BR112021014371A2

BR112021014371A2 - Composto de membrana zeólita, método de produção do composto de membrana zeólita, e método de separação

Info

Publication number: BR112021014371A2
Application number: BR112021014371-8A
Authority: BR
Inventors: Makiko ICHIKAWA; Kenji Yajima; Makoto Miyahara; Naoto KINOSHITA
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-09-28
Also published as: WO2020179432A1; JP7230176B2; DE112020001055T5; US20210322932A1; CN113490541A; MX2021010659A; JPWO2020179432A1; CN113490541B

Abstract

a presente invenção refere-se a composto de membrana zeólita (1) que inclui um suporte poroso (11) e uma membrana zeólita (12) formada sobre o suporte (11). a membrana zeólita (12) inclui uma camada de baixa densidade (13) que cobre o suporte (11), e uma camada compacta (14) que cobre a camada de baixa densidade (13). a camada compacta (14) tem um conteúdo mais elevado de uma fase cristalina de zeólita do que a camada de baixa densidade (13). deste modo, ao formar a camada compacta (14) sobre a camada de baixa densidade (13) que cobre o suporte (11), a camada fina compacta (14) sem defeitos pode ser formada mais facilmente do que no caso de uma camada compacta ser formada diretamente sobre um suporte. como resultado, é possível obter o composto de membrana zeólita (1) com alta permeabilidade e alta seletividade.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COM- POSTO DE MEMBRANA ZEÓLITA, MÉTODO DE PRODUÇÃO DO COMPOSTO DE MEMBRANA ZEÓLITA, E MÉTODO DE SEPARA- ÇÃO". Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um composto de membra- na zeólita, a um método de produção do composto de membrana zeó- lita, e um método de separação de uma mistura de substâncias com utilização do composto de membrana zeólita. Referência Cruzada a Pedido Relacionado

[002] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do pedido de patente japonês nº 2019-038444 depositado no Instituto Japonês de Patentes em 4 de março de 2019, cuja descrição integral é aqui in- corporada por referência. Técnica Antecedente

[003] Vários estudos e desenvolvimentos estão atualmente em curso sobre a formação de uma membrana zeólita sobre um suporte poroso para obter um composto de membrana zeólita e utilizando a função de penetração molecular do zeólita em aplicações tais como a separação ou adsorção de moléculas específicas. Por exemplo, na separação de um gás misturado incluindo uma pluralidade de tipos de gases, o gás misturado é fornecido a um composto de membrana zeó- lita, e um gás com alta permeabilidade é impelido a permear através do composto de membrana zeólita de modo a ser separado dos outros gases.

[004] Por exemplo, o Pedido de Patente Japonês Aberto Nº H10- 57784 (Documento 1) propõe uma membrana de separação zeólita na qual uma membrana zeólita compacta com uma espessura de 0,5 μm a 30 μm está em contato estreito com a superfície de um material de base porosa. O material de base porosa tem uma porosidade de 10%

a 50% e um diâmetro médio de poros de 0,5 μm a 10 μm. A membrana zeólita é formada depositando cristais de sementes em uma quantida- de de 0,2 mg/cm2 a 3 mg/cm2 na superfície do material de base poro- sa, e, em seguida, sintetizando hidro-térmicamente os cristais de se- mentes em uma solução de material de base, os cristais de sementes com um diâmetro médio de grão que é de 0,4 a 8 vezes o diâmetro médio dos poros do material de base porosa.

[005] No Documento 1, uma seção transversal de uma membra- na de separação zeólita, de acordo com uma técnica convencional, é revelada na Fig. 2. Nesta membrana de separação de zeólita, é forne- cida uma camada esparsa de zeólita com uma estrutura de ponte (ou seja, grandes vazios) entre um material de base e uma camada com- pacta. O documento 1 descreve que a camada esparsa de zeólita é inferior em resistência ao uso porque não cobre a superfície do mate- rial de base em porções incluindo a estrutura da ponte e, portanto, tem baixa resistência. Também é descrito que esta membrana de separa- ção de zeólita tem problemas de grande espessura de membrana e um baixo fluxo de permeação.

[006] A propósito, a fim de separar eficazmente um gás de alta permeabilidade dos outros gases em um composto de membrana zeó- lita, é necessário formar uma membrana zeólita compacta, sem defei- tos em um suporte poroso. Além disso, a fim de melhorar a permeabi- lidade do gás de alta permeabilidade, é necessário reduzir a espessu- ra da membrana zeólita. Contudo, se a membrana zeólita for reduzida em espessura, será mais provável que ocorram defeitos na membrana zeólita. Portanto, não é fácil para um composto de membrana zeólita alcançar tanto a alta permeabilidade como a alta seletividade. Sumário da Invenção

[007] A presente invenção tem por objetivo um composto de membrana zeólita, e é um objetivo da presente invenção alcançar um composto de membrana zeólita com alta permeabilidade e alta seleti- vidade.

[008] Um composto de membrana zeólita de acordo com uma concretização preferível da presente invenção inclui um suporte poro- so, e uma membrana zeólita formada sobre o suporte. A membrana zeólita inclui uma camada de baixa densidade que cobre o suporte, e uma camada compacta que cobre a camada de baixa densidade, e tem um conteúdo mais elevado de uma fase cristalina de zeólita do que a camada de baixa densidade. De acordo com a presente inven- ção, é possível obter um composto de membrana zeólita com alta permeabilidade e alta seletividade.

[009] De preferência, a camada compacta contém cristais de zeó- lita com um diâmetro médio de partícula superior a um diâmetro médio de partícula de cristais de zeólita contidos na camada de baixa densi- dade.

[0010] Mais preferencialmente, o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólita contidos na camada compacta é 100 vezes ou menos o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólita contidos na camada de baixa densidade.

[0011] De preferência, a camada compacta contém cristais de zeó- lita com um diâmetro médio de partícula maior ou igual a 0,1 μm e me- nor ou igual a 10 μm.

[0012] De preferência, a camada compacta tem uma espessura igual ou superior a 0,05 vezes e 50 vezes ou menos uma espessura da camada de baixa densidade.

[0013] De preferência, o conteúdo da fase cristalina de zeólita na camada compacta é superior ou igual a 95%, e um conteúdo da fase cristalina de zeólita na camada de baixa densidade é superior ou igual a 5% e inferior a 95%.

[0014] De preferência, a camada de baixa densidade tem uma fa-

se limite de grão formada por um composto inorgânico.

[0015] Preferencialmente, a camada de baixa densidade tem uma fase limite de grão incluindo uma fase amorfa.

[0016] De preferência, a camada compacta e a camada de baixa densidade contêm cristais de zeólita do mesmo tipo.

[0017] Preferencialmente, a camada compacta contém cristais de zeólita com um número máximo de anéis de 8 membros.

[0018] A presente invenção tem por objetivo também um método de produção do composto de membrana zeólita. Um método de pro- dução do composto de membrana zeólita de acordo com uma concre- tização preferível da presente invenção inclui a) preparar cristais de sementes, b) depositar os cristais de sementes em um suporte poroso para formar um cristal de sementes laminado no suporte, o cristal de sementes laminado incluindo uma laminação de duas ou mais cama- das dos cristais de sementes, e c) imergir o suporte em uma solução de material de partida para cultivar uma zeólita a partir do cristal de sementes laminado por síntese hidrotérmica, e para formar uma mem- brana zeólita no suporte. A membrana zeólita inclui uma camada de baixa densidade que cobre o suporte, e uma camada compacta que cobre a camada de baixa densidade, e tem um conteúdo mais elevado de uma fase cristalina de zeólita do que a camada de baixa densidade. De acordo com a presente invenção, é possível obter um composto de membrana zeólita com alta permeabilidade e alta seletividade.

[0019] De preferência, uma razão molar de um agente direciona- dor da estrutura para a água na solução de material de partida é inferi- or ou igual a 0,01.

[0020] A presente invenção também se destina a um método de separação. Um método de separação de acordo com uma concretiza- ção preferível da presente invenção inclui a) preparar o composto de membrana zeólita de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

10, e b) fornecer uma mistura de substâncias que inclui uma pluralida- de de tipos de gases ou líquidos ao composto de membrana zeólita e fazer com que uma substância com elevada permeabilidade na mistu- ra de substâncias penetre através do composto de membrana zeólita para separar a substância com elevada permeabilidade de outras substâncias.

[0021] De preferência, a mistura de substâncias inclui pelo menos uma das substâncias selecionadas de um grupo constituído por hidro- gênio, hélio, nitrogênio, oxigênio, água, vapor, monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxido de nitrogênio, amoníaco, óxido de enxofre, sulfureto de hidrogênio, fluoreto de enxofre, mercúrio, arsina, cianeto de hidrogênio, sulfureto de carbonila, hidrocarbonetos C1 a C8, ácido orgânico, álcool, mercaptanas, éster, éter, cetona, e aldeído.

[0022] Estes e outros objetivos, características, aspectos e vanta- gens da presente invenção tornar-se-ão mais evidentes a partir da se- guinte descrição detalhada da presente invenção, quando tomados em conjunto com os desenhos que a acompanham. Breve descrição dos Desenhos

[0023] A Fig. 1 é uma visão seccional de um composto de mem- brana zeólita;

[0024] A Fig. 2 é uma vista seccional de parte do composto de membrana zeólita em dimensões ampliadas;

[0025] A Fig. 3 é uma ilustração de uma imagem STEM de uma parte do composto de membrana zeólita em dimensões ampliadas;

[0026] A Fig. 4 é um diagrama esquemático que ilustra a vizinhan- ça de uma interface entre uma camada compacta e uma camada de baixa densidade em dimensões ampliadas;

[0027] A Fig. 5 é um fluxograma de um procedimento para a pro- dução do composto de membrana zeólita;

[0028] A Fig. 6 é uma vista seccional que ilustra parte do compos-

to de membrana zeólita durante a produção em dimensões ampliadas;

[0029] A Fig. 7 é uma ilustração de um separador;

[0030] A Fig. 8 é um fluxograma de um procedimento para a sepa- ração de uma mistura de substâncias. Descrição das Concretizações

[0031] A Fig. 1 é uma vista seccional de um composto de mem- brana zeólita 1. A Fig. 2 é uma vista seccional de uma parte do com- posto de membrana zeólita 1 em dimensões ampliadas. O composto de membrana zeólita 1 inclui um suporte poroso 11 e uma membrana zeólita 12 formada sobre o suporte 11. A membrana zeólita 12 refere- se a pelo menos uma zeólita formado em uma membrana na superfí- cie do suporte 11, e não inclui partículas de zeólita que estão mera- mente dispersas em uma membrana orgânica. Na Fig. 1, a membrana zeólita 12 é ilustrada com linhas em negrito. Na Fig. 2, a membrana zeólita 12 é cruzada. Na ilustração da Fig. 2, a membrana zeólita 12 tem uma espessura superior a uma espessura real.

[0032] O suporte 11 é um membro poroso permeável a gases e líquidos. No exemplo ilustrado na Fig. 1, o suporte 11 é um suporte monolítico no qual uma pluralidade de furos passantes 111, cada um deles estendendo-se no sentido longitudinal (ou seja, no sentido as- cendente e descendente na Fig. 1), são fornecidos em um corpo em forma de coluna integralmente moldado. No exemplo ilustrado na Fig. 1, o suporte 11 tem uma forma substancialmente semelhante à de uma coluna. Cada furo passante 111 (ou seja, célula) tem, por exem- plo, uma forma substancialmente circular da seção transversal per- pendicular à direção longitudinal. Na ilustração da Fig. 1, os furos pas- santes 111 têm um diâmetro superior a um diâmetro real, e o número de furos passantes 111 é inferior a um número real. A membrana zeó- lita 12 é formada nas superfícies internas dos furos passantes 111, e cobre substancialmente todas as superfícies internas dos furos pas-

santes 111.

[0033] O suporte 11 tem um comprimento (isto é, comprimento na direção ascendente na Fig. 1) de, por exemplo, 10 cm a 200 cm. O su- porte 11 tem um diâmetro exterior de, por exemplo, 0,5 cm a 30 cm. A distância entre os eixos centrais de cada par de furos passantes adja- centes 111 está, por exemplo, no intervalo de 0,3 mm a 10 mm. A ru- gosidade da superfície (Ra) do suporte 11 está, por exemplo, no inter- valo de 0,1 μm a 5,0 μm e, de preferência, no intervalo de 0,2 μm a 2,0 μm. Em alternativa, o suporte 11 pode ter uma forma diferente, como uma forma de favo de mel, uma forma de placa plana, uma forma de tubo, uma forma de cilindro, uma forma de coluna, ou uma forma de prisma poligonal. Quando o suporte 11 tem uma forma em forma de tubo ou de cilindro, a espessura do suporte 11 está, por exemplo, na faixa de 0,1 mm a 10 mm.

[0034] Como o material para o suporte 11, várias substâncias (por exemplo, cerâmica ou metal) podem ser utilizadas desde que tenham estabilidade química na etapa de formação da membrana zeólita 12 na superfície. Na presente concretização, o suporte 11 é formado por um compacto sinterizado cerâmico. Exemplos do compacto sinterizado cerâmico a ser selecionado como material para o suporte 11 incluem alumina, sílica, mulita, zircônia, titânia, ítrio, nitreto de silício, e carbo- neto de silício. Na presente concretização, o suporte 11 contém pelo menos um de alumina, sílica e mulita.

[0035] O suporte 11 pode conter um ligante inorgânico. O ligante inorgânico pode ser pelo menos um de titânia, mulita, alumina facil- mente sinterizável, sílica, fritas de vidro, minerais argilosos, e cordierite facilmente sinterizável.

[0036] O suporte 11 tem um diâmetro médio de poro de, por exemplo, 0,01 μm a 70 μm e, de preferência, 0,05 μm a 25 μm. O diâ- metro médio dos poros do suporte 11 nas proximidades da superfície em que a membrana zeólita 12 é formada está na faixa de 0,01 μm a 1 μm e, de preferência, na faixa de 0,05 μm a 0,5 μm. Quanto à distri- buição do tamanho do poro do suporte 11 como um todo que inclui a superfície e o interior do suporte 11, D5 está no intervalo de, por exemplo, 0,01 μm a 50 μm, D50 está no intervalo de, por exemplo, 0,05 μm a 70 μm, e D95 está no intervalo de, por exemplo, 0,1 μm a 2000 μm. A porosidade do suporte 11 na proximidade da superfície em que se forma a membrana zeólita 12 está na faixa de, por exemplo, 20% a 50%.

[0037] Por exemplo, o suporte 11 tem uma estrutura multicamadas na qual uma pluralidade de camadas com diferentes diâmetros médios de poros são laminados uns sobre os outros em uma direção de es- pessura. Uma camada superficial que inclui a superfície em que a membrana zeólita 12 é formada tem um diâmetro médio de poro me- nor e um diâmetro de partícula sinterizada menor do que as outras camadas. O diâmetro médio dos poros na camada superficial do su- porte 11 situa-se, por exemplo, no intervalo de 0,01 μm a 1 μm e, de preferência, no intervalo de 0,05 μm a 0,5 μm. Quando o suporte 11 tem uma estrutura de várias camadas, o material para cada camada pode ser qualquer um dos materiais descritos acima. A pluralidade de camadas que formam a estrutura de multicamadas pode ser formada pelo mesmo material, ou pode ser formada por materiais diferentes.

[0038] A membrana zeólita 12 é uma membrana porosa com poros pequenos. A membrana zeólita 12 pode ser usada como membrana de separação que separa uma substância específica de uma mistura de substâncias, incluindo uma pluralidade de tipos de substâncias, utili- zando uma função de peneiração molecular. A membrana zeólita 12 é menos permeável às outras substâncias do que à substância específi- ca. Por outras palavras, a permeabilidade das outras substâncias atra- vés da membrana zeólita 12 é menor do que a permeabilidade da substância específica acima descrita através da membrana zeólita 12.

[0039] A membrana zeólita 12 tem uma espessura de, por exem- plo, 0,05 μm a 30 μm, de preferência, 0,1 μm a 20 μm, e, mais de pre- ferência, 0,5 μm a 10 μm. O aumento da espessura da membrana zeó- lita 12 melhora a seletividade. A redução da espessura da membrana zeólita 12 melhora a permeabilidade. A rugosidade da superfície (Ra) da membrana zeólita 12 é, por exemplo, inferior ou igual a 5 μm, de preferência, inferior ou igual a 2 μm, mais de preferência, inferior ou igual a 1 μm, e, ainda mais de preferência, inferior ou igual a 0,5 μm. A membrana zeólita 12 tem um diâmetro médio de poro inferior ou igual a 1 nm.

[0040] O diâmetro médio dos poros da membrana zeólita 12 é, de preferência, superior ou igual a 0,2 nm, e inferior ou igual a 0,8 nm, de preferência, superior ou igual a 0,3 nm, e inferior ou igual a 0,7 nm, e, de preferência, superior ou igual a 0,3 nm, e inferior ou igual a 0,6 nm. O diâmetro médio dos poros da membrana zeólita 12 é menor do que o diâmetro médio dos poros do suporte 11 na vizinhança da superfície em que a membrana zeólita 12 é formada.

[0041] Quando n é um número máximo de anéis membros em uma zeólita que constitui a membrana zeólita 12, assume-se que a média aritmética dos eixos maior e menor de um poro anelar com n membros é o diâmetro médio dos poros. O poro do anel com n membros refere-se a um pequeno poro com n átomos de oxigênio em uma porção em que os átomos de oxigênio estão ligados com os átomos T para formar uma es- trutura em forma de anel. Quando a zeólita tem uma pluralidade de poros do anel com n membros onde n é o mesmo número, assume-se que uma média aritmética dos eixos maior e menor de todos os poros do anel com n membros é o diâmetro médio dos poros da zeólita. Desta forma, o diâ- metro médio dos poros da membrana zeólita é exclusivamente determi- nado pela estrutura estrutural da zeólita, e pode ser obtido a partir de um valor apresentado na "Base de Dados de Estruturas Zeólitas" [online] pe- la Associação Internacional de Zeolite na Internet <URL:http://www.iza- structure.org/databases/>.

[0042] Não há limitações particulares quanto ao tipo de zeólita que constitui a membrana zeólita 12, e, por exemplo, a zeólita pode ser de qualquer um dos seguintes tipos: Tipo AEI, tipo AEN, tipo AFN, tipo AFV, tipo AFX, tipo BEA, tipo CHA, tipo DDR, tipo ERI, tipo ETL, tipo FAU (tipo X, tipo Y), tipo GIS, tipo LEV, tipo LTA, tipo MEL, tipo MFI, tipo MOR, tipo PAU, tipo RHO, tipo SAT, e tipo SOD.

[0043] Exemplos da zeólita que constitui a membrana zeólita 12 in- cluem uma zeólita em que átomos localizados no centro de um tetraedro de oxigênio (TO4) que constitui a zeólita (átomos T) são compostos por Si e Al, uma zeólita do tipo AIPO em que os átomos T são compostos por Al e P, uma zeólita do tipo SAPO em que os átomos T são compostos por Si, Al, e P, uma zeólita do tipo MAPSO em que os átomos T são compostos por magnésio (Mg), Si, Al, e P, e uma zeólita do tipo ZnAPSO em que os átomos T são compostos por zinco (Zn), Si, Al, e P. Alguns dos átomos T podem ser substituídos por outros elementos.

[0044] A membrana zeólita 12 contém, por exemplo, silício (Si). Por exemplo, a membrana zeólita 12 pode conter quaisquer dois ou mais de Si, alumínio (Al), e fósforo (P). A membrana zeólita 12 pode conter metal alcalino. O metal alcalino pode, por exemplo, ser de sódio (Na) ou potássio (K). Quando a membrana zeólita 12 contém átomos de Si, a relação Si/Al na membrana zeólita 12 é, por exemplo, superior ou igual a 1 e inferior ou igual a 100.000. A razão Si/Al é, de preferên- cia, superior ou igual a 5, mais de preferência, superior ou igual a 20, e, ainda mais de preferência, até aqui superior ou igual a 100, e é, de preferência, tão alta quanto possível. A relação Si/Al na membrana zeólita 12 pode ser ajustada ajustando uma relação de composição de uma fonte de Si para uma fonte de Al em uma solução de material de base, que será descrita mais tarde.

[0045] Do ponto de vista da melhoria da permeabilidade e seletivi- dade do CO2, a zeólita tem preferencialmente um número máximo de anéis com 8 ou menos membros (por exemplo, 6 ou 8). Por exemplo, a membrana zeólita 12 pode ser composta de uma zeólita do tipo DDR. Por outras palavras, a membrana zeólita 12 é uma membrana zeólita composta por uma zeólita com um código de tipo de estrutura "DDR" atribuído pela Associação Internacional de Zeólitas. Neste caso, a zeó- lita que constitui a membrana zeólita 12 tem um diâmetro intrínseco de poro de 0,36 nm × 0,44 nm, e um diâmetro médio de poro de 0,40 nm.

[0046] A permeância de CO2 da membrana zeólita 12 a uma tem- peratura de 20°C a 400°C pode, por exemplo, ser superior ou igual a 100 nmol/m2-s-Pa. Uma razão (razão de permeabilidade) entre a per- meabilidade de CO2 e a permeabilidade CH4 (fuga) da membrana zeó- lita 12 a uma temperatura de 20°C a 400°C pode, por exemplo, ser superior ou igual a 100. A permeância de CO2 e a razão de permeabi- lidade são valores para o caso em que existe uma diferença de 1,5 MPa na pressão parcial de CO2 entre o lado da alimentação e o lado da permeação da membrana zeólita 12.

[0047] A Fig. 3 é uma ilustração (isto é, imagem STEM) obtida através da observação de uma superfície terrestre em seção transver- sal do composto de membrana zeólita 1 na vizinhança da membrana zeólita 12 com um microscópio eletrônico de transmissão por varri- mento (STEM).

[0048] A membrana zeólita 12 inclui uma camada de baixa densi- dade 13 e uma camada compacta 14. A camada de baixa densidade 13 está em contato direto com a superfície do suporte 11 e cobre a superfície do suporte 11. A camada compacta 14 está em contato dire- to com a superfície da camada de baixa densidade 13, e cobre a su- perfície da camada de baixa densidade 13. A camada compacta 14 não está em contato direto com a superfície do suporte 11, mas está indiretamente em contato com a superfície do suporte 11 através da camada de baixa densidade 13. A camada compacta 14 tem um con- teúdo mais elevado de uma fase cristalina da zeólita do que a camada de baixa densidade 13. Na Fig. 3, uma interface entre a camada com- pacta 14 e a camada de baixa densidade 13 (ou seja, a superfície da camada de baixa densidade 13) é indicada por uma linha sólida 15.

[0049] O conteúdo da fase cristalina da zeólita na camada com- pacta 14 é, de preferência, superior ou igual a 95% e, mais de prefe- rência, superior ou igual a 96%. O conteúdo de uma fase cristalina da zeólita na camada de baixa densidade 13 é, de preferência, superior ou igual a 5%, e inferior a 95% e superior ou igual a 20%, e inferior ou igual a 90%. O conteúdo da fase cristalina da zeólita na camada com- pacta 14 é obtido dividindo o volume da fase cristalina da zeólita na camada compacta 14 por um volume total da fase cristalina da zeólita e uma fase limite de grão na camada compacta 14. O conteúdo da fa- se cristalina da zeólita na camada de baixa densidade 13 é também obtido da mesma forma.

[0050] A fase limite grãos antes mencionada é uma região entre uma pluralidade de cristais de zeólito. Por exemplo, a fase limite do grão pode ser uma fase que inclui cristais não cristalinos (ou seja, amorfos), cristais que não sejam cristais de zeólito e/ou vazios. A fase limite do grão tem uma densidade inferior à densidade da fase cristali- na de zeólito.

[0051] O conteúdo da fase cristalina de zeólito na camada compacta 14 é obtido utilizando a referida imagem STEM. Especificamente, na imagem STEM, é selecionado um cristal de zeólito arbitrário, e é selecio- nada uma região que inclui fases limite de grão entre o cristal de zeólito selecionado e todos os cristais de zeólito adjacentes a ele. Em seguida, esta região é binarizada utilizando um valor limite pré-determinado. O valor limite é determinado de forma apropriada de modo a permitir o re- conhecimento do cristal de zeólito selecionado e das fases de limite do grão. Em seguida, a área de porções com concentrações inferiores ao valor limite (por exemplo, fase cristalina de zeólito) e a área de porções com concentrações superiores ou iguais ao valor limite (por exemplo, fa- se limite de grão) são obtidas com base na imagem binarizada da região acima referida. Em seguida, o conteúdo da fase cristalina de zeólito nesta região é obtido dividindo a área da fase cristalina de zeólito por uma área total da fase cristalina de zeólito e a fase limite de grão. Na presente con- cretização, o conteúdo da fase cristalina de zeólito é obtido para cada uma das 10 regiões da camada compacta 14 na imagem STEM, e uma média deste conteúdo é considerada como o conteúdo da fase cristalina de zeólito na camada compacta 14. O conteúdo da fase cristalina de zeó- lito na camada de baixa densidade 13 é também obtido da mesma forma que o da camada compacta 14.

[0052] As fases de limite dos grãos na camada de baixa densidade 13 incluem, de preferência, uma fase amorfa. Mais preferencialmente, as fases limite dos grãos na camada de baixa densidade 13 incluem 10% ou mais em peso de uma fase amorfa. As fases de limite do grão na camada de baixa densidade 13 são, de preferência, formadas por compostos inorgânicos. Por outras palavras, as fases limite do grão na camada de baixa densidade 13 são, de preferência, formadas apenas por compostos inorgânicos, e não incluem substancialmente nenhum composto orgânico. A oração "não incluem substancialmente nenhum composto orgânico" refere-se a não incluir 5% ou mais em peso de compostos orgânicos.

[0053] A interface 15 entre a camada compacta 14 e a camada de baixa densidade 13 é obtida utilizando a referida imagem STEM. Es- pecificamente, primeiro, obtém-se uma superfície aproximada 142 na imagem STEM por aproximação linear de uma superfície 143 da ca-

mada compacta 14 (ou seja, a superfície exterior do lado oposto à in- terface 15) utilizando mínimos quadrados. Na Fig. 3, a superfície apro- ximada 142 da camada compacta 14 é indicada por uma linha de ca- deia tracejada dupla. Depois, uma pluralidade de linhas retas (não mostradas) paralelas à superfície aproximada 142 são dispostas em intervalos regulares em uma direção perpendicular à superfície apro- ximada 142 (ou seja, uma direção descendente na Fig. 3). O intervalo entre as linhas retas é uma distância suficientemente menor do que a espessura da camada compacta 14.

[0054] Em seguida, para cada uma das linhas retas que não inclu- em o fundo da imagem STEM, obtém-se a proporção das fases do li- mite do grão na linha reta (ou seja, a ocupação das fases do limite do grão). Depois, é determinada como interface 15 uma linha reta parale- la à superfície aproximada 142 e localizada no ponto médio entre duas linhas retas em uma direção afastada da superfície aproximada 142, sendo uma das duas linhas retas uma linha reta na qual a proporção das fases do limite do grão primeiro se torna ou excede 5%, e a outra linha reta localizada adjacente a uma das duas linhas retas no lado da superfície aproximada 142.

[0055] A espessura da camada compacta 14 é obtida como uma distância entre a superfície aproximada 142 e a interface 15 na direção perpendicular à superfície aproximada 142 da camada compacta 14. A espessura da camada de baixa densidade 13 é obtida como uma dis- tância média entre a interface 15 e uma superfície aproximada 112 do suporte 11 na direção perpendicular à superfície aproximada 142 da camada compacta 14. Na Fig. 3, a superfície aproximada 112 do su- porte 11 é indicada por uma linha de cadeia dupla tracejada. A super- fície aproximada 112 do suporte 11 é obtida por uma aproximação li- near da superfície do suporte 11, utilizando mínimos quadrados na imagem STEM acima mencionada. A distância média entre a interface

15 e a superfície aproximada 112 do suporte 11 refere-se a uma média aritmética das distâncias entre a interface 15 e a superfície aproxima- da 112 do suporte 11 em posições na direção direita-esquerda da imagem STEM (isto é, a direção direita-esquerda na Figura 3). A es- pessura da membrana zeólita 12 é igual a um total da espessura da camada compacta 14 e a espessura da camada de baixa densidade

13. Note-se que a imagem STEM utilizada para obter as espessuras da camada compacta 14 e da camada de baixa densidade 13 é adqui- rida de tal forma que a espessura total da membrana zeólita 12 e do suporte 11 se torna aproximadamente três vezes a espessura da membrana zeólita 12, e que a largura da membrana zeólita 12 no sen- tido direita-esquerda se torna aproximadamente quatro vezes a espes- sura da membrana zeólita 12.

[0056] Como descrito acima, a espessura da membrana zeólita 12 está, por exemplo, no intervalo de 0,05 μm a 30 μm, de preferência, no intervalo de 0,1 μm a 20 μm, e, mais de preferência, no intervalo de 0,5 μm a 10 μm. A espessura da camada compacta 14 está, por exemplo, no intervalo de 0,01 μm a 20 μm, de preferência, no intervalo de 0,03 μm a 10 μm, e, mais de preferência, no intervalo de 0,05 μm a 8 μm. A espessura da camada de baixa densidade 13 está, por exem- plo, no intervalo de 0,01 μm a 20 μm, de preferência, no intervalo de 0,05 μm a 10 μm, e, mais de preferência, no intervalo de 0,1 μm a 5 μm. A espessura da camada compacta 14 é, de preferência, superior ou igual a 0,05 vezes e inferior ou igual a 50 vezes a espessura da camada de baixa densidade 13, e, mais de preferência, superior ou igual a 0,1 vezes e inferior ou igual a 30 vezes a espessura da camada de baixa densidade 13.

[0057] Na membrana zeólita 12, a camada compacta 14 e a ca- mada de baixa densidade 13 contêm cristais de zeólito do mesmo tipo. No exemplo da Fig. 3, a camada compacta 14 e a camada de baixa densidade 13 contêm principalmente cristais de zeólito de um tipo, e os cristais de zeólito contidos na camada compacta 14 e os cristais de zeólito contidos na camada de baixa densidade 13 são do mesmo tipo. Os cristais de zeólito contidos na camada compacta 14 e na camada de baixa densidade 13 são formados, por exemplo, de um zeólito do tipo DDR. A camada compacta 14 contém cristais de zeólito com um número máximo de anéis com 8 membros. A camada de baixa densi- dade 13 também contém cristais de zeólito com um número máximo de anéis com 8 membros. Os cristais de zeólito contidos na camada compacta 14 e a camada de baixa densidade 13 têm poros com diâ- metros de 0,36 nm × 0,44 nm.

[0058] A Fig. 4 é um diagrama esquemático que ilustra a vizinhan- ça da interface 15 entre a camada compacta 14 e a camada de baixa densidade 13 da membrana zeólita 12 em dimensões ampliadas. Co- mo ilustrado na Fig. 4, os cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 têm um diâmetro médio das partículas superior ao diâ- metro médio das partículas dos cristais de zeólito 131 contidos na ca- mada de baixa densidade 13. Na ilustração da Fig. 4, os cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 têm o mesmo tamanho, mas os cristais de zeólito 141 podem ser de tamanhos diferentes. Na ilustração, os cristais de zeólito 131 contidos na camada de baixa den- sidade 13 são do mesmo tamanho, mas os cristais de zeólito 131 tam- bém podem ser de tamanhos diferentes.

[0059] O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 é, de preferência, 100 vezes ou me- nos o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 131 contidos na camada de baixa densidade 13, e, mais de preferência, 80 vezes ou menos o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 131. O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 é também, de preferência, duas ou mais vezes o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 131, e, mais de preferência, três vezes ou mais o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 131. O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 141 contidas na camada compacta 14 é, de preferência, superior ou igual a 0,01 μm, e inferior ou igual a 10 μm, e superior ou igual a 0,03 μm, e inferior ou igual a 5 μm. O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 131 contidas na camada de baixa densidade 13 é, de preferência, superior ou igual a 0,01 μm, e inferior ou igual a 10 μm, e superior ou igual a 0,05 μm, e inferior ou igual a 5 μm.

[0060] O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 é calculado através da captura de uma imagem da superfície da membrana zeólita 12 com um microscó- pio eletrônico de varrimento (SEM) para selecionar uma faixa de 15 μm × 15 μm, calculando o número de cristais de zeólito 141 incluídos na imagem e a área dos cristais de zeólito 141, e depois dividindo a área dos cristais de zeólito 141 pelo número dos cristais de zeólito 141, partindo do princípio que os cristais de zeólito 141 têm formas circulares. O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito 131 contidos na camada de baixa densidade 13 é calculado a partir de uma imagem STEM transversal que inclui a membrana zeólita 12 e o suporte 11. Especificamente, o diâmetro médio das partículas dos cris- tais de zeólito 131 é calculado selecionando, na imagem da seção transversal, uma tela de uma área dentro de uma distância na qual a membrana zeólita 12 e o suporte 11 têm uma espessura igual na dire- ção da espessura da membrana zeólita 12, calculando o número de cristais de zeólito 131 incluídos na imagem e a área dos cristais de zeólito 131 após binarização usando o método acima mencionado, e dividindo a área dos cristais de zeólito 131 pelo número dos cristais de zeólito 131 partindo do pressuposto de que os cristais de zeólito 131 têm formas circulares.

[0061] A seguir, será descrito um exemplo de procedimento para a produção do composto de membrana zeólita 1 com referência à FIG.

5. Na produção do composto de membrana zeólita 1, primeiro são preparados os cristais de sementes para utilização na produção da membrana zeólita 12 (etapa S11). Por exemplo, os cristais de semen- tes são adquiridos de zeólito em pó do tipo DDR sintetizado por sínte- se hidrotérmica. Este pó de zeólito pode ser utilizado tal como está como cristais de sementes, ou pode ser processado em cristais de sementes por pulverização ou outros métodos.

[0062] Depois, os cristais de sementes são depositados no suporte 11 (etapa S12). Na etapa S12, forma-se um laminado de cristal de se- mente 125 que inclui uma laminação de duas ou mais camadas de cris- tais de semente nas superfícies internas 115 dos furos passantes 111 no suporte 11, como ilustrado na Fig. 6. Desta forma, é preparado um supor- te de cristais de sementes. Na ilustração da Fig. 6, os cristais de semen- tes têm uma forma circular, e são maiores do que um tamanho real.

[0063] No exemplo ilustrado na Figura 6, o laminado de cristal de sementes 125 inclui uma primeira camada de cristal de sementes e uma segunda camada de cristal de sementes, estando a primeira ca- mada de cristal de sementes em contato direto com as superfícies in- teriores 115 do suporte 11, e cobrindo as superfícies interiores 15, e a segunda camada de cristal de sementes em contato direto com a su- perfície da primeira camada de cristal de sementes e cobrindo a super- fície da primeira camada de cristal de sementes. A segunda camada de cristal de sementes não está em contato direto com as superfícies interiores 115 do suporte 11, mas está indiretamente em contato com as superfícies interiores 115 do suporte 11 através da primeira camada de cristal de sementes. De preferência, o cristal de sementes laminado 125, a primeira camada de cristal de sementes, e a segunda camada de cristal de sementes têm uma espessura substancialmente uniforme no suporte 11. O laminado de cristal de sementes 125 pode ainda in- cluir outra camada de cristal de sementes laminado na segunda ca- mada de cristal de sementes.

[0064] A deposição do cristal de semente laminado 125 no suporte 11 na etapa S12 é implementada através da imersão do suporte poro- so 11 em uma solução em que os cristais de semente são dispersos. Neste caso, para formar o cristal de semente laminado 125 no suporte 11, a imersão do suporte 11 na solução e secagem do suporte 11 po- de ser repetida uma pluralidade de vezes. Em alternativa, a deposição do cristal de semente laminado 125 no suporte 11 pode ser implemen- tada pondo uma solução com os cristais de semente nele dispersos em contato com as superfícies internas 115 dos furos de passagem 111 do suporte 11. Como outra alternativa, o cristal de semente lami- nado 125 pode ser depositado sobre o suporte 11 por outras técnicas.

[0065] O suporte 11 com o laminado de cristal de semente 125 despotizado é imerso em uma solução de material de partida. A solu- ção de material de partida é preparada, por exemplo, dissolvendo componentes tais como uma fonte de Si e um agente estruturante (do- ravante também referido como "SDA") em um solvente. Por exemplo, a solução de material de partida tem uma composição de 1,0SiO2 : 0,015SDA;0,12(CH2)2(NH2)2. O solvente na solução de material de partida pode, por exemplo, ser água ou álcool, como o etanol. Quando se utiliza água como solvente da solução de material de partida, a ra- zão molar do SDA para a água contida na solução de material de par- tida é preferencialmente inferior ou igual a 0,01. A razão molar do SDA para a água contida na solução de material de partida é também prefe- rencialmente superior ou igual a 0,00001. O SDA contido na solução de material de partida pode, por exemplo, ser um composto orgânico. Por exemplo, a 1-adamantanamina pode ser utilizada como SDA.

[0066] Em seguida, a membrana zeólita 12 de um tipo DDR é for-

mada no suporte 11 através do cultivo de um zeólito do tipo DDR por síntese hidrotérmica utilizando vários cristais do já mencionado cristal de semente laminado 125 como núcleos (etapa S13). A temperatura de síntese hidrotérmica é preferencialmente na faixa de 120 a 200°C e pode, por exemplo, ser de 160°C. O tempo de síntese hidrotérmica está preferencialmente no intervalo de 10 a 100 horas e pode, por exemplo, ser de 30 horas.

[0067] Após a síntese hidrotérmica estar completa, o suporte 11 e a membrana zeólita 12 são enxaguados com água deionizada. Após o enxaguamento, o suporte 11 e a membrana zeólita 12 são secos a, por exemplo, 80°C. Após a secagem do suporte 11 e da membrana zeólita 12, a membrana zeólita 12 é submetida a tratamento térmico de modo a queimar quase completamente e remover o SDA na membra- na zeólita 12, e a provocar a passagem de microporos na membrana zeólita 12 através da membrana. Desta forma, obtém-se o já mencio- nado composto de membrana zeólita 1.

[0068] Em seguida, a separação de uma mistura de substâncias utilizando o composto de membrana zeólita 1 será descrita com refe- rência às Figs 7 e 8. A Fig. 7 é uma ilustração de um separador 2. A Fig. 8 é um fluxograma de um procedimento de separação de uma mistura de substâncias, realizado pelo separador 2.

[0069] O separador 2, no qual uma mistura de substâncias incluin- do uma pluralidade de tipos de fluidos (ou seja, gases ou líquidos) é fornecida ao composto de membrana zeólita 1, separa uma substância com elevada permeabilidade na mistura de substâncias da mistura de substâncias, fazendo com que a substância penetre através do com- posto de membrana zeólita 1. Por exemplo, a separação pelo separa- dor 2 pode ser realizada com o objetivo de extrair uma substância com alta permeabilidade da mistura de substâncias, ou com o objetivo de condensar uma substância com baixa permeabilidade.

[0070] A mistura de substâncias (isto é, fluido misto) pode ser um gás misto incluindo uma pluralidade de tipos de gases, ou pode ser uma solução mista incluindo uma pluralidade de tipos de líquidos, ou pode ser um fluido gás-líquido bifásico incluindo tanto gases como lí- quidos.

[0071] A mistura de substâncias inclui, por exemplo, um ou mais ti- pos de substâncias selecionadas do grupo constituído por hidrogênio (H2), hélio (He), nitrogênio (N2), oxigênio (O2), água (H2O), vapor de água (H2O), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), óxido de nitrogênio, amoníaco (NH3), óxido de enxofre, sulfureto de hidrogênio (H2S), fluoreto de enxofre, mercúrio (Hg), arsina (AsH3), ácido cianídrico (HCN), sulfureto de carbonila (COS), hidrocarbonetos C1 a C8, ácido or- gânico, álcool, mercaptanas, éster, éter, cetona, e aldeído.

[0072] O óxido de nitrogênio é um composto de nitrogênio e oxi- gênio. O referido óxido de nitrogênio pode, por exemplo, ser um gás chamado NOX como os monóxidos de nitrogênio (NO), dióxidos de nitrogênio (NO2), óxido nitroso (também referido como monóxido de dinitrogênio) (N2O), trióxido de dinitrogênio (N2O3), tetróxido de dinitro- gênio (N2O4), ou pentóxido de dinitrogênio (N2O5).

[0073] O óxido de enxofre é um composto de enxofre e oxigênio. O óxido de enxofre antes mencionado pode, por exemplo, ser um gás chamado SOX como o dióxido de enxofre (SO2) ou o trióxido de enxo- fre (SO3).

[0074] O fluoreto de enxofre é um composto de flúor e enxofre. O fluoreto de enxofre antes mencionado pode, por exemplo, ser difluore- to de dissulfureto (F-S-S-F, S=SF2), difluoreto de enxofre (SF2), tetra- fluoreto de enxofre (SF4), hexafluoreto de enxofre (SF 6), ou descafeo- reto de dissulfureto (S2F10).

[0075] Os hidrocarbonetos C1 a C8 são hidrocarbonetos que con- têm um ou mais e oito ou menos átomos de carbono. Os hidrocarbo-

netos C3 a C8 podem ser qualquer um de um composto de cadeia line- ar, um composto de cadeia lateral, e um composto cíclico. Os hidro- carbonetos C3 a C8 podem ser quer um hidrocarboneto saturado (ou seja, a ausência de uma ligação dupla e uma ligação tripla em uma molécula), ou um hidrocarboneto insaturado (ou seja, a presença de uma ligação dupla e/ou uma ligação tripla em uma molécula). C1 a C4 podem, por exemplo, ser metano (CH4), etano (C2H6), etileno (C2H4), propano (C3H8), propileno (C3H6), butano normal (CH3(CH2)2CH3), isobutano (CH(CH3)3), 1-buteno (CH2=CHCH2CH3), 2-buteno (CH3CH=CHCH3), ou isobuteno (CH2=C(CH3)2).

[0076] O ácido orgânico antes mencionado pode, por exemplo, ser ácido carboxílico ou ácido sulfônico. O ácido carboxílico pode, por exemplo, ser ácido fórmico (CH2O2), ácido acético (C2H4O2), ácido oxálico (C2H2O4), ácido acrílico (C3H4O2), ou ácido benzóico (C6H5COOH). O ácido sulfônico pode, por exemplo, ser ácido etanos- sulfônico (C2H6O3S). O ácido orgânico pode ser ou um composto em cadeia ou um composto cíclico.

[0077] O álcool antes mencionado pode, por exemplo, ser metanol (CH3OH), etanol (C2H5OH), isopropanol (2-propanol) (CH3CH(OH)CH3), etileno glicol (CH2(OH)CH2(OH)), ou butanol (C4H9OH).

[0078] As mercaptanas são compostos orgânicos com hidreto de enxofre terminal (SH), e são substâncias chamadas também tiol ou tioálcool. As mercaptanas antes mencionados podem, por exemplo, ser metil mercaptanas (CH3SH), etil mercaptanas (C2H5SH), ou 1- propano tiol (C3H7SH).

[0079] O éster antes mencionado pode, por exemplo, ser um éster de ácido fórmico ou um éster de ácido acético.

[0080] O éter antes mencionado pode, por exemplo, ser dimetil éter ((CH3)2O), metil etil éter (C2H5OCH3), ou dietil éter ((C2H5)2O).

[0081] A cetona antes mencionada pode, por exemplo, ser aceto-

na ((CH3)2CO), metil etil cetona (C2H5COCH3), ou dietil cetona ((C2H5)2CO).

[0082] O aldeído antes mencionado pode, por exemplo, ser ace- taldeído (CH3CHO), propionaldeído (C2H5CHO), ou butanal (butiraldeí- do) (C3H7CHO).

[0083] A descrição seguinte toma o exemplo do caso em que a mistura de substâncias a separar pelo separador 2 é um gás misturado incluindo uma pluralidade de tipos de gases.

[0084] O separador 2 inclui o composto de membrana zeólita 1, seladores 21, um cilindro exterior 22, membros de selagem 23, uma parte de alimentação 26, uma primeira parte de coleta 27, e uma se- gunda parte de coleta 28. O composto de membrana zeólita 1, os se- ladores 21, e os membros seladores 23 estão alojados no cilindro ex- terior 22. A parte de alimentação 26, a primeira parte de coleta 27, e a segunda parte de coleta 28 são eliminadas fora do cilindro exterior 22 e ligadas ao cilindro exterior 22.

[0085] Os seladores 21 são membros que são montados em am- bas as extremidades do suporte 11 no sentido longitudinal (ou seja, na direção esquerda-direita na Figura 6), e que cobrem e selam ambas as faces finais do suporte 11 no sentido longitudinal e a superfície exterior do suporte 11 na proximidade das duas faces finais. Os seladores 21 impedem a entrada e saída de gases das duas faces finais do suporte

11. Os seladores 21 podem, por exemplo, ser membros em forma de placa de vidro ou de resina. O material e a forma dos seladores 21 po- dem ser adequadamente alterados. Como os seladores 21 têm uma pluralidade de aberturas que se sobrepõem aos furos passantes 111 do suporte 11, ambas as extremidades de cada furo passante 111 do suporte 11 no sentido longitudinal não são cobertas com os seladores

21. Isto permite a entrada e saída de gases ou similares de ambas as extremidades para os furos passantes 11.

[0086] O cilindro exterior 22 é um membro geralmente cilíndrico, semelhante a um tubo. O cilindro exterior 22 pode ser formado, por exemplo, de aço inoxidável, ou de aço-carbono. A direção longitudinal do cilindro exterior 22 é substancialmente paralela à direção longitudi- nal do composto de membrana zeólita 1. O cilindro exterior 22 tem uma porta de alimentação 221 em uma extremidade na direção longi- tudinal (ou seja, a extremidade do lado esquerdo na Figura 1), e uma primeira porta de exaustão 222 na outra extremidade. O cilindro exte- rior 22 tem também uma segunda porta de exaustão 223 na face late- ral. A porta de alimentação 221 está ligada à parte de alimentação 26. O primeiro orifício de exaustão 222 está ligado à primeira parte coleto- ra 27. O segundo orifício de exaustão 223 é ligado à segunda parte coletora 28. O cilindro exterior 22 tem um espaço interno que é um es- paço fechado isolado do espaço ao redor do cilindro exterior 22.

[0087] Os dois membros de vedação 23 estão dispostos em torno de toda a circunferência entre a superfície exterior do composto de membrana zeólita 1 e a superfície interior do cilindro exterior 22 na proximidade das extremidades opostas do composto de membrana zeólita 1 na direção longitudinal. Cada membro de membrana 23 é um membro geralmente em forma de anel, formado por um material im- permeável aos gases. Por exemplo, os membros de vedação 23 são anéis em O, formados por resina com flexibilidade. No exemplo ilus- trado na Figura 7, os membros de vedação 23 estão em contato estrei- to com as superfícies exteriores dos vedantes 21 e estão indiretamen- te em contato estreito com a superfície exterior do composto de mem- brana zeólita 1 através dos vedantes 21. Um espaço entre os mem- bros de vedação 23 e a superfície exterior do composto de membrana zeólita 1 e um espaço entre os membros de vedação 23 e a superfície interior do cilindro exterior 22 são selados de modo a impossibilitar quase ou completamente a passagem de gases.

[0088] A parte de alimentação 26 fornece um gás misto ao espaço interno do cilindro exterior 22 através da parte de alimentação 221. Por exemplo, a parte de alimentação 26 pode ser um ventilador ou bomba que transmite o gás misturado para o cilindro exterior 22 sob pressão. O soprador ou bomba inclui um regulador de pressão que regula a pres- são do gás misturado fornecido ao cilindro exterior 22. Por exemplo, a primeira parte coletora 27 e a segunda parte coletora 28 podem ser re- servatórios que armazenam gases derivados do cilindro exterior 22, ou também podem ser sopradores ou bombas que transferem os gases.

[0089] No caso da separação de um gás misturado, é fornecido o já mencionado separador 2 para preparar o composto de membrana zeólita 1 (etapa S21). Em seguida, a parte de alimentação 26 fornece um gás misturado ao espaço interno do cilindro exterior 22, o gás mis- turado incluindo uma pluralidade de tipos de gases com permeabilida- de diferente à membrana zeólita 12. Por exemplo, o gás misturado po- de ser composto predominantemente de CO2 e CH4. O gás misturado pode também incluir outros gases para além do CO 2 e do CH4. A pres- são do gás misturado fornecido da parte de alimentação 26 para o es- paço interno do cilindro exterior 22 (ou seja, pressão de alimentação) pode, por exemplo, situar-se na faixa de 0,1 MPa a 20,0 MPa. A tem- peratura de separação do gás misturado pode, por exemplo, situar-se na faixa de 10°C a 250°C.

[0090] O gás misturado fornecido da parte de alimentação 26 para o cilindro exterior 22 é introduzido a partir da extremidade esquerda do composto de membrana zeólita 1 no desenho em cada orifício passante 111 do suporte 11, como indicado por uma seta 251. Um gás com eleva- da permeabilidade (por exemplo, CO2 e adiante referido como "substân- cia de alta permeabilidade") no gás misturado permeia através da mem- brana zeólita 12 fornecida nas superfícies internas do suporte 11 e atra- vés do suporte 11, sendo então emitido a partir da superfície externa do suporte 11. Consequentemente, a substância de alta permeabilidade é separada de um gás com baixa permeabilidade (por exemplo, CH4 e do- ravante referido como "substância de baixa permeabilidade") no gás mis- turado (etapa S22). O gás emitido da superfície externa do suporte 11 (doravante referido como "substância permeada") é coletado pela segun- da parte coletora 28 através do segundo orifício de exaustão 223, como indicado por uma seta 253. A pressão (ou seja, pressão de permeação) do gás coletado pela segunda parte coletora 28 através do segundo orifí- cio de exaustão 223 pode, por exemplo, ser aproximadamente uma pressão atmosférica (0,101 MPa).

[0091] No gás misturado, um gás diferente do gás que atravessou a membrana zeólita 12 e o suporte 11 (a seguir, referido como uma "substância não permeável") passa por cada orifício passante 111 do suporte 11 do lado esquerdo para o lado direito no desenho, e é cole- tado pela primeira parte coletora 27 através da primeira porta de exa- ustão 222, como indicado por uma seta 252. A pressão do gás coleta- do pela primeira parte coletora 27 através da primeira porta de exaus- tão 222 pode, por exemplo, ser substancialmente a mesma pressão que a pressão de alimentação. A substância não permeável pode tam- bém incluir uma substância de alta permeabilidade que não tenha atravessado a membrana zeólita 12, além da já mencionada substân- cia de baixa permeabilidade.

[0092] Em seguida, a relação da estrutura da membrana zeólita 12 no composto de membrana zeólita 1, o método de produção da membra- na zeólita 12, e a permeabilidade e seletividade do composto de mem- brana zeólita 1 serão descritos com referência às Tabelas 1 e 2. A per- meabilidade e seletividade nas Tabelas 1 e 2 foram obtidas a partir de uma substância permeada (ou seja, gás permeado) coletada pela se- gunda parte de coleta 28 como resultado de um gás misto de CO2 e CH4 ser fornecido da parte de alimentação 26 ao composto de membrana zeólita 1 no cilindro externo 22, e impelido a permear através do compos- to de membrana zeólita 1 no separador 2 descrito acima. As fracções de volume de CO2 e CH4 no gás misturado fornecido a partir da parte de alimentação 26 foram cada uma assumida a 50%, e as pressões parciais de CO2 e CH4 foram cada uma assumida a 0,3 MPa.

[0093] A permeabilidade nas Tabelas 1 e 2 indica a relação de permeabilidade do CO2 obtida com base na permeabilidade do CO2 coletado pela segunda parte coletora 28. Quando se assume que a permeabilidade do CO2 no Exemplo Comparativo 1 é 1 na Tabela 1 e que a permeabilidade do CO2 no Exemplo 8 é 1 na Tabela 2, a razão de permeabilidade do CO2 indica a razão da permeabilidade do CO2 nos outros exemplos e exemplos comparativos com a permeabilidade do CO2 no exemplo de referência. A seletividade nas Tabelas 1 e 2 indica o valor obtido dividindo a permeância do CO2 coletado pela se- gunda parte coletora 28 pela exaustão de CH4 coletada pela segunda parte coletora 28 (ou seja, a razão de permeabilidade do CO2/CH4). Tabela 1 Espessu- Estrutura da Mem- Espessura da Ca- Permeabili- Seletivida- ra da brana Zeólita mada Compac- dade de Membra- ta/Espessura da Razão de Razão de na Zeólita Camada de Baixa Permeância Permeância (µm) Densidade de CO2 de CO2/CH4 Exem- 4,5 Camada Compacta 0,04 15 102 plo 1 Camada de Baixa Densidade Exem- 4,0 Camada Compacta 0,3 10 203 plo 2 Camada de Baixa Densidade Exem- 4,2 Camada Compacta 1 8 166 plo 3 Camada de Baixa Densidade

Espessu- Estrutura da Mem- Espessura da Ca- Permeabili- Seletivida- ra da brana Zeólita mada Compac- dade de Membra- ta/Espessura da Razão de Razão de na Zeólita Camada de Baixa Permeância Permeância (µm) Densidade de CO2 de CO2/CH4 Exem- 3,2 Camada Compacta 3 7 172 plo 4 Camada de Baixa Densidade Exem- 3,0 Camada Compacta 13 3 163 plo 5 Camada de Baixa Densidade Exem- 2,0 Camada Compacta 20 10 204 plo 6 Camada de Baixa Densidade Exem- 3,0 Camada Compacta 60 1,3 231 plo 7 Camada de Baixa Densidade Exem- 3,0 Camada Compacta - 1 (Referên- 161 plo cia) Compa- rativo 1 Exem- 3,0 Camada de Baixa - 67 11 plo Densidade Compa- rativo 2

[0094] Nos exemplos 1 a 7 apresentados na Tabela 1, a membra- na zeólita 12 incluía cada uma a camada de baixa densidade 13 e a camada compacta 14. Nos exemplos 1 a 7, a relação entre a espessu- ra da camada compacta 14 e a espessura da camada de baixa densi- dade 13 diferia. Nos Exemplos 2 a 6, as espessuras das camadas compactas 14 variavam entre 0,05 a 50 vezes a espessura da camada de baixa densidade 13. No Exemplo Comparativo 1, a membrana zeó- lita incluía apenas uma camada compacta e não incluía uma camada de baixa densidade. No Exemplo Comparativo 2, a membrana zeólita incluiu apenas uma camada de baixa densidade e não incluiu uma camada compacta. A membrana zeólita 12 nos Exemplos 1 a 7 tinha espessuras de 2 μm a 5 μm. Nos Exemplos Comparativos 1 e 2, a membrana zeólita tinha uma espessura de 3 μm. No Exemplo 5, a ca- mada compacta 14 tinha um diâmetro médio de partícula de 0,5 μm, e a camada de baixa densidade 13 tinha um diâmetro médio de partícula de 0,05 μm. No Exemplo 8, a camada compacta 14 tinha um diâmetro médio de partícula de 0,2 μm, e a camada de baixa densidade 13 tinha um diâmetro médio de partícula de 0,05 μm. No Exemplo 10, a cama- da compacta 14 tinha um diâmetro médio de partícula de 0,4 μm, e a camada de baixa densidade 13 tinha um diâmetro médio de partícula de 0,1 μm. No Exemplo 5, o conteúdo de uma camada cristalina na camada compacta 14 era de 99%, e o conteúdo de uma camada cris- talina na camada de baixa densidade 13 era de 51%. Nos Exemplos 8 a 10, o conteúdo de uma camada cristalina nas camadas compactas 14 estava no intervalo de 96 a 98%, e o conteúdo de uma camada cristalina nas camadas de baixa densidade 13 estava no intervalo de 59 a 80%. No Exemplo Comparativo 1, o conteúdo de uma fase crista- lina de zeólito na membrana zeólita era de 98%. No Exemplo Compa- rativo 2, o conteúdo de uma fase cristalina de zeólito na membrana zeólita era de 90%.

[0095] Nos exemplos 1 a 7 em que as razões de permeabilidade de CO2 estavam na faixa de 1,3 a 15 e as razões de permeabilidade de CO2/CH4 estavam na faixa de 102 a 231, a membrana zeólita exibia alta permeabilidade e alta seletividade. Em particular, nos Exemplos 2 a 6 em que as razões de permeabilidade de CO2 estavam na faixa de 3 a 10 e as razões de permeabilidade de CO2/CH4 estavam na faixa de 163 a 204, a membrana zeólita exibia favoravelmente uma elevada permeabilidade e uma seletividade elevada. Por outro lado, no Exem- plo Comparativo 1 em que a razão de permeabilidade de CO 2 era 1, a membrana zeólita exibia uma permeabilidade inferior à dos Exemplos 1 a 7. No Exemplo Comparativo 2 em que a razão de permeabilidade de CO2/CH4 era 11, a membrana zeólita exibia uma seletividade inferi- or à dos Exemplos 1 a 7. Tabela 2 Método de Produ- Espessu- Estrutura da Permea- Seletivi- ção ra da Membrana bilidade dade Cristais Razão Membra- Zeólita Razão Razão de de Se- Molar de na Zeólita de Per- Permeân- mente SDA (µm) meância cia de de CO2 CO2/CH4 Exemplo 8 Lamina- 0,00072 3,0 Camada 1 (Refe- 194 do de Compacta rência) Cristal de Camada de Semente Baixa Densi- dade Exemplo 9 Lamina- 0,00021 2,4 Camada 1,7 181 do de Compacta Cristal de Camada de Semente Baixa Densi- dade Exemplo Lamina- 0,00009 1,8 Camada 1,8 206 10 do de Compacta Cristal de Camada de Semente Baixa Densi- dade Exemplo Camada 0,00072 3,0 Camada 0,2 162 Compara- Única Compacta tivo 3

[0096] Nos exemplos 8 a 10 apresentados na Tabela 2, o cristal de semente laminado 125 incluindo uma laminação de duas ou mais ca- madas de cristais de semente foram depositados no suporte 11 na etapa S12 durante a produção da membrana zeólita 12. Na etapa S13, foram utilizados valores diferentes para a razão molar do SDA para a água contida na solução de material de partida. A membrana zeólita 12 tornou-se mais fina com uma razão molar decrescente. A membra- na zeólita 12 incluiu a camada de baixa densidade 13 e a camada compacta 14. Nos exemplos 8 a 10 em que as razões de permeabili- dade de CO2 estavam na faixa de 1 a 1,8 e as razões de permeabili- dade de CO2/CH4 estavam na faixa de 181 a 194, a membrana zeólita apresentava alta permeabilidade e alta seletividade.

[0097] No Exemplo Comparativo 3, uma única camada de cristais de sementes (ou seja, cristais de sementes não laminados) foi deposi- tada no suporte durante a produção da membrana zeólita. A razão mo- lar do SDA para a água contida na solução de material de partida foi definida para ser a mesma que no Exemplo 8. No Exemplo Comparati- vo 3, a membrana zeólita incluía apenas uma camada compacta e não incluía uma camada de baixa densidade. No Exemplo Comparativo 3, a taxa de permeabilidade de CO2 era de 0,2, e a membrana zeólita exibia uma permeabilidade inferior à dos Exemplos 8 a 10.

[0098] Como descrito acima, o composto de membrana zeólita 1 inclui o suporte poroso 11 e a membrana zeólita 12 formada sobre o suporte 11. A membrana zeólita 12 inclui a camada de baixa densida- de 13 que cobre o suporte 11, e a camada compacta 14 que cobre a camada de baixa densidade 13. A camada compacta 14 tem um con- teúdo mais elevado de uma fase cristalina de zeólito do que a camada de baixa densidade 13. Deste modo, ao formar a camada compacta 14 na camada de baixa densidade 13 que cobre o suporte 11, é possível formar a fina camada compacta 14 sem defeitos mais facilmente do que no caso em que a camada compacta é formada diretamente no suporte. Como resultado, é possível obter o composto de membrana zeólita 1 com alta permeabilidade e alta seletividade.

[0099] Como descrito acima, os cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 têm, de preferência, um diâmetro médio das par- tículas superior ao diâmetro médio das partículas dos cristais de zeóli- to 131 contidos na camada de baixa densidade 13. Deste modo, fa- zendo crescer os cristais de zeólito 141 na camada compacta 14, é possível aumentar favoravelmente o conteúdo da fase cristalina de zeólito na camada compacta 14.

[00100] Mais preferencialmente, os cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 têm um diâmetro médio de partícula que é 100 vezes ou menos o diâmetro médio de partícula dos cristais de zeólito 131 contidos na camada de baixa densidade 13. Isto permite que tanto a permeabilidade como a seletividade do composto de membrana zeólita 1 fiquem dentro de faixas favoráveis.

[00101] Como descrito acima, os cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 têm, de preferência, um diâmetro médio das par- tículas superior ou igual a 0,1 μm, e inferior ou igual a 10 μm. Isto per- mite que tanto a permeabilidade como a seletividade do composto de membrana zeólita 1 fiquem dentro de faixas favoráveis.

[00102] Como descrito acima, a espessura da camada compacta 14 é, de preferência, superior ou igual a 0,05 vezes e inferior ou igual a 50 vezes a espessura da camada de baixa densidade 13. Consequente- mente, a fina camada compacta 14 sem defeitos pode ser formada fa- voravelmente sobre a camada de baixa densidade 13. Como resulta- do, é possível obter favoravelmente o composto de membrana zeólita 1 com alta permeabilidade e alta seletividade.

[00103] No composto de membrana zeólita 1, o conteúdo da fase cris- talina de zeólita na camada compacta 14 é, de preferência, superior ou igual a 95%, e o conteúdo da fase cristalina de zeólita na camada de bai- xa densidade 13 é, de preferência, superior ou igual a 5% e inferior a 95%. Consequentemente, é possível atingir favoravelmente o composto de membrana zeólita 1 com alta permeabilidade e alta seletividade.

[00104] Como descrito acima, as fases limites dos grãos na camada de baixa densidade 13 são, de preferência, formadas por compostos inorgânicos. Em geral, os compostos inorgânicos têm, por exemplo, maior resistência à corrosão (por exemplo, resistência à água, ou a um solvente orgânico), maior resistência à pressão, e maior resistência ao calor do que os compostos orgânicos. Portanto, se as fases limites do grão forem substancialmente feitas para não incluir compostos orgâni- cos, é possível dar à camada de baixa densidade 13 maior durabilida- de (por exemplo, resistência à corrosão, resistência ao calor, e resis- tência à pressão). Como resultado, é possível melhorar a durabilidade da membrana zeólita 12.

[00105] As fases limites dos grãos na camada de baixa densidade 13 incluem, de preferência, uma fase amorfa. Isto reduz o estresse causado por uma diferença na expansão térmica entre cristais de zeó- lita de diferentes orientações cristalinas, suprimindo assim a ocorrên- cia de danos na membrana zeólita 12, tais como fissuras, durante o aquecimento da membrana zeólita 12 (por exemplo, tratamento térmi- co durante a produção do composto de membrana zeólita 1). Ou seja, é possível melhorar ainda mais a durabilidade da membrana zeólita

12. A fase amorfa incluída nas fases limites dos grãos na camada de baixa densidade 13 é, de preferência, 10% ou mais em peso.

[00106] Como descrito acima, a camada compacta 14 e a camada de baixa densidade 13 contêm, de preferência, cristais de zeólito do mesmo tipo. Isto simplifica a produção da membrana zeólita 12 e, consequente- mente, simplifica a produção do composto de membrana zeólita 1.

[00107] Como descrito acima, os cristais de zeólito 141 contidos na camada compacta 14 têm, de preferência, um número máximo de anéis com 8 membros. Isto permite a permeação seletiva de uma substância alvo com diâmetros moleculares relativamente pequenos no composto de membrana zeólita 1.

[00108] Como descrito acima, o método de produção do composto de membrana zeólita 1 inclui a etapa de preparação dos cristais de semente (etapa S11), a etapa de depósito dos cristais de semente no suporte poroso 11 para formar o laminado de cristal de semente 125 que inclui uma laminação de duas ou mais camadas dos cristais de semente no suporte 11 (etapa S12), e a etapa de imersão do suporte 11 na solução do material de partida para cultivar um zeólito a partir do laminado de cristal de semente 125 por síntese hidrotérmica, e formar a membrana zeólita 12 no suporte 11 (etapa S13). A membrana zeólita 12 inclui a camada de baixa densidade 13 que cobre o suporte 11, e a camada compacta 14 que cobre a camada de baixa densidade 13. A camada compacta 14 tem um conteúdo mais elevado de uma fase cristalina de zeólita do que a camada de baixa densidade 13. Conse- quentemente, é possível produzir prontamente o composto de mem- brana zeólita 1 com alta permeabilidade e alta seletividade.

[00109] No método de produção do composto de membrana zeólita 1, a razão molar do SDA para a água contida na solução de material de partida é, de preferência, inferior ou igual a 0,01. Deste modo, fazendo com que os cristais de semente sejam laminados em duas ou mais ca- madas e mantendo baixa a razão molar do SDA para a água, é possível obter favoravelmente a membrana zeólita 12 que inclui a camada com- pacta 14 e a camada de baixa densidade 13. É também possível reduzir a espessura da membrana zeólita 12 a ser formada sobre o suporte 11.

[00110] O método de separação acima descrito inclui a etapa de preparação do composto de membrana zeólita 1 (etapa S21) e a etapa de alimentação de uma mistura de substâncias incluindo uma plurali- dade de tipos de gases ou líquidos ao composto de membrana zeólita 1, e fazendo com que uma substância com alta permeabilidade na mistura de substâncias penetre através do composto de membrana zeólita 1 de modo a que a substância com alta permeabilidade seja separada das outras substâncias (etapa S22). Como descrito acima, uma vez que o composto de membrana zeólita 1 tem alta permeabili- dade e alta seletividade, este método de separação permite uma sepa- ração eficiente para uma mistura de substâncias.

[00111] O método de separação é particularmente adequado para a utilização na separação de uma mistura de substâncias incluindo um ou mais tipos das seguintes substâncias: hidrogênio, hélio, nitrogênio, oxigênio, água, vapor, monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxi- do de nitrogênio, amoníaco, óxido de enxofre, sulfureto de hidrogênio, fluoreto de enxofre, mercúrio, arsina, cianeto de hidrogênio, sulfureto de carbonilo, hidrocarbonetos C1 a C8, ácido orgânico, álcool, mercap- tanos, éster, éter, cetona, e aldeído.

[00112] O composto de membrana zeólita 1, o método de produção do composto de membrana zeólita 1, e o método de separação, que são descritos acima, podem ser modificados de várias maneiras.

[00113] Por exemplo, o número máximo de anéis de membros na camada compacta 14 da membrana zeólita 12 pode ser inferior a 8 ou superior a 8. O mesmo se aplica ao número máximo de anéis de membros na camada de baixa densidade 13 da membrana zeólita 12.

[00114] Os componentes das fases limites do grão na camada de baixa densidade 13 podem ser modificados de várias maneiras. Por exemplo, as fases limites dos grãos na camada de baixa densidade 13 podem ser compostas apenas por uma fase amorfa. Em alternativa, as fases limites do grão não têm necessariamente de incluir uma fase amor- fa. As fases limites do grão podem incluir cristais que não sejam cristais de zeólito, ou não têm necessariamente de incluir cristais. As fases limi- tes do grão não têm necessariamente de ser compostas apenas por um composto inorgânico, e podem incluir um composto orgânico.

[00115] A espessura da membrana zeólita 12 não está limitada às faixas acima descritas, e pode ser modificada de várias maneiras. A espessura da camada compacta 14 pode ser superior a 50 vezes a espessura da camada de baixa densidade 13, ou pode ser inferior a 0,05 vezes a espessura da camada de baixa densidade 13.

[00116] O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito con- tidos na camada compacta 14 e na camada de baixa densidade 13 podem ser modificados de várias maneiras. Por exemplo, o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito contidos na camada com- pacta 14 pode ser inferior a 0,1 μm, ou pode ser superior a 10 μm. O diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito contidos na ca- mada compacta 14 também pode ser superior a 100 vezes o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito contidos na camada de baixa densidade 13. Em alternativa, o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito contidos na camada compacta 14 pode ser infe- rior ou igual ao diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito contidos na camada de baixa densidade 13.

[00117] O conteúdo da fase cristalina de zeólito na camada com- pacta 14 pode ser inferior a 95%, desde que seja superior ao conteúdo da fase cristalina de zeólito na camada de baixa densidade 13.

[00118] Na membrana zeólita 12, os cristais de zeólito contidos na camada compacta 14 podem ser cristais de zeólito de um tipo diferente do tipo de cristais de zeólito contidos na camada de baixa densidade 13.

[00119] O composto de membrana zeólita 1 pode ainda incluir uma membrana funcional ou uma membrana protetora que é laminada na membrana zeólita 12, para além do suporte 11 e da membrana zeólita

12. Tal membrana funcional ou protetora pode ser uma membrana inorgânica, como uma membrana zeólita, uma membrana de sílica, ou uma membrana de carbono, ou pode ser uma membrana orgânica, como uma membrana de poliimida ou uma membrana de silicone. Além disso, uma substância que pode facilmente absorver CO 2 pode ser adicionada à membrana funcional ou protetora que é laminada na membrana zeólita 12.

[00120] No separador 2 e no método de separação, substâncias que não as exemplificadas na descrição acima podem ser separadas de uma mistura de substâncias.

[00121] As constituições das concretizações preferidas acima des- critas e as variações podem ser combinadas adequadamente desde que não haja inconsistências mútuas.

[00122] Embora a invenção tenha sido mostrada e descrita em de- talhe, a descrição anterior é, em todos os aspectos, ilustrativa e não restritiva. Por conseguinte, deve ser entendido que numerosas modifi- cações e variações podem ser concebidas sem se afastar do âmbito da invenção. Aplicabilidade Industrial

[00123] O composto de membrana zeólita de acordo com a presen- te invenção é, por exemplo, aplicável como membrana de separação de gases, ou pode ser aplicável em vários campos utilizando o zeólito como membrana de separação para separar uma substância que não sejam gases, ou como membrana absorvente para absorver várias substâncias. Lista de Sinais de Referência 1 Composto de membrana zeólita 11 Suporte 12 Membrana zeólita 13 Camada de baixa densidade 14 Camada compacta 131 Cristais de zeólito (em camada de baixa densidade) 141 Cristais de zeólito (em camada compacta) Etapa S11 a S13, S21 a S22

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composto de membrana zeólita, caracterizado pelo fato de que compreende: um suporte poroso; e uma membrana zeólita formada no referido suporte; em que referida membrana zeólita inclui: uma camada de baixa densidade que cobre o referido su- porte; e uma camada compacta que cobre a referida camada de baixa densidade, e tem um conteúdo mais elevado de uma fase crista- lina de zeólito do que a referida camada de baixa densidade.

2. Composto de membrana zeólita de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizado pelo fato de que referida camada compacta contém cristais de zeólito com um diâmetro médio de partícula superior a um diâmetro médio de par- tícula de cristais de zeólito contidos na referida camada de baixa den- sidade.

3. Composto de membrana zeólita de acordo com a reivin- dicação 2, caracterizado pelo fato de que o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito con- tidos na referida camada compacta é 100 vezes ou menos o diâmetro médio das partículas dos cristais de zeólito contidos na referida cama- da de baixa densidade.

4. Composto de membrana zeólita de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a referida camada compacta contém cristais de zeólito com um diâmetro médio de partícula maior ou igual a 0,1 μm e menor ou igual a 10 μm.

5. Composto de membrana zeólita de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida camada compacta tem uma espessura que é 0,05 vezes ou mais e 50 vezes ou menos uma espessura da referida camada de baixa densidade.

6. Composto de membrana zeólita de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o conteúdo da fase cristalina de zeólito na referida camada compacta é superior ou igual a 95%, e um conteúdo de uma fase cristalina de zeólito na referida camada de baixa densidade é superior ou igual a 5% e inferior a 95%.

7. Composto de membrana zeólita de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a referida camada de baixa densidade tem uma fase limite de grão formada por um composto inorgânico.

8. Composto de membrana zeólita de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a referida camada de baixa densidade tem uma fase limite de grão, incluindo uma fase amorfa.

9. Composto de membrana zeólita de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a referida camada compacta e a referida camada de baixa densidade contêm cristais de zeólito do mesmo tipo.

10. Composto de membrana zeólita de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a referida camada compacta contém cristais de zeólito com um número máximo de anéis com 8 membros.

11. Método para produção de um composto de membrana zeólita, caracterizado pelo fato de que compreende: a) preparar cristais de semente; b) depositar referidos cristais de sementes em um suporte poroso para formar um laminado de cristais de sementes no referido suporte, referido laminado de cristais de sementes incluindo uma lami- nação de duas ou mais camadas dos referidos cristais de sementes; e c) mergulhar o referido suporte em uma solução de material de partida para cultivar um zeólito a partir do referido cristal de semen- te laminado por síntese hidrotérmica e para formar uma membrana zeólita no referido suporte, em que referida membrana zeólita inclui: uma camada de baixa densidade que cobre o referido su- porte; e uma camada compacta que cobre a referida camada de baixa densidade, e tem um conteúdo mais elevado de uma fase crista- lina de zeólito do que a referida camada de baixa densidade.

12. Método de produção do composto de membrana zeólita de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma razão molar de um agente direcionador de estrutura para água na referida solução de material de partida é inferior ou igual a 0,01.

13. Método de separação, caracterizado pelo fato de que compreende: a) preparar o composto de membrana zeólita como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10; e b) fornecer uma mistura de substâncias que inclui uma plu- ralidade de tipos de gases ou líquidos ao referido composto de mem- brana zeólita, e fazer com que uma substância com elevada permeabi- lidade na referida mistura de substâncias penetre através do referido composto de membrana zeólita para separar a referida substância com elevada permeabilidade de outras substâncias.

14. Método de separação de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a referida mistura de substâncias inclui pelo menos uma das substâncias selecionadas de um grupo consistindo em hidrogênio, hélio, nitrogênio, oxigênio, água, vapor, monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxido de nitrogênio, amoníaco, óxido de enxofre, sulfureto de hidrogênio, fluoreto de enxofre, mercúrio, arsina, cianeto de hidro- gênio, sulfureto de carbonila, hidrocarbonetos C1 a C8, ácido orgânico, álcool, mercaptanas, éster, éter, cetona, e aldeído.