Асимметричная газоразделительная мембрана
Изобретение относится к мембранной технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической и газовой отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение газопроницаемости мембраны при сохранении ее селективности. Поставленная цель достигается за счет уменьшения плотности диффузионного слоя. Использование изобретения позволяет в несколько раз повысить проницаемость мембраны при сохранении ее селективности . 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРБПИЯМ ПРИ ГКНТ СССР 30ЙО !" (ИАНК-B.» <«ГИБЛ(« « . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 4203182/26 (22) 14.08.87 (31) 66752 (32) 06.07,87 (33) US (46) 30.08.92. Бюл. N 32 (71) Пермева И««к (72) Клинт Эллен Круз, Реймонд Фрэнцис Мэлон, Элен Карл Хэндермэ««н, Альфред Киф Фрицтше, Милтон Ким Мерфи и Роберт Емил Кестинг (US) (56) Патент США ¹ 4230463, кл, В 01 0 59/14, 1980. Изобретение относится к мембранной технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической и газовой отраслях промышленности, Цель изобретения — увеличение проницаемости мембраны при сохранении ее селективности. На фиг. 1 изображена схема предлагаемой мембраны: на фиг. 2 — схема известной мембраны. Мембрана содержит пористую основу1, диффузионный слой 2 переменной плотности, состоящий из переходного слоя 3 и активного 4, и окклюдирующее покрытие ". В известном решении диффузионный слой 2 имеет равномерную плотность, Уменьшение плотности диффузионного слоя 2 в направлении от покрытия к пористой основе 1 позволяет увеличить проницаемость «лембраны при сохранении ее CGilGKT««BHOCTVI. Мембрану получают, проводя процессы желатинизации и десольватации в систе« Ы 1759228 А 3 (54) АСИММЕТРИЧНАЯ ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ МЕМБРАНА (57) Изобретение относится к мембранной технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической и газовой отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение газопроницаемости мембраны при сохранении ее селективности, Поставленная цель достигается эа счет уменьшения плотности диффузионного слоя. Использование изобретения позволяет в несколько раз повысить проницаемость мембраны при сохранении ее селективности. 2 ил, мах, содержащих кислоты и основания Льюиса, в которых образуются неустойчивые в полярных средах комплексы, В качестве материала мембран используют полиэфиримидный или ароматический полисульфоновый полимер или стиролакрилонитриловый сополимер. Мембраны получают е виде полых волокон путем влажного вытягивания. Для этого формовочный раствор (дегазированный ",оль) подают со скоростью до 20 Mll/ìèí в зкструзионный мундштук типа "трубка в отверстии". Мундштук поддерживают при 15— 100 С, Золи имеют высокое содержание твердых частиц полимеров (более 32 мас.,,ь) и большую вязкость (оптимально более 10 сПз при 70 С). В просвет волокна вводят воду со скоростью до 10 мл/мин. Скорость получения волокна (до 100 м!мин). Волокно пропускают через водяную баню, поддерживаемую при комнатной или более высокой темпаратурс, но не выше чем 50 С. Полос волокно промыва|от водой, затем на1759228 Тл блноа 1 НН " НЕ " СО ОЗ НЕ/8Е « 11З/МЗ O(00 )(Н ЪСон)л 0 0(0 111 Материал Сосуае золе мембрана ломсульФон 43/57 3711 TS de1 Ж (лредлагае ий) 258, 0 43,0 145,0 126,0 9,8 100,0 9,5 85,0 170,0 91,0 5,1 87/1Зйу/FA (нзаестннй) 80,0 65,0 75,0 80,о 12,0 90,0 5,2 14змзОирсулн- 402 t Фон (17 43/57 (лреалай(ссген 600р гаенмй) 358 т 05/15 FFIFA (нзаестнмм) 84,0 182,0 13,1 5,1 32,0 3,4 (402 ТБ) 2 ° 3 131,0 матывают HB бобину и промыва)от до 7 дней циркулирующей водой, Пучки волокон, смотанные с бобины. сушат в вертикальном положении при "100 С. Из волокон (в количестве 600-1200) получают гаэораэделительные модули размером 34, 4Sx2.54 см. Волокна, собранные в модуль, покрывают 0,5-1%-ным раствором "Sylgard" в иэопентане, после «его проводят 10 измерения гаэоразделительных характеристик мембран. В табл, 1 представлены газоразделительные свойства предлагаемых и известных мембран. 15 Обозначения в табл, 1: РА — пропионовая кислота; FP — N-формилпиперидин, ГА — формамид; NHP — N-метил-2-пирролидон; Т$ — содержание твердых частиц 20 (мас,%), величины проницаемостей П мембран «по различным газам приведены в н c743/(-F42 с.см,рт.ст.; а) — параметры селективности (I1/ Tt); R — зарегистрированное торговое название фирмы "Дженерал 25 Электрик". Данные для 02 и И2 получены при подаче в модуль воздуха при 50 С и перепаде Л р давления газа на мембране Z,9.10 Па. Испытания по Не, Ng и Н2 проведены по индивидуальным газам при 20 — 30 24 С и Ь р= 4,5 ° 10 Па, Данные по С02/СН4/СзНв получены при 75 С, Л р= - 4,35 10 Па, содержание С02, СН4 и СзНв в смеси составляет соответственно 30, 66 и 4% 35 Газоразделительные характеристи ки дл5(„мембран иэ полиэфиримида Ul tBfF) --) 1000 и стиролакрилон11трилово(о сополимера приведены в табл, 2 и 3 соответственноо. Полиэфиримидные мембраны получаю( из 37 мас. $ раствора полимера и испытывают при 30 С и Л р= 7,2 10 Па, Стиролакрилонитриловые мембраны получают из раствора, содержащего 36 мас.% сополимера, имеющего 47 мас.% акрилонитрила, и испытывают при ЗООС и Лр= 1.4 10 Па. Обозначения в табл. 3: АА — уксусная кислота; gMF — N, N-диметилформамид; ДМАс — N,N-диметилацетат. Таким образом. предложенные мембраны обладают повышенной гаэопроницаемостью по сравнению с известными. При этом сохраняется селективность мембран. Формула изобретения Асимметричная газоразделитель)(ая мембрана, имеющая пористую анизотропную основу из полиэфиримидного или ароматического полисульфонового полимера или стиролакрилонитрилового сополимера и покрытие, материал которого обладает фактором разделения, меньшим, чем основа, находящаяся в окклюдирующем контакте с ней со стороны плотного диффузионного слоя, отличающаяся тем, что, с целью увеличения проницаемости мембраны при сохранении ее селективности, диффузионный слой имеет уменьшающуюся по толщине в направлении от покрытия ПЛОТНОСТЬ. 1759228 Таблица 2 Таблица 3 1759228 Составитель М.Крыкин Редактор Л.Веселовская Техред M,Moðãåíòàë Корректор С.Патрушева Заказ 3015 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101