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题名PDMS修饰STT分子筛膜及天然气提氦性能研究
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作者
熊英杰
代勇
李莹珂
王学瑞
沙漠
杨苗
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机构
中国石油工程建设有限公司西南分公司
南京工业大学化工学院
南京工业大学材料化学工程全国重点实验室
中国石油技术开发有限公司
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出处
《天然气与石油》
2025年第2期12-19,共8页
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基金
中国石油天然气集团有限公司关键核心技术攻关项目(2021ZG13)
国家自然科学基金项目“纳米片晶种诱导高通量STT分子筛膜及天然气提氦传质机理研究”(22378187)
+1 种基金
江苏省基础研究计划自然科学基金——杰出青年基金项目“稀有气体提纯分子筛膜的设计合成与传质机理研究”(BK20240030)
南京工业大学卓越工程师培训计划项目“氟硅分离膜”(ZYXM202405)。
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文摘
氦气是一种稀缺性重要资源,主要来源依赖于含氦天然气。中国天然气中氦含量极低,存在提取难度大、成本高等问题,膜分离技术可实现氦气的高效提取。STT(Standard Oil Synthetic Zeolite-twenty-three)分子筛膜因独特的孔道结构,在氦气/甲烷分离中表现出良好的分离性能。然而,STT分子筛膜在水热合成或模板剂脱除过程中容易形成晶间缺陷,导致选择性偏低,不能直接用于天然气提氦。为了修饰STT分子筛膜缺陷并用于天然气提氦,研究提出聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)修饰STT分子筛膜晶间缺陷的方法,研究了PDMS含量、固化温度等操作参数对晶间缺陷修复的影响。在最佳条件下,PDMS修饰STT分子筛膜用于模拟贫氦天然气的提氦(氦气含量为0.075%),压力5.2 MPa下氦气/甲烷分离选择性达到166,氦气浓缩倍数为82,氦气回收率达到55%。PDMS修饰STT分子筛膜有效消除了晶间缺陷,提升了氦气/甲烷分离性能,显示了在贫氦天然气提氦中广阔的应用前景。
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关键词
STT分子筛膜
天然气提氦
缺陷修饰
气体分离
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Keywords
STT zeolite membranes
Helium extraction
Defect modification
Gas separation
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分类号
TQ028.4
[化学工程]
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