способ мембранного разделения газов и жидкостей

Формула изобретения

Способ мембранного разделения газов и жидкостей, включающий подачу разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны из сополимера тетрафторэтилена и отбор проникших компонентов с другой стороны мембраны, отличающийся тем, что в качестве материала полупроницаемой мембраны используют сополимер тетрафторэтилена с виниловыми эфирами общей формулы











m 4,55 29;

q 1 6;

к 3 или 5;

n 1 5;

M H⁺, NH⁺₄ Na⁺, K⁺, Li⁺ или Cu⁺.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый способ относится к области разделения газовых и жидких смесей, в частности к способам мембранного разделения.

Известны способы мембранного разделения, включающие подачу разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны и отбор проникших компонентов с другой. При этом в качестве мембранного материала используются кремнийорганический блок-сополимер: поликарбонат или полисульфон-полидиметил силоксан с дополнительным слоем полимера фторсодержащего эфира кремниевой или (мет)акриловой кислоты (А. с. СССР N 1217457, В 01 D 53/22, 1986) или поли (4,4 дифтор-5-5-бис(трифторметил)-3,5-циклопентиленвинилен (А. с. СССР N 1754187, В 01 D 61/00, 1992). Известные способы непригодны для выделения аминов из технологических смесей из-за низкой проницаемости через описанные мембранные материалы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ мембранного разделения, описанный в статье Д.М. Амирханова и др. Химические волокна, 1990, N 1, с. 7 и заключающийся в подаче разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны из сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом (фторопласта-42) и отборе проникших компонентов с другой стороны мембраны. Известный способ обеспечивает значительную проницаемость фтористого водорода по сравнению с фторсодержащим (SiF₄, SF₆) и постоянными газами (Не, N₂, O₂). Однако он не обеспечивает достаточной производительности выделения аминов из технологических смесей, так как проницаемость фторопласта-42 к аминам невелика и составляет для: ММА

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи повышения производительности выделения аминов из жидких и газовых смесей. Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе мембранного разделения, включающем подачу разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны из сополимера тетрафторэтилена и отбор проникших компонентов с другой стороны, в качестве мембранного материала используют сополимер тетрафторэтилена с виниловыми эфирами формулы:



где

m=4,55-29; q=1-6; К=3 или 5; n=1-5;

М=Н⁺, NH₄⁺, Na⁺, K⁺, Li⁺ или Cu⁺.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность выделения аминов из технологических смесей за счет выбора мембранного материала, обеспечивающего более высокие коэффициенты проницаемости аминов по сравнению с известными мембранными материалами.

Пример.

Определение проницаемости различных аминов производилось на образцах плоских мембран диаметром (рабочим) 50 мм и толщиной 50-60 мкм. Испытание мембран проводилось на установке, включающей диффузионную ячейку, состоящую из двух камер (рабочей и измерительной), разделенных исследуемым материалом, дозатора и хроматографического анализатора с различными детекторами. В рабочую камеру подавались исследуемые соединения, а из измерительной камеры с помощью дозатора периодически производился отбор проб пермеата и ввод их в хроматографический анализатор. По результатам хроматографических измерений рассчитывались коэффициенты проницаемости.

Результаты измерения проницаемости через мембранные материалы из сополимеров различных структурных формул следующих аминов: монометиламина - ММА, диметиламина ДМА, триметиламина ТМА, моноэтиламина МЭА, диэтиламина ДЭА, приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение производительности выделения аминов в 10³-10⁵ раз по сравнению с техническим решением, выбранным в качестве прототипа.