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