2的數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的油氣分離膜對氧氣的滲透通量接近10倍于對烴類的滲透通量，因此可以讓氧氣優(yōu)先排出，其次是氮氣，從而降低浮頂油罐的二次密封空間內(nèi)氧氣含量，避免火災(zāi)等事故發(fā)生，同時將油氣截留在油罐內(nèi)減少油氣損耗以及空氣的揮發(fā)性氣體污染，并且對可凝性烴類的溶脹低。本發(fā)明的油氣分離膜的強度高，適宜作為浮頂油罐的二次密封的油氣分離膜使用，使用壽命長。