作者:威利 信用:威利 含有大量硫化氢(H2S)和二氧化碳(二氧化碳)的天然气被称为酸性气体
在进入管道之前，必须通过去除酸性杂质来“增甜”
研究人员在《Angewandte Chemie》杂志上报道，通过微调两种分子组分的比例，可以生产定制的聚酰亚胺膜，这种膜可以净化各种成分的酸性气体
天然气的主要成分是甲烷(CH4)
酸性气体中的H2S和二氧化碳与湿气发生酸性反应，使它们具有很强的腐蚀性
此外，H2S剧毒，并构成安全风险
如今，脱硫通常是通过非常耗能的化学洗涤来实现的，这对于含有高浓度H2S和二氧化碳的气体来说在经济上是不可行的
此外，这一过程需要一个大型、复杂的设备，无法在远程或海上设施中使用
可扩展、经济的膜分离是一个很好的选择
基于由一种特殊的含氮和氧基团制成的玻璃状聚酰亚胺聚合物的膜表现出良好的分离效率
然而，对于聚酰亚胺的结构和它们在H2S存在下的气体传输特性之间的关系还缺乏基本的理解，这阻碍了先进膜的设计
由威廉·J
佐治亚理工学院(美国亚特兰大
S
)现在已经开始研究这个课题
膜分离是基于这样一个事实，即溶解度较高的气体更容易通过膜材料；然而，较小的气体分子也可以更容易地通过膜扩散
脱硫的挑战在于CO2的分离主要依赖于粒度差异(CO2小于CH4)，而相似粒度的H2S和CH4的分离依赖于溶解度的差异
此外，玻璃状聚酰亚胺膜随着吸收更多的溶解气体而开始软化
这有利于H2S分离，但不利于CO2分离
在他们的实验中，研究人员生产了基于6FDA (4，4’-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐)的聚酰亚胺
他们使用了两种不同的美国食品和药物管理局的积木，它们以不同的比例聚合
一种结构单元(DAM)引入了一个庞大的三甲基苯基团，阻止了聚合物链的密集堆积
这增加了气体渗透性和软化的趋势
另一个构件(DABA)包含一个极性苯甲酸基团
这收紧了链的包装，降低了渗透性，但增加了H2S溶解度
更高比例的DAM增加了对CO2的渗透性，但也增加了对CH4的渗透性，这降低了选择性
相比之下，对H2S的选择性几乎不受影响
含DAM越多，聚合物软化越多，这对CO2不利，但对H2S有利
通过仔细调节构件的相对量，可以平衡聚合物链的堆积和塑化的趋势，以生产同时有效分离H2S和CO2的膜
这使得为不同的天然气成分定制膜成为可能
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