BR112021007489A2

BR112021007489A2 - processo para efetuar a separação de um material operativo a partir de um material de alimentação gasoso por uma membrana

Info

Publication number: BR112021007489A2
Application number: BR112021007489-9A
Authority: BR
Inventors: Ali A. HAMZA; Kazem SHAHIDI
Original assignee: Imtex Membranes Corp.
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2021-07-27
Also published as: US20210346839A1; SG11202103795UA; AU2019362285A1; KR20210075187A; JP2022505405A; EP3866952A4; CN112930225A; EP3866952A1; WO2020077465A1; IL282309A; CA3116800A1

Abstract

PROCESSO PARA EFETUAR A SEPARAÇÃO DE UM MATERIAL OPERATIVO A PARTIR DE UM MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO GASOSO POR UMA MEMBRANA. É fornecido um processo para efetuar a separação de um material operativo a partir de um material de alimentação gasoso por uma membrana incluindo uma fase de polímero e uma fase líquida, compreendendo: durante um primeiro intervalo de tempo, separar pelo menos uma fração de separação do material operativo em resposta à permeação da pelo menos uma fração de separação do material operativo através da membrana, em que a membrana inclui material polimérico reticulado.

Description

PROCESSO PARA EFETUAR A SEPARAÇÃO DE UM MATERIAL OPERATIVO A PARTIR DE UM MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO GASOSO POR UMA MEMBRANA CAMPO

[0001] Este se refere a melhorar o desempenho de processos de permeação.

ANTECEDENTES

[0002] A separação baseada em membranas provou ser uma tecnologia eficiente para separações gasosas. Alguns dos mecanismos para facilitar a permeação seletiva de material através da membrana envolvem a ligação com um transportador que é dissolvido em uma solução disposta dentro da matriz de polímero da membrana. Este transportador forma um complexo reversível com pelo menos um componente de uma dada mistura e, assim, permite um transporte melhorado através da membrana. Durante a operação, o meio líquido dentro da matriz polimérica da membrana se esgota, o que afeta o desempenho de separação da membrana.

SUMÁRIO:

[0003] Em um aspecto, é fornecido um processo para efetuar a separação de um material operativo de um material de alimentação gasoso por uma membrana incluindo uma fase de polímero e uma fase líquida, compreendendo: durante um primeiro intervalo de tempo, separar pelo menos uma fração de separação do material operativo em resposta à permeação da pelo menos uma fração de separação do material operativo através da membrana, em que a membrana inclui material polimérico reticulado.

[0004] Em outro aspecto, é fornecido um processo para efetuar a separação de um material operativo de um material de alimentação gasoso por uma membrana incluindo uma fase de polímero e uma fase líquida, compreendendo: ao longo de um primeiro intervalo de tempo, através da membrana, fracionar o material de alimentação gasoso com base nas permeabilidades relativas de seus compostos; em que: a membrana inclui material polimérico reticulado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0005] As concretizações preferenciais serão agora descritas com os seguintes desenhos anexos:

[0006] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma concretização de um aparelho no qual é praticada uma concretização do processo; e

[0007] A Figura 2 é ilustrativa da associação efetuada em resposta ao contato de uma olefina (etileno) e um agente transportador (íon de prata).

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0008] A menos que indicado de outra forma, como nos exemplos, todas as quantidades e números usados neste relatório descritivo devem ser interpretados como modificados pelo termo "cerca de". Da mesma forma, todos os compostos ou elementos identificados neste relatório descritivo, a menos que indicado de outra forma, pretendem ser não limitativos e representativos de outros compostos ou elementos geralmente considerados por aqueles versados na técnica como pertencentes à mesma família de compostos ou elementos.

[0009] O termo "associado" e suas variações gramaticais incluem qualquer tipo de interação, incluindo ligações químicas (por exemplo, ligações covalentes, iônicas e de hidrogênio) e/ou forças de Van der Waals e/ou interações polares e não polares através de outras restrições físicas fornecidas pela estrutura molecular e interações por meio de mistura física.

[0010] Com referência à Figura 1, é fornecida uma membrana 30 para efetuar a separação de pelo menos uma fração de um material operativo de um material de alimentação gasoso. O material de alimentação gasoso está sendo fornecido a um espaço de recebimento de material de alimentação 10 que está disposto em comunicação de transferência de massa com um espaço de recebimento de permeado 20 através de uma membrana 30.

[0011] Em algumas concretizações, por exemplo, o material operativo inclui pelo menos um composto operativo. Em algumas dessas concretizações, por exemplo, o material derivado de material operativo inclui pelo menos um composto derivado de material operativo. Para cada um do pelo menos um composto derivado de material operativo, pelo menos um fragmento do composto derivado de material operativo é derivado do material operativo. Cada um do pelo menos um composto derivado de material operativo inclui pelo menos um fragmento de um ou mais dos compostos operativos.

[0012] Em algumas concretizações, por exemplo, um composto operativo adequado é uma olefina e as olefinas adequadas incluem etileno, propileno, 1-buteno e 2-buteno.

[0013] Em algumas concretizações, por exemplo, o material operativo é definido por pelo menos um composto operativo e cada um do pelo menos um composto operativo é uma olefina. Em algumas concretizações, por exemplo, o material operativo é definido por pelo menos um composto operativo e o pelo menos um composto operativo é um composto operativo único e o composto operativo único é uma olefina.

[0014] Em algumas concretizações, por exemplo, uma olefina adequada é uma olefina com um número total de átomos de carbono entre dois (2) e oito (8).

[0015] Em algumas concretizações, por exemplo, uma ou mais das olefinas é uma alfa olefina.

[0016] A membrana inclui uma fase polimérica e uma fase líquida.

[0017] A fase polimérica inclui material polimérico reticulado.

[0018] Em algumas concretizações, por exemplo, a fase líquida é dispersa por todo o material polimérico reticulado.

[0019] Em algumas concretizações, por exemplo, o material polimérico da fase polimérica inclui pelo menos um composto polimérico. Em algumas concretizações, por exemplo, cada um do pelo menos um composto polimérico é hidrofílico. Em algumas concretizações, por exemplo, cada um do pelo menos um composto polimérico tem um peso molecular médio numérico entre 20.000 e

1.000.000.

[0020] Em algumas concretizações, por exemplo, a fase líquida é aquosa.

[0021] Em algumas concretizações, por exemplo, a fase líquida está associada ao material polimérico da fase polimérica.

[0022] Em algumas concretizações, por exemplo, a associação é eficaz para fracionar uma mistura de fluido que está passando através da membrana. Em algumas concretizações, por exemplo, o fracionamento é baseado em diferenças na permeabilidade através da membrana, como entre compostos dentro de uma mistura fluida. Em algumas concretizações, por exemplo, o fracionamento de uma mistura fluida incluindo dois compostos é feito com o efeito de que o fator de separação, com base no composto de permeabilidade mais rápida, é de pelo menos dois (2). Em algumas concretizações, por exemplo, o fracionamento de uma mistura fluida incluindo uma olefina e uma parafina é feito com efeito de que o fator de separação para a separação da olefina da parafina, com base na olefina, é pelo menos dois (2).

[0023] Em algumas concretizações, por exemplo, a fase líquida é definida por um domínio de fase líquida contínua e o domínio de fase líquida contínua é encapsulado dentro da fase polimérica.

[0024] Em algumas concretizações, por exemplo, a associação é feita com o efeito de que um gel é definido. Em algumas concretizações, por exemplo, o gel inclui um hidrogel.

[0025] Em algumas concretizações, por exemplo, a associação é feita com o efeito de que a fase de polímero é inchada.

[0026] Em algumas concretizações, por exemplo, a associação inclui ligação química (por exemplo, por meio de ligação covalente, ligação iônica ou ligação de hidrogênio), forças de Van der Waals, interações polares ou interações não polares ou qualquer combinação destas.

[0027] Em algumas concretizações, por exemplo, o material polimérico inclui material de polissacarídeo. A este respeito,

em algumas concretizações, por exemplo, o material de polissacarídeo inclui um ou mais polissacarídeos. Os polissacarídeos adequados incluem polissacarídeos naturais, tais como ácido algínico, ácido péctico, condroitina, ácido hialurônico e goma xantana; celulose, quitina, pululano, derivados de polissacarídeos naturais, tais como ésteres C1-6, ésteres, éter e derivados alquilcarboxi dos mesmos, e fosfatos destes polissacarídeos naturais, tais como ácido algínico parcialmente metilesterificado, ácido algínico carbometoxilado, ácido algínico fosforilado e ácido algínico aminado, sais de derivados aniônicos de celulose, tais como carboximetilcelulose, sulfato de celulose, fosfato de celulose, sulfoetilcelulose e fosfonoetilcelulose, e polissacarídeos semissintéticos, tais como goma de guar fosfato e fosfato de quitina. Exemplos específicos de membranas de polissacarídeos incluem aquelas compostas por sais de quitosana e seus derivados (incluindo sais de quitosana), tais como quitosana N-acetilada, fosfato de quitosana e quitosana carbometoxilada. Destas, as membranas compósitas de ácido algínico e seus sais e derivados, quitosana e seus sais e derivados, celulose e seus derivados são preferidos em vista de sua formabilidade de filme, resistência mecânica e funções de filme, bem como formação de gel e capacidade de intumescimento (a tendência a inchar quando exposto à água).

[0028] Nas concretizações em que a membrana inclui um hidrogel, em algumas dessas concretizações, por exemplo, o hidrogel inclui um ou mais polissacarídeos e também inclui um ou mais outros compostos poliméricos. A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, as membranas são compostas por misturas de uma quantidade principal (por exemplo, pelo menos

60% em peso, com base no peso total da membrana) de um ou mais polissacarídeos e quantidades menores (por exemplo, até 40% em peso, com base no peso total da membrana) de um ou mais outros compostos poliméricos compatíveis, como, por exemplo, álcool polivinílico (PVA), ou polissacarídeos neutros, como amido e pululano. Em algumas concretizações, por exemplo, a membrana é composta de polissacarídeos ionizados enxertados obtidos por enxerto de um monômero de vinil hidrofílico, como ácido acrílico.

[0029] Em algumas concretizações, por exemplo, a membrana é uma membrana de transporte facilitado. A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, a membrana inclui um agente transportador para facilitar o transporte de material através da membrana.

[0030] Nestas concretizações em que a membrana é uma membrana de transporte facilitado, em algumas destas concretizações, por exemplo, a membrana inclui um gel.

[0031] Nestas concretizações em que a membrana é uma membrana de transporte facilitado, em algumas destas concretizações, por exemplo, o agente transportador é dissolvido no interior do material líquido da fase líquida. Em algumas concretizações, por exemplo, o agente transportador inclui pelo menos um cátion metálico. Em algumas concretizações, por exemplo, o agente transportador inclui íon de prata. Em algumas concretizações, por exemplo, o agente transportador inclui íon cuproso. Em algumas concretizações, por exemplo, o agente transportador inclui íon de prata e, a este respeito, o material líquido inclui nitrato de prata dissolvido e o agente transportador inclui o íon de prata do nitrato de prata. Em algumas dessas concretizações, por exemplo, o nitrato de prata é dissolvido no material líquido de modo que seja fornecida uma solução aquosa, que é parte da fase líquida da membrana 30, e a solução aquosa inclui nitrato de prata dissolvido. Em algumas concretizações, por exemplo, o agente transportador é complexado ou quelado com o material polimérico da fase polimérica.

[0032] Uma fase de polímero exemplar é a quitosana reticulada. A quitosana pode ser reticulada tanto em fase aquosa como não- aquosa com diferentes agentes de reticulação, tais como o ácido sulfúrico, o glutaraldeído, o 1,6-hexametileno diisocianato, ácido sulfossuccínico, epicloro-hidrina, o 2,4-toluileno diisocianato, e cloreto de trimesoil.

[0033] Um método exemplar para a reticulação de quitosana é a reticulação com ácido sulfúrico. A este respeito, a reticulação de quitosana é realizada ao submergir a membrana numa solução de reticulação compreendendo ácido sulfúrico a 0,005 M em solução aquosa de acetona a 50% v/v durante 5 minutos. As membranas de quitosana reticuladas são então lavadas com água desionizada para remover o excesso de ácido sulfúrico. Vários graus de reticulação podem ser alcançados, tais como ao expor a quitosana à reação de reticulação por um período de entre 1 e 80 minutos.

[0034] Em algumas concretizações, por exemplo, a membrana 30 é suportada em um substrato de modo que uma membrana compósita seja obtida.

[0035] Substratos adequados incluem filmes, suportes não tecidos, folhas planas, em configurações de placa e estrutura, em configurações enroladas em espiral e substratos tubulares ou substratos de fibra oca.

[0036] Substratos adequados também incluem membranas de ultrafiltração e membranas de nanofiltração, com tamanho de poro entre 1 e 500 nanômetros, como, por exemplo, entre 5 e 300 nanômetros.

[0037] Os materiais de substrato adequados incluem poliésteres, polissulfonas, polietersulfonas, poliimidas, poliamidas, policarbonatos, poliacrilonitrilas, acetato de celulose, e qualquer combinação dos mesmos. O material de suporte também pode ser cerâmica de poros finos, vidro e/ou metal.

[0038] No que diz respeito às membranas compósitas, em algumas concretizações, por exemplo, a membrana tem uma espessura de 0,01 a 20 mícrons, tal como de 0,5 a dez (10) mícrons, ou tal como de um (1) a cinco (5) mícrons, e o material do substrato tem uma espessura de 30 a 200 mícrons, como de 50 a 150 mícrons, ou de 80 a 110 mícrons.

[0039] No que diz respeito às membranas compósitas, em algumas concretizações, por exemplo, a membrana é aplicada ao substrato. Em algumas dessas concretizações, por exemplo, a aplicação é por meio de revestimento, fundição ou laminação.

[0040] No que diz respeito às membranas compósitas, em algumas concretizações, por exemplo, a camada de membrana é contínua. Em algumas concretizações, por exemplo, a membrana é descontínua.

[0041] No que diz respeito às membranas compósitas, em algumas concretizações, por exemplo, a camada de membrana se estende para os poros do substrato.

[0042] Com relação às membranas compósitas, a membrana compósita pode ser concretizada em qualquer uma das várias configurações, incluindo folha plana, placa e estrutura, enrolada em espiral, tubular ou fibra oca.

[0043] Um método exemplar de fabricação da membrana inclui a fundição de uma solução de material polimérico (como um ou mais polissacarídeos) como um filme. Em algumas concretizações, por exemplo, a solução inclui menos de cinco (5) por cento em peso de material polimérico, com base no peso total da solução. Em algumas concretizações, por exemplo, a solução inclui menos de dois (2) por cento em peso de material polimérico, com base no peso total da solução. Em algumas concretizações, por exemplo, a solução é uma solução aquosa ácida. Em algumas concretizações, o ácido é um ácido orgânico, como um ácido orgânico com um número total de carbonos entre um (1) e quatro (4). Em algumas concretizações, por exemplo, o ácido inclui ácido acético. Em algumas concretizações, por exemplo, a solução resultante pode ser fundida como um filme em uma placa plana para efetuar a produção de um intermediário de membrana. As superfícies de fundição adequadas incluem vidro ou TeflonTM ou semelhantes (por exemplo, um substrato liso ao qual o filme de polímero terá uma baixa adesão). A solução é então seca para formar um filme. Em outras concretizações, por exemplo, a solução resultante pode ser fundida como um filme em um material de substrato para efetuar a produção de um intermediário de membrana suportado em um material de substrato.

[0044] Nas concretizações em que o material polimérico inclui material de polissacarídeo, em algumas dessas concretizações, por exemplo, o material polimérico inclui quitosana. O seguinte descreve um método exemplar de fabricação de uma membrana onde o material polimérico da fase polimérica é a quitosana.

[0045] A quitosana é um termo genérico para produtos de desacetilação da quitina obtida por tratamento com substâncias alcalinas concentradas. A quitina é o principal constituinte das conchas de crustáceos, como lagostas e caranguejos. Em algumas concretizações, por exemplo, a quitosana é obtida por aquecimento de quitina, na presença de uma solução alcalina (tal como, por exemplo, uma solução aquosa de hidróxido de sódio) tendo uma concentração alcalina de 30 a 50% em peso, a uma temperatura de pelo menos 60 graus Celsius, e com efeito a quitina é desacetilada. A quitosana é um polissacarídeo linear composto por D-glucosamina ligada a β-(1-4) distribuída aleatoriamente (unidade desacetilada) e N-acetil-D-glucosamina (unidade acetilada). A quitosana dissolve-se prontamente em uma solução aquosa diluída de um ácido, como ácido acético e ácido clorídrico, com a formação de um sal, mas quando em contato novamente com uma solução alcalina aquosa, é novamente coagulada e precipitada. Em algumas concretizações, por exemplo, a quitosana tem um grau de desacetilação de pelo menos 50% e, em algumas dessas concretizações, por exemplo, a quitosana tem um grau de desacetilação de pelo menos 75%.

[0046] Uma membrana de quitosana intermediária pode ser obtida dissolvendo quitosana em solução aquosa diluída de ácido, fazendo a fundição da solução como um filme em uma placa plana para formar uma fração de quitosana homogênea, ou em um material de substrato para formar uma membrana compósita. O filme fundido pode então ser colocado em contato com uma solução alcalina aquosa para neutralizar a acidez e torná-lo menos solúvel ou substancialmente insolúvel em água, ou seco ao ar e depois colocado em contato com a solução alcalina aquosa.

[0047] Para preparar a membrana de polissacarídeo do tipo quitosana, os grupos amino da membrana compósita intermediária são pelo menos parcialmente neutralizados com um ou mais ácidos para formar um sal de amônio. Exemplos de ácidos adequados que podem ser utilizados para neutralização incluem ácidos inorgânicos, tais como ácido clorídrico, ácido bromídrico, ácido sulfúrico e ácido fosfórico; e ácidos orgânicos, tais como ácido acético, ácido metanossulfônico, ácido fórmico, ácido propiônico, ácido oxálico, ácido malônico, ácido succínico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido glutárico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftático, ácido trimésico, ácido trimelítico, ácido cítrico, ácido aconítico, ácido sulfobenzóico, ácido piromelítico e ácido etilenodiaminotetraacético.

[0048] A protonação da membrana de polissacarídeo do tipo quitosana intermediária usando estes ácidos pode ser efetuada, por exemplo, por um método que compreende a imersão da membrana de polissacarídeo do tipo quitosana intermediária em uma solução contendo o ácido para ionizar os grupos amino na membrana; ou por um método que compreende submeter a membrana de polissacarídeo do tipo quitosana a pervaporação com um líquido misto contendo o ácido para converter os grupos amino na membrana de polissacarídeo do tipo quitosana sucessivamente em íons de amônio.

[0049] Em algumas concretizações, por exemplo, o intermediário de membrana tem uma espessura seca de 10 nanômetros (0,01 mícrons) a 20 mícrons, como de 0,5 a dez (10) mícrons, ou de um (1) a cinco (5) mícrons. Em algumas concretizações, por exemplo, o material de substrato tem uma espessura de 30 a 200 mícrons, como de 50 a 150 mícrons, ou de 80 a 110 mícrons.

[0050] A membrana intermédia é então contactada com um sal de um cátion de metal (tais como íons de prata ou íons de cobre). Em algumas concretizações, por exemplo, o contato inclui imergir o intermediário de membrana em uma solução aquosa, incluindo um sal de um cátion metálico (tal como uma solução aquosa de nitrato de prata de um (1) a oito (8) M). O contato efetua a disposição de cátions metálicos (por exemplo, por quelação e/ou complexação) e ao longo da matriz polimérica da membrana, e dentro de seus poros, e efetua a formação da fase líquida.

[0051] O processo inclui o fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10.

[0052] Em algumas concretizações, por exemplo, o material de alimentação gasoso tem uma umidade relativa entre 0 e 100%. Em algumas concretizações, por exemplo, o material de alimentação gasoso tem uma umidade relativa entre 70 e 99%. Em algumas concretizações, por exemplo, o material de alimentação gasoso tem uma umidade relativa entre 95 e 99%.

[0053] O fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 tem o efeito de que o material de alimentação fica disposto em relação à membrana de modo que a transferência (por exemplo, permeação) de pelo menos uma fração do material operativo disposto no material de alimentação gasoso (doravante, tal fração sendo referida como uma "fração de separação") a partir do espaço de recebimento do material de alimentação 10, através da membrana 30, e para o espaço de recebimento de permeado 20. A transferência (por exemplo, permeação) de pelo menos uma fração de separação do material operativo disposto no material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento de permeado efetua a produção do material operativo disposto no permeado gasoso dentro do espaço de recebimento de permeado 20. A transferência (por exemplo, permeação) é efetuada em resposta a um diferencial no potencial químico do material operativo, como entre o espaço de recebimento do material de alimentação e o espaço de recebimento do permeado.

A este respeito, enquanto a transferência (por exemplo, a permeação) está sendo efetuada, o potencial químico do material operativo disposto no espaço de recebimento de material de alimentação 10 (ou seja, o material operativo disposto no espaço de recebimento de material de alimentação) é maior do que o potencial químico do material operativo disposto dentro do espaço de recebimento de permeado 20 (isto é, o material operativo disposto no espaço de recebimento de permeado). Em algumas concretizações, por exemplo, o potencial químico é definido pela pressão parcial, de modo que a transferência (por exemplo, a permeação) seja efetuada em resposta a um diferencial na pressão parcial do material operativo, como entre o espaço de recebimento de material de alimentação 10 e o espaço de recebimento de permeado 20. A este respeito, enquanto a transferência (por exemplo, permeação) está sendo efetuada, a pressão parcial do material operativo disposto no espaço de recebimento de material de alimentação 10 (isto é, o material operativo disposto no espaço de recebimento de material de alimentação) é maior do que a pressão parcial do material operativo disposto dentro do espaço de recebimento de permeado

20 (isto é, o material operativo disposto no espaço de recebimento de permeado).

[0054] A transferência (por exemplo, permeação) da pelo menos uma fração de separação do material operativo disposto no material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento de permeado 20 inclui o transporte da pelo menos uma fração de separação através da membrana 30. Durante o transporte, e onde a fase líquida da membrana inclui um agente transportador, a pelo menos uma fração de separação torna-se temporariamente associada ao agente transportador. Acredita-se que, em algumas concretizações, por exemplo, em resposta ao contato de, ou interação entre, a pelo menos uma fração de separação e o agente transportador, uma reação química reversível é efetuada entre a pelo menos uma fração de separação e o agente transportador. Nessas concretizações em que o material operativo inclui uma olefina e o agente transportador inclui um íon de prata dissolvido em uma solução aquosa da fase líquida da membrana, um processo reativo é efetuado de modo que a olefina se torne quimicamente modificada por ligação com o agente transportador (por exemplo, íon de prata) através da complexação π. A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, a associação é uma de ligação química por meio de complexação π. A Figura 2 é ilustrativa da associação efetuada em resposta ao contato de uma olefina (etileno) e o agente transportador (íon prata). Em algumas dessas concretizações, por exemplo, o agente transportador é quelado ou complexado com o material polimérico da fase de polímero.

[0055] Acredita-se que, em algumas concretizações, o transporte de pelo menos uma fração de separação através da membrana 30 e em direção ao espaço de recebimento de permeado 20 inclui aquele efetuado pelo transporte de um material derivado de material operativo através da membrana 30 e em direção ao espaço de recebimento de permeado 20. O material derivado de material operativo é produzido pelo contato de pelo menos uma fração de separação com o agente transportador. A este respeito, em algumas concretizações, o transporte do material derivado de material operativo através da membrana 30 e em direção ao espaço receptor de permeado 20 é facilitado pela mobilidade do material derivado de material operativo dentro da membrana 30. Em algumas dessas concretizações, por exemplo, o transporte do material derivado de material operativo através da membrana 30 e em direção ao espaço receptor de permeado 20 é facilitado pela mobilidade do material derivado de material operativo dentro do material líquido da fase líquida da membrana 30.

[0056] Também se acredita que, em algumas concretizações, o transporte de pelo menos uma fração de separação através da membrana 30 e em direção ao espaço de recebimento de permeado 20 inclui aquele efetuado por "salto" de pelo menos uma fração de separação da associação com um agente transportador para o próximo até atingir o espaço de recebimento de permeado 20.

[0057] Também se acredita que, em algumas concretizações, o transporte de pelo menos uma fração de separação através da membrana 30 e em direção ao espaço de recebimento de permeado 20 inclui aquele efetuado por uma combinação de ambos os mecanismos de transporte descritos acima.

[0058] Por causa da diferença no potencial químico do material operativo, como entre o espaço de recebimento do material de alimentação e o espaço de recebimento do permeado, a concentração da pelo menos uma fração de separação dentro daquela porção da membrana próxima ao espaço de recebimento do material de alimentação 10 é maior do que a concentração da pelo menos uma fração de separação dentro daquela porção da membrana próxima ao espaço de recebimento de permeado 20 e, assim, efetua uma força motriz para o transporte.

[0059] Em algumas concretizações, por exemplo, enquanto a transferência (por exemplo, permeação) da pelo menos uma fração de separação para o espaço de recebimento de permeado 20 está sendo efetuada, um resíduo esgotado de material operativo gasoso é descarregado do espaço de recebimento de material de alimentação. A concentração molar do material operativo dentro do material gasoso de alimentação, que está sendo fornecido, é maior do que a concentração molar do material operativo dentro do resíduo esgotado do material operativo gasoso, que está sendo descarregado.

[0060] Em algumas concretizações, por exemplo, enquanto a transferência (por exemplo, permeação) da pelo menos uma fração de separação para o espaço de recebimento de permeado 20 está sendo efetuada, um resíduo esgotado de material operativo gasoso é descarregado a partir do espaço de recebimento de material de alimentação, e um produto de permeado gasoso, incluindo o material operativo disposto no permeado gasoso, é descarregado do espaço de recebimento de permeado. A concentração molar do material operativo dentro do material de alimentação gasoso, que está sendo fornecido, é maior do que a concentração molar do material operativo dentro do resíduo esgotado de material operativo gasoso, que está sendo descarregado, e a concentração molar do material operativo dentro do produto de permeado gasoso,

que está sendo descarregado, é maior do que a concentração molar do material operativo dentro do material de alimentação gasoso, que está sendo fornecido.

[0061] Em algumas concretizações, por exemplo, a transferência de pelo menos uma fração de separação é efetuada enquanto a temperatura dentro de cada um do espaço de recebimento de alimentação gasosa e do espaço de recebimento de permeado está entre 5 graus Celsius e 80 graus Celsius. Em algumas concretizações, por exemplo, a transferência da fração de separação é efetuada enquanto a temperatura dentro de cada um do espaço de recebimento de alimentação gasosa e do espaço de recebimento de permeado está entre 10 graus Celsius e 75 graus Celsius. Em algumas concretizações, por exemplo, a transferência da fração de separação é efetuada enquanto a temperatura dentro de cada um do espaço de recebimento de alimentação gasosa e do espaço de recebimento de permeado está entre 15 graus Celsius e 70 graus Celsius.

[0062] Em algumas concretizações, por exemplo, o material de alimentação gasoso inclui ainda material de permeação mais lenta. O material de permeação mais lenta inclui pelo menos um composto de permeação mais lenta. Um composto de permeação mais lenta é um composto que é caracterizado por uma permeabilidade mais baixa através da membrana 30 do que a de cada um do pelo menos um composto operativo. Essa permeabilidade mais baixa pode ser derivada de sua difusividade relativamente mais baixa na membrana, sua solubilidade relativamente mais baixa na membrana, ou ambos.

[0063] Em algumas concretizações, por exemplo, o composto de permeabilidade mais lenta não tem substancialmente nenhuma permeabilidade através da membrana 30.

[0064] Em algumas concretizações, por exemplo, a transferência (por exemplo, permeação) da pelo menos uma fração de separação do material operativo disposto de material de alimentação gasoso é efetuada enquanto pelo menos um composto de permeação mais lenta está se transferindo (ou permeando) a partir do espaço de recebimento de material de alimentação 10, através da membrana 30 e para o espaço de recebimento de permeado 20. Para cada um do pelo menos um composto operativo da pelo menos uma fração de separação do material operativo disposto no material de alimentação gasoso é fornecida uma razão operativa associada ao composto operativo definida pela razão da taxa molar de permeação do composto operativo para a fração molar do composto operativo dentro do espaço de recebimento de material de alimentação, de modo que uma pluralidade de razões operativas associadas ao composto operativo sejam definidas, e pelo menos uma da pluralidade de razões operativas associadas ao composto operativo é uma razão operativa mínima associada ao composto operativo. Para cada um do pelo menos um composto de permeação mais lenta em transferência (ou permeação), a razão da taxa molar de permeação do composto de permeação mais lenta para a fração molar do composto de permeação mais lenta dentro do espaço de recebimento do material de alimentação é menor que a razão operativa mínima associada ao composto operativo, de modo que, para cada um do pelo menos um composto operativo, a concentração molar do composto operativo dentro de um permeado gasoso, que é transferido (ou permeado) do espaço de recebimento de alimentação gasosa, através da membrana, e para o espaço de recebimento do permeado, é maior do que a concentração molar do composto operativo dentro do material de alimentação gasoso. Em algumas concretizações, por exemplo, enquanto a transferência está sendo realizada, o permeado gasoso é descarregado do espaço de recebimento de permeado como o produto de permeado gasoso. A este respeito, o material de alimentação gasoso é fracionado com base nas permeabilidades relativas de seus compostos.

[0065] Em algumas concretizações, por exemplo, cada um do pelo menos um composto operativo é uma olefina e cada um do pelo menos um composto de permeação mais lenta é uma parafina.

[0066] Em algumas concretizações, por exemplo, o pelo menos um composto operativo é um único composto operativo e o único composto operativo é uma olefina, e o pelo menos um composto de permeação mais lenta é um único composto de permeação mais lenta e o único composto de permeação mais lenta é uma parafina.

[0067] Em algumas concretizações, por exemplo, uma parafina adequada é uma parafina com um número total de átomos de carbono entre um (1) e dez (10).

[0068] Em algumas concretizações, por exemplo, o fornecimento do material de alimentação gasoso, com o efeito de que o material de alimentação gasoso se torna disposto em relação à membrana de modo que a transferência (por exemplo, permeação) de pelo menos uma fração do material operativo disposto no material de alimentação gasoso (doravante, tal fração sendo referida como uma "fração de separação") a partir do espaço de recebimento de material de alimentação 10, através da membrana 30, e para o espaço de recebimento de permeado 20, é efetuada, é tal que um fluxo do material de alimentação gasoso é estabelecido através da membrana 30, e o fluxo estabelecido é através de uma distância percorrida da membrana 30, em que a distância percorrida, medida na direção do fluxo estabelecido, é de pelo menos dez (10) centímetros, tal como, por exemplo, pelo menos 20 centímetros, como, por exemplo, pelo menos 30 centímetros.

[0069] Em algumas concretizações, por exemplo, o processo é efetuado dentro de um aparelho 40, e o espaço de recebimento de material de alimentação 10 e o espaço de recebimento de permeado 20 são definidos pelos respectivos compartimentos 12, 22 dentro do aparelho 40.

[0070] O compartimento que define o espaço de recebimento do material de alimentação 12 inclui um comunicador de recepção 14 e um comunicador de descarga 16. O comunicador de recepção 14 está disposto para receber material de alimentação gasoso para abastecimento ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 para dispor o material de alimentação gasoso em comunicação de transferência de massa com a membrana 30, e, em algumas concretizações, para receber o material de reabastecimento para fornecimento ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 para efetuar a disposição do material de reabastecimento em comunicação de transferência de massa com a membrana 30 para efetuar o reabastecimento do material líquido (da fase líquida da membrana 30) que se esgotou durante o processo. O comunicador de descarga 16 está disposto para descarregar material residual, incluindo o resíduo esgotado de material operativo gasoso. O compartimento que define o espaço de recebimento de permeado 22 inclui um comunicador de descarga

26. O comunicador de descarga 26 está disposto para descarregar o produto permeado gasoso.

[0071] O processo inclui ainda efetuar o contato da membrana 30 com um material de reabastecimento.

[0072] Pelo menos algum do material líquido, da fase líquida da membrana 30, é esgotado durante o contato do material de alimentação gasoso com a membrana (por exemplo, enquanto o material de alimentação gasoso está sendo fornecido ao espaço de recebimento de material de alimentação 10), em que o contato tem o efeito de que a transferência (permeação) da pelo menos uma fração de separação é efetuada. O contato da membrana com o material de reabastecimento efetua pelo menos um reabastecimento parcial do material líquido dentro da fase líquida da membrana

30.

[0073] O reabastecimento é desejável porque o material líquido é esgotado da fase líquida devido à transferência de massa da membrana 30, tal como, por exemplo, transferência de massa tanto para o espaço de recebimento de material de alimentação 10 quanto para o espaço de recebimento de permeado

20. O material líquido pode evaporar e ser transportado para o espaço de recebimento de material de alimentação 10 em resposta a um gradiente de concentração. O material líquido também pode evaporar e ficar disposto em pelo menos uma fração de separação que está permeando através da membrana 30. A pelo menos uma fração de separação se expande através da membrana conforme é transportada do espaço de recebimento de material de alimentação 10 para o espaço de recebimento de permeado 20. À medida que pelo menos uma fração de separação está se expandindo, o líquido da fase líquida evapora e é varrido pela permeabilidade de pelo menos uma fração de separação.

[0074] Em algumas concretizações, por exemplo, o material líquido do material de reabastecimento é água. Em algumas concretizações, por exemplo, o material líquido inclui água.

[0075] Em algumas concretizações, por exemplo, o material de reabastecimento inclui entre 10 e 90% em peso de água, com base no peso total do material de reabastecimento. Em algumas concretizações, por exemplo, o material de reabastecimento inclui entre 25 e 75% em peso de água, com base no peso total do material de reabastecimento. Em algumas concretizações, por exemplo, o material de reabastecimento inclui entre 30 e 50% em peso de água, com base no peso total do material de reabastecimento.

[0076] Em algumas concretizações, por exemplo, o material líquido do material de reabastecimento também pode incluir outros aditivos, tais como co-solventes e material higroscópico.

[0077] Em algumas concretizações, por exemplo, o material de reabastecimento inclui um agente transportador disposto no material de reabastecimento que é dissolvido dentro de um material líquido disposto no material de reabastecimento. O material líquido disposto no material de reabastecimento do material de reabastecimento define o material líquido do material de reabastecimento. O agente transportador disposto no material de reabastecimento que é dissolvido dentro do material líquido disposto no material de reabastecimento define o agente transportador dissolvido do material de reabastecimento. Nessas concretizações em que o material líquido é água, em algumas dessas concretizações, por exemplo, o agente transportador é dissolvido em água de modo que seja fornecida uma solução aquosa incluindo agente transportador dissolvido.

[0078] Ao incluir o agente transportador dentro do material líquido disposto no material de reabastecimento, a remoção do agente transportador da membrana, durante o contato da membrana com o material de reabastecimento, é mitigada. A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, onde o material de reabastecimento não contém agente transportador, devido a um gradiente de concentração, o agente transportador, que está associado dentro da membrana 30, pode transportar da membrana 30 para o material de reabastecimento que está sendo contactado com a membrana 30.

[0079] Em algumas concretizações, por exemplo, o agente transportador é o íon prata e o material de reabastecimento inclui uma solução aquosa incluindo uma concentração molar de íon prata de pelo menos 1,0. Em algumas concretizações, por exemplo, o material de reabastecimento inclui uma solução aquosa incluindo uma concentração molar de íon prata entre 2,0 e 10,0. Em algumas concretizações, por exemplo, o material de reabastecimento inclui uma solução aquosa incluindo uma concentração molar de íon prata entre 5,0 e 8,0. Em algumas dessas concretizações, por exemplo, a membrana inclui quitosana.

[0080] A taxa e a extensão do esgotamento do material líquido dependem das condições operacionais, tais como temperaturas e pressões operacionais, taxa de fluxo do material através do espaço de recebimento do material de alimentação e taxa de descarga do produto de permeado do espaço de recebimento do permeado, e também o teor de água dentro de cada um do espaço de recebimento de material de alimentação e do espaço de recebimento de permeado. A manutenção de uma concentração mínima de material líquido dentro da membrana ajuda a efetuar a separação e permeação contínuas, uma vez que uma mobilidade desejável do material derivado do material operativo é facilitada enquanto uma integridade estrutural desejável da membrana é mantida. O esgotamento completo do material líquido pode levar a tensões desiguais, fraturas ou furos que comprometeriam o desempenho. Ao incluir o agente transportador dentro do material líquido disposto no material de reabastecimento, a remoção do agente transportador da membrana, durante o contato da membrana com o material de reabastecimento, é mitigada. A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, onde o material de reabastecimento não contém agente transportador, devido a um gradiente de concentração, o agente transportador, que está associado dentro da membrana 30, pode transportar da membrana 30 para o material de reabastecimento que está sendo contactado com a membrana 30.

[0081] Em resposta ao contato da membrana com o material de reabastecimento, pelo menos uma fração do material líquido disposto no material de reabastecimento, do material de reabastecimento, se torna disposta dentro da fase líquida da membrana 30.

[0082] Em algumas concretizações, por exemplo, a membrana 30 é contactada com o material de reabastecimento após pelo menos parte do material líquido, da fase líquida da membrana 30, ter sido esgotada durante o fornecimento do material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento de material de alimentação 10 (em que o fornecimento é tal que a transferência (permeação)

da pelo menos uma fração de separação é efetuada). A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, o contato com o material de reabastecimento é efetuado após o fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 ter sido efetuado.

[0083] Em algumas concretizações, por exemplo, a efetivação do contato da membrana 30 com um material de reabastecimento é efetuada em resposta à detecção de que pelo menos uma fração do material líquido, que está disposta na fase líquida da membrana, se torna esgotada.

[0084] Em algumas concretizações, por exemplo, o contato da membrana 30 com o material de reabastecimento é efetuado dentro do espaço de recebimento de material de alimentação 10. Em algumas concretizações, por exemplo, o contato da membrana com o material de reabastecimento é efetuado dentro do espaço de recebimento de permeado 20. Em algumas concretizações, por exemplo, o contato da membrana com o material de reabastecimento é efetuado tanto dentro do espaço de recebimento de material de alimentação 10 quanto no espaço de recebimento de permeado 20. Em algumas dessas concretizações, por exemplo, o contato é efetuado por uma imersão estacionária ou estagnada pelo material de reabastecimento.

[0085] Em algumas concretizações, por exemplo, o contato da membrana com um material de reabastecimento é efetuado enquanto o fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 está sendo efetuado. A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, o reabastecimento é efetuado enquanto o processo de separação está sendo efetuado. Em algumas concretizações, por exemplo, enquanto o processo de separação está sendo efetuado pelo fornecimento do material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento de material de alimentação 10, o fornecimento do material de reabastecimento é efetuado para o espaço de recebimento de permeado 20. Em algumas concretizações, por exemplo, o fornecimento do material de reabastecimento é efetuado para o espaço de recebimento de material de alimentação 10, de modo que uma mistura combinada do material de alimentação gasoso e material de reabastecimento seja fornecida ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 e, em algumas concretizações, enquanto a mistura combinada do material de alimentação gasoso e material de reabastecimento está sendo fornecida ao espaço de recebimento de material de alimentação 10: (i) o contato da membrana com um material de reabastecimento é efetuado, e (ii) o processo de separação está sendo efetuado. Em algumas concretizações, por exemplo, enquanto o processo de separação está sendo efetuado pelo fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10, o fornecimento do material de reabastecimento é efetuado tanto para o espaço de recebimento de material de alimentação 10 quanto para o espaço de recebimento de permeado

20.

[0086] Nas concretizações em que a efetivação do contato da membrana com um material de reabastecimento é efetuada enquanto o fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 está sendo efetuado, em algumas dessas concretizações, por exemplo, efetuar o contato da membrana com um material de reabastecimento é periódico. A este respeito, em algumas concretizações, por exemplo, o processo inclui, por um primeiro intervalo de tempo, o fornecimento de material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 com o efeito de permeação de pelo menos uma fração de separação a partir do espaço de recebimento de material de alimentação, através da membrana 30, e para o espaço de recebimento de permeado 20. Após o primeiro intervalo de tempo, e durante um segundo intervalo de tempo, enquanto se continua a fornecer o material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 com o efeito da permeação de pelo menos uma fração de separação do espaço de recebimento de material de alimentação, através da membrana 30, e no espaço de recebimento de permeado 20, se efetua o contato da membrana 30 com um material de reabastecimento. Na conclusão do segundo intervalo de tempo, o contato da membrana com um material de reabastecimento é suspenso de modo que, após o segundo intervalo de tempo, e durante um terceiro intervalo de tempo, o material de alimentação gasoso continua a ser fornecido ao espaço de recebimento de material de alimentação 10, mas na ausência de contato da membrana 30 com o material de reabastecimento. Após o terceiro intervalo de tempo, e durante um quarto intervalo de tempo, o fornecimento do material de reabastecimento (para efetuar o contato da membrana 30 com o material de reabastecimento) é retomado enquanto continua o fornecimento de material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento de material de alimentação 10.

[0087] Nas concretizações em que o contato da membrana 30 com o material de reabastecimento é periódico, em algumas dessas concretizações, por exemplo, a concentração mínima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante pelo menos um dos períodos (por exemplo, e referindo-se ao exemplo fornecido acima, um dos segundo e quarto intervalos de tempo) é maior do que a concentração máxima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante pelo menos outro dos períodos (por exemplo, e novamente referindo-se ao exemplo fornecido acima, o outro dos segundo e quarto intervalos de tempo). Em algumas concretizações, por exemplo, a concentração mínima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante pelo menos um dos períodos é maior do que a concentração máxima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante pelo menos outro dos períodos por um múltiplo entre 1,05 e 2,0. Em algumas implementações, é desejável que um material de reabastecimento, que é mais diluído no agente transportador dissolvido, seja fornecido durante pelo menos um dos períodos, a fim de promover a dissolução de qualquer agente transportador que possa ter precipitado na membrana 30 durante o processo.

[0088] Em algumas concretizações, por exemplo, o contato da membrana 30 com um material de reabastecimento é efetuado após o fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 ter sido suspenso. A este respeito, o processo inclui ainda suspender o fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 de modo que, após a suspensão, o contato da membrana 30 com um material de reabastecimento seja efetuado e o contato da membrana com o material de reabastecimento é efetuado na ausência, ou ausência substancial,

do fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação.

Após reabastecimento suficiente, o processo inclui ainda suspender a efetivação do contato da membrana com um material de reabastecimento de modo que um primeiro intervalo de tempo de reabastecimento de líquido seja concluído.

Após a efetuação do contato da membrana com um material de reabastecimento ter sido suspensa, a retomada do fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 é efetuada de modo que, enquanto o fornecimento retomado do material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento de material de alimentação 10 está sendo efetuado, a permeação da pelo menos uma fração de separação do espaço de recebimento de material de alimentação, através da membrana 30, e para o espaço de recebimento de permeado 20 é efetuada.

Subsequentemente, o fornecimento retomado do material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento de material de alimentação é suspenso.

Após a suspensão do fornecimento retomado do material de alimentação gasoso para o espaço de recebimento do material de alimentação, a retomada da efetivação do contato da membrana 30 com um material de reabastecimento é efetuada de modo que o contato da membrana 30 com um material de reabastecimento seja efetuado durante um segundo intervalo de tempo de reabastecimento de líquido, e o contato da membrana com o material de reabastecimento é efetuado na ausência, ou ausência substancial, do fornecimento do material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação.

Em algumas dessas concretizações, por exemplo, a concentração mínima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante um dos primeiro e segundo intervalos de tempo de reabastecimento de líquido é maior do que a concentração máxima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante o outro dos primeiro e segundo intervalos de tempo de reabastecimento de líquido.

Em algumas concretizações, por exemplo, a concentração mínima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante um dos primeiro e segundo intervalos de tempo de reabastecimento de líquido é maior do que a concentração máxima de agente transportador dissolvido dentro do material de reabastecimento sendo fornecido durante o outro dos primeiro e segundo intervalos de tempo de reposição de líquido por um múltiplo entre 1,05 e 2,0. Em algumas implementações, é desejável que um material de reabastecimento, que é mais diluído no agente transportador dissolvido, seja fornecido durante um dos intervalos de tempo de reposição de líquido, a fim de promover a dissolução de qualquer agente transportador que possa ter precipitado na membrana 30 durante o processo.

Em algumas dessas concretizações, por exemplo, o contato da membrana com o material de reabastecimento é efetuado em intervalos de tempo predeterminados determinados por vários fatores, onde o impacto antecipado desses fatores é determinado por dados experimentais.

Esses fatores incluem o volume de gás que passa pela membrana, temperatura de operação, diferencial de pressão, espessura da membrana, molaridade da solução de hidratação, características do substrato, etc. (alguns destes são, é claro, dependentes uns dos outros). Os experimentos teriam revelado o tempo de início das mudanças na permeabilidade da membrana, seletividade da membrana ou ambos em uma determinada combinação de condições operacionais e composição da membrana devido à desidratação da membrana. O material líquido é reabastecido em intervalos apropriados para manter um desempenho estável e/ou proteger a integridade da membrana.

[0089] Em algumas concretizações, por exemplo, o fornecimento do material de reabastecimento (para um ou ambos o compartimento de recepção de material de alimentação gasoso 12 e o compartimento de recepção de permeado 22) é efetuado ao fluir o material de reabastecimento em uma direção ascendente. Este efeito melhora o contato entre o material de reabastecimento fornecido e a membrana 30.

[0090] Em algumas concretizações, por exemplo, o material de reabastecimento é fornecido a um do espaço de recebimento de material de alimentação 10 e o espaço de recebimento de permeado 20, de modo que o transporte seja efetuado através da membrana 30 a partir de um do espaço de recebimento de material de alimentação 10 e do espaço de recebimento de permeado 20 para o outro do espaço de recebimento de material de alimentação 10 e do espaço de recebimento de permeado 20, em que a pressão dentro do outro do espaço de recebimento de material de alimentação e do espaço de recebimento de permeado está abaixo da pressão atmosférica. Ao efetuar o transporte do material de reabastecimento através da membrana e para um espaço disposto abaixo da pressão atmosférica, a condensação do material líquido é mitigada. Tal condensação afeta a contrapressão na membrana, interferindo com a transferência (por exemplo, permeação) da fração de separação do material operativo disposto no material de alimentação gasoso a partir do espaço de recebimento de material de alimentação para o espaço de recebimento de permeado.

[0091] Ao fornecer um material polimérico reticulado como a fase de polímero da membrana 30, uma maior resistência ao transporte de material de reabastecimento através da membrana é fornecida, de modo que a taxa de permeação do material de reabastecimento seja reduzida, reduzindo assim a quantidade de inventário de material de reabastecimento necessário em mãos para efetuar o reabastecimento.

[0092] Como discutido acima, em algumas concretizações, por exemplo, para efetuar o reabastecimento de material líquido dentro da membrana 30, juntamente com o material de alimentação gasoso, o material de reabastecimento é contactado com a membrana. Em algumas concretizações, por exemplo, o contato é efetuado ao fornecer o material de reabastecimento ao espaço de recebimento de material de alimentação 10. A este respeito, um processo é fornecido incluindo, por um primeiro intervalo de tempo, o fornecimento de material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10 com o efeito de que a permeação de pelo menos uma fração de separação a partir do espaço de recebimento de material de alimentação, através da membrana 30, e para o espaço de recebimento de permeado 20 é efetuada. Após o primeiro intervalo de tempo, e durante um segundo intervalo de tempo, enquanto se continua a fornecer o material de alimentação gasoso ao espaço de recebimento de material de alimentação 10, com o efeito de que a permeação de pelo menos uma fração de separação do espaço de recebimento de material de alimentação, através da membrana 30, e no espaço de recebimento de permeado 20 é efetuada, se efetua o contato da membrana 30 com um material de reabastecimento com o efeito de que pelo menos uma fração do material líquido disposto no material de reabastecimento, do material de reabastecimento, fica disposta dentro da fase líquida da membrana 30.

[0093] A este respeito, durante o segundo intervalo de tempo, uma mistura de fase de reposição torna-se disposta no interior do espaço de recebimento de material de alimentação 10, e a mistura de fase de reposição inclui o material de alimentação gasoso e o material de reabastecimento. Em algumas dessas concretizações, por exemplo, a mistura da fase de reabastecimento é uma mistura que é obtida pela mistura de pelo menos o material de alimentação gasoso e o material de reabastecimento, de modo que o processo inclui a mistura de pelo menos o material de alimentação gasoso e o material de reabastecimento tal que a mistura de fase de reabastecimento é obtida.

[0094] Em algumas concretizações, por exemplo, o fornecimento do material de reabastecimento, com o efeito de que o material de reabastecimento fica disposto em relação à membrana 30, de modo que o material líquido, do material de reabastecimento, fica disposto dentro da fase líquida da membrana 30, é efetuado, é tal que um fluxo do material de reabastecimento é estabelecido através da membrana 30, e o fluxo estabelecido é através de uma distância percorrida da membrana 30, em que a distância percorrida, medida na direção do fluxo estabelecido, é pelo menos dez (10) centímetros, tal como, por exemplo, pelo menos 20 centímetros, tal como, por exemplo, pelo menos 30 centímetros.

[0095] Na descrição acima, para fins de explicação, vários detalhes são apresentados a fim de fornecer uma compreensão completa da presente divulgação. No entanto, será evidente para os versados na técnica que esses detalhes específicos não são necessários para praticar a presente divulgação.

Embora certas dimensões e materiais sejam descritos para implementar as concretizações de exemplo divulgadas, outras dimensões e/ou materiais adequados podem ser usados dentro do escopo desta divulgação.

Todas essas modificações e variações, incluindo todas as mudanças adequadas atuais e futuras na tecnologia, são consideradas dentro da esfera e escopo da presente divulgação.

Todas as referências mencionadas são aqui incorporadas por referência na sua totalidade.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para efetuar a separação de um material operativo a partir de um material de alimentação gasoso por uma membrana incluindo uma fase polimérica e uma fase líquida, caracterizado pelo fato de que compreende: ao longo de um primeiro intervalo de tempo, separar pelo menos uma fração de separação do material operativo em resposta à permeação da pelo menos uma fração de separação do material operativo através da membrana; em que: a membrana inclui material polimérico reticulado.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: após o primeiro intervalo de tempo, dispor um material de reabastecimento, incluindo material líquido, em relação à membrana, com o efeito de que o material líquido fica disposto dentro da fase líquida da membrana de modo que o reabastecimento da membrana seja efetuado.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a separação é efetuada em resposta ao contato da membrana pelo material de alimentação gasoso; o reabastecimento da membrana é efetuado enquanto o contato da membrana pelo material de alimentação gasoso está sendo efetuado.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que:

a permeação inclui o transporte da pelo menos uma fração de separação através da membrana e, durante o transporte, a pelo menos uma fração de separação torna-se temporariamente associada a um agente transportador que é dissolvido dentro de um material líquido da fase líquida da membrana; e o material de reabastecimento inclui o agente transportador.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que: o material transportador inclui íon de prata; e o material de reabastecimento inclui uma solução aquosa incluindo uma concentração molar de íon de prata de pelo menos 1,0.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que: durante o primeiro intervalo de tempo, uma fração do material líquido, da fase líquida da membrana, se esgota.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que o material líquido inclui água.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o material polimérico reticulado inclui um polissacarídeo.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o material polimérico reticulado inclui quitosana.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a permeação da pelo menos uma fração de separação é efetuada enquanto pelo menos um composto de permeação mais lenta, do material de alimentação gasoso, está permeando através da membrana.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a permeação da pelo menos uma fração de separação é efetuada enquanto pelo menos um composto de permeação mais lenta, do material de alimentação gasoso, está permeando através da membrana, de modo que o material de alimentação gasoso seja fracionado.

12. Processo de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que: a pelo menos uma fração de separação inclui pelo menos um composto operativo; para cada um do pelo menos um composto operativo da pelo menos uma fração de separação, é fornecida uma razão operativa associada ao composto operativo definida pela razão da taxa molar de permeação do composto operativo para a fração molar do composto operativo dentro do espaço de recebimento de material de alimentação, de modo que uma pluralidade de razões operativas associadas ao composto operativo seja definida, e pelo menos uma da pluralidade de razões operativas associadas ao composto operativo é uma razão operativa mínima associada ao composto operativo; e para cada um do pelo menos um composto de permeação mais lenta em permeação, a razão da taxa molar de permeação do composto de permeação mais lenta para a fração molar do composto de permeação mais lenta dentro do espaço de recebimento de material de alimentação é menor do que a razão operativa mínima associada ao composto operativo, de modo que, para cada um do pelo menos um composto operativo, a concentração molar do composto operativo dentro de um permeado gasoso, que é permeado do espaço de recebimento de alimentação gasosa, através da membrana, e para o espaço de recebimento de permeado, é maior do que a concentração molar do composto operativo dentro do material de alimentação gasoso.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que: cada um do pelo menos um composto operativo, independentemente, é uma olefina; e cada um do pelo menos um composto de permeação mais lenta, independentemente, é uma parafina.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que: a separação é efetuada em resposta a um fluxo estabelecido do material de alimentação gasoso através da membrana; o fluxo estabelecido é através de uma distância percorrida da membrana; e a distância percorrida, medida na direção do fluxo estabelecido, é de pelo menos dez (10) centímetros.

15. Processo para efetuar a separação de um material operativo a partir de um material de alimentação gasoso por uma membrana incluindo uma fase de polímero e uma fase líquida, caracterizado pelo fato de que compreende:

ao longo de um primeiro intervalo de tempo, através da membrana, fracionar o material de alimentação gasoso com base em permeabilidades relativas de seus compostos; em que: a membrana inclui material polimérico reticulado.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: após o primeiro intervalo de tempo, dispor um material de reabastecimento, incluindo material líquido, em relação à membrana, com o efeito de que o material líquido fica disposto dentro da fase líquida da membrana de modo que o reabastecimento da membrana seja efetuado.

17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que: o fracionamento é efetuado em resposta ao contato da membrana pelo material de alimentação gasoso; o reabastecimento da membrana é efetuado enquanto o contato da membrana pelo material de alimentação gasoso está sendo efetuado.

18. Processo de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que: a membrana inclui um agente transportador que é dissolvido dentro de um material líquido da fase líquida da membrana que fica associado a uma fração de permeação do material de alimentação gasoso e facilita a sua penetração através da membrana; e o material de reabastecimento inclui o agente transportador.

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que: o material transportador inclui íon de prata; e o material de reabastecimento inclui uma solução aquosa incluindo uma concentração molar de íon prata de pelo menos 1,0.

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo fato de que: durante o primeiro intervalo de tempo, uma fração do material líquido, da fase líquida da membrana, se esgota.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizado pelo fato de que o material líquido inclui água.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, caracterizado pelo fato de que o material polimérico reticulado inclui um polissacarídeo.

23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, caracterizado pelo fato de que o material polimérico reticulado inclui quitosana.

24. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 23, caracterizado pelo fato de que: o material de alimentação gasoso inclui material olefínico, que é definido por pelo menos uma olefina, e material parafínico, que é definido por pelo menos uma parafina;

o fracionamento dentro do primeiro aparelho possui o efeito de que o retentado é enriquecido no material parafínico em relação ao material de alimentação gasoso; e o fracionamento dentro do segundo aparelho possui o efeito de que um segundo retentado e um segundo permeado são obtidos, com o efeito que o segundo retentado é enriquecido no material parafínico em relação ao retentado recebido pelo primeiro aparelho.