способ мембранного выделения фтористого водорода
Классы МПК: | B01D61/00 Способы разделения, использующие полупроницаемые мембраны, например диализ, осмос, ультрафильтрация; устройства, вспомогательные принадлежности или операции, специально предназначенные для этих целей |
Автор(ы): | Тахистов Ю.В., Маркевич А.В., Леонтьев В.С., Трукшин И.Г., Вишняков В.М., Тимофеев С.В., Боброва Л.П. |
Патентообладатель(и): | Российский научный центр "Прикладная химия" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-01-30 публикация патента:
27.09.1997 |
Способ мембранного выделения фтористого водорода включает подачу разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны и отбор проникшего фтористого водорода с другой ее стороны. В качестве мембранного материала используют сополимер тетрафторэтилена с виниловыми эфирами формулы:
M= NHQ, OQ" или углеводородный радикал; Q=H или углеводородный радикал; Q"= H, NH4, щелочной металл; M"=(NH)nQ""; Q""=H,NH2, Q"""NH2; Q""" - углеводородный радикал; m=4,55-29,00; q, q"=1-6; l=1-2; k=3 или 5; р=1-5; n1. 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
M= NHQ, OQ" или углеводородный радикал; Q=H или углеводородный радикал; Q"= H, NH4, щелочной металл; M"=(NH)nQ""; Q""=H,NH2, Q"""NH2; Q""" - углеводородный радикал; m=4,55-29,00; q, q"=1-6; l=1-2; k=3 или 5; р=1-5; n1. 1 табл.
Формула изобретения
Способ мембранного выделения фтористого водорода, включающего подачу разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны из сополимера тетрафторэтилена и отбор проникшего фтористого водорода с другой ее стороны, отличающийся тем, что в качестве мембранного материала используют сополимер тетрафторэтилена с виниловыми эфирами формулыили
или
или
где
O(CF2)kCOM;
O(CF2)kCOM";
R" CH2-CH2;
M NHQ, OQ" или углеводородный радикал;
Q H или углеводородный радикал;
Q H, NH4, щелочной металл;
M" (NH)nQ";
Q" H, NH2, Q"""NH2;
Q""" углеводородный радикал;
m 4,55 29,00;
q, q" 1 6;
l 1 2;
k 3 или 5;
p 1 5;
n 1.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области разделения газовых и жидких смесей, в частности к способам мембранного разделения. Известен способ разделения газовых смесей (авт.св. СССР N 1217457, кл. B 01 D 53/22, 1986) путем пропускания смеси через полупроницаемую полимерную мембрану из кремний-органического блоксополимера: поликарбонат- или полисульфонполидиметилсилоксановую мембрану, которая дополнительно содержит слой полимера фторсодержащего эфира кремниевой или (мет)акриловой кислоты. Известный способ разделения с использованием указанной мембраны не пригоден для разделения смесей, содержащих фтористый водород из-за низкой химической стойкости материала мембраны к фтористому водороду. В известном способе мембранного разделения смесей по авт.св. СССР N 1754187, кл. B 01 D 61/00, 1992, включающем подачу разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны и отбор проникших компонентов с другой, в качестве мембранного материала используется поли-(4,4-дифтор-5-5-бис(трифторметил)-3,5-циклопентиленвинилен). Этот способ обеспечивает достаточную селективность при разделении таких газовых смесей как гелий-азот, гелий-метан, водород-азот, водород-метан, водород-окись углерода и др. Однако проницаемость фтористого водорода через материал мембраны недостаточна для их использования в технологических аппаратах. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ мембранного выделения фтористого водорода (Ж. Химические волокна, 1990, N 1, с.7), заключающийся в подаче разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны и отбор проникшего фтористого водорода с другой стороны мембраны, выполненной из фторопласта Ф-42 (сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом). Известный способ обеспечивает высокую селективность разделения фтористого водорода с фторидами, например с фреонами (фтористый водород/фреон 14-7,5103, фтористый водород/фреон 12-4,3103). Однако проницаемость фтористого водорода через материал мембраны недостаточна и равнаПредлагаемое техническое решение направлено на решение задачи повышения производительности выделения фтористого водорода и увеличения селективности. Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе мембранного выделения фтористого водорода, включающем подачу разделяемой смеси с одной стороны полупроницаемой мембраны из сополимера тетрафторэтилена и отбор проникшего фтористого водорода с другой стороны, в качестве мембранного материала используют сополимер тетрафторэтилена с виниловыми эфирами формулы:
M= NHQ, OQ" или углеводородный радикал, Q=H или углеводородный радикал, Q"= H, NH4 щелочной металл, М"=(NH)nQ""; Q""=H,NH2, Q""" NH2; Q""" углеводородный радикал; m 4,55-29; q,q"=1-6; l 1-2; K=3 или 5; p 1-5; n1. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность выделения фтористого водорода и увеличить селективность разделения за счет выбора мембранного материала, обеспечивающего значительно более высокие коэффициенты проницаемости фтористого водорода по сравнению с известными мембранными материалами. Пример. Определение проницаемости фтористого водорода производилось на образцах плоских мембран рабочим диаметром 50 мм и толщиной 50-60 мкм. Испытание мембран производилось на установке, включающей диффузионную ячейку, состоящую из двух камер (рабочей и измерительной), разделяемых исследуемым материалом, вакуумно-плотного дозатора и хроматографического анализатора с различными детекторами. В рабочую камеру подавались исследуемые соединения, а из измерительной камеры с помощью вакуумно-плотного дозатора периодически производился отбор пермеата и ввод проб в хроматографический анализатор. По результатам хроматографических измерений рассчитывались коэффициенты проницаемости. Коэффициенты селективности фтористого водорода определялись по отношению к фреону-14(тетрафторметану). Результаты испытаний сополимеров различных структурных формул приведены в таблице. Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение производительности выделения фтористого водорода (30-500 раз) и селективности (5-15 раз) по сравнению с техническим решением, выбранным в качестве прототипа.
Класс B01D61/00 Способы разделения, использующие полупроницаемые мембраны, например диализ, осмос, ультрафильтрация; устройства, вспомогательные принадлежности или операции, специально предназначенные для этих целей