DK148735B - MEMBRANE OF THE MULTI COMPONENT TYPE FOR GAS SEPARATION - Google Patents

MEMBRANE OF THE MULTI COMPONENT TYPE FOR GAS SEPARATION Download PDF

Info

Publication number
DK148735B
DK148735B DK503277AA DK503277A DK148735B DK 148735 B DK148735 B DK 148735B DK 503277A A DK503277A A DK 503277AA DK 503277 A DK503277 A DK 503277A DK 148735 B DK148735 B DK 148735B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
membrane
separation
porous
membranes
gas
Prior art date
Application number
DK503277AA
Other languages
Danish (da)
Other versions
DK503277A (en
DK148735C (en
Inventor
Jay Myls Stuart Henis
Mary Kathryn Tripodi
Original Assignee
Monsanto Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/832,481 external-priority patent/US4230463A/en
Application filed by Monsanto Co filed Critical Monsanto Co
Publication of DK503277A publication Critical patent/DK503277A/en
Publication of DK148735B publication Critical patent/DK148735B/en
Application granted granted Critical
Publication of DK148735C publication Critical patent/DK148735C/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1212Coextruded layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0088Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/66Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68Polysulfones; Polyethersulfones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/76Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

143735143735

Opfindelsen angår en membran af multikomponent-typen til gasseparation, af den i indledningen til krav 1 angivne art.This invention relates to a multi-component gas separation membrane of the kind set forth in the preamble of claim 1.

Separation, herunder koncentrationsforøgelse af mindst en udvalgt gas fra en gasformig blanding, er en særlig vigtig metode i betragtning af de krav, der stilles til tilførslerne af kemiske udgangsmaterialer. Hyppigt opfyldes disse krav ved at separere en eller flere ønskede gasser fra gasformige blandinger og ved at anvende de gasformige produkter til behandling. Man har fremsat forslag til at anvende separationsmembraner til selektiv separation af en eller flere gasser fra gasformede blandinger. For at opnå 2 148735 selektiv separation frembyder membranen mindre modstand overfor transport af en eller flere gasser end overfor i det mindste en anden gas af blandingen. Selektiv separation kan således tilvejebringe selektiv fjernelse eller koncentrering af en eller flere ønskede gasser i blandingen hvad angår i det mindste en anden gas og derfor tilvejebringe et produkt, der udviser et afvigende forhold mellem en eller flere ønskede gasser og i det mindste en anden gas end det tilsvarende forhold i blandingen. For at selektiv separation af en eller flere af de ønskede gasser under anvendelse af separationsmembraner skal være kommercielt attraktiv, må membranerne imidlertid ikke blot være i stand til at modstå de betingelser, de udsættes far under separationsprocessen, men de må også tilvejebringe en passende selektiv separation af den eller de ønskede gasser under en tilstrækkelig høj strømningshastighed, dvs. vandringshastighed af permeatet pr. enhedsareal af overflade, således at anvendelsen af separationsmetoden kan foregå på en i økonomisk henseende attraktiv basis. Separationsmembraner, der udviser en passende høj selektiv separation, men uønskede lave strømningshastigheder, kan således krave et så stort overfladeareal af den separarende membran, at anvendelsen af disse membraner ikke er økonomisk attraktiv. På lignende måde er separationsmembraner, der udviser en høj strømning, men en lav selektiv separation, heller ikke kommercielt attraktive. Som følge deraf har man fortsat arbejdet på at udvikle separationsmembraner, der både kan tilvejebringe en passende selektiv separation af en eller flere af de ønskede gasser og en tilfredsstillende høj strømning, således at anvendelsen af disse separationsmembraner er økonomisk attraktiv på kommerciel basis.Separation, including increasing the concentration of at least one selected gas from a gaseous mixture, is a particularly important method in view of the requirements imposed on the supplies of chemical starting materials. Frequently these requirements are met by separating one or more desired gases from gaseous mixtures and by using the gaseous products for treatment. Proposals have been made to use separation membranes for selective separation of one or more gases from gaseous mixtures. To achieve selective separation, the membrane presents less resistance to transport of one or more gases than to at least one other gas of the mixture. Thus, selective separation may provide selective removal or concentration of one or more desired gases in the mixture with respect to at least one other gas, and therefore provide a product exhibiting a deviating relationship between one or more desired gases and at least a gas other than the corresponding ratio in the mixture. However, for selective separation of one or more of the desired gases using separation membranes to be commercially attractive, the membranes must not only be able to withstand the conditions they are exposed to during the separation process, but must also provide an appropriate selective separation. of the desired gas (s) under a sufficiently high flow rate, i.e. migration rate of permeate per surface area, so that the separation method can be used on an economically attractive basis. Separation membranes exhibiting a suitably high selective separation but undesirably low flow rates may thus require such a large surface area of the separating membrane that the use of these membranes is not economically attractive. Similarly, separation membranes exhibiting a high flow but low selective separation are also not commercially attractive. As a result, work has continued on developing separation membranes which can provide both an appropriate selective separation of one or more of the desired gases and a satisfactorily high flow, so that the use of these separation membranes is economically attractive on a commercial basis.

I almindelighed kan passagen af en gas gennem en membran foregå gennem porer, d.v.s. kontinuerlige kanaler til fluidumstrøm i kommunikation med både tilførsels- og udgangsoverflader af membranen (hvilke porer eventuelt kan være velegnet til separation ved Knudsen-strømning eller -diffusion); ved en anden mekanisme, i overensstemmelse med for tiden herskende synspunkter hvad angår membranteori, kan passagen af gas gennem membranen foregå ved interaktion mellem gassen og det materiale, hvoraf membranen består. Ved denne sidst postule- 3 148735 rede mekanisme antages permeabiliteten af en gas gennem en membran at involvere opløseligheden af gassen i membranmaterialet og diffusionen af gassen gennem membranen. Permeabilitetskonstanten for en enkelt gas antages for tiden at være lig produktet af opløseligheden og diffusionsevnen af denne gas i membranen. Et givet membranmateriale har en særlig permeabilitetskonstant for passage af en given gas ved interaktion af gassen med materialet i membranen. Vandringshastigheden af gassen, nemlig strømningen, gennem membranen er relateret til permeabilitetskonstanten, men den påvirkes også af sådanne variable som membranens tykkelse, membranens fysiske natur, det partielle trykdifferential af den vandrende gas over membranen, temperaturen og lignende.In general, the passage of a gas through a membrane can take place through pores, i.e. continuous fluid flow channels in communication with both supply and output surfaces of the membrane (which pores may be suitable for separation by Knudsen flow or diffusion); by another mechanism, in accordance with currently prevailing views with regard to membrane theory, the passage of gas through the membrane may occur by interaction between the gas and the material of which the membrane consists. By this last postulated mechanism, the permeability of a gas through a membrane is thought to involve the solubility of the gas in the membrane material and the diffusion of the gas through the membrane. The permeability constant of a single gas is presently assumed to be the product of the solubility and diffusivity of this gas in the membrane. A given membrane material has a particular permeability constant for passing a given gas upon interaction of the gas with the material in the membrane. The rate of migration of the gas, namely the flow, through the membrane is related to the permeability constant, but it is also influenced by such variables as the thickness of the membrane, the physical nature of the membrane, the partial pressure differential of the moving gas across the membrane, the temperature and the like.

Hidtil har man foreslået forskellige modifikationer af membraner, der skal anvendes til væskeseparation, i et forsøg på at løse særlige problemer, der er associeret med separationsoperationen. Den følgende illustration er illustrativ for specifikke modifikationer, der er blevet udført i forbindelse med membraner anvendt til væskeseparation for at løse særlige problemer og tilvejebringe en basis, på hvilken opfindelsen kan forstås fuldtud. F.eks. udviklede man først cellulosemembraner, der blev udnyttet til af saltning af vand, og disse membraner kunne generelt beskrives som "tætte" eller "kompakte" membraner. "Tætte" eller "kompakte" membraner er membraner, der i det væsentlige er fri for porer, nemlig fluidumkanaler, der kommunikerer mellem overfladerne af membranen, og de er i det væsentlige frie for hulrum, nemlig regioner indenfor tykkelsen af membranen, der ikke indeholder membranmaterialet. I tilfælde af kompakte membraner er enhver overflade velegnet til kontaktoverfladen for udgangsmateriale, fordi egenskaberne af den kompakte membran er den samme fra hver overfladeretning, d.v.s. membranen er symmetrisk. Da membranen i det væsentlige er den samme gennem hele sin struktur, falder den indenfor definitionen af isotrope membraner. Skønt nogle af disse kompakte membraner er ret selektive, er en af deres hovedsagelige ulemper en lav permeat-strømning på grund af den relativt store tykkelse, der er associeret med membranerne. Det har derfor 4 148735 vesret uøkonomisk at bygge anlæg, som er nødvendige til afsaltning -af betydelige mængder af vand under anvendelse af kompakte membraner. Forsøg på at forøge strømningen gennem membraner til vsskese-paration har f.eks. omfattet, at man tilsætter fyldstoffer til membranen for at ændre porøsiteten og gøre membranen så tynd som muligt for at forøge hastighederne af permeatets strømning. Skønt man i et begrænset omfang har opnået forbedrede hastigheder for vandringen gennem membranen, har man i almindelighed opnået disse forbedrede hastigheder på bekostning af selektiviteten af de særlige membraner.To date, various modifications of membranes to be used for fluid separation have been proposed in an attempt to solve particular problems associated with the separation operation. The following illustration is illustrative of specific modifications made to membranes used for fluid separation to solve particular problems and to provide a basis on which the invention can be fully understood. Eg. For example, cellulose membranes first utilized for salting water were first developed and these membranes could generally be described as "dense" or "compact" membranes. "Dense" or "compact" membranes are membranes that are substantially pore-free, namely fluid channels that communicate between the surfaces of the membrane and are substantially free of voids, namely regions within the thickness of the membrane that do not contain membrane material. In the case of compact membranes, any surface is suitable for the contact surface of the starting material because the properties of the compact membrane are the same from each surface direction, i.e. the membrane is symmetrical. Since the membrane is essentially the same throughout its structure, it falls within the definition of isotropic membranes. Although some of these compact membranes are quite selective, one of their main drawbacks is a low permeate flow due to the relatively large thickness associated with the membranes. It has therefore been uneconomical to build plants that are necessary for desalination of significant quantities of water using compact membranes. Attempts to increase flow through membranes for Vskese paration have e.g. included adding fillers to the membrane to change the porosity and make the membrane as thin as possible to increase the rates of permeate flow. Although, to a limited extent, improved rates of migration through the membrane have been obtained, these improved rates have generally been obtained at the expense of the selectivity of the particular membranes.

Ved et andet forsøg på at forbedre membranegenskaber har Loeb og hans medarbejdere i f.eks. USA patent nr. 3 133 132 beskrevet en metode til fremstilling af en modificeret membran af celluloseacetat til afsaltning af vand véd først at støbe en opløsning af celluloseacetat som et tyndt lag og ved derpå at tildanne en tæt membranhud på det tynde lag ved hjælp af forskellige teknikker, såsom opløsningsmiddelfordampning efterfulgt af afkøling i koldt vand. Dannelsen af disse tykhudede membraner involverede i almindelighed en sluttelig hærdebehandling i varmt vand. De membraner, der er fremstillet ved Loeb-metoden, består af to separate områder, der er fremstillet af det samme celluloseacetatmateriale, en tynd, tæt, semipermeabel hud og et mindre tæt, hulrumsindeholdende, ikke selektivt understøtningsområde. Da membranerne ikke udviser væsentligt samme tæthed gennem hele deres struktur, falder de indenfor definitionen omfattende anisotrope membraner. På grund af disse separate områder og de forskelle i membranegenskaber, som kan iagttages i afhængighed af, hvilken overflade af membranfladerne, som får kontakt med en tilført saltvandsopløsning, kan membraner af Loeb-typen beskrives som værende asymmetriske.In another attempt to improve membrane properties, Loeb and his staff in e.g. United States Patent No. 3 133 132 discloses a method for preparing a modified membrane of cellulose acetate for desalination of water by first casting a solution of cellulose acetate as a thin layer and then forming a dense membrane skin on the thin layer by various means. techniques such as solvent evaporation followed by cooling in cold water. The formation of these thick-skin membranes generally involved a final cure in hot water. The membranes made by the Loeb method consist of two separate regions made of the same cellulose acetate material, a thin, dense, semi-permeable skin and a less dense, void-containing, non-selective support region. As the membranes do not exhibit substantially the same density throughout their structure, they fall within the definition comprising anisotropic membranes. Because of these separate regions and the differences in membrane properties which can be observed depending on which surface of the membrane surfaces contact with an added saline solution, Loeb-type membranes can be described as being asymmetric.

Det har f.eks. ved praktiske af saltningsforsøg vist sig, at asymmetriske, tykhudede membraner udviser en overlegen permeatstrømning i sammenligning med de kompakte membraner af den ældre type. Forbedringen af permeathastigheden af membranerne af Loeb-typen har været tilskrevet reduktionen af tykkelsen af det tætte, selektive område.It has e.g. in practical salting experiments, asymmetric thick-skin membranes have been found to exhibit superior permeate flow compared to the older type compact membranes. The improvement of the permeability velocity of the Loeb-type membranes has been attributed to the reduction of the thickness of the dense, selective region.

Det mindre tætte område i en sådan membran tilvejebringer tilstræk- 5 168735 kelig strukturel understøttelse for at forhindre brud af membranen under driftstryk, men det frembyder liden modstand mod permeat-strømning. Separationen gennemføres således i det væsentlige af den tætte hud, og den primære funktion af det mindre tætte understøtningsområde er en fysisk understøtning af den tætte hud. I sådanne membraner af Loeb-typen er det mindre tætte understøtningsområde dog hyppigt komprimeret ved tryk, såsom tryk, der er anvendelige til afsaltning af vand, og under sådanne betingelser mister det mindre tætte understøtningsområde noget af sit hulrumsvolumen.The less dense region of such a membrane provides sufficient structural support to prevent rupture of the membrane under operating pressure, but it offers little resistance to permeate flow. Thus, the separation is essentially accomplished by the dense skin, and the primary function of the less dense support area is physical support of the dense skin. However, in such Loeb-type membranes, the less dense support area is frequently compressed by pressures such as pressures useful for desalination of water, and under such conditions the less dense support area loses some of its void volume.

Som følge deraf forhindres den frie strømning af permeat bort fra udgangssiden af den tætte hud, hvilket resulterer i en reduceret permeat-hastighed. Hertil kommer, at de celluloseacetatmembraner, der er beskrevet af Loeb og medarbejdere, også udsættes for tilsmudsning og forskellige kemiske nedbrydninger. Man her derfor rettet sine anstrengelser i retning af at udvikle membraner af Loeb-typen af andre materialer end celluloseacetat, som kan tilvejebringe bedre strukturelle egenskaber og forøget kemisk resistens. "Loebningen" af polymere materialer for at opnå en membran af en enkelt komponent, som udviser god selektivitet og en god vandringshastighed, har vist sig at være yderst vanskelig. De fleste forsøg resulterer i, at man fremstiller membraner, der enten er porøse, dvs. har væskestrømningskanaler gennem den tætte hud, og som ikke vil separere, eller hvor den tætte hud er for tyk til frembringelse af anvendelige vandringshastigheder. Disse asymmetriske membraner kan derfor i mange tilfælde ikke anvendes ved væskeseparation, såsom omvendt osmose. Som det skal beskrives nærmere i det følgende, er det endog vanskeligere at tilvejebringe membraner af Loeb-typen, som udviser god selektivitet og gode vandringshastigheder i forbindelse med gasseparation.As a result, the free flow of permeate is prevented from the exit side of the dense skin, resulting in a reduced permeate rate. In addition, the cellulose acetate membranes described by Loeb and co-workers are also subject to soiling and various chemical degradations. Therefore, efforts have been directed towards developing Loeb-type membranes of materials other than cellulose acetate, which can provide better structural properties and increased chemical resistance. The "running" of polymeric materials to obtain a single-component membrane exhibiting good selectivity and good migration speed has proved to be extremely difficult. Most experiments result in the preparation of membranes that are either porous, ie. have fluid flow channels through the dense skin and which will not separate or where the dense skin is too thick to produce useful rates of migration. Therefore, in many cases, these asymmetric membranes cannot be used in fluid separation, such as reverse osmosis. As will be described in more detail below, it is even more difficult to provide Loeb type membranes which exhibit good selectivity and good migration rates in connection with gas separation.

Yderligere udviklinger til tilvejebringelse af fordelagtige separationsmembraner, der er velegnet til afsaltning af vand og andre væske-væske-separationer, såsom separationer af organiske materialer fra væsker, har ført til sammensatte membraner, der omfatter en porøs understøtning, der på grund af tilstedeværelsen af strømningskanaler let kan lade væske passere, men som dog er tilstræk- 6 148735 keligt stærke til at modstå driftsbetingelser, og en tynd, semipermeabel membran, der er understøttet derpå. Sammensatte membraner, der har været foreslået, omfatter de såkaldte "dynamisk dannede" membraner, der er tildannet ved kontinuerligt at udfælde et polymert filmmateriale fra en udgangsmaterialeopløsning på en porøs understøtning. Denne kontinuerlige udfældning kræves, fordi det polymere filmmateriale har tendens til at blive ført ind i porerne og gennem det porøse substrat, og der må derfor tilføres yderligere mængder deraf. Desuden er det polymere filmmateriale hyppigt tilstrækkeligt opløseligt i den flydende blanding, der udsættes for separation, til at det også sædvanligvis udsættes for lateral erosion, dvs. det udvaskes fra underlaget.Further developments to provide advantageous separation membranes suitable for desalination of water and other liquid-liquid separations, such as separations of organic materials from liquids, have led to composite membranes comprising a porous support which, due to the presence of flow channels, can easily pass fluid, but is sufficiently strong to withstand operating conditions and a thin, semi-permeable membrane supported thereon. Composite membranes that have been proposed include the so-called "dynamically formed" membranes formed by continuously precipitating a polymeric film material from a starting material solution onto a porous support. This continuous precipitation is required because the polymeric film material tends to be introduced into the pores and through the porous substrate, and therefore additional amounts must be added. In addition, the polymeric film material is frequently sufficiently soluble in the liquid mixture subjected to separation that it is also usually subjected to lateral erosion, ie. it leaches from the substrate.

Man har også foreslået at fremstille sammensatte afsaltningsmembraner ved at tilvejebringe en i det væsentlige fast diffusions- eller separations-membran på et porøst underlag. Der skal f.eks. henvises til Sachs et al., USA patent nr. 3 676 203, som beskriver en separationsmembran af polyacrylsyre på et porøst underlag, såsom celluloseacetat, polysulfon, o.s.v. Tykkelsen af den separerende membran er relativt stor, f.eks. op til 60yu, således at separationsmembranen er tilstrækkelig stærk til, at den ikke har tendens til at flyde ind i porerae eller sønderbrydes ved porerae af den porøse understøtning. Andre forslag har omfattet anvendelsen af en anisotrop understøtning med et tættere område ved overfladen, d.v.s. hud, som den umiddelbare understøtningsoverflade for separationsmembranen. Der henvises f.eks. til Cabasso, et al., Research and Development of NS-1 and Related Poly-sulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater,It has also been proposed to prepare composite desalination membranes by providing a substantially solid diffusion or separation membrane on a porous substrate. For example, Reference is made to Sachs et al., U.S. Patent No. 3,676,203, which discloses a polyacrylic acid separation membrane on a porous substrate such as cellulose acetate, polysulfone, etc. The thickness of the separating membrane is relatively large, e.g. up to 60 µu, so that the separation membrane is sufficiently strong that it does not tend to flow into the porerae or disintegrate at the porerae of the porous support. Other suggestions have included the use of an anisotropic support with a closer surface area, i.e. skin, as the immediate support surface of the separation membrane. Reference is made e.g. to Cabasso, et al., Research and Development of NS-1 and Related Poly-sulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater,

Gulf South Research Institute, July, 1975, distribueret af National Technical Information Service, U.S. Department of Commerce, publikation PB 248 666. Cabasso et al. beskriver sammensatte membraner til afsaltning af vand, bestående af anisotrope, hule polysulfonfibre, der er overtrukket med f.eks. polyethylenimin, der er tværbundet in situ, eller furfurylalkohol, der er polymeriseret in situ til tilvejebringelse af en overlejret separationsmembran. En anden mulighed for at tilvejebringe membraner til omvendt osmose er blevet beskrevet af Shorr i USA patent nr. 3 556 305. Shorr beskriver tredelte separationsmembraner til omvendt osmose omfattende et anisotropt porøst 7 148735 substrat, et ultratyndt klæbende lag over det porøse substrat, og en tynd, semipermeabel membran, der er bundet til substratet med det klæbende lag. Ofte fremstiller man disse ultratynde, semipermeable membraner i laminatform med porøse understøtningsmaterialer ved separat fremstilling af den ultratynde membran og en porøs understøtning, efterfulgt af, at man anordner de to organer således, at deres overflader har indbyrdes kontakt.Gulf South Research Institute, July, 1975, distributed by the National Technical Information Service, U.S. Department of Commerce, Publication PB 248 666. Cabasso et al. discloses composite membranes for desalination of water consisting of anisotropic hollow polysulfone fibers coated with e.g. in situ cross-linked polyethyleneimine or furfuryl alcohol polymerized in situ to provide a superimposed separation membrane. Another possibility of providing reverse osmosis membranes has been described by Shorr in U.S. Patent No. 3,556,305. Shorr discloses three-part reverse osmosis separation membranes comprising an anisotropic porous substrate, an ultra-thin adhesive layer over the porous substrate, and a thin, semi-permeable membrane bonded to the substrate with the adhesive layer. Often, these ultra-thin, semi-permeable membranes are made in laminate form with porous support materials by separately fabricating the ultra-thin membrane and a porous support, followed by arranging the two members so that their surfaces have mutual contact.

Andre typer af membraner, der har været anvendt til behandling af væsker, er de såkaldte ,,ultrafiltrerings,,-membraner, hvori der er tilvejebragt porer af en ønsket diameter. Tilstrækkeligt små molekyler kan passere gennem porerne, hvorimod større, mere voluminøse molekyler tilbageholdes på tilførselsoverfladen af membranen. Et eksempel på typer af ultrafiltreringsmembraner er beskrevet i Massucco’s USA patent nr. 3 556 992. Disse membraner udviser en anisotrop understøtning og en gel, der er komprimeret irreversibelt i understøtningen til tilvejebringelse af membraner, der udviser passende porestørrelse til separation af kaustiske hydroxider fra hemicellulose, og ultrafiltreringen finder sted gennem gelen.Other types of membranes that have been used to treat liquids are the so-called "ultrafiltration" membranes in which pores of a desired diameter are provided. Sufficiently small molecules can pass through the pores, whereas larger, more bulky molecules are retained on the supply surface of the membrane. An example of ultrafiltration membrane types is disclosed in Massucco's U.S. Patent No. 3,556,992. These membranes exhibit anisotropic support and a gel that is irreversibly compressed in the support to provide membranes exhibiting appropriate pore size for separation of caustic hydroxides from hemicellulose , and the ultrafiltration takes place through the gel.

Den ovenfor angivne diskussion om baggrunden for opfindelsen har været rettet mod membraner til separation af en væske fra en væskeblanding, såsom ved afsaltning af vand. T nyere tid har man lagt mere vægt på at udvikle separationsmembraner, der er velegnet til separation af en gas fra en gasformet blanding. Vandringen af gasser gennem separationsmembraner har været genstand for forskellige studier; imidlertid har der tilsyneladende ikke foreligget gasseparationsmembraner, der både udviser høj strømning og anvendelig selektiv separation, i det mindste ikke kommercielt. Den følgende diskussion er illustrerende for specifikke modifikationer, der er blevet udført på membraner, som anvendes til gas separation, og tilvejebringer et grundlag, på hvilket opfindelsen kan forstås fuldstændigt.The above discussion of the background of the invention has been directed to membranes for separating a liquid from a liquid mixture, such as by desalination of water. Recently, more emphasis has been placed on developing separation membranes suitable for separating a gas from a gaseous mixture. The migration of gases through separation membranes has been the subject of various studies; however, gas separation membranes that exhibit both high flow and useful selective separation do not appear to be at least non-commercial. The following discussion is illustrative of specific modifications that have been made to membranes used for gas separation and provides a basis on which the invention can be fully understood.

Man har gjort forsøg på at trække på kundskab, der er udviklet i forbindelse med separationsmembraner af væske-væske-typen. Der foreligger dog mange forskellige betragtningsmåder ved udvikling af en pas- 8 148735 sende separationsmembran til gassystemer i sammenligning med udviklingen af en passende membran for flydende systemer. Tilstedeværelsen af små porer i membranen kan f.eks. ikke på extrem måde udøve nogen skadelig påvirkning på egenskaberne af membranen til væskeseparation, såsom afsaltning hidrørende fra adsorption på og kvældning af membranen og fra den høje viskositet og de store ko-hæsive påvirkninger hidrørende fra væskerne. Da gasserne har yderst ringe absorption, viskositet og kohæsion, tilvejebringes der ikke nogen barriere for at forhindre gasserne i let at passere gennem porerne i en sådan membran, hvilket resulterer i liden - hvis overhovedet i nogen - separation af gasser. En yderst vigtig forskel mellem væsker og gasser, som kunne tænkes at påvirke den selektive separation ved vandring gennem membraner i sammenligning med opløseligheden af væsker i sådanne membraner, er den generelt lavere opløselighed af gasser i membraner i sammenligning med opløseligheden af væsker i sådanne membraner, hvilket resulterer i lavere permeabilitetskonstanter for gasser i sammenligning med permeabi-litetskonstanterne for væsker. Andre forskelle mellem væsker og gasser, som kunne tænkes at påvirke selektiv separation ved vandring gennem membraner, omfatter massefylde og internt tryk, virkningen af temperaturen på viskositeten, overfladespænding og ordningsgrad.Attempts have been made to draw on knowledge developed in connection with liquid-liquid-type separation membranes. However, there are many different ways of considering the development of a suitable gas separation membrane for gas systems in comparison with the development of a suitable liquid systems membrane. The presence of small pores in the membrane can e.g. do not exert any detrimental effect on the properties of the membrane for liquid separation, such as desalination resulting from adsorption on and swelling of the membrane and from the high viscosity and high cohesive effects resulting from the liquids. Since the gases have extremely poor absorption, viscosity and cohesion, no barrier is provided to prevent the gases from easily passing through the pores of such a membrane, resulting in little - if any - separation of gases. An extremely important difference between liquids and gases that could affect the selective separation upon migration through membranes compared to the solubility of liquids in such membranes is the generally lower solubility of gases in membranes compared to the solubility of liquids in such membranes. which results in lower permeability constants for gases compared to the permeability constants for liquids. Other differences between liquids and gases that could influence selective separation through membrane migration include density and internal pressure, the effect of temperature on viscosity, surface tension and degree of order.

Det er blevet erkendt, at materialer, der udviser god separation af gasser, ofte udviser lavere permeabilitetskonstanter end per-meabilitetskonstanterne af de materialer, der udviser ringe gasseparation. I almindelighed har man bestræbt sig for at tilvejebringe materialet af en gasseparationsmembran i så tynd en form som muligt, i betragtning af de lave permeabiliteter, for at tilvejebringe passende strømning, men også for at tilvejebringe en membran, der er så porefri som muligt, således at gasser føres gennem membranen ved interaktion med materialet i membranen. En mulighed for at udvikle separationsmembraner, der er velegnet til gasformi-ge systemer, har været at tilvejebringe sammensatte membraner, der udviser en overlejret membran, der er understøttet på en anisotrop, porøs understøtning, hvor den overlejrede membran tilvejebringer den ønskede separation, dvs. den overlejrede membran er semi-per- 148736 9 meabel. De overlejrede membraner er hensigtsmæssigt tilstrækkeligt tynde, nemlig ultratynde, til tilvejebringelse af rimelig strømning. Den væsentlige funktion af det porøse underlag er at understøtte og beskytte den overlejrede membran uden at beskadige den sensible, tynde-, overlejrede membran. Passende understøtninger tilvejebringer lav modstand mod permeatgasser efter at den overlejrede membran har udført sin funktion omfattende selektiv separation af permeatet fra den som udgangsmateriale tjenende blanding. Disse understøtninger er således hensigtsmæssigt porøse til tilvejebringelse af lav modstand mod passage af permeat og alligevel tilstrækkelig understøttende , dvs. med porestørrelser, der er tilstrækkeligt små til at forhindre sønderbrydningen af den overlejrede membran under separationsbetingelser. Klass et al., USA patent nr. 3 616 607, Stancell et al., USA patent nr. 3 657 113 og Yasuda, USA patent nr. 3 775 303 eksemplificerer gasseparationsmembraner med overlejrede membraner på en porøs understøtning.It has been recognized that materials exhibiting good separation of gases often exhibit lower permeability constants than the permeability constants of the materials exhibiting poor gas separation. In general, efforts have been made to provide the material of a gas separation membrane in as thin a form as possible, given the low permeabilities, to provide appropriate flow, but also to provide a membrane which is as pore-free as possible. gases are passed through the membrane by interaction with the material in the membrane. One possibility of developing separation membranes suitable for gaseous systems has been to provide composite membranes which exhibit a superimposed membrane supported on an anisotropic porous support where the superimposed membrane provides the desired separation, ie. the superimposed membrane is semi-per- mable. Conveniently, the superimposed membranes are sufficiently thin, namely ultra-thin, to provide reasonable flow. The essential function of the porous substrate is to support and protect the superimposed membrane without damaging the sensitive, thin, superimposed membrane. Suitable supports provide low resistance to permeate gases after the superimposed membrane has performed its function of selectively separating the permeate from the starting material mixture. Thus, these supports are suitably porous to provide low resistance to permeate passage and yet sufficiently supportive, i.e. with pore sizes sufficiently small to prevent the breakage of the superimposed membrane under separation conditions. Klass et al., U.S. Patent No. 3,616,607, Stancell et al., U.S. Patent No. 3,657,113, and Yasuda, U.S. Patent No. 3,775,303 exemplify gas separation membranes with superimposed membranes on a porous support.

Sådanne sammensatte membraner til gasseparation har ikke været problemfri. P.eks. beskriver Browall i USA patent nr. 3 980 456 fabrikationen af sammensatte membranfilm til separation af oxygen fra luft omfattende en understøtning af et mikroporøst polycarbonatlag og en separat dannet, dvs. forud dannet, overlejret, ultratynd separationsmembran af 80 procent poly(phenylenoxid) og 20 procent organopolysiloxan-polycarbonat-copolymer. Browall angiver i forbindelse med fremstillingen af membranerae, at excluderingen af yderst små partikelformede urenheder, d.v.s. partikler med en størrelse under ca. 3000 Å, fra fremstillingsarealet for membranerne, er praktisk talt uigennemførlig eller umulig. Disse fine partikler kan udfældes under eller mellem forud dannede ultratynde membranlag og -på grund af deres store størrelse i sammenligning med de ultratynde membraner - punktere de ultratynde membraner. Sådanne sønderbryd-ninger reducerer effektiviteten af membranen. Browall patentet beskriver, at man påfører et forud dannet lag af som forseglingsmateriale tjenende organopolysiloxan-polycarbonat-copolymer mellem den ultratynde membran og den porøse polycarbonat-understøtning som et klæbemiddel. Browall*s sammensatte membraner er således komplexe hvad angår materialerne og konstruktionsteknikken.Such composite membranes for gas separation have not been problem-free. P.eks. US Patent No. 3,980,456 discloses the manufacture of composite membrane films for separating oxygen from air comprising a support of a microporous polycarbonate layer and a separately formed, i.e. preformed, super-thin, ultra-thin separation membrane of 80 percent poly (phenylene oxide) and 20 percent organopolysiloxane-polycarbonate copolymer. Browall states in connection with the preparation of membrane sera that the exclusion of extremely small particulate impurities, i.e. particles with a size less than approx. 3000 Å, from the manufacturing area of the membranes, is practically impracticable or impossible. These fine particles can precipitate beneath or between pre-formed ultrathin membrane layers and, due to their large size in comparison to the ultrathin membranes - puncture the ultrathin membranes. Such breakage reduces the efficiency of the membrane. The Browall patent discloses applying a pre-formed layer of organopolysiloxane polycarbonate copolymer serving as a sealing material between the ultrathin membrane and the porous polycarbonate support as an adhesive. Browall * s composite membranes are thus complex in terms of the materials and construction technique.

ίο 148736ίο 148736

Det kan resumerende anføres, at passende anisotrope membraner til gasseparation tilsyneladende ikke har foreligget, nemlig membraner, som i fravær af en overlejret membran tilvejebringer den selektive separation, og som udviser tilstrækkelig strømning og selektivitet for separation med henblik på generel kommerciel drift. Yderligere har sammensatte membraner til gasseparation, som har en overlejret membran til tilvejebringelse af den selektive separation, kun været udsat for liden ellår moderat forbedring hvad angår membranegenskaberne, og der synes ikke at foreligge nogen med godt resultat gennemført, storindustriel, kommerciel anvendelse af disse gasseparationsmembraner. Selvom den overlejrede membran eventuelt er ultra-tynd for at tilvejebringe den ønskede selektivitet ved separationen, kan den i betydeligt omfang reducere strømningen af permeat-gassen gennem den sammensatte membran i sammenligning med strømningen i forbindelse med den porøse understøtning, hvorpå der ikke findes nogen overlejret membran.In summary, suitable anisotropic gas separation membranes do not appear to exist, namely membranes which, in the absence of an superimposed membrane, provide selective separation and exhibit sufficient flow and selectivity for separation for general commercial operation. In addition, gas separation composite membranes having an overlying membrane to provide the selective separation have only been subject to slight or moderate improvement in membrane properties, and no successful, large-scale, commercial application of these gas separation membranes appears to be available. . Although the superimposed membrane is possibly ultra-thin to provide the desired selectivity in the separation, it can significantly reduce the flow of the permeate gas through the composite membrane as compared to the flow associated with the porous support on which there is no superimposed membrane.

Det er opfindelsens formål at angive en membran af multikomponenttypen til gasseparation og omfattende et overtræksmateriale i kontakt med en porøs bærer, hvilken membran ikke blot skal være i stand til at modstå de betingelser, den udsættes for under separationsprocessen, men også skal tilvejebringe en passende selektiv separation af den eller de ønskede gasser under en tilstrækkelig høj strømningshastighed, dvs. vandringshastighed af permeatet pr. enhedsareal af overflade, hvilken membran ikke nødvendigvis involverer anvendelsen af et klæbemiddel, hvilken membran har høj strukturel styrke, sejhed, resistens mod slid og kemisk resistens, lav følsomhed overfor statisk elektricitet og lav adhæsion overfor tilstødende membraner af multikomponent-typen, og hvilken membran kan fremstilles ud fra mange forskellige gasseparationsmembranmateria-ler og således frembringe et større spillerum end det, der hidtil har foreligget ved udvælgelse af et sådant membranmateriale, som er fordelagtigt ved en given gasseparation.It is an object of the invention to provide a multi-component gas separation gas membrane comprising a coating material in contact with a porous support, which membrane must not only be able to withstand the conditions to which it is subjected during the separation process but also provide an appropriate selective separation of the desired gas (s) under a sufficiently high flow rate, i.e. migration rate of permeate per surface area of unit, which membrane does not necessarily involve the use of an adhesive, which membrane has high structural strength, toughness, resistance to abrasion and chemical resistance, low sensitivity to static electricity and low adhesion to adjacent multi-component type membranes, and which membrane can are prepared from many different gas separation membrane materials and thus produce a greater leeway than what has hitherto been found in selecting such membrane material which is advantageous in a given gas separation.

. Membranen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Definitionen af de angivne separationsfaktorer fremgår af det følgende. Det har overraskende vist sig, at membranen ifølge opfindelsen opfylder opfindelsens formål.. The membrane according to the invention is characterized by the characterizing part of claim 1. The definition of the specified separation factors is given below. Surprisingly, it has been found that the membrane according to the invention fulfills the object of the invention.

1111

14873S14873S

En særligt foretrukken udførelsesform for membranen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 2 angivne.A particularly preferred embodiment of the membrane is characterized by the characterizing part of claim 2.

Membranen ifølge opfindelsen kan udvise en større permeabilitet end en membran, der i det væsentlige er den samme som den porøse separationsmembran, med undtagelse af, at i det mindste en overflade af denne membran er blevet behandlet således, at membranen er blevet tilstrækkeligt fortættet til i forhold til i det mindste det ene par af gasser at tilvejebringe en separationsfaktor, der er lig med eller større end den separationsfaktor, der udvises af membranen ifølge opfindelsen.The membrane of the invention may exhibit a greater permeability than a membrane which is substantially the same as the porous separation membrane, except that at least one surface of this membrane has been treated such that the membrane has been sufficiently densified to relative to at least one pair of gases to provide a separation factor equal to or greater than the separation factor exhibited by the membrane of the invention.

I membranen ifølge opfindelsen kan den porøse separationsmembran være en anisotrop, hul fiber, der er i stand til at bibeholde konfigurationen af den hule fiber under gasseparationsbetingelser, og membranen kan udvise en større permeabilitet end en anisotrop membran af hule fibre bestående af materialet af den porøse separationsmembran og være i stand til at bibeholde konfigurationen af den hule fiber under gasseparationsbetingelser, hvorved denne membran hvad angår det angivne ene par af gasser udviser en separationsfaktor, der er lig med eller større end separationsfaktoren af membranen ifølge opfindelsen.In the membrane of the invention, the porous separation membrane may be an anisotropic hollow fiber capable of maintaining the configuration of the hollow fiber under gas separation conditions, and the membrane may exhibit greater permeability than an hollow fiber anisotropic membrane consisting of the material of the porous separating membrane and being able to maintain the configuration of the hollow fiber under gas separation conditions, whereby this membrane exhibits a separation factor equal to or greater than the separation factor of the membrane according to the invention for the stated one pair of gases.

I membranen ifølge opfindelsen kan både separationsfaktoren og permeabiliteten af membranen være påvirket af forholdet mellem det totale overfladeareal og det totale tværsnitsareal af porerne og/eller af den gennemsnitlige diameter af poretværsnittet af den porøse separationsmembran.In the membrane of the invention, both the separation factor and the permeability of the membrane may be influenced by the ratio of the total surface area to the total cross-sectional area of the pores and / or the average diameter of the pore cross-section of the porous separation membrane.

I membranen ifølge opfindelsen kan både separationsfaktoren og permeabiliteten af membranen være påvirket af de relative modstande mod gasstrømning gennem porerne af den porøse separationsmembran og gennem de faste dele af den porøse separationsmembran.In the membrane of the invention, both the separation factor and the permeability of the membrane may be influenced by the relative resistances of gas flow through the pores of the porous separation membrane and through the solid portions of the porous separation membrane.

I membranen ifølge opfindelsen kan materialet i overtrækket have en molekylstørrelse, der er tilstrækkelig til, at materialet af overtrækket ikke trækkes gennem porerne af den porøse separationsmembran under gasseparation.In the membrane of the invention, the coating material may have a molecular size sufficient to prevent the coating material from passing through the pores of the porous separation membrane during gas separation.

12 16873512 168735

Anvendelsen af membranen ifølge opfindelsen foretages i form af en fremgangsmåde til separation af mindst én gas i den gasformige blanding ved selektiv vandring og til tilvejebringelse af et per-meeret produkt, der indeholder mindst én permeerende gas, hvorved den gasformige blanding bringes i kontakt med mindst én overflade af membranen, hvorved man holder den modstående overflade af membranen på et lavere kemisk potential for den angivne ene vandrende gas end det kemiske potential af overfladen, hvorved man lader den angivne ene gas vandre ind i og gennem membranen og hvorved man fra omegnen af den modstående overflade fjerner permeeret produkt, der har et andet forhold mellem den angivne ene gas og den anden gas i den gasformige blanding end i den oprindelige gasblanding.The use of the membrane according to the invention is carried out in the form of a method for separating at least one gas into the gaseous mixture by selective migration and to provide a permeated product containing at least one permeating gas, thereby contacting the gaseous mixture with at least one gas. one surface of the membrane, thereby maintaining the opposite surface of the membrane at a lower chemical potential for the specified one traveling gas than the chemical potential of the surface, allowing the indicated one gas to flow into and through the membrane and thereby from the vicinity of the the opposite surface removes permeated product having a different ratio of the indicated one gas to the other gas in the gaseous mixture than in the original gas mixture.

Det følgende skema viser eksempler på de separationer, der kan foretages med membranen ifølge opfindelsen.The following diagram shows examples of the separations that can be made with the membrane of the invention.

Den ene af de Den anden af de separerede gasseparerede ser eller den anden gruppe af gasser_separerede gasser_Gasbi andingen oxygen luft hydrogen mindst en af gasserne carbonmon- oxid, carbondioxid, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogensulfid, ammoniak eller et carbonhy-drid med 1 til ca. 5 carbonatomer ammoniak ammoniak og mindst en af gasserne hydrogen, nitrogen , methan eller argon darbondioxid carbondioxid og mindst en af gasserne carbon-monoxid, et car-bonhydrid med 1 til 5 carbonatomer eller nitrogen 13 148735One of the other of the separated gas-separated gas or the other group of gases_separated gases_Gasbi the other oxygen air hydrogen at least one of the gases carbon monoxide, carbon dioxide, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogen sulfide, ammonia or a hydrocarbon having 1 to approx. 5 carbon atoms ammonia ammonia and at least one of the gases hydrogen, nitrogen, methane or argon dioxide carbon dioxide and at least one of the gases carbon monoxide, a hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms or nitrogen 13

Den ene af de Den anden af de separerede gasseparerede ser eller den anden gruppe af gasser_separerede gasser_Gasbi andingen helium helium og mindst et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer hydrogensul- hydrogensulfid fid og mindst et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer carbon- carbonmonoxid og monoxid mindst en af gas serne hydrogen, helium eller et carbonhydrid med mellem 1 og ca.One of the The other of the separated gas-separated looks or the other group of gases_separated gases_Gasbi the other helium helium and at least one hydrocarbon having 1 to about 5 carbon atoms hydrogen sulfide sulfide fid and at least one hydrocarbon having 1 to about 5 carbon atoms carbon carbon monoxide and monoxide at least one of the gases is hydrogen, helium or a hydrocarbon having between 1 and approx.

5 carbonatomer5 carbon atoms

Opfindelsen angår således en membran af multikomponent-typen eller en sammensat membran til gasseparation, hvilken membran omfatter et overtræk i kontakt med en porøs separationsmembran, hvor separationsegenskaberne af membranerne af multikomponent-typen principielt er bestemt af den porøse separationsmembran og ikke af overtræksmaterialet. Disse membraner af multikomponent-typen til separation af mindst én gas fra en gasformig blanding udviser en ønskværdig selektivitet og desuden en anvendelig strømning. Opfindelsen tilvejeringer membraner af multikomponent-typen til gasseparation, som kan fremstilles ud fra mange forskellige gasseparations-membranmaterialer og som således kan frembringe et større spillerum end det, der hidtil har foreligget ved udvælgelse af et sådant membranmateriale, som er fordelagtigt ved en given gasseparation.. Opfindelsen tilvejebringer membraner af multikomponent-typen, hvilke kan tilvejebringe de ønskede kombinationer af strømning og selektivitet for separationen, hidrørende fra konfigurationen og fremstillingsmetoderne og kombinationen af komponenterne. Et materiale, der udviser høj selektivitet for separationen, men en relativt lav permeabilitetskonstant, kan således udnyttes til at tilvejebringe membraner af multikomponent-typen med ønskværdige vandringshastigheder og ønskværdig selektivitet for separationen. Des- 14 148735 uden er membranerne ifølge opfindelsen relativt ufølsomme overfor virkningerne af kontaminering, nemlig fine partikler under fremstilling deraf, hvilket tidligere har frembragt vanskeligheder ved fremstillingen af sammensatte membraner med en forud dannet, ultra-tynd separationsmembran, der er overlejret på en understøtning. Anvendelsen af klæbemidler ved fremstilling af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen behøver ikke at være nødvendig, hvilket er en fordel. Som følge deraf behøver membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen ikke at være komplexe hvad angår konstruktionsteknik. Membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen kan fremstilles til tilvejebringelse af høj strukturel styrke, sejhed og slid og kemisk resistens, men dog alligevel således, at de udviser en i kommerciel henseende fordelagtig strømning og en selektiv separation. Disse membraner af multikomponenttypen kan også udvise ønskværdige behandlingsegenskaber, såsom lav følsomhed overfor statisk elektricitet, lav adhæsion overfor tilstødende membraner af multikomponent-typen og lignende.The invention thus relates to a multi-component type membrane or a gas separation composite membrane comprising a coating in contact with a porous separation membrane, wherein the separation properties of the multi-component type membranes are in principle determined by the porous separation membrane and not by the coating material. These multi-component type membranes for separating at least one gas from a gaseous mixture exhibit a desirable selectivity and, moreover, a useful flow. The invention provides multicomponent gas separation membranes which can be prepared from a variety of gas separation membrane materials and thus can provide a greater leeway than has been found so far in selecting such membrane material which is advantageous in a given gas separation. The invention provides multi-component type membranes which can provide the desired combinations of flow and selectivity for the separation resulting from the configuration and manufacturing methods and the combination of the components. Thus, a material exhibiting high selectivity for the separation but a relatively low permeability constant can be utilized to provide multicomponent type membranes with desirable migration rates and desirable selectivity for the separation. In addition, the membranes of the invention are relatively insensitive to the effects of contamination, namely fine particles in their preparation, which have previously produced difficulties in the preparation of composite membranes with a preformed, ultra-thin separation membrane superposed on a support. The use of adhesives in the preparation of the multi-component type membranes of the invention need not be necessary, which is an advantage. As a result, the multi-component type membranes of the invention need not be complex in construction engineering. The multicomponent type membranes of the invention can be manufactured to provide high structural strength, toughness and abrasion and chemical resistance, yet exhibit a commercially advantageous flow and selective separation. These multicomponent type membranes may also exhibit desirable processing properties, such as low sensitivity to static electricity, low adhesion to adjacent multicomponent type membranes, and the like.

I henhold til opfindelsen omfatter membranerne af multikomponenttypen til gasseparation en porøs separationsmembran, der udviser tilførsels- og afgangsoverflader, og et overtræksmateriale, der har kontakt med den porøse separationsmembran. Den porøse separationsmembran har stort set den samme sammensætning i hele sin struktur, dvs. den porøse separationsmembran er i det væsentlige i kemisk henseende homogen. Materialet af den porøse separations-membran udviser selektiv vandring for mindst en gas i en gasformig blanding i sammenligning med mindst en resterende gas i blandingen, og som følge deraf er den porøse separationsmembran defineret som en "separations"-membran. Når man beskriver separationsmembranen som "porøs", er det tilsigtet, at membranen bar kontinuerlige kanaler for gasstrømning, d.v.s. porer, der kommunikerer mellem tilførselsoverfladen og udgangsoverfladen. Hvis disse kontinuerlige kanaler er tilstrækkeligt omfangsrige hvad angår antal og tværsnit, muliggør de, at i det væsentlige hele mængden af en gasformig blanding strømmer gennem den porøse separationsmembran, hvorved der forekommer li- 15 148735 den - hvis overhovedet nogen - separation hidrørende fra interaktion med materialet i den porøse separationsmembran. Den foreliggende opfindelse tilvejebringer på fordelagtig måde membraner af multikomponent-typen, hvor separationen af mindst en gas fra en gasformig blanding ved interaktion med materialet i den porøse separationsmembran forbedres, i sammenligning med, hvad der kan opnås med den porøse separationsmembran alene.According to the invention, the multi-component gas separation membranes comprise a porous separation membrane which exhibits supply and discharge surfaces and a coating material which contacts the porous separation membrane. The porous separation membrane has substantially the same composition throughout its structure, viz. the porous separation membrane is substantially homogeneous in chemistry. The material of the porous separation membrane exhibits selective migration for at least one gas in a gaseous mixture compared to at least one residual gas in the mixture, and as a result, the porous separation membrane is defined as a "separation" membrane. When describing the separation membrane as "porous", it is intended that the membrane carry continuous channels for gas flow, i.e. pores that communicate between the supply surface and the output surface. If these continuous channels are sufficiently bulky in terms of number and cross-section, they allow substantially the entire amount of a gaseous mixture to flow through the porous separation membrane, thereby providing the - if any - separation resulting from interaction with the material of the porous separation membrane. The present invention advantageously provides multicomponent type membranes in which the separation of at least one gas from a gaseous mixture by interaction with the material of the porous separation membrane is enhanced, as compared to what can be obtained with the porous separation membrane alone.

Membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen omfatter porøse separationsmembraner og overtræk, der udviser særlige forhold. Nogle af disse forhold kan hensigtsmæssigt udtrykkes som relative separationsfaktorer i forhold til et par af gasserne for de porøse separationsmembraner, overtrækkende og membranerne af multikomponent-typen.The multicomponent type membranes of the invention comprise porous separation membranes and coatings exhibiting particular conditions. Some of these ratios may conveniently be expressed as relative separation factors relative to a pair of the gases for the porous separation membranes, coating and the multi-component type membranes.

En separationsfaktor (©< ^). for en membran for et givet gaspar a og b er defineret som forholdet mellem permeabilitetskonstanten (P_) af membranen for gas a og permeabilitet skonstanten (P^) af membranen for gas b. En separationsfaktor er også lig forholdet mellem permeabili-teten (PJl) af en membran med tykkelsen l for gas a i en gasblanding og permeabiliteten af den samme membran for gas b, (Phvorved permeabiliteten for en given gas er det volumen af gas, under standardtemperatur og -tryk (STP), som passerer gennem en membran per kva-dratcentineter overfladeareal per sekund, med et partielt trykfald på 1 centimeter Hg over membranen per tykkelsesenhed, og den udtrykkes som P = cm^/cm^-sek.-cm Hg/J.A separation factor (© <^). for a membrane for a given gas pair a and b is defined as the ratio of the permeability constant (P_) of the membrane for gas a and the permeability constant (P ^) of the membrane for gas b. A separation factor is also equal to the ratio of permeability (PJ1). of a membrane of thickness l for gas a in a gas mixture and the permeability of the same membrane for gas b, (For which the permeability of a given gas is the volume of gas, under standard temperature and pressure (STP), which passes through one membrane per qu -rate centinets surface area per second, with a partial pressure drop of 1 centimeter Hg across the membrane per unit of thickness, and it is expressed as P = cm 2 / cm 2 sec-cm Hg / J.

I praksis kan separationsfaktoren hvad angår et givet par af gasser for en given membran bestemmes under anvendelse af talrige teknikker, der tilvejebringer tilstrækkelig information for beregningen af permeabilitet skonstanter eller permeabiliteter for hvert af gasparrene. Adskillige af de mange teknikker, der er tilgængelige til bestemmelse af permeabilitetskonstanter, permeabiliteter og separationsfaktorer, er beskrevet af Hwang et al., Techniques of chemistry, bind· · VII, Membranes in Separations, John Wiley & Sons, 1975» kapitel 12, side 296 til 322.In practice, the separation factor of a given pair of gases for a given membrane can be determined using numerous techniques that provide sufficient information for the calculation of permeability constants or permeabilities for each of the gas pairs. Several of the many techniques available for determining permeability constants, permeabilities, and separation factors are described by Hwang et al., Techniques of chemistry, Volume · VII, Membranes in Separations, John Wiley & Sons, 1975 »Chapter 12, page 296 to 322.

En indre separationsfaktor, hvortil der er refereret i denne beskrivelse, er separationsfaktoren for et materiale, der ikke har nogen kanaler til gasstrømning på tværs af materialet, og det er den højest 16 148735 opnåelige separationsfaktor for materialet. Et sådant materiale kan betegnes kontinuerligt eller ikke-porøst. Den indre separationsfaktor af et materiale kan approximeres ved at måle separationsfaktoren af en kompakt membran af materialet. Imidlertid kan der foreligge adskillige vanskeligheder ved bestemmelsen af en indre separationsfaktor, herunder unøjagtigheder, der indføres ved fremstillingen af den kompakte membran, såsom tilstedeværelsen af porer, tilstedeværelsen af fine partikler i den kompakte membran, ude finer et molekylær ordning hidrørende fra variationer i fremstillingen af membranen og lignende. Som følge deraf kan den bestemte indre separationsfaktor være lavere end den indre separationsfaktor. I overensstemmelse dermed refererer en "bestemt indre separaiionsfaktor" i denne beskrivelse med krav til separationsfaktoren af en tør, kompakt membran af materialet.An internal separation factor referred to in this specification is the separation factor of a material having no gas flow channels across the material and it is the highest separation factor obtainable for the material. Such a material may be termed continuous or non-porous. The internal separation factor of a material can be approximated by measuring the separation factor of a compact membrane of the material. However, there may be several difficulties in determining an internal separation factor, including inaccuracies introduced in the preparation of the compact membrane, such as the presence of pores, the presence of fine particles in the compact membrane, and a molecular scheme resulting from variations in the production of the membrane and the like. As a result, the particular internal separation factor may be lower than the internal separation factor. Accordingly, a "determined internal separation factor" in this specification refers to claims for the separation factor of a dry, compact membrane of the material.

En membran af multikomponenttypen til gasseparation ifølge opfindelsen udviser hvad angår i det mindste et gaspar en separationsfaktor, der er betydeligt større end den bestemte indre separationsfaktor af overtræksmaterialet i okkluderende kontakt med en porøs separationsmembran. Ved betegnelsen "betydeligt større" anvendt i forbindelse med forholdene mellem separationsfaktoren af membranen af multikomponent-typen og den bestemte indre separationsfaktor af overtræksmaterialet, menes, at forskellen mellem separationsfaktorerne er af vigtighed, f.eks. i almindelighed mindst ca. 10 % større. Ved betegnelsen "okkluderende kontakt" mener man, at overtrækket har kontakt med den porøse separationsmembran, således at det for membranen af multikomponent-typen gælder, at forholdet mellem gasser, der passerer gennem materialet af porøs separationsmembran, og gasser, der passerer gennem porerne, er større i sammenligning med det tilsvarende forhold i den porøse separationsmembran alene. Kontakten er således af en sådan art, at det for membranen af multikomponent-typen gælder, at der opnås et forøget bidrag af materialet af den porøse separationsmembran til den separations faktor, som udvises af membranen af multikomponent-typen, for mindst et par af gasser, i sammenligning med det tilsvarende bidrag i den porøse separationsmembran alene. Med hensyn til i det mindste dette ene par af gasser vil således den separationsfaktor, der udvises af membranen af multikomponent-typen, 17 148735 være større end den separationsfaktor, der udvises af den porøse separationsmembran. Med hensyn til mindst et par af gasser udviser materialet af den porøse separationsmembran yderligere en bestemt indre separationsfaktor, der er større end den bestemte indre separationsfaktor af materialet i overtrækket. Med hensyn til i det mindste dette ene par af gasser er den separationsfaktor, der udvises af membranen af multikomponent-typen, også ofte lig med eller mindre end den bestemte indre separationsfaktor af materialet i den porøse separationsmembran. Uafhængigt af den tilstræbte gasseparationsanvendelse af membranen af multikomponent-typen kan forholdene mellem separationsfaktorerne ofte påvises for mindst et par af gasser, hvoraf den ene består af en af gasserne hydrogen, helium, ammoniak og carbondioxid og hvoraf den anden består af en af gasserne carbonmonoxid, nitrogen, argon, svovl-hexafluorid, methan og ethan. I visse membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen kan forholdet mellem separationsf aktorerne også udvises for gaspar, der er carbondioxid og en af gasserne hydrogen, helium og ammoniak, eller ammoniak og eh af gasserne carbondioxid, hydrogen og helium.A multicomponent type gas separation membrane according to the invention has at least one gas pair a separation factor significantly greater than the determined internal separation factor of the coating material in occluding contact with a porous separation membrane. By the term "significantly greater" used in relation to the ratios of the multi-component membrane separation factor and the particular inner separation factor of the coating material, it is believed that the difference between the separation factors is important, e.g. generally at least approx. 10% larger. By the term "occlusive contact" is meant that the coating contacts the porous separation membrane, so that for the multi-component type membrane, the ratio of gases passing through the porous separation membrane material to gases passing through the pore is larger in comparison to the corresponding ratio in the porous separation membrane alone. The contact is such that the multicomponent-type membrane provides an increased contribution of the porous separation membrane material to the separation factor exhibited by the multicomponent-type membrane for at least a couple of gases. , compared to the corresponding contribution in the porous separation membrane alone. Thus, with respect to at least this one pair of gases, the separation factor exhibited by the multicomponent-type membrane will be greater than the separation factor exhibited by the porous separation membrane. With respect to at least a few gases, the material of the porous separation membrane further exhibits a particular internal separation factor greater than the particular internal separation factor of the material in the coating. With respect to at least this one pair of gases, the separation factor exhibited by the multi-component type membrane is also often equal to or less than the particular internal separation factor of the material in the porous separation membrane. Regardless of the intended multi-component membrane gas separation application, the ratios of the separation factors can often be detected for at least a couple of gases, one consisting of one of the gases hydrogen, helium, ammonia and carbon dioxide and the other of which is one of the gases carbon monoxide. nitrogen, argon, sulfur-hexafluoride, methane and ethane. In certain multicomponent type membranes of the invention, the ratio of the separation factors can also be shown for gas pairs which are carbon dioxide and one of the gases hydrogen, helium and ammonia, or ammonia and eh of the gases carbon dioxide, hydrogen and helium.

Hensigtsmæssigt udviser en membran af multikomponent-typen ifølge opfindelsen en separationsfaktor, hvad angår i det mindste et gaspar, der er mindst ca. 35 % større, fortrinsvis mindst ca. 50 % større, og undertiden mindst ca. 100 % større, end den bestemte indre separationsfaktor af materialet i overtrækket. Hvad angår i det mindste et af de angivne par af gasser er separationsfaktoren af membranen af multikomponent-typen hyppigt mindst ca. 5> ofte mindst ca. 10 % større, og undertiden mindst ca. 50 eller ca. 100 % større end åf den porøse separationsmembran.Conveniently, a multi-component type membrane according to the invention exhibits a separation factor with respect to at least one gas pair which is at least approx. 35% greater, preferably at least approx. 50% larger, and sometimes at least approx. 100% greater than the determined internal separation factor of the material in the coating. As to at least one of the pairs of gases specified, the separation factor of the multi-component type membrane is frequently at least approx. 5> often at least approx. 10% larger, and sometimes at least approx. 50 or approx. 100% larger than that of the porous separation membrane.

Membranen omfatter et overtræk i okkluderende kontakt med en porøs separationsmembran af et materiale, hvilket materiale udviser selektiv vandring af i det mindste en gas i en gasformig blanding i sammenligning med en eller flere af de andre gasser i den gasfor-mige blanding, hvorved den porøse separationsmembran udviser et væsentligt hulrumsvolumen, og hvorved membranen hvad angår i det mindste et par af gasser udviser en separationsfaktor, der er betydeligt større end den bestemte indre separationsfaktor af mate- 18 U8735 rialet i overtrækket. Hulrum er områder indeni den porøse separationsmembran, hvori der ikke foreligger materiale af den porøse separationsmembran. Når der foreligger hulrum, er tætheden af den porøse separationsmembran således mindre end tætheden af størstedelen af materialet af den porøse separationsmembran. Når man beskriver hulrumsvoluminet som "væsentligt", betyder det, at der foreligger tilstrækkelig hulrum, f.eks. mindst ca. 5 volumen-% hulrum, indenfor tykkelsen af den porøse separationsmembran til tilvejebringelse af en rimelig forøgelse af vandringshastigheden gennem membranen i sammenligning med den vandringshastighed, der kan iagt-tages gennem en kompakt membran af samme materiale og tykkelse. Fortrinsvis er hulrumsvoluminet op til ca. 90, f.eks. ca. 10 til 80, og undertiden ca. 20 eller 30 til 70%, baseret på det overfladiske volumen, nemlig det volumen, der indeholdes indenfor brutto-dimensionerne af den porøse separationsmembran. En metode til bestemmelse af hulrumsvoluminet af en porøs separationsmembran omfatter en massefyldesammenligning med et volumen af størstedelen af den porøse separationsmembran, hvilket volumen ville svare til en membran af de samme fysiske bruttodimensioner og konfigurationer som den porøse separationsmembran. Som følge deraf ville udboringen af en porøs separationsmembran med hule fibre ikke påvirke massefylden af den porøse separationsmembran.The membrane comprises a coating in occlusive contact with a porous separation membrane of a material which exhibits selective migration of at least one gas into a gaseous mixture as compared to one or more of the other gases in the gaseous mixture, whereby the porous separation membrane exhibits a substantial void volume, whereby the membrane exhibits at least a pair of gases a separation factor significantly greater than the determined internal separation factor of the material in the coating. Cavities are areas within the porous separation membrane in which no material of the porous separation membrane is present. Thus, when voids are present, the density of the porous separation membrane is less than the density of most of the material of the porous separation membrane. Describing the void volume as "substantial" means that sufficient voids exist, e.g. at least approx. 5% by volume, within the thickness of the porous separation membrane, to provide a reasonable increase in the rate of migration through the membrane as compared to the rate of migration observable through a compact membrane of the same material and thickness. Preferably, the void volume is up to approx. 90, e.g. ca. 10 to 80, and sometimes approx. 20 or 30 to 70%, based on the superficial volume, namely the volume contained within the gross dimensions of the porous separation membrane. One method of determining the void volume of a porous separation membrane comprises a density comparison with a volume of the majority of the porous separation membrane, which volume would correspond to a membrane of the same physical gross dimensions and configurations as the porous separation membrane. As a result, the bore of a hollow fiber porous separation membrane would not affect the density of the porous separation membrane.

Massefylden af den porøse separationsmembran kan i det væsentlige være ens over hele sin tykkelse, nemlig isotropisk, eller den porøse separationsmembran kan være karakteriseret ved, at den har mindst et relativt tæt område indenfor sin tykkelse i et barriereforhold til gasstrømning over den porøse separationsmembran, dvs. den porøse separationsmembran er anisotrop. Overtrækket er fortrinsvis i okkluderende kontakt med det relativt tætte område af den anisotrope, porøse separationsmembran. Da det relativt tætte område kan være porøst, kan det lettere blive gjort helt tyndt i sammenligning med, at man kan fremstille en kompakt membran med den samme tykkelse. Anvendelsen af porøse separationsmembraner med relativt tætte områder, der er tynde, tilvejebringer en forbedret strømning gennem membranen af multikomponent-typen.The density of the porous separation membrane may be substantially the same throughout its thickness, namely isotropic, or the porous separation membrane may be characterized in that it has at least a relatively dense region within its thickness in a gas flow barrier over the porous separation membrane, i.e. . the porous separation membrane is anisotropic. Preferably, the coating is in occlusive contact with the relatively dense region of the anisotropic porous separation membrane. Since the relatively dense region can be porous, it can be made quite thin in comparison with the fact that a compact membrane of the same thickness can be made. The use of porous separation membranes with relatively dense, thin regions provides improved flow through the multi-component type membrane.

19 14873519 148735

Membranerne kan også omfatte et overtræk i okkluderende kontakt med en porøs separationsmembran af et materiale, hvilket materiale udviser selektiv vandring af mindst en gas i en gasformig blanding i forhold til en eller flere af de resterende gasser i den gasformede blanding, hvorved overtrækket påføres under anvendelse af en i det væsentlige flydende substans, der er velegnet til dannelse af overtrækket, og hvor membranen hvad angår mindst et par af gasser udviser en separationsfaktor, der er betydeligt større end den bestemte indre separationsfaktor af materialet i overtrækket. Det stof, der skal påføres på den porøse separationsmembran, er i det væsentlige flydende i den forstand, at det er ude af stand til at bibeholde en form i fravær af ydre understøtning. Materialet af understøtningen kan være flydende, eller det kan være opløst i eller suspenderet som findelte faste stoffer (f.eks. af kolloidal størrelse) i et flydende opløsningsmiddel, til tilvejebringelse af det i det væsentlige flydende stof til påføring på den porøse separationsmembran. Hensigtsmæssigt befugter materialet i overtrækket, eller materialet af overtrækket i det flydende opløsningsmiddel, dvs. det har tendens til atadhærere til materialet af den porøse separationsmembran. Kontakten mellem overtrækket og den porøse separationsmembran lettes således hyppigt. Anvendelsen af i det væsentlige flydende stof til tilvejebringelse af overtrækket på den porøse separationsmembran muliggør, at man kan anvende simplere teknik end den, man har anvendt til tilvejebringelse af sammensatte membraner af separat dannede, faste materialer. Desuden kan man anvende et bredt sortiment af materialet til overtrækning, og påføringsteknikken kan let tilpasses til anvendelsen af porøse separationsmembraner med forskellige konfigurationer.The membranes may also comprise an coating in occlusive contact with a porous separation membrane of a material which exhibits selective migration of at least one gas in a gaseous mixture relative to one or more of the remaining gases in the gaseous mixture, thereby applying the coating during use. of a substantially liquid substance suitable for forming the coating and wherein the membrane, with respect to at least one pair of gases, exhibits a separation factor significantly greater than the determined internal separation factor of the material of the coating. The substance to be applied to the porous separation membrane is substantially liquid in the sense that it is unable to retain a shape in the absence of outer support. The material of the support may be liquid, or it may be dissolved in or suspended as finely divided solids (e.g., of colloidal size) in a liquid solvent, to provide the substantially liquid substance for application to the porous separation membrane. Conveniently, wetting the material in the coating, or the material of the coating in the liquid solvent, i.e. it tends to adhere to the material of the porous separation membrane. Thus, the contact between the coating and the porous separation membrane is facilitated frequently. The use of substantially liquid material to provide the coating on the porous separation membrane allows simpler techniques than the one used to provide composite membranes of separately formed solid materials. In addition, a wide range of the coating material can be used, and the application technique can be easily adapted to the use of porous separation membranes with different configurations.

Membranen kan også omfatte et overtræk i okkluderende kontakt med en porøs separationsmembran omfattende polysulfon, hvor membranen af multikomponent-typen hvad angår i det mindste et par af gasser udviser en separationsfaktor, der er væsentligt større end den bestemte indre separationsfaktor af materialet i overtrækket. Ved en anden udførelsesform omfatter membranen af multikomponent-typen et overtræk i okkluderende kontakt med en porøs separationsmembran 20 148735 med hule fibre og af et materiale, der udviser selektiv permeabilitet for mindst en gas i en gasformig blanding i sammenligning med en eller flere af de resterende gasser i den gasformede blanding, hvorved membranen af multikomponent-typen, hvad angår i det mindste et par gasser, udviser en separationsfaktor, der er betydeligt større end den bestemte indre separationsfaktor af materialet af overtrækket. I hule filamenter (dvs. hule fibre) kan den ydre overflade være tilførsels- eller udgangsoverfladen af den porøse separationsmembran, og den indre overflade vil være henholdsvis udgangs- eller tilførselsoverfladen. Hule filamenter letter med fordel tilvejebringelsen af et gasseparationsapparat, der har høje tilgængelige overfladearealer til separation indenfor de givne volumina af apparatet. Det vides, at hule filamenter kan modstå større trykdifferentialer end ikke understøttede film af i det væsentlige den samme totale tykkelse og morfologi.The membrane may also comprise an coating in occlusive contact with a porous separation membrane comprising polysulfone, wherein the multi-component membrane for at least one pair of gases exhibits a separation factor substantially greater than the particular internal separation factor of the material of the coating. In another embodiment, the multicomponent-type membrane comprises a coating in occlusive contact with a hollow fiber porous separation membrane and of a material exhibiting selective permeability for at least one gas in a gaseous mixture in comparison with one or more of the remaining gases in the gaseous mixture, whereby the multi-component type membrane, with respect to at least a few gases, exhibits a separation factor significantly greater than the particular internal separation factor of the coating material. In hollow filaments (i.e. hollow fibers), the outer surface may be the supply or exit surface of the porous separation membrane and the inner surface will be the exit or supply surface, respectively. Hollow filaments advantageously facilitate the provision of a gas separating apparatus having high available surface areas for separation within the given volumes of the apparatus. It is known that hollow filaments can withstand greater pressure differentials than unsupported films of substantially the same overall thickness and morphology.

Ved en fremgangsmåde til separation af gasser under anvendelse af en membran ifølge opfindelsen separerer man i det mindste en gas i en gasformig blanding fra i det mindste en anden gas ved selektiv vandring til tilvejebringelse af et permeat, der i det mindste indeholder en vandrende gas. Fremgangsmåden omfatter, at man bringer den gasformige blanding i kontakt med en overflade (tilførselsoverflade) af en membran af multikomponent-typen, der hvad angår mindst et par af gasser i den gasformede blanding udviser en selektiv permeabilitet for en gas af parret af gasser i sammenligning med permeabiliteten af den anden gas i parret af gasser, at man holder den modstående overflade (udgangsoverfladen) af membranen af multikomponent-typen på et lavere kemisk potential for i det mindste den ene vandrende gas end det kemiske potential ved den angivne ene overflade, at man lader i det mindste denne ene gas vandre ind i og igennem membranen af multikomponent-typen, og at man fra omgivelserne af den angivne modsatte overflade fjerner et permeeret produkt med et andet forhold mellem i det mindste den ene gas af den gasformige blanding og i det mindste den anden af gasserne i den gasformige blanding end forholdet i den gasformige blanding mellem i det mindste den ene af gasserne og i det mindste den anden af gasserne. Separationsprocesserne omfatter, at man 21 148735 koncentrerer i det mindste den ene af gasserne på tilførselssiden af membranen af multikomponent-typen til tilvejebringelse af et koncentreret produkt, og at man lader i det mindste den ene af gasserne vandre gennem membranen af multikomponent-typen til tilvejebringelse af et permeeret produkt, hvori det angivne afvigende forhold udviser en højere værdi.In a process for separating gases using a membrane of the invention, at least one gas in a gaseous mixture is separated from at least one other gas by selective migration to provide a permeate containing at least one migrating gas. The method comprises contacting the gaseous mixture with a multi-component membrane (supply surface) surface which exhibits a selective permeability for a gas of the pair of gases with respect to at least one pair of gases in the gaseous mixture. with the permeability of the second gas in the pair of gases keeping the opposite surface (the starting surface) of the multi-component type membrane at a lower chemical potential for at least one migratory gas than the chemical potential at the specified one surface, that at least this one gas is allowed to flow into and through the multicomponent-type membrane, and a permeable product having a different ratio of at least one gas of the gaseous mixture to at least one gas is removed from the environment of the stated opposite surface. at least the other of the gases in the gaseous mixture than the ratio of the gaseous mixture between at least one of the gases and in at least the other of the gases. The separation processes include concentrating at least one of the gases on the supply side of the multicomponent-type membrane to provide a concentrated product, and allowing at least one of the gases to pass through the multicomponent-type membrane to provide of a permeated product in which the deviating ratio indicated exhibits a higher value.

Ved en anvendelse af membranen ifølge opfindelsen separeres hydrogen selektivt fra en gasformig blanding, der også omfatter mindst en af gasserne carbonmonoxid, carbondioxid, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogensulfid, nitrogenoxid, ammoniak og et carbonhy-drid med 1 til 5 carbonatomer. Ved en anden anvendelse af membranen ifølge opfindelsen separerer man mindst en gas i en gasformig blanding fra mindst en anden gas, hvilket involverer, at man bringer kontakt mellem den gasformige blanding og en membran af multikomponent-typen omfattende et overtræk i okkluderende kontakt med en porøs separationsmembran omfattende polysulfon.In using the membrane of the invention, hydrogen is selectively separated from a gaseous mixture which also comprises at least one of the gases carbon monoxide, carbon dioxide, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogen sulfide, nitric oxide, ammonia and a hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms. In another application of the membrane of the invention, at least one gas in a gaseous mixture is separated from at least one other gas, which involves contacting the gaseous mixture with a multi-component type membrane comprising an coating in occlusive contact with a porous separation membrane comprising polysulfone.

En membran ifølge opfindelsen kan være en del af et apparat til gasseparation. Apparatet omfatter et indelukke med mindst en membran ifølge opfindelsen, hvorved membranen har en tilførselsoverflade og en modstående udgangsoverflade, og hvorved indelukket udviser organer, som muliggør, at der kan tilføres en gasformig blanding til omegnen af tilførselsoverfladen, og organer, der muliggør, at der fjernes gasser fra omegnen af tilførselsoverfladen af membranen, og organer, som muliggør, at et permeeret produkt bliver fjernet fra omegnen af udgangsoverfladen af membranen.A membrane according to the invention may be part of a gas separation apparatus. The apparatus comprises an enclosure having at least one membrane according to the invention, wherein the membrane has a supply surface and an opposite exit surface, and wherein the enclosure comprises means which allow a gaseous mixture to be applied to the surrounding surface of the supply surface, and means which allow gases are removed from the vicinity of the feed surface of the membrane, and means which allow a permeated product to be removed from the vicinity of the exit surface of the membrane.

Det har overraskende vist sig, at et materiale til overtrækket, som kan have en lav, bestemt indre separationsfaktor, kan tilvejebringes på en porøs separationsmembran, der kan have en lav separationsfaktor, til tilvejebringelse af en membran af multikomponenttypen, der har en separationsfaktor, der er større end både overtrækket og den porøse separationsmembran. Dette resultat er ret overraskende i modsætning til tidligere forslag til sammensatte gasseparationsmembraner med en overlejret membran, der er understøttet på et porøst underlag, hvilket i det væsentlige har nød- 22 148735 vendiggjort, at den overlejrede membran udviser en høj separationsfaktor for at tilvejebringe den selektive separation af membranen.Surprisingly, it has been found that a coating material which may have a low determined internal separation factor can be provided on a porous separation membrane which may have a low separation factor to provide a multi-component type membrane having a separation factor which is larger than both the coating and the porous separation membrane. This result is quite surprising, in contrast to previous proposals for composite gas separation membranes with a superimposed membrane supported on a porous substrate, which essentially necessitated that the superimposed membrane exhibit a high separation factor to provide the selective separation of the membrane.

Den erkendelse, at overtræk udviser lave separationsfaktorer, kan anvendes i forbindelse med porøse separationsmembraner til tilvejebringelse af membraner af multikomponent-typen med en større separationsfaktor end både overtrækket og den porøse separationsmembran, hvilket fører til i høj grad fordelagtige membraner af multikomponent-typen til separation af gasser. Materialer, der har fordelagtige indre separationsfaktorer, men som var vanskelige at udnytte som overlejrede membraner, kan f.eks. anvendes som materialet for den porøse separationsmembran i membranen ifølge opfindelsen, hvorved selektiviteten for separationen af materialet i den porøse separationsmembran bidrager betydeligt til separationsfak-. toren af membranen af multikomponent-typen.The recognition that coatings exhibit low separation factors can be used in conjunction with porous separation membranes to provide multicomponent-type membranes with a greater separation factor than both the coating and the porous separation membrane, leading to highly advantageous multicomponent-type membranes for separation. of gases. Materials which have advantageous internal separation factors but which were difficult to utilize as superimposed membranes may e.g. is used as the material for the porous separation membrane in the membrane of the invention, whereby the selectivity for the separation of the material in the porous separation membrane contributes significantly to the separation factor. the multi-component membrane tower.

Det fremgår klart, at den porøse separationsmembran af membranerne af multikomponent-typen kan være anisotrop med en tynd, men relativt tæt separerende region. Den porøse separationsmembran kan således drage fordel af den lave modstand mod permeering, som frembydes af anisotrope membraner, hvorved der alligevel tilvejebringes membraner af multikomponent-typen, som udviser ønskværdige separationsfaktorer. Tilstedeværelsen af strømningskanaler, der kan gøre anisotrope membraner med en enkelt komponent (ikke sammensatte membraner) uacceptable for gasseparation, kan ydermere være acceptable, og endog ønskværdige, i porøse separationsmembraner, der anvendes i membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen. Overtrækket kan fortrinsvis tilvejebringe en lav modstand mod permeering, og materialet af overtrækket kan udvise en lav bestemt indre separationsfaktor. I visse membraner af multikomponent-typen kan overtrækket have tendens til selektivt at afvise den ønskede permeat-gas, men alligevel kan den resulterende membran af· multikomponent-typen, der gør brug af dette overtræk, udvise en separationsfaktor, der er større end af den porøse separationsmembran.It is clear that the multi-component membrane porous separation membrane may be anisotropic with a thin but relatively dense separating region. Thus, the porous separation membrane can benefit from the low resistance to permeation provided by anisotropic membranes, thus providing multicomponent type membranes which exhibit desirable separation factors. Furthermore, the presence of flow channels that may render anisotropic single-component (non-composite) membranes unacceptable for gas separation may be acceptable, and even desirable, in porous separation membranes used in the multi-component type membranes of the invention. The coating may preferably provide a low resistance to permeation and the material of the coating may exhibit a low determined internal separation factor. In certain multicomponent-type membranes, the coating may tend to selectively reject the desired permeate gas, yet the resulting multicomponent membrane utilizing this coating may exhibit a separation factor greater than that of the coating. porous separation membrane.

Opfindelsen angår de membraner af multikomponent-typen, der er dannet ved kombination af en forud tildannet, porøs separationsmembran, d.v.s. en porøs separationsmembran, der fremstilles før påføringen af overtrækket, og et overtræk. Opfindelsen angår især gasseparationsmembra- 23 148735 ner af multikomponent-typen, hvor selektiviteten for separationen af materialet af den porøse separationsmembran bidrager betydeligt til selektiviteten af og de relative vandringshastigheder af permeat-gasseme gennem membranen af multikomponent-typen. Membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen kan i almindelighed udvise højere vandringshastigheder end sammensatte membraner, der er beskrevet før denne opfindelse, hvilke udnytter overlejrede membraner, der udviser høje separationsfaktorer. Hertil kommer, at membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen tilvejebringer en separationsfaktor, der er overlegen i forhold til separationsfaktorerne af overtrækket og den porøse separationsmembran. Membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen kan i visse, men kun overfladiske, hen·*· seender være analoge med de gasseparationsmembraner, der er beskrevet før denne opfindelse., hvilke udviste overlejrede membraner, der udviste en høj separationsfaktor på et porøst underlag. Disse sammensatte membraner, der er beskrevet før opfindelsen, gør ikke brug af en understøtning eller et substrat, der tilvejebringer en væsentlig andel af separationen.The invention relates to the multicomponent-type membranes formed by combining a pre-formed porous separation membrane, i.e. a porous separation membrane made prior to application of the coating, and a coating. In particular, the invention relates to multi-component gas separation membranes, wherein the selectivity for the separation of the material of the porous separation membrane contributes significantly to the selectivity and relative rates of migration of the permeate gases through the multi-component type membrane. The multicomponent-type membranes of the invention can generally exhibit higher rates of migration than composite membranes described prior to this invention utilizing superimposed membranes exhibiting high separation factors. In addition, the multi-component type membranes of the invention provide a separation factor superior to the separation factors of the coating and the porous separation membrane. The multicomponent-type membranes of the invention may, in some but superficial, transmitters, be analogous to the gas separation membranes described prior to this invention which exhibited superimposed membranes exhibiting a high separation factor on a porous substrate. These composite membranes described prior to the invention do not make use of a support or substrate which provides a substantial portion of the separation.

Membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen muliggør en stor flexibilitet hvad angår frembringelse af specifikke separationer, fordi både overtrækket og den porøse separationsmembran bidrager til de totale separationsegenskaber. Resultatet er en forøget evne til at "skræddersy" disse membraner til specifikke separationsformål, f.eks. til separation af en ønsket gas eller ønskede gasser fra forskellige gasblandinger i kommercielt ønskværdige kombinationer hvad angår hastighed og selektivitet af separationen. Membranerne af multikomponent-typen kan fremstilles ud fra mange forskellige gasseparationsmaterialer og således tilvejebringe et større spillerum end det, der hidtil har foreligget hvad angår udvælgelsen af en fordelagtig membran til en given gasseparation. Hertil kommer, at disse membraner af multikomponent-typen er i stand til at tilvejebringe gode fysiske egenskaber, såsom sejghed, slidresistens, styrke og holdbarhed, og god kemisk modstandsdygtighed.The multi-component type membranes of the invention allow a great deal of flexibility in generating specific separations because both the coating and the porous separation membrane contribute to the overall separation properties. The result is an increased ability to "tailor" these membranes for specific separation purposes, e.g. for separating a desired gas or gases from various gas mixtures into commercially desirable combinations in terms of speed and selectivity of the separation. The multicomponent type membranes can be made from many different gas separation materials and thus provide a greater leeway than what has hitherto existed in the selection of an advantageous membrane for a given gas separation. In addition, these multi-component type membranes are capable of providing good physical properties such as toughness, abrasion resistance, strength and durability, and good chemical resistance.

Opfindelsen angår særlige membraner af multikomponent-typen til gasseparationer, hvilke omfatter et overtræk i kontakt med en porøs se- 24 148735 parationsmembran, hvori separationsegenskaberme af membranen af multikomponent-typen principielt er bestemt ved den porøse separationsmembran og ikke ved overtrækket.The invention relates to special multi-component type membranes for gas separations which comprise a coating in contact with a porous separation membrane, wherein separation properties of the multi-component type membrane are in principle determined by the porous separation membrane and not by the coating.

Membranerne af multikomponent-typen er i høj grad anvendelige til gasseparation. Gasformige blandinger, der er velegnet som udgangsmaterialer, omfatter gasformede materialer, eller stoffer, der normalt er flydende eller faste, men som er dampformede ved den temperatur, hvorunder separationen gennemføres. Opfindelsen beskrives herefter detaljeret under henvisning til separationen af f.eks. oxygen fra nitrogen? hydrogen fra mindst en af gasserne carbon-monoxid, carbondioxid, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogensulfid, nitrogenoxid, ammoniak og et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer, især methan, ethan og ethylen; ammoniak fra mindst en af gasserne hydrogen, nitrogen, argon, og et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer, f.eks. methan; carbondioxid fra mindst en af gasserne carbonmonoxid og et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer, f.eks. methan; helium fra et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer, f.eks. methan; hydrogensulfid fra et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer, for eksempel methan, ethan eller ethylen; og carbonmonoxid fra mindst en af gasserne hydrogen, helium, nitrogen og et carbonhydrid med 1 til ca. 5 carbonatomer. Det understreges, at opfindelsen ikke er begrænset til disse særlige separationsanvendelser eller gasser eller til de specifikke membraner af multikomponent-typen, der er anført i eksemplerne.The multicomponent type membranes are highly applicable to gas separation. Gaseous mixtures suitable as starting materials include gaseous materials, or substances which are normally liquid or solid, but which are vapor-shaped at the temperature below which the separation is carried out. The invention is then described in detail with reference to the separation of e.g. oxygen from nitrogen? hydrogen from at least one of the gases carbon monoxide, carbon dioxide, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogen sulfide, nitric oxide, ammonia and a hydrocarbon having from 1 to approx. 5 carbon atoms, especially methane, ethane and ethylene; ammonia from at least one of the gases hydrogen, nitrogen, argon, and a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms, e.g. methane; carbon dioxide from at least one of the gases carbon monoxide and a hydrocarbon having from 1 to approx. 5 carbon atoms, e.g. methane; helium from a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms, e.g. methane; hydrogen sulfide from a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms, for example methane, ethane or ethylene; and carbon monoxide from at least one of the gases hydrogen, helium, nitrogen and a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms. It is emphasized that the invention is not limited to these particular separation applications or gases or to the specific multi-component type membranes set forth in the Examples.

Membranerne ifølge opfindelsen kan være film eller hule filamenter eller fibre, der udviser en porøs separationsmembran eller et substrat, og et overtræk i okkluderende kontakt med den porøse separationsmembran. Nogle faktorer, der påvirker egenskaberne af membranerne af multikomponent-typen, er permeabilitetskonstanterne for materialerne af overtrækket og de porøse separationsmembraner, det totale tværsnitsareal af hullerne (dvs. porerne eller strømningskanalerne) i forhold til det totale overfladeareal af den porøse separationsmembran, den relative tykkelse af både overtrækkene og den porøse separationsmembran af membranen af multikomponent-typen, morfologien af den porøse separationsmembran og - hvad 25 148735 der er vigtigst - den relative modstand mod permeatstrømmen hidrørende fra både overtrækket og den porøse separationsmembran i en membran af multikomponent-typen. I almindelighed påvirkes separationsgraden af membranen af multikomponent-typen af den relative modstand mod gasstrømning for hver gas i gasblandingen af overtrækket og den porøse separationsmembran, der kan udvælges specifikt med henblik på deres værdier af modstanden mod gasstrømning.The membranes of the invention may be films or hollow filaments or fibers exhibiting a porous separation membrane or substrate, and a coating in occlusive contact with the porous separation membrane. Some factors affecting the properties of the multicomponent-type membranes are the permeability constants of the coating materials and the porous separation membranes, the total cross-sectional area of the holes (i.e., the pores or flow channels) relative to the total surface area of the porous separation membrane, the relative thickness. of both the coating and the porous separation membrane of the multicomponent type membrane, the morphology of the porous separation membrane and - what is most important - the relative resistance to the permeate flow resulting from both the coating and the porous separation membrane of a multicomponent type membrane. In general, the degree of separation of the multi-component type membrane is influenced by the relative gas flow resistance of each gas in the gas mixture of the coating and the porous separation membrane which can be selected specifically for their values of the gas flow resistance.

Det materiale, der anvendes til den porøse separationsmembran, kan være et fast, naturligt eller syntetisk stof, der har anvendelige gasseparationsegenskaber. I tilfælde af polymere er både additions-og kondensationspolymere, der kan støbes, extruderes eller fremstilles på anden måde til tilvejebringelse af porøse separationsmembraner, inkluderet. De porøse separationsmembraner kan fremstilles i porøs form, f.eks. ved at støbe fra en opløsning omfattende et opløsningsmiddel for det polymere materiale, i et dårligt opløsningsmiddel for materialet eller et middel, der ikke er noget opløsningsmiddel for materialet. Spinde- og/eller støbebetingelserne og/eller -behandlingerne efter den initiale dannelse og lignende kan påvirke porøsiteten og modstanden mod gasstrømning af den porøse membran.The material used for the porous separation membrane may be a solid, natural or synthetic substance having useful gas separation properties. In the case of polymers, both additive and condensation polymers that can be cast, extruded or otherwise prepared to provide porous separation membranes are included. The porous separation membranes can be prepared in porous form, e.g. by casting from a solution comprising a solvent for the polymeric material, into a poor solvent for the material or an agent which is not a solvent for the material. The spinning and / or molding conditions and / or treatments after the initial formation and the like may affect the porosity and resistance to gas flow of the porous membrane.

I almindelighed anvendes organiske polymere eller organiske polymere blandet med uorganiske filtre til fremstilling af den porøse separationsmembran. Typiske polymere, der er velegnet til den porøse separationsmembran i membranen ifølge opfindelsen, kan være substituerede eller usubstituerede polymere og kan være udvalgt blandt polysulfoner; poly(styrener), herunder styren-holdige co-polymere, såsom acrylonitril-styren-copolymere, styren-butadien-copolymere og styren-vinylbenzylhalogenid-copolymere; polycarbo-nater; cellulosepolymere, såsom cellulose-acetatbutyrat, cellulose-propionat, ethyl-cellulose, methyl-cellulose, nitrocellulose, osv.; polyamider og polyimider, herunder aryl-polyamider og aryl-polyimi-der; polyethere; poly(arylenoxider), såsom poly(phenylenoxid) og poly(xylenoxid); poly(esteramid-diisocyanat); polyurethaner; polyestere, såsom poly(ethylenterephthalat), poly(alkylmethacrylater), poly(alkylacrylater), poly(phenylenterephthalat), osv.; polysul- 26 148735 fider; polymere fra monomere med anden cu-olefinisk umættethed end den ovenfor angivne, såsom poly(ethylen), poly(propylen), poly(bu-ten-1), poly(4-methyl-penten-l), polyvinyler, f.eks. poly(vinyl-chlorid), poly(vinylfluorid), poly(vinylidenchlorid), poly(viny-lidenfluorid), poly(vinylalkohol), poly(vinylestere), såsom poly-(vinylacetat) og poly(vinylpropionat), poly(vinylpyridiner), poly-(vinylpyrrolidoner), poly(vinylethere), poly(vinylketoner), poly-(vinylaldehyder), såsom poly(vinylformal) og poly(vinylbutyral), poly(vinylamider), poly(vinylaminer), poly(vinylurethaner), poly-(vinylurinstoffer), poly(vinylphosphater) og poly(vinylsulfater); polyallyler; poly(benzobenzimidazol); polyhydrazider; polyoxadia-zoler; polytriazoler; poly(benzimidazol); polycarbodiimider; poly-phosphaziner; osv. og interpolymere, herunder blok-interpolymere indeholdende gentagelsesenheder blandt de ovenfor anførte, såsom terpolymere af acrylonitril-vinylbromid-natriumsalt af para-sulfo-phenylmethallyl-ethere; og podninger og blandinger, der indeholder et vilkårligt af de foregående materialer. Typiske substituenter, der tilvejebringer substituerede polymere, omfatter halogener, såsom fluor, chlor og brom; hydroxylgrupper; lavere alkylgrupper; lavere alkoxygrupper; monocyclisk aryl; lavere acylgrupper og lignende .Generally, organic polymers or organic polymers mixed with inorganic filters are used to prepare the porous separation membrane. Typical polymers suitable for the porous separation membrane of the membrane of the invention may be substituted or unsubstituted polymers and may be selected from polysulfones; poly (styrenes), including styrene-containing copolymers such as acrylonitrile-styrene copolymers, styrene-butadiene copolymers, and styrene-vinylbenzyl halide copolymers; polycarbonate sulfonates; cellulose polymers such as cellulose acetate butyrate, cellulose propionate, ethyl cellulose, methyl cellulose, nitrocellulose, etc .; polyamides and polyimides, including aryl-polyamides and aryl-polyimides; polyethers; poly (arylene oxides) such as poly (phenylene oxide) and poly (xylene oxide); poly (esteramide-diisocyanate); polyurethanes; polyesters such as poly (ethylene terephthalate), poly (alkyl methacrylates), poly (alkyl acrylates), poly (phenylene terephthalate), etc .; polysulphides; polymers from monomers having other cu-olefinic unsaturation than the above, such as poly (ethylene), poly (propylene), poly (butene-1), poly (4-methyl-penten-1), polyvinyls, e.g. . poly (vinyl chloride), poly (vinyl fluoride), poly (vinylidene chloride), poly (vinylidene fluoride), poly (vinyl alcohol), poly (vinyl esters) such as poly (vinyl acetate) and poly (vinyl propionate), poly (vinyl pyridines) , poly (vinyl pyrrolidones), poly (vinyl ethers), poly (vinyl ketones), poly (vinyl aldehydes) such as poly (vinyl formalde) and poly (vinyl butyral), poly (vinylamides), poly (vinylamines), poly (vinyl urethanes), poly - (vinyl ureas), poly (vinyl phosphates) and poly (vinyl sulfates); polyallyler; poly (benzobenzimidazol); polyhydrazides; polyoxadia-zoler; polytriazoler; poly (benzimidazole); polycarbodiimides; poly-phosphazines; etc., and interpolymers, including block interpolymers containing repeating units, among the above, such as terpolymers of acrylonitrile-vinyl bromide sodium salt of para-sulfo-phenylmethallyl ethers; and inoculations and mixtures containing any of the foregoing materials. Typical substituents which provide substituted polymers include halogens such as fluorine, chlorine and bromine; hydroxyl groups; lower alkyl groups; lower alkoxy groups; monocyclic aryl; lower acyl groups and the like.

Udvælgelse af den porøse separationsmembran til den foreliggende membran af multikomponent-typen til gasseparationer kan udføres på basis af varmeresistensen, opløsningsmiddelresistensen og den mekaniske styrke af den porøse separationsmembran samt på basis af andre faktorer, der er dikteret af driftsbetingelserne til selektiv vandring, når blot overtrækket og den porøse separationsmembran udviser de foreskrevne relative separationsfaktorer i overensstemmelse med opfindelsen, for i det mindste et par af gasser. Den porøse separationsmembran er fortrinsvis i det mindste delvist selvunderstøttende, og i visse tilfælde kan den være i det væsentlige selvunderstøttende. Den porøse separationsmembran kan tilvejebringe i det væsentlige hele den strukturelle understøtning for membranen, eller membranen af multikomponent-typen kan omfatte et strukturelt understøtningsorgan, der kan tilvejebringe liden - hvis overhovedet nogen - modstand mod passagen af gasser.Selection of the porous separation membrane for the present multicomponent-type membrane for gas separations can be performed on the basis of the heat resistance, solvent resistance and mechanical strength of the porous separation membrane, and on the basis of other factors dictated by the operating conditions of selective migration, when coated alone. and the porous separation membrane exhibits the prescribed relative separation factors in accordance with the invention for at least a pair of gases. The porous separation membrane is preferably at least partially self-supporting, and in some cases it can be substantially self-supporting. The porous separation membrane may provide substantially all of the structural support for the membrane, or the multi-component type membrane may comprise a structural support member capable of providing little - if any - resistance to the passage of gases.

27 14873527 148735

En af de foretrukne porøse separationsmembraner, der anvendes ved dannelsen af membraner af multikomponent-typen, omfatter polysulfon. Blandt de polysulfoner, der kan anvendes, skal anføres dem, der udviser et polymert skelet omfattende den gentagende strukturenhed: 0One of the preferred porous separation membranes used in the formation of multi-component type membranes comprises polysulfone. Among the polysulfones that can be used are those exhibiting a polymeric skeleton comprising the repeating structural unit:

IIII

R S R 0 hvor R og R', der kan være ens eller forskellige, er alifatiske eller aromatiske hydrocarbyl-holdige molekyldele med f.eks. 1 til ca. 40 carbonatomer, hvor svovlet i sulfonylgruppen er bundet til alifatiske eller aromatiske carbonatomer, og hvor polysulfonen har en gennemsnitlig molekylvægt, der er velegnet til film- eller fiberdannelse, ofte mindst ca. 10.000. Når polysulfonen ikke er tværbundet, er molekylvægten af polysulfonen generelt mindre end ca. 500 000, og den er hyppigt under ca. 100 000. De gentagende enheder kan være bundet, d.v.s. R og R* kan være bundet med carbon-til-carbon-bindinger eller med forskellige bindegrupper, såsom 0 0 0 0R S R 0 wherein R and R ', which may be the same or different, are aliphatic or aromatic hydrocarbyl-containing molecular moieties having e.g. 1 to approx. 40 carbon atoms where the sulfur in the sulfonyl group is bonded to aliphatic or aromatic carbon atoms and the polysulfone has an average molecular weight suitable for film or fiber formation, often at least about 40 10,000. When the polysulfone is not cross-linked, the molecular weight of the polysulfone is generally less than ca. 500,000, and it is frequently below approx. The repeating units may be bound, i.e. R and R * may be bonded with carbon-to-carbon bonds or with various bonding groups such as 0 0 0 0

II II II IIII II II II

-0-, -S-, -C-, -C-N-, -N-C-N-, -0-C-, o.s.v.-0-, -S-, -C-, -C-N-, -N-C-N-, -0-C-, etc.

I I II I I

Η Η HΗ Η H

Særligt fordelagtige polysulfoner er sådanne, hvor mindst et af radikalerne R og R» omfatter en aromatisk hydrocarbyl-holdig del og sulfonyldelen er bundet til mindst et aromatisk carbonatom. Almindelige aromatiske hydrocarbyl-holdige dele omfatter phenylen og substituerede phenylen-dele; bisphenyl- og substituerede bisphenyl-dele, bisphenyl-methan og substituerede bisphenyl-methan-dele med kernen tf i' £/Particularly advantageous polysulfones are those wherein at least one of the radicals R and R 'comprises an aromatic hydrocarbyl-containing moiety and the sulfonyl moiety is bonded to at least one aromatic carbon atom. Common aromatic hydrocarbyl-containing moieties include phenylene and substituted phenylene moieties; bisphenyl and substituted bisphenyl moieties, bisphenyl methane and substituted bisphenyl methane moieties having the core tf i

y/1 “YTy / 1 "YT

R4 R8 R2 R10 R6 28 148735 substituerede og usubstituerede bisphenyl-ethere med formlen r3 r7 r9 r5 -få-'-®- r4 r8 r10 r6 hvor X er oxygen eller svovl; og lignende. I de afbillede bisphenyl-R4 R8 R2 R10 R6 28 148735 substituted and unsubstituted bisphenyl ethers of the formula r3 r7 r9 r5 - get -'- ®- r4 r8 r10 r6 where X is oxygen or sulfur; and the like. In the depicted bisphenyl-

1 IC1 IC

methan- og bisphenyl-etherdele repræsenterer R til R .substituenter, der kan være ens eller forskellige, og som kan have strukturen X1 —(- c z I p X2 1 p hvor X og X , der er ens eller forskellige, er hydrogen eller halogen (f.eks. fluor, chlor og brom); p er 0 eller et helt tal, f.eks.methane and bisphenyl ether moieties represent R to R substituents which may be the same or different and may have the structure X1 - (- cz I p X2 1 p where X and X which are the same or different are hydrogen or halogen (e.g. fluorine, chlorine and bromine); p is 0 or an integer, e.g.

1 til ca. 6; og Z er hydrogen, halogen (f.eks. fluor, chlor og brom), fY4· R·, ·, (hvor q er 0 eller 1, Y er -0-, -S-, -SS-, oq o II 11 -OC-, eller -C-, og R^ er hydrogen, substitueret eller usubstitueret alkyl med f.eks. 1 til ca. 8 carbonatomer, eller substitueret eller usubstitueret aryl, f.eks. monocyclisk eller bicyclisk med ca. 6 til 15 carbonatomer), heterocyclisk, hvor heteroatomet er mindst et af atomerne nitrogen, oxygen og svovl, og monocyclisk eller bicyclisk med ca. 5 til 15 ringstomer, sulfato og sulfono, især lavere alkyl-holdigt eller monocyclisk eller bicyclisk aryl-holdigt sulfato eller sulfono, phosphor-holdige dele, såsom phosphino og phosphato og phosphono, især lavere alkyl-holdige eller monocyclisk eller bicyclisk aryl-holdig phosphato eller phosphono, amin, herunder primære, sekundære, tertiære og kvaternære aminer, hvor de sekundære, tertiære og kvaternære aminer ofte indeholder lavere alkyl· eller monocycliske eller bicycliske aryldele, isothioureyl, thio-ureyl, guanidyl, trialkylsilyl, trialkyl-stannyl, trialkylplumbyl, dialkylstibinyl, osv. Hyppigt findes substituenterne på phenylengrup- 29 148735 perne af bisphenyl-methan- og bisphenyl-ether-delene i ortho-posi-7 10 tion, dvs. R til R er hydrogen. Polysulfonerne med aromatiske hydrocarbyl-holdige dele udviser generelt god thermisk stabilitet, de er resistente overfor kemisk angreb, og de udviser en udmærket kombination af sejghed og flexibilitet. Anvendelige polysulfoner sælges under sådanne varemærker som "P-1700" og P-3500” af Union Carbide, begge kommercielle produkter med en lineær kæde med den generelle formel CEU 0 --*-©-?— (Eh0— &-1— 0-°— CH3 0 Jn hvor n, der repræsenterer polymerisationsgraden, er ca. 50 til 80.1 to approx. 6; and Z is hydrogen, halogen (e.g., fluorine, chlorine and bromine), fY4 · R ·, ·, (where q is 0 or 1, Y is -O-, -S-, -SS-, and o II 11 is -OC-, or -C-, and R 2 is hydrogen, substituted or unsubstituted alkyl of, for example, 1 to about 8 carbon atoms, or substituted or unsubstituted aryl, e.g., monocyclic or bicyclic of about 6 to about 15 carbon atoms), heterocyclic, wherein the hetero atom is at least one of the atoms nitrogen, oxygen and sulfur, and monocyclic or bicyclic with about 5 to 15 ring carriers, sulfato and sulfono, especially lower alkyl containing or monocyclic or bicyclic aryl containing sulfato or sulfono, phosphorus containing moieties such as phosphino and phosphato and phosphono, especially lower alkyl containing or monocyclic or bicyclic aryl containing phosphato or phosphono, amine, including primary, secondary, tertiary and quaternary amines, wherein the secondary, tertiary and quaternary amines often contain lower alkyl or monocyclic or bicyclic aryl moieties, isothioureyl, thioureyl, guanidyl, trialkylsilyl, trialkylstannyl, trialkyl dialkylstibinyl, etc. Frequently, the substituents on the phenylene groups of the bisphenyl-methane and bisphenyl-ether moieties are found in ortho-position, ie. R to R are hydrogen. The polysulfones with aromatic hydrocarbyl-containing moieties generally exhibit good thermal stability, are resistant to chemical attack, and exhibit an excellent combination of toughness and flexibility. Applicable polysulfones are sold under such trademarks as "P-1700" and P-3500 ”by Union Carbide, both commercial products with a linear chain of the general formula CEU 0 - * - © -? - (Eh0— & -1— 0 - ° - CH3 0 Jn where n representing the degree of polymerization is about 50 to 80.

Poly(arylen-ether)-sulfoner er også nyttige. Polyether-sulfoner med strukturen 0 — s—(o} — o hvilke kan købes fra ICI, Ltd., England, er også anvendelige. Forskellige andre nyttige polysulfoner kan fremstilles ved polymer-modifikationer, f.eks. ved tværbinding, podning, kvatemisering og lignende.Poly (arylene-ether) sulfones are also useful. Polyether sulfones of structure 0 - s - (o} - o which can be purchased from ICI, Ltd., England, are also useful. Various other useful polysulfones can be prepared by polymer modifications, for example, by crosslinking, grafting, quaternization and the like.

Ved fremstilling af porøse separationsmembraner med hule filamenter kan man anvende mange forskellige spindebetingelser. En metode til fremstilling af hule filamenter af polysulfon er beskrevet af Cabasso et al., i Research and Development of NS-1 ånd Related Polysulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater, citeret ovenfor. Særligt fordelagtige hule fibre af polysulfoner, f.eks.In the preparation of porous separation membranes with hollow filaments, many different spinning conditions can be used. One method of making hollow filaments of polysulfone is described by Cabasso et al., In Research and Development of NS-1 Spirit Related Polysulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater, cited above. Particularly advantageous hollow fibers of polysulfones, e.g.

P-3500 polysulfon fremstillet af Union Carbide og polyether-sulfoner fra ICI, Ltd., kan fremstilles ved spinding af polysulfonen i en' opløsning af et opløsningsmiddel for polysulfonen. Typiske opløsningsmidler er dimethylformamid, dimethylacetamid og N-methyl-pyrrolidon. Vægtprocenten af den polymere i opløsningen kan variere indenfor vide grænser, men det er tilstrækkeligt at tilvejebringe en hul fiber un- 30 148735 der spindebetingelserne. Ofte er vægtprocenten af polymer i opløsningen ca. 15 til 50, f.eks. ca. 20 til 35. Hvis polysulfonen og/eller opløsningsmidlet indeholder kontaminanter, såsom vand, partikelformet materiale, o.s.v., bør mængden af kontaminanter være så lav, at spinding kan gennemføres. Om nødvendigt kan kontaminanter fjernes fra polysulfonen og/eller opløsningsmidlet. Størrelsen af spindedysen vil variere med den ønskede indre og ydre diameter af det som produkt foreliggende hule filament. En kategori af spindedyser kan udvise åbningsdiametre på ca. 0,38 til 0,88 mm og nålediametre på ca. 0,2 til 0,38 mm med et in jektionskapillær indeni nålen. Diameteren af injektionskapillæret kan variere indenfor de grænser, der er etableret af nålen. Spindeopløsningen holdes i almindelighed under en i det væsentlige indifferent atmosfære for at forhindre kontaminering og/ eller koagulation af polysulfonen før spindingen og for at undgå utilbørlig ildrisiko med flygtige og brændbare opløsningsmidler. En passende atmosfære er tørt nitrogen. Tilstedeværelsen af overdrevne mængder af gas i spindeopløsningen kan resultere i dannelsen af store hulrum.P-3500 polysulfone manufactured by Union Carbide and polyether sulfones from ICI, Ltd. can be prepared by spinning the polysulfone in a solution of a solvent for the polysulfone. Typical solvents are dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone. The weight percent of the polymer in the solution may vary within wide limits, but it is sufficient to provide a hollow fiber under the spinning conditions. Often, the weight percent of polymer in the solution is approx. 15 to 50, e.g. ca. 20 to 35. If the polysulfone and / or solvent contains contaminants such as water, particulate material, etc., the amount of contaminants should be so low that spinning can be carried out. If necessary, contaminants can be removed from the polysulfone and / or solvent. The size of the spinning nozzle will vary with the desired inner and outer diameter of the hollow filament present as a product. A category of spinning nozzles can exhibit aperture diameters of approx. 0.38 to 0.88 mm and needle diameters of approx. 0.2 to 0.38 mm with an injection capillary inside the needle. The diameter of the injection capillary may vary within the limits established by the needle. The spinning solution is generally kept under a substantially inert atmosphere to prevent contamination and / or coagulation of the polysulfone prior to spinning and to avoid undue fire risk with volatile and combustible solvents. A suitable atmosphere is dry nitrogen. The presence of excessive amounts of gas in the spinning solution can result in the formation of large voids.

Spindingen kan gennemføres under anvendelse af den teknik, der gør brug af en våd stråle eller en tør stråle, d.v.s. strålen kan foreligge i eller fjernet fra koagulationsbadet. Teknikken omfattende den våde stråle anvendes ofte for simpelheds skyld. Spindebetingel-seme er fortrinsvis ikke af en sådan art, at filamentet er utilbørligt strakt. Hyppigt ligger spindehastighederae indenfor intervallet mellem ca. 5 og ca. 100 m/minut, skønt højere spindehastigheder kan anvendes, under forudsætning af, at filamentet ikke er utilbørligt strakt og at opholdstiden i koagulationsbadet er tilstrækkelig lang. Ethvert i det væsentlige ikke-opløsningsmiddel for polysulfonen kan anvendes til koagulationsbadet. Man anvender hensigtsmæssigt vand som det primære materiale i koagulationsbadet. Der indsprøjtes sædvanligvis et fluidum i det indre af fiberen. Fluidummet kan f.eks. omfatte luft, isopropanol, vand eller lignende. Opholdstiden for den spundne fiber i koagulationsbadet er i det mindste tilstrækkeligt til at sikre størkning af filamentet. Temperaturen af koagulationsbadet kan også variere i et bredt omfang, f.eks. fra -s-15 til 90° C eller derover, og oftest er den ca. 1 til 35° C, f.eks. ca. 2 til 8 eller 10°. Den koagulerede, hule fiber vaskes hensigtsmæssigt med 31 148735 vand for at fjerne opløsningsmiddel og kan opbevares i et vandbad i tidsrum på mindst ca. 2 timer. Fibrene tørres sædvanligvis før påføringen af overtrækket og samlingen i et apparat til gasseparation. Tørringen kan gennemføres ved ca. 0 til 90° C, hensigtsmæssigt omkring stuetemperatur, f.eks. ca. 15 til 35° C, og ved ca. 5 til 95 procent relativ fugtighed, fortrinsvis ca. 40 til 60 procent 'relativ fugtighed.The spinning can be carried out using the technique using a wet jet or a dry jet, i.e. the jet may be in or removed from the coagulation bath. The wet beam technique is often used for simplicity. The spinning condition is preferably not such that the filament is unduly stretched. Frequently, spinning speeds are within the range of approx. 5 and approx. 100 m / minute, although higher spin speeds can be used, provided that the filament is not unduly stretched and that the residence time in the coagulation bath is sufficiently long. Any substantially non-solvent for the polysulfone can be used for the coagulation bath. Appropriate water is used as the primary material in the coagulation bath. A fluid is usually injected into the interior of the fiber. The fluid chamber may e.g. include air, isopropanol, water or the like. The residence time of the spun fiber in the coagulation bath is at least sufficient to ensure solidification of the filament. The temperature of the coagulation bath can also vary widely, e.g. from -s-15 to 90 ° C or higher, and most often it is approx. 1 to 35 ° C, e.g. ca. 2 to 8 or 10 °. The coagulated hollow fiber is conveniently washed with water to remove solvent and can be stored in a water bath for a period of at least approx. 2 hours. The fibers are usually dried prior to application of the coating and assembly in a gas separation apparatus. The drying can be carried out at approx. 0 to 90 ° C, conveniently about room temperature, e.g. ca. 15 to 35 ° C, and at approx. 5 to 95 percent relative humidity, preferably approx. 40 to 60 percent relative humidity.

Den foregående beskrivelse af metoder til fremstilling af porøse separationsmembraner af polysulfon af hule filamenter er blot tilvejebragt for at illustrere den teknik, der foreligger til fremstilling af porøse separationsmembraner.The foregoing description of methods for preparing hollow filament polysulfone porous separation membranes is provided merely to illustrate the technique available for the preparation of porous separation membranes.

Overtrækket kan foreligge i form af en i det væsentlige ikke afbrudt membran, d.v.s. en i det væsentlige ikke porøs membran, i kontakt med den porøse separationsmembran, eller overtrækket kan være diskontinuerligt eller afbrudt. Når overtrækket er afbrudt, beskrives det undertiden som et okkluderende materiale, fordi det kan okklude-re kanaler for gasstrømning, nemlig porer. Fortrinsvis er overtrækket ikke så tykt, så det på skadelig måde kan påvirke egenskaberne af membranen af multikomponent-typen, f.eks. ved at frembringe et overdrevent fald af strømningen eller ved at frembringe en sådan modstand mod gasstrømning, at separationsfaktoren af membranen af multikomponent-typen i det væsentlige har samme værdi som af overtrækket. Overtrækket har en gennemsnitlig tykkelse på op til ca. 50^u. Når overtrækket er afbrudt, kan der naturligvis være arealer, hvor der ikke er noget overtræksmateriale. Overtrækket kan ofte have en gennemsnitlig tykkelse, der ligger mellem ca. 0,0001 og 50^u. I visse tilfælde er den gennemsnitlige tykkelse af overtrækket under ca. lyU, og den kan endog være under ca. 0,5yU. Overtrækket kan omfatte et lag eller mindst to separate lag, der eventuelt kan være af de samme materialer. Når den porøse separationsmembran er aniso-trop, dvs. udviser en relativt tæt region inden i sin tykkelse i et barriereforhold hvad angår gasstrømning, påføres overtrækket hensigtsmæssigt sådan, at det er i okkluderende kontakt med den relativt tætte region. En relativt tæt region kan foreligge enten ved . en af eller ved begge overflader af den porøse separationsmembran 32 148735 eller den kan foreligge ved en midterposition af tykkelsen af den porøse separationsmembran. Overtrækket påføres hensigtsmæssigt på i det mindste en af de to overflader, nemlig tilførsels- og udgangsoverfladen, af den porøse separationsmembran, og når membranen af multikomponent-typen er en hul fiber, kan overtrækket påføres på den ydre overflade, således at der også tilvejebringes beskyttelse for og/eller lettelse af håndteringen af membranen af multikomponent-typen .The coating may be in the form of a substantially unbroken membrane, i.e. a substantially non-porous membrane, in contact with the porous separation membrane, or the coating may be discontinuous or discontinuous. When the coating is disconnected, it is sometimes described as an occluding material because it can occlude channels for gas flow, namely pores. Preferably, the coating is not so thick as to adversely affect the properties of the multi-component type membrane, e.g. by producing an excessive decrease of flow or by producing such resistance to gas flow that the separation factor of the multi-component type membrane has substantially the same value as that of the coating. The coating has an average thickness of up to approx. 50 ^ u. Of course, when the coating is disconnected, there may be areas where there is no coating material. The coating can often have an average thickness that is between approx. 0.0001 and 50 µl. In some cases, the average thickness of the coating is less than approx. lyU, and it may even be under approx. 0,5yU. The coating may comprise a layer or at least two separate layers which may optionally be of the same materials. When the porous separation membrane is anisotropic, i.e. exhibiting a relatively dense region within its thickness in a gas flow barrier relationship, the coating is suitably applied such that it is in occlusive contact with the relatively dense region. A relatively dense region may exist either at. one or both of the surfaces of the porous separation membrane 32 or it may be at a center position of the thickness of the porous separation membrane. Conveniently, the coating is applied to at least one of the two surfaces, namely the feed and exit surface, of the porous separation membrane, and when the multi-component type membrane is a hollow fiber, the coating can be applied to the outer surface so that protection is also provided. for and / or facilitating the handling of the multi-component type membrane.

Selvom man kan anvende enhver passende metode, skal det anføres, at den metode, ved hvis hjælp overtrækket påføres, kan have en vis betydning for de totale egenskaber af membranerne af multikomponenttypen. Membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen kan f.eks. fremstilles ved at overtrække en porøs separationsmembran med et stof, der indeholder overtræksmaterialet, således at overtrækket i membranen af multikomponent-typen har en modstand mod gasstrømning, der er lav i sammenligning med den totale modstand af membranen af multikomponent-typen. Overtrækket kan påføres på enhver passende måde, f.eks. ved en overtræksoperation, såsom sprøjtning, pensling, nedsænkning i et i det væsentlige flydende materiale omfattende materialet af overtrækket eller lignende. Som før angivet indeholdes materialet fra overtrækket fortrinsvis i en i det væsentlige flydende substans, når det overtrækkes, og det kan foreligge i en opløsning, der gør brug af et opløsningsmiddel for materialet af overtrækket, hvilket opløsningsmiddel i det væsentlige er et ikke-opløsnings-middel for materialet af den porøse separationsmembran. Med fordel påføres det stof, der indeholder materialet fra overtrækket, på en overflade af den porøse separationsmembran, og den anden side af den porøse separationsmembran udsættes for et lavere absolut tryk.While any suitable method may be used, it should be noted that the method by which the coating is applied may have some bearing on the overall properties of the multi-component type membranes. The multi-component type membranes of the invention can e.g. is prepared by coating a porous separation membrane with a substance containing the coating material such that the coating in the multicomponent type membrane has a resistance to gas flow which is low compared to the total resistance of the multicomponent type membrane. The coating may be applied in any suitable manner, e.g. in a coating operation such as spraying, brushing, immersion in a substantially liquid material comprising the material of the coating or the like. As previously stated, the coating material is preferably contained in a substantially liquid substance when coated, and may be present in a solution which uses a solvent for the coating material, which solvent is essentially a non-solvent. agent for the material of the porous separation membrane. Advantageously, the fabric containing the material from the coating is applied to a surface of the porous separation membrane and the other side of the porous separation membrane is subjected to a lower absolute pressure.

Hvis det i det væsentlige flydende stof omfatter polymeriserbart materiale og det polymeriserbare materiale polymeriseres efter påføring på den porøse separationsmembran til tilvejebringelse af overtrækket, udsættes den anden overflade af den porøse separationsmembran med fordel for et lavere absolut tryk under eller før polymerisationen. Imidlertid er selve opfindelsen ikke brgrænset ved den særlige metode, ved hvis hjælp overtræksmaterialet påføres.If the substantially liquid substance comprises polymerizable material and the polymerizable material is polymerized after application to the porous separation membrane to provide the coating, the second surface of the porous separation membrane is advantageously subjected to a lower absolute pressure during or before polymerization. However, the invention itself is not limited to the particular method by which the coating material is applied.

*7 33 148735 Særligt fordelagtige materialer til overtrækket har relativt høje permeabilitetskonstanter for gasser, således at tilstedeværelsen af et overtræk ikke på utilbørlig måde reducerer vandringshastigheden i membranen af multikomponent-typen. Resistensen mod gasstrømning af overtrækket er fortrinsvis relativt lille i sammenligning med modstanden af membranen af multikomponent-typen. Som før anført afhænger selektionen af materialer til overtrækket af den bestemte indre separationsfaktor af materialet af overtrækket i forhold til den bestemte indre separationsfaktor af materialet af den porøse separationsmembran med henblik på tilvejebringelse af en membran af multikomponent-typen, som udviser en ønsket separationsfaktor. Overtræksmaterialet skal være i stand til at tilvejebringe okkluderende kontakt med den porøse separationsmembran. Når det påføres, bør det f .eks. udvise en tilstrækkelig befugtning og adhæsion til den porøse separationsmembran til at muliggøre, at der kan forekomme okkluderende kontakt. Befugtningsegenskaberne af materialet af overtrækket kan let bestemmes ved at bringe overtræksmaterialet, der enten foreligger alene eller i et opløsningsmiddel, i kontakt med materialet af den porøse separationsmembran. På basis af bedømmelser af den gennemsnitlige porediameter af den porøse separationsmembran kan man desuden udvælge materialer til overtrækningen med en passende mole-kylstørrelse. Hvis molekylstørrelsen af overtræksmaterialet er for stor til at kunne blive optaget af porerne i den porøse separationsmembran, er det ikke sikkert, at materialet vil kunne tilvejebringe okkluderende kontakt. Hvis på den anden side molekylstørrelsen af overtræksmaterialet er for lille, kan det trækkes gennem porerne af den porøse separationsmembran under overtræknings- og/eller separationsprocesser. Med porøse separationsmembraner med større porer kan det således være ønskeligt at anvende materialer til overtrækning, der har større molekylstørrelser end med mindre porer. Når porerne udviser mange forskellige størrelser, kan det være ønskeligt at anvende et polymeriserbart materiale til overtrækningsmaterialet, hvilket polymeriseres efter påføring på den porøse separationsmembran, eller at anvende to eller flere overtræksmaterialer med forskellige molekylstørrelse, f.eks. ved at påføre materialerne til overtrækning i en rækkefølge svarende til deres voksende molekylstørrelse.* 7 33 148735 Particularly advantageous materials for the coating have relatively high gas permeability constants, so that the presence of a coating does not unduly reduce the rate of migration in the multi-component type membrane. Preferably, the resistance to gas flow of the coating is relatively small compared to the resistance of the multi-component type membrane. As previously stated, the selection of materials for the coating of the particular internal separation factor depends on the material of the coating relative to the particular internal separation factor of the porous separation membrane material to provide a multicomponent type membrane exhibiting a desired separation factor. The coating material must be capable of providing occlusive contact with the porous separation membrane. When applied, it should e.g. exhibit sufficient wetting and adhesion to the porous separation membrane to enable occlusive contact to occur. The wetting properties of the material of the coating can be readily determined by contacting the coating material, either alone or in a solvent, with the material of the porous separation membrane. In addition, based on assessments of the average pore diameter of the porous separation membrane, materials can be selected for the coating with a suitable molecular size. If the molecular size of the coating material is too large to be absorbed by the pores of the porous separation membrane, the material may not be capable of providing occlusive contact. On the other hand, if the molecular size of the coating material is too small, it can be drawn through the pores of the porous separation membrane during coating and / or separation processes. Thus, with porous separation membranes with larger pores, it may be desirable to use coating materials having larger molecular sizes than with smaller pores. When the pores exhibit many different sizes, it may be desirable to use a polymerizable material for the coating material, which is polymerized after application to the porous separation membrane, or to use two or more different molecular size coating materials, e.g. by applying the materials for coating in a sequence similar to their growing molecular size.

34 14873534 148735

Materialerne til overtrækningen kan være naturlige eller syntetiske stoffer, og de er ofte polymere, og med fordel udviser de de passende egenskaber til tilvejebringelse af okkluderende kontakt med den porøse separationsmembran. Syntetiske stoffer omfatter både additions- og kondensationspolymere. Typiske eksempler på anvendelige materialer til overtrækket er polymere, der kan være substitueret eller usubstitueret, og som er faste eller flydende under gasseparationsbetingelser; disse kan være syntetiske gummiarter, naturgummi, væsker med relativt bøj molekylvægt og/eller højt kogepunkt, organiske præpolymere; poly(siloxaner) (silicone-polymere); polysilazaner; poly-urethaner; poly(epichlorhydrin); polyaminer; polyiminer; polyamider; acrylonitril-holdige copolymere, såsom poly(a-chloracrylonitril ίο opolymere ; polyestere (herunder polylactamer), f.eks. poly(alkyl-acrylater) og poly(alkyl-methacrylater), hvori alkylgruppeme f.eks. har 1 til ca. 8 carbonatomer, polysebacater, polysuccinater og alkyd-harpikser; terpinoid-harpikser, såsom hørfrøolie; cellulosiske polymere; polysulfoner, især alifat.-holdige poly sulf oner; poly(alkylen-glycoler), såsom poly(ethylenglycol), poly(propylenglycol), o.s.v.; poly (alky len) -poly sulf at er; polypyrrolidoner; polymere fra monomere med α-olefinisk umættethed, såsom poly(olefiner), f.eks. poly(ethy-len), poly(propylen), poly(butadien), poly(2,3-dichlorbutadien), poly(isopren), poly(chloropren), poly(styren), herunder poly(styren)-copolymere, f.eks. styren-butadien-copolymere, polyvinyler, såsom poly(vinylalkoholer), poly(vinylaldehyder), (f.eks. poly(vinylformal) og poly(vinylbutyral)), poly(vinyl-ketoner) (f.eks. poly(methylvinyl-keton)), poly(vinyl-estere) (f.eks. poly(vinylbenzoat)), poly(vinyl-halogenider)(f.eks. poly(vinylbromid)), poly(vinylidenhalogenider), poly(vinyliden-carbonat), poly(methylisopropenylketon), fluoreret ethylen-copolymer; poly(arylenoxider), f.eks. poly(xylylen-oxid); polycarbonater; polyphosphater, f.eks. poly(ethylen-methylphosphat); og lignende, og enhver interpolymer, herunder blok-interpolymere, der indeholder gentagelsesenheder valgt blandt de foregående, og podninger og blandinger, der indeholder ethvert af de foregående materialer. De polymere kan eventuelt polymeriseres efter påføring på den porøse separationsmembran.The coating materials can be natural or synthetic and are often polymeric and advantageously exhibit the appropriate properties for providing occlusive contact with the porous separation membrane. Synthetic substances include both addition and condensation polymers. Typical examples of usable materials for the coating are polymers which may be substituted or unsubstituted and which are solid or liquid under gas separation conditions; these may be synthetic rubbers, natural rubbers, liquids of relatively high molecular weight and / or high boiling point, organic prepolymers; poly (siloxanes) (silicone polymers); polysilazanes; poly-urethanes; poly (epichlorohydrin); polyamines; polyimines; polyamides; acrylonitrile-containing copolymers such as poly (α-chloroacrylonitrile or opolymers; polyesters (including polylactams), for example poly (alkyl acrylates) and poly (alkyl methacrylates) wherein the alkyl groups have, for example, 1 to about 8 carbon atoms, polysebacates, polysuccinates and alkyd resins; terpinoid resins such as flaxseed oil; cellulosic polymers; polysulfones, especially aliphate-containing poly sulfons; poly (alkylene glycols) such as poly (ethylene glycol), poly (propylene glycol), etc. ; poly (alkyl) -poly sulfate; polypyrrolidones; polymers from monomers with α-olefinic unsaturation, such as poly (olefins), for example poly (ethylene), poly (propylene), poly (butadiene), poly (2,3-dichlorobutadiene), poly (isoprene), poly (chloroprene), poly (styrene), including poly (styrene) copolymers, for example styrene-butadiene copolymers, polyvinyls such as poly (vinyl alcohols), poly (vinyl aldehydes), (e.g. poly (vinyl formal) and poly (vinyl butyral)), poly (vinyl ketones) (e.g. poly (methyl vinyl ketone)), poly (vinyl esters) (e.g. poly (viny (benzoate), poly (vinyl halides) (e.g. poly (vinyl bromide)), poly (vinylidene halides), poly (vinylidene carbonate), poly (methylisopropenyl ketone), fluorinated ethylene copolymer; poly (arylene oxides), e.g. poly (xylylene oxide); polycarbonates; polyphosphates, e.g. poly (ethylene-methyl phosphate); and the like, and any interpolymer, including block interpolymers containing repeating units selected from the foregoing, and grafting and blends containing any of the foregoing materials. The polymers may optionally be polymerized after application to the porous separation membrane.

Særligt anvendelige materialer til overtrækkene omfatter poly(siloxa-ner). Typiske poly(siloxaner) kan omfatte alifatiske eller aromatiske 35 148735 dele og udviser ofte gentagelsesenheder, der indeholder 1 til ca. 20 carbonatomer.. Molekylvægten af poly(siloxaneme) kan variere meget, men er normalt mindst ca. 1000. Ofte har poly(siloxaneme) en molekylvægt på ca. 1000 til 300 000, når de påføres på den porøse separationsmembran. Sædvanlige alifatiske og aromatiske poly(siloxaner) omfatter de poly(monosubstituerede og disubstituerede siloxaner), f. eks. hvor substituenterne er lavere alifatiske, f.eks. lavere alkyl, herunder cycloalkyl, især methyl, ethyl og propyl, lavere alkoxy; aryl, herunder mono- eller bicyclisk aryl, herunder biphenylen, naphthalen, o.s.v., lavere mono- og bicyclisk aryloxy; acyl, herunder lavere alifatisk og lavere aromatisk acyl; og lignende. De alifatiske og aromatiske substituenter kan være substitueret, f.eks. med halogener, f.eks. fluor, chlor og brom, hydroxylgrupper, lavere alkylgrup-per, lavere alkoxygrupper, lavere acylgrupper og lignende. Poly(siloxa-nen) kan være tværbundet i nærværelse af et tværbindingsmiddel til tilvejebringelse af en siliconegummi, og poly(siloxanen) kan være en copolymer med en tværbindelig comonomer, såsom α-methylstyren, til understøtning af tværbindingen. Typiske katalysatorer til at fremme tværbindingen omfatter organiske og uorganiske peroxider. Tværbindingen kan foretages før påføringen af poly(siloxanen) på den porøse separationsmembran, men fortrinsvis tværbindes poly(siloxanen) efter at være påført på den porøse separationsmembran. Hyppigt har poly(si-loxanen) en molekylvægt på ca. 1000 til 100 000 før tværbinding. Særligt fordelagtige poly(siloxaner) omfatter poly(dimethylsiloxan), poly(phenylmethylsiloxan), poly(trifluoropropylmethylsiloxan), co-polymere af a-methylstyren og dimethylsiloxan, og efterhærdet poly-(dimethylsiloxan)-holdigt siliconegummi med en molekylvægt på ca.Particularly useful materials for the coatings include poly (siloxanes). Typical poly (siloxanes) may comprise aliphatic or aromatic moieties and often exhibit repeating units containing 1 to ca. The molecular weight of the poly (siloxanes) can vary widely, but is usually at least approx. Often, poly (siloxanes) have a molecular weight of approx. 1000 to 300,000 when applied to the porous separation membrane. Conventional aliphatic and aromatic poly (siloxanes) include those poly (monosubstituted and disubstituted siloxanes), e.g., where the substituents are lower aliphatic, e.g. lower alkyl, including cycloalkyl, especially methyl, ethyl and propyl, lower alkoxy; aryl, including mono- or bicyclic aryl, including biphenylene, naphthalene, etc., lower mono- and bicyclic aryloxy; acyl, including lower aliphatic and lower aromatic acyl; and the like. The aliphatic and aromatic substituents may be substituted, e.g. with halogens, e.g. fluorine, chlorine and bromine, hydroxyl groups, lower alkyl groups, lower alkoxy groups, lower acyl groups and the like. The poly (siloxane) may be crosslinked in the presence of a crosslinking agent to provide a silicone rubber, and the poly (siloxane) may be a copolymer with a crosslinkable comonomer such as α-methylstyrene to support the crosslinking. Typical catalysts to promote crosslinking include organic and inorganic peroxides. The cross-linking can be made before the application of poly (siloxane) to the porous separation membrane, but preferably cross-linked poly (siloxane) after application to the porous separation membrane. Frequently, the poly (siloxane) has a molecular weight of approx. 1000 to 100,000 before crosslinking. Particularly advantageous poly (siloxanes) include poly (dimethylsiloxane), poly (phenylmethylsiloxane), poly (trifluoropropylmethylsiloxane), copolymers of α-methylstyrene and dimethylsiloxane, and post-cured poly (dimethylsiloxane) -containing silicone rubber of about one molecular weight rubber.

1000 til 50 000 før tværbinding. Nogle poly(siloxaner) befugter ikke en porøs separationsmembran af polysulfon tilstrækkeligt til at tilvejebringe så megen okkluderende kontakt som ønskeligt. Imidlertid kan opløsning eller dispergering af poly(siloxanen) i et opløsningsmiddel, der ikke i væsentlig grad påvirker polysulfonen, lette frembringelsen af okkluderende kontakt. Passende opløsningsmidler omfatter under normale betingelser flydende alkaner, f.eks. pentan, cyclo-hexan, o.s.v.; alifatiske alkoholer, f.eks. methanol; visse halogenerede alkaner; og dialkylethere; og lignende, og blandinger deraf.1000 to 50,000 before crosslinking. Some poly (siloxanes) do not humidify a polysulfone porous separation membrane sufficiently to provide as much occlusive contact as desired. However, dissolution or dispersion of the poly (siloxane) in a solvent which does not significantly affect the polysulfone can facilitate the generation of occlusive contact. Suitable solvents include, under normal conditions, liquid alkanes, e.g. pentane, cyclohexane, etc.; aliphatic alcohols, e.g. methanol; certain halogenated alkanes; and dialkyl ethers; and the like, and mixtures thereof.

36 14873536 148735

De følgende materialer til porøse separationsmembraner og overtræk er repræsentative som anvendelige materialer til tilvejebringelse af membranerne ifølge opfindelsen. Disse materialer er imidlertid kun repræsentative for det store sortiment af materialer, der er anvendeligt ifølge opfindelsen, og de udgør ikke nogen begrænsning af opfindelsen, men tjener kun til at illustrere opfindelsen. Typiske materialer til porøse separationsmembraner til separation af oxygen fra nitrogen omfatter celluloseacetat, f.eks. celluloseacetat med en substitutionsgrad på ca. 2,5; polysulfon; styren-acrylonitril-copolymer, f.eks. med ca. 20 til 70 vægt-% styren og ca. 30 til 80 vægt-% acrylonitril, blandinger af styren-acryloni-tril-copolymere og lignende. Passende overtræksmaterialer omfatter poly(siloxaner) (polysiliconer), f.eks. poly(dimethylsiloxan), poly(phenylmethylsiloxan), poly(trifluoropropylmethylsiloxan), præ-vulkaniserede og post-vulkaniserede siliconegummiarter, osv.; poly(styren), f.eks. poly(styren) med en polymerisationsgrad på ca. 2 til 20; poly(isopren), f.eks. isopren-præpolymer og poly-(cis-1,4-isopren); alifatiske hydrocarbyl-holdige forbindelser med ca. 14 til 30 carbonatomer, f.eks. hexadecan, hørfrøolie, især rå hørfrøolie, osv., og lignende.The following materials for porous separation membranes and coatings are representative as useful materials for providing the membranes of the invention. However, these materials are only representative of the wide range of materials applicable to the invention, and they do not constitute a limitation of the invention but merely serve to illustrate the invention. Typical materials for porous separation membranes for separating oxygen from nitrogen include cellulose acetate, e.g. cellulose acetate with a degree of substitution of approx. 2.5; polysulfone; styrene-acrylonitrile copolymer, e.g. with approx. 20 to 70% by weight styrene and approx. 30 to 80% by weight acrylonitrile, mixtures of styrene-acrylonitrile copolymers and the like. Suitable coating materials include poly (siloxanes) (polysilicones), e.g. poly (dimethylsiloxane), poly (phenylmethylsiloxane), poly (trifluoropropylmethylsiloxane), pre-vulcanized and post-vulcanized silicone rubber species, etc .; poly (styrene), e.g. poly (styrene) with a degree of polymerization of approx. 2 to 20; poly (isoprene), e.g. isoprene prepolymer and poly (cis-1,4-isoprene); aliphatic hydrocarbyl-containing compounds having approx. 14 to 30 carbon atoms, e.g. hexadecane, flaxseed oil, especially crude flaxseed oil, etc., and the like.

Typiske materialer til porøse separationsmembraner til separation af hydrogen fra gasformige blandinger indeholdende hydrogen omfatter celluloseacetat, f.eks. celluloseacetat med en substitutionsgrad på ca. 2,5; polysulfon; styrenacrylonitri1-copolymer, f.eks. med ca. 20 til 70 vsgt-% styren og ca. 30 til 80 vægt-% acrylonitril, blandinger af styren-acrylonitril-copolymere, osv.; poly-carbonater; poly(arylenoxider), såsom poly(phenylenoxid), poly-(xylylenoxid), bromeret poly(xylylenoxid), bromeret poly(xylylen-oxid) efterbehandlet med trimethylamin, thiourinstof, osv. og lignende. Passende overtræksmaterialer omfatter poly(siloxan) (polysiliconer); f.eks. poly(dimethylsiloxan), præ-vulkaniseret og postvulkaniseret siliconegummi, osv.; poly(isopren); a-methylstyren-dimethylsiloxan-blok-copolymere; alifatiske hydrocarbyl-holdige forbindelser med ca. 14 til 30 carbonatomer; og lignende.Typical materials for porous separation membranes for separating hydrogen from gaseous mixtures containing hydrogen include cellulose acetate, e.g. cellulose acetate with a degree of substitution of approx. 2.5; polysulfone; styrene acrylonitrile copolymer, e.g. with approx. 20 to 70 wt% styrene and approx. 30 to 80% by weight acrylonitrile, mixtures of styrene-acrylonitrile copolymers, etc .; polycarbonates; poly (arylene oxides) such as poly (phenylene oxide), poly (xylylene oxide), brominated poly (xylylene oxide), brominated poly (xylylene oxide) post-treated with trimethylamine, thiourea, etc. and the like. Suitable coating materials include poly (siloxane) (polysilicones); eg. poly (dimethylsiloxane), pre-vulcanized and post-vulcanized silicone rubber, etc .; poly (isoprene); alpha-methylstyrene-dimethylsiloxane block copolymers; aliphatic hydrocarbyl-containing compounds having approx. 14 to 30 carbon atoms; and the like.

37 14873537 148735

De porøse separationsmembraner, der anvendes ifølge opfindelsen, er med fordel ikke extremt porøse og tilvejebringer således et tilstrækkeligt areal af det porøse separationsmembranmateriale til frembringelse af separation på en i kommerciel henseende attraktiv basis. De porøse separationsmembraner påvirker på betydningsfuld måde separationen af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen, og som følge deraf er det ønskværdigt at tilvejebringe et stort forhold mellem totalt overfladeareal og det totale pore-tvsrsnitsareal i den porøse separationsmembran. Dette resultat står i tydelig modsætning til formålene i forbindelse med kendt teknik ved fremstillingen af sammensatte membraner, hvor den overlejrede membran i det væsentlige frembringer separationen, og understøtningerne hensigtsmæssigt er udformet så porøse som muligt i overensstemmelse med deres primære funktion, nemlig understøtning af den overlejrede membran, og med fordel interfererer understøtningen ikke med permeat-gassen, hverken hvad angår forsinkelse eller inhibering af gasstrømmen fra den overlejrede membran.The porous separation membranes used according to the invention are advantageously not extremely porous and thus provide a sufficient area of the porous separation membrane material to produce separation on a commercially attractive basis. The porous separation membranes significantly affect the separation of the multi-component type membranes of the invention, and as a result, it is desirable to provide a large ratio of total surface area to the total pore cross-sectional area of the porous separation membrane. This result clearly contrasts with the prior art objectives of the manufacture of composite membranes, wherein the superimposed membrane substantially produces the separation, and the supports are suitably designed as porous as possible in accordance with their primary function, namely supporting the superimposed advantageously, the support does not interfere with the permeate gas, either in terms of delay or inhibition of the gas flow from the superimposed membrane.

Det er klart, at den gasmængde, der passerer gennem materialet af den porøse separationsmembran, og indflydelsen deraf på egenskaberne af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen påvirkes af forholdet mellem totalt overfladeareal og totalt poretværsnitsareal og/eller den gennemsnitlige porediameter af den porøse separationsmembran. Hyppigt udviser de porøse separationsmembraner forhold mellem totalt overfladeareal og totalt poretværsnitsareal på mindst ca, 10:1, fortrinsvis mindst ca. 10^:1 til 108:1, og visse porøse separationsmembraner kan have forhold på ca. 10^:1 til 108:1 eller Ί 2 10 :1. Den gennemsnitlige tværsnitsdiameter af porerne kan variere meget og kan ofte ligge i intervallet mellem ca. 5 og 20 000 Å, og i visse porøse separationsmembraner, især i visse porøse separationsmembraner af polysulfon, kan den gennemsnitlige tværsnitsdiameter af porerne være ca. 5 til 1000 eller 5000 Å, endog ca. 5 til 200 Å.It will be appreciated that the amount of gas passing through the material of the porous separation membrane and its influence on the properties of the multi-component type membranes of the invention are affected by the ratio of total surface area to total pore cross-sectional area and / or the average pore diameter of the porous separation membrane. Frequently, the porous separation membranes exhibit total surface area to total pore cross-sectional area of at least about 10: 1, preferably at least about And certain porous separation membranes may have ratios of approx. 10 ^: 1 to 108: 1 or Ί 2 10: 1. The average cross-sectional diameter of the pores can vary widely and can often be in the range of approx. 5 and 20,000 Å, and in certain porous separation membranes, particularly in certain polysulfone porous separation membranes, the average cross-sectional diameter of the pores may be about 5 to 1000 or 5000 Å, even approx. 5 to 200 Å.

Overtrækket er i okkluderende kontakt med den porøse separationsmembran, således at der hvad angår de modeller, der er blevet udviklet på basis af iagttagelser af egenskaberne af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen, tilvejebringes forøget 38 148735 modstand mod passagen af gasser gennem porerne af separationsmembranen, og at den andel af gasser, som passerer gennem materialet af den porøse separationsmembran, i forhold til de gasser, der passerer gennem porerne, er forbedret i sammenligning med de tilsvarende andele, hvor man gør brug af den porøse separationsmembran, der ikke er forsynet med overtrækket.The coating is in occlusive contact with the porous separation membrane, so that with respect to the models developed on the basis of observations of the properties of the multi-component type membranes of the invention, increased resistance to the passage of gases through the pores of the separation membrane is provided. and that the proportion of gases passing through the material of the porous separation membrane relative to the gases passing through the pores is improved compared to the corresponding proportions using the non-provided porous separation membrane. with the coating.

En anvendelig egenskab hvad angår gasseparationsmembraner er den effektive separationstykkelse. Den effektive separationstykkelse betyder i denne sammenhæng tykkelsen af en kontinuerlig (ikke porøs) og kompakt membran af materialet af den porøse separationsmembran, som ville udvise den samme vandringshastighed for en given gas som membranen af multikomponent-typen, d.v.s. at den effektive separationstykkelse er kvotienten af permeabilitetskonstanten af materialet af den porøse separationsmembran for en gas og permeabiliteten af membranen af multikomponent-typen for gassen. Ved at tilvejebringe lavere effektive separationstykkelser forøges vandringshastigheden for en bestemt gas. Ofte er den effektive separationstykkelse af membranerne af multikomponent-typen væsentlig mindre end den totale membrantykkelse, især når membranerne af multikomponent-typen er anisotrope. Hyppigt er den effektive separationstykkelse af membranerne af multikomponent-typen med hensyn til en gas, hvilket kan demonstreres ved mindst en af gasserne carbonmonoxid, carbondioxid, nitrogen, argon, svovlhexafluorid, methan og ethan, mindre end ca. 100 000 Å, fortrinsvis mindre end ca. 15 000 Å, i et typisk tilfælde ca. 100 til 15 000 Å. I membraner af multikomponent-typen, f.eks. porøse separationsmembraner af polysulfon, er den effektive separationstykkelse af membranen af multikomponent-typen for mindst en af disse gasser hensigtsmæssigt mindre end ca. 5 000 Å. I visse membraner af multikomponent-typen er den effektive separationstykkelse, især hvad angår i det mindste en af disse gasser, mindre end ca. 50, fortrinsvis mindre end ca. 20% af tykkelsen af membranen af multikomponent-typen.A useful property of gas separation membranes is the effective separation thickness. In this context, the effective separation thickness means the thickness of a continuous (non-porous) and compact membrane of the material of the porous separation membrane which would exhibit the same rate of migration of a given gas as the multi-component type membrane, i.e. that the effective separation thickness is the quotient of the permeability constant of the material of the porous separation membrane for a gas and the permeability of the multi-component type membrane for the gas. By providing lower effective separation thicknesses, the migration speed of a particular gas is increased. Often, the effective separation thickness of the multicomponent-type membranes is substantially smaller than the total membrane thickness, especially when the multicomponent-type membranes are anisotropic. Frequently, the effective separation thickness of the multicomponent type membranes with respect to a gas, which can be demonstrated by at least one of the gases carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, argon, sulfur hexafluoride, methane and ethane, is less than ca. 100 000 Å, preferably less than approx. 15,000 Å, in a typical case approx. 100 to 15,000 Å. In multi-component type membranes, e.g. polysulfone porous separation membranes, the effective separation thickness of the multicomponent membrane for at least one of these gases is suitably less than ca. 5,000 Å. In certain multicomponent type membranes, the effective separation thickness, especially with respect to at least one of these gases, is less than ca. 50, preferably less than ca. 20% of the thickness of the multi-component type membrane.

Før den foreliggende opfindelse har en fremgangsmåde til fremstilling af membraner til gasseparation ud fra membraner, der indeholder porer, omfattet, at man behandler i det mindste en overflade af mem 39 148735 branen med porer for at fortætte overfladen og derved reducere tilstedeværelsen af porer, hvilke porer reducerer selektiviteten af separationen af membranen. Denne fortætning er f.eks. foretaget ved kemisk behandling med opløsningsmidler eller kvældemidler for materialet af membranen eller ved hærdning, som kan gennemføres med eller uden kontakt med en væske med membranen. Sådanne fortætningsmetoder resulterer sædvanligvis i en væsentlig reduktion af strømning gennem membranen. Nogle særligt fordelagtige membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen udviser en større permeabilitet end permeabiliteten af en membran, der i det væsentlige er den samme som den porøse separationsmembran, der anvendes i membranen af multikomponent-typen, med undtagelse af, at i det mindste en overflade af membranen er blevet behandlet således, at den er blevet fortættet i tilstrækkeligt omfang, eller er blevet tilstrækkeligt hærdet, med eller uden tilstedeværelsen af en væske, som hvad angår mindst et par af gasser tilvejebringer en separationsfaktor, der er lig med eller større end den separationsfaktor, der udvises af membranen af multikomponent-typen. En anden metode til at forøge selektiviteten hvad angår separation af en membran er at modificere betingelserne for fremstillingen deraf, således at den er mindre porøs end en membran fremstillet under de ikke modificerede betingelser. I almindelighed er forøgelsen af selektiviteten hvad angår separation hidrørende fra fremstillingsbetingelserne ledsaget af en væsentligt lavere strømning gennem membranen. Nogle særligt fordelagtige membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen, f.eks. sådanne, hvor den porøse separationsmembran er en anisotrop, hul fiber, udviser en større permeabilitet end en anisotrop hul fibermembran bestående af materialet af den porøse separationsmembran, hvilken membran er i stand til at bibeholde konfigurationen af den hule fiber under gasseparationsbetingelser, f.eks. absolutte trykdifferentialer pa mindst ca. 10 kg/cm , og hvilken anisotrop membran med hule fibre hvad angår mindst et par af gasser udviser en separationsfaktor, der er lig med eller større end separationsfaktoren af membranen af multikomponent-typen.Prior to the present invention, a method of preparing gas separation membranes from membranes containing pores has included treating at least one surface of the membrane with pores to densify the surface, thereby reducing the presence of pores, which pores reduce the selectivity of the membrane separation. This assumption is e.g. by chemical treatment with solvents or swelling agents for the material of the membrane or by curing which can be carried out with or without contact with a liquid with the membrane. Such densification methods usually result in a significant reduction of flow through the membrane. Some particularly advantageous multicomponent-type membranes of the invention exhibit a greater permeability than the permeability of a membrane which is substantially the same as the porous separation membrane used in the multicomponent-type membrane, except that at least one surface of the membrane has been treated to be sufficiently densified, or has been sufficiently cured, with or without the presence of a liquid which, with respect to at least a couple of gases, provides a separation factor equal to or greater than the separation factor exhibited by the multi-component type membrane. Another method of increasing the selectivity of a membrane separation is to modify the conditions of its preparation so that it is less porous than a membrane made under the unmodified conditions. In general, the increase in selectivity in separation resulting from the manufacturing conditions is accompanied by a substantially lower flow through the membrane. Some particularly advantageous multi-component type membranes of the invention, e.g. such that the porous separation membrane is an anisotropic hollow fiber exhibits a greater permeability than an anisotropic hollow fiber membrane consisting of the material of the porous separation membrane which is capable of retaining the configuration of the hollow fiber under gas separation conditions, e.g. absolute pressure differentials of at least approx. And which hollow fiber anisotropic membrane with respect to at least one pair of gases exhibits a separation factor equal to or greater than the separation factor of the multi-component type membrane.

Med fordel er den porøse separationsmembran tilstrækkelig tyk til, at der ikke kræves noget specielt apparat til håndtering deraf. Hyppigt har den porøse separationsmembran en tykkelse på ca. 20 til 500, f.eks. ca. 50 til 200 eller 300^,u. Når membranen af multikomponent- 40 148735 typen har konfiguration som en hul fiber, kan fiberen ofte have en ydre diameter på ca. 200 til 1000/u, f.eks. ca. 200 til 800/u, og vægtykkelse på ca. 50 til 200 eller 300/u.Advantageously, the porous separation membrane is sufficiently thick that no special apparatus for handling it is required. Frequently, the porous separation membrane has a thickness of approx. 20 to 500, e.g. ca. 50 to 200 or 300 ^, u. When the multi-component type membrane has configuration as a hollow fiber, the fiber can often have an outer diameter of approx. 200 to 1000 / h, e.g. ca. 200 to 800 / h, and wall thickness of approx. 50 to 200 or 300 / h.

Yed gennemførelse af gasformige separationer, herunder koncentreringer, under anvendelse af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen, holdes udgangssiden af membranen af multikomponent-typen på et lavere kemisk potential for i det mindste en vandrende gas end det kemiske potential ved indgangssiden. Den drivende kraft i forbindelse med den ønskede vandring gennem membranen af multikomponenttypen er et differential af kemisk potential på tværs over membranen af multikomponent-typen som beskrevet af Olaf A. Hougen og K.M. Watson i Chemical Process Principles, del II, John Wiley, New York, (1947)» hvilket f.eks. kan være fremkommet ved et differential af partialtrykket. Vandrende gas passerer ind i og gennem membranen af multikomponent-typen og kan fjernes fra omegnen af udgangssiden af membranen af multikomponent-typen for at bibeholde den ønskede drivkraft for den vandrende gas. Funktionaliteten af membranen af multikomponenttypen afhænger ikke af retningen af gasstrømningen eller overfladen af den membran, som først får kontakt med en gasformig udgangsblanding.In carrying out gaseous separations, including concentrations, using the multi-component type membranes of the invention, the exit side of the multi-component type membrane is kept at a lower chemical potential for at least one moving gas than the chemical potential at the input side. The driving force associated with the desired migration through the multi-component type membrane is a differential of chemical potential across the multi-component type membrane as described by Olaf A. Hougen and K.M. Watson in Chemical Process Principles, Part II, John Wiley, New York, (1947) may be due to a differential of the partial pressure. Migrant gas passes into and through the multicomponent-type membrane and can be removed from the exit side of the multicomponent-type membrane to maintain the desired driving force for the migrating gas. The functionality of the multi-component type membrane does not depend on the direction of the gas flow or the surface of the membrane which first contacts a gaseous starting mixture.

Udover tilvejebringelsen af en fremgangsmåde til separation af mindst en gas fra gasformige blandinger, som ikke kræver dyre anvendte energimængder til køling og/eller andre kostbare energikrævende foranstaltninger, tilvejebringer opfindelsen talrige fordele med en høj grad af flexibilitet hvad angår selektive vandringsoperationer. Gasseparationsmembranerne af multikomponent-typen er - hvad enten de foreligger i form af en plade eller hule fibre - anvendelige til separation af industrielle gasser, oxygenberigelse til medicinske anvendelser , apparater til forureningskontrol og til ethvert behov, hvor det ønskes at separere i det mindste en gas fra gasformede blandinger. Det er relativt sjældent, at en membran af en enkelt komponent både udviser en rimeligt høj grad af selektivitet hvad angår separation og gode vandringshastigheder, og selv i sådanne tilfælde er disse membraner bestående af en enkelt komponent km velegnet til separation af nogle få specifikke gasser. Gasseparationsmembranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen kan gøre brug af mange forskellige materialer til de porøse separationsmembraner, hvilke tid- 41 148735 ligere ikke har været ønskværdige som enkeltkomponentmembraner til gasseparation på grund af uønskede kombinationer af vandringshastigheder og separationsfaktorer. Da selektionen af materialet for den porøse separationsmembran kan baseres på dettes selektivitet og per-meabilitetskonstanter for givne gasser og ikke dets evne til dannelse af tynde og i det væsentlige porefrie membraner, kan membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen med fordel "skræddersye" til separation af mange forskellige gasser fra gasformige blandinger.In addition to providing a method for separating at least one gas from gaseous mixtures which do not require expensive amounts of energy used for cooling and / or other costly energy consuming measures, the invention provides numerous advantages with a high degree of flexibility in selective migration operations. The multi-component gas separation membranes - whether in the form of a plate or hollow fiber - are useful for separating industrial gases, oxygen enrichment for medical applications, pollution control devices and for any need where it is desired to separate at least one gas. from gaseous mixtures. It is relatively rare for a single-component membrane to exhibit both a reasonably high degree of selectivity in terms of separation and good migration rates, and even in such cases, these single-component membranes are well suited for separating a few specific gases. The multi-component gas separation membranes of the invention can make use of many different materials for the porous separation membranes, which have not been desirable as single component membranes for gas separation due to undesirable combinations of migration rates and separation factors. Since the selection of the porous separation membrane material can be based on its selectivity and permeability constants for given gases and not its ability to form thin and substantially pore-free membranes, the multi-component type membranes of the invention can advantageously "tailor" for separation. of many different gases from gaseous mixtures.

Tværsnitsdiameteren af porer i en porøs separationsmembran kan være af størrelsesordenen nogle Å, og som følge deraf kan porerne af den porøse separationsmembran og mellemfladen mellem overtrækket og den porøse separationsmembran ikke iagttages direkte under anvendelse af for tiden foreliggende optiske mikroskoper.· Por tiden anvendelige teknikker, som kan frembringe større forstørrelser af en prøve, såsom skanderende elektronmikroskop og transmissionselektronmikroskop, involverer specielle fremstillinger af prøverne, hvilket begrænser deres levedygtighed hvad angår nøjagtige afbildninger af detaljerne af prøven, især ved en organisk prøve. Når der f.eks. er tale om skanderende elektronmikroskopi, overtrækkes en organisk prøve, f. eks. med et mindst bO eller 50 Å tykt lag af guld, for at frembringe den reflektionsevne, der tilvejebringer det opfattede billede. Endog den måde, hvorpå overtrækket påføres, kan påvirke det opfattede billede. Yderligere kan den blotte tilstedeværelse af det overtræk, der kræves ved skanderende elektronmikroskopi, tilsløre eller tilsyneladende ændre detaljer ved prøven. Både ved skanderende elektronmikroskopi og ved transmissionselektronmikroskopi kan desuden de metoder, der anvendes til frembringelse af tilstrækkeligt små portioner af prøven, ændre træk ved prøven i væsentligt omfang. Som følge deraf kan den fuldstændige struktur af en membran af multikomponenttypen ikke opfattes visuelt, selv med den bedst tilgængelige, mikroskopiske teknik.The cross-sectional diameter of pores in a porous separation membrane can be of the order of some Å, and as a result, the pores of the porous separation membrane and the interface between the coating and the porous separation membrane cannot be directly observed using currently available optical microscopes. which can produce larger magnifications of a sample, such as scanning electron microscope and transmission electron microscope, involve special preparations of the samples, which limit their viability in terms of accurate depictions of the details of the sample, especially in an organic sample. For example, when In the case of scanning electron microscopy, an organic sample is coated, for example, with at least a bO or 50 Å thick layer of gold, to produce the reflectivity that provides the perceived image. Even the way the coating is applied can affect the perceived image. Furthermore, the mere presence of the coating required by scanning electron microscopy may obscure or seemingly alter details of the sample. In addition, both by scanning electron microscopy and by transmission electron microscopy, the methods used to produce sufficiently small portions of the sample can significantly alter the features of the sample. As a result, the complete structure of a multi-component type membrane cannot be visually perceived, even with the best available microscopic technique.

Membranerne ifølge opfindelsen af multikomponent-typen opfører sig på enestående måde, og man kan udvikle matematiske modeller, der -som demonstreret under anvendelse af forskellige teknikker - generelt 42 148735 er i korrelation med de iagttagne driftsforhold af en membran af multikomponent-typen ifølge opfindelsen. De matematiske modeller er imidlertid ikke en begrænsning for opfindelsen, men tjener snarere til yderligere at illustrere de tekniske fordele, som opfindelsen medfører.The membranes of the invention of the multi-component type behave in a unique way and one can develop mathematical models which - as demonstrated using various techniques - generally correlate with the observed operating conditions of a multi-component type membrane according to the invention. However, the mathematical models are not a limitation of the invention, but rather serve to further illustrate the technical advantages that the invention brings.

Med henblik på opnåelse af en bedre forståelse af de følgende matematiske modeller af membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen skal der henvises til de afbildede modeller på fig. 1, 2, 3, 4, 6 og 7. De afbildede modeller skal kun lette forståelsen af de begreber, der udvikles i den matematiske model og afbilder ikke og forsøger heller ikke at afbilde faktiske strukturer af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen. I overensstemmelse med det formål, som omfatter lettelsen af forståelsen af de begreber, der ligger til grund for den matematiske model, illustrerer de afbildede modeller tilstedeværelsen af træk, der har tilknytning til den matematiske model; de afbildede modeller er imidlertid meget overdrevet hvad angår de relative forhold mellem disse træk for at lette iagttagelsen af disse træk. Fig. 5 er angivet for at understøtte påvisningen af analogien mellem begreberne modstand mod strømning af permeat i den matematiske model og modstand mod elektrisk strømning.In order to gain a better understanding of the following mathematical models of multicomponent-type membranes according to the invention, reference is made to the depicted models in FIG. 1, 2, 3, 4, 6 and 7. The models depicted are intended to facilitate the understanding of the concepts developed in the mathematical model only and do not depict nor attempt to depict actual structures of the multi-component type membranes of the invention. Consistent with the purpose, which includes facilitating the understanding of the concepts underlying the mathematical model, the illustrated models illustrate the presence of traits associated with the mathematical model; however, the models depicted are greatly exaggerated in terms of the relative proportions of these features to facilitate the observation of these features. FIG. 5 is provided to support the detection of the analogy between the concepts of resistance to flow of permeate in the mathematical model and resistance to electric flow.

Fig. 1, 2 og 4 er afbildede modeller, der skal tjene til forståelsen af den matematiske model og som skal illustrere en mellemflade af overtræk og en porøs separationsmembran, dvs. -en forstørret region, angivet på fig. 6 som denne region mellem linierne A-A og B-B, men ikke nødvendigvis på samme skala. Fig. 3 er en forstørret model af den region, der på fig. 7 foreligger som regionen mellem linierne C-C og D-D. I de afbildede modeller svarer de samme betingelser til de samme træk.FIG. 1, 2 and 4 are depicted models which serve to understand the mathematical model and which illustrate an intermediate surface of the coating and a porous separation membrane, i.e. an enlarged region, shown in FIG. 6 as this region between lines A-A and B-B, but not necessarily on the same scale. FIG. 3 is an enlarged model of the region shown in FIG. 7 exists as the region between lines C-C and D-D. In the models depicted, the same conditions correspond to the same features.

Fig. 1 er en forstørret tværsnitsafbildning, der tjener illustrerende formål, og som viser en model med et i det væsentlige kontinuerligt og ikke afbrudt overliggende lag 1 af materialet X af overtrækket i kontakt med materialet Y af en porøs separationsmembran med faste dele 2 med porer 3, som er fyldt eller delvist fyldt med materialet X.FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view for illustrative purposes, showing a model having a substantially continuous and uninterrupted overlying layer 1 of the material X of the coating in contact with the material Y of a porous separation membrane with solid portions 2 having pores 3; which is filled or partially filled with the material X.

43 14873543 148735

Fig. 2 er en forstørret afbildning af en anden afbildet model, hvor materialet Y af den porøse separationsmembran foreligger i form af mellemfladearealer med buet overflade, der enten er tomme eller delvist fyldt med materialet X af overtrækket ved en ensartet kontakt, nemlig på uafbrudt måde.FIG. 2 is an enlarged view of another depicted model in which the material Y of the porous separation membrane is in the form of curved surface intermediate areas which are either empty or partially filled with the material X of the coating by a uniform contact, namely in uninterrupted fashion.

Fig. 3 er en forstørret illustration af en afbildet model, der har materialet X indenfor porerne 3, men der findes ikke noget uafbrudt, overliggende lag 1.FIG. 3 is an enlarged illustration of a model depicted having the material X within the pores 3, but no continuous overlying layer 1 exists.

Fig. 4 er yderligere en anden afbildet model, der skal hjælpe med til at beskrive begreber i overensstemmelse med den matematiske model ifølge opfindelsen. Fig. 4 i sammenhæng med fig. 5 viser en analogi med det velkendte modstandskredsløb for elektrisk strøm illustreret på fig. 5·FIG. 4 is yet another model illustrated to assist in describing concepts in accordance with the mathematical model of the invention. FIG. 4 in the context of FIG. 5 shows an analogy to the well-known electrical current resistance circuit illustrated in FIG. 5 ·

Fig. 6 er yderligere en anden tværsnitsafbildning af en model, hvor materialet X af overtrækket er forsynet med en poreblokerende film, der er støbt på en tættere overflade af den porøse separationsmembran, der er karakteristisk ved en på reciprok måde gradueret tætheds- og porøsitetsstruktur gennem membranens tykkelse.FIG. 6 is yet another cross-sectional view of a model in which the material X of the coating is provided with a pore blocking film cast on a denser surface of the porous separation membrane which is characterized by a reciprocally graded density and porosity structure through the thickness of the membrane. .

Endeligt viser fig. 7 en tværsnitsafbildning af en model af en okklu-deret anisotrop separationsmodel, der ikke nødvendigvis kræver noget kontinuerligt eller uafbrudt overliggende lag 1.Finally, FIG. 7 is a cross-sectional view of a model of an occluded anisotropic separation model that does not necessarily require any continuous or uninterrupted overlying layer 1.

De følgende formler illustrerer en matematisk model, der er blevet udviklet for at forklare de iagttagne egenskaber af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen. Ved passende anvendelse af denne matematiske model kan man udvælge porøse separationsmembraner og materialer til overtræk, som vil tilvejebringe fordelagtige membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen.The following formulas illustrate a mathematical model that has been developed to explain the observed properties of the multi-component type membranes of the invention. By appropriate application of this mathematical model, porous separation membranes and coating materials can be selected which will provide advantageous multi-component type membranes of the invention.

Som det vil fremgå af det følgende, kan strømningen, 0^, a, for gas a gennem en membran af multikomponent-typen repræsenteres som en funktion af modstanden mod strømning af gas a gennem hver del (se f.eks. den afbildede model på fig. 4) af membranen af multikomponent-typen ved en analogi med det i matematisk henseende dermed ækvivalente elektriske kredsløb på fig. 5.As will be seen from the following, the flow, 0 ^, a, of gas a through a multi-component type membrane can be represented as a function of the resistance to flow of gas a through each part (see, for example, the model depicted on Figure 4) of the multi-component type diaphragm by an analogy with the mathematically equivalent equivalent electrical circuit of Figure 1; 5th

44 148735 Γ η -i Γ 144 148735 Γ η -i Γ 1

Ri a (R? q + R^ a) Ro a + R* a 1) -¾ -«*,» 1 + -U* y R3'a 2»a 3,a *2a K3a hvor ^ Pm er trykdifferentialet for gas over membranen af multikom- 1/a, ponent-typen, og hvor R^a, R2 a °S ^3 a repræsenterer henholdsvis modstanden mod strømning af gassen a hidrørende fra det overliggende lag 1, de faste dele 2 af den porøse separationsmembran, og porerne 3 af den porøse separationsmembran. Strømningen, Qj af en anden gas b gennem den samme membran af multikomponent-typen kan udtrykkes på samme måde, men med de tilsvarende udtryk for trykdifferentialet af gas b og modstanden mod strømning af gas b gennem det overliggende lag 1, de faste dele 2 af den porøse separationsmembran og porerne 3. Hver af disse modstande for gas b kan afvige fra modstandene for gas'a. Der kan således forekomme selektiv vandring i forbindelse med en membran af multikomponent-typen. Fordelagtige membraner af multikomponent-typen kan modelleres ved at variere R^, R2 og R^ i forhold til hinanden for hver af gasserne a og b til frembringelse af ønskværdige, beregnede strømninger for hver af gasserne a og b, og ved at variere modstandene for gas a i forhold til modstandene for gas b til tilvejebringelse af en beregnet selektiv vandring af gas a i forhold til gas b.Ri a (R? Q + R ^ a) Ro a + R * a 1) -¾ - «*,» 1 + -U * y R3'a 2 »a 3, a * 2a K3a where ^ Pm is the pressure differential for gas across the multicomponent 1 / a membrane, the ponent type, and wherein R 2a, R 2a ° S 3a, respectively, represent the resistance to flow of the gas a originating from the overlying layer 1, the solid portions 2 of the porous separation membrane. , and the pores 3 of the porous separation membrane. The flow, Qj of a second gas b through the same multi-component type membrane can be expressed in the same way, but with the corresponding expression of the pressure differential of gas b and the resistance to flow of gas b through the overlying layer 1, the solid parts 2 of the porous separation membrane and the pores 3. Each of these resistors of gas b may differ from the resistances of the gases. Thus, selective migration may occur in connection with a multi-component type membrane. Advantageous multicomponent type membranes can be modeled by varying R 1, R 2 and R 2 relative to each other for each of the gases a and b to produce desirable calculated currents for each of the gases a and b, and varying the resistances of gas a in relation to the resistances of gas b to provide a calculated selective migration of gas a in relation to gas b.

Andre formler, der er nyttige til forståelsen af den matematiske model, er opført i det følgende.Other formulas useful for understanding the mathematical model are listed below.

For ethvert givet separationsmateriale er separationsfaktoren for to gasser a og b, cx^, defineret ved formel 2 for en membran af materiale n af en given tykkelse -l og overfladeareal A: ^ „,a Pnta Qa ^pd 2) “> hvor Pn^a og er de pågældende permeabilitetskonstanter af materialet n for gasser a og b, og Qa og er de pågældende strømninger af gasser a og b gennem membranen, når Δρ^ ©g Apb er de drivende kræfter, nemlig partialtrykfald, for gasser a og b over membranen. Strømningen Qa gennem en membran af materiale n for gas a kan udtrykkes som 45 148735 -γ\ Λ ÅPa*n,a An APaFor any given separation material, the separation factor of two gases a and b, cx ^, is defined by formula 2 for a membrane of material n of a given thickness -l and surface area A: ^ ", a Pnta Qa ^ pd 2)"> where Pn ^ a and are the permeability constants of the material n for gases a and b, and Qa and are the respective flows of gases a and b through the membrane when Δρ ^ © g Apb are the driving forces, namely partial pressure drop, for gases a and b across the membrane. The flow Qa through a membrane of material n for gas a can be expressed as 45

3) a = in = >CT3) a = in => CT

hvor A^ er overfladearealet af membranen af materiale η, /·η er tykkelsen af membranen af materiale n, og a er med henblik på modellen defineret som modstanden af en membran af materialet n mod strømmen af gas a.where A ^ is the surface area of the membrane of material η, / · η is the thickness of the membrane of material n, and a is for the purpose of the model defined as the resistance of a membrane of the material n to the flow of gas a.

Ud fra formel 3 ses det, at modstanden a er repræsenteret matematisk ved formel 4.From formula 3, it is seen that the resistance a is represented mathematically by formula 4.

4) ' pnfa\4) 'pnfa \

Denne modstand er i matematisk forstand analog med den elektriske modstand af et materiale mod en elektrisk strøm.This resistance is mathematically analogous to the electrical resistance of a material to an electric current.

For at illustrere denne matematiske model kan der henvises til den afbildede model af f.eks. fig. 4. Den porøse separationsmembran er repræsenteret som omfattende faste dele 2 af materialet Y og porer eller huller 3. Materiale X er tilstede i den afbildede model af fig.To illustrate this mathematical model, reference may be made to the depicted model of e.g. FIG. 4. The porous separation membrane is represented as comprising solid portions 2 of the material Y and pores or holes 3. Material X is present in the model depicted in FIG.

4 som overliggende lag 1 og som det materiale, der træder ind i porerne 3 af den porøse separationsmembran. Hver af disse regioner, det overliggende lag 1, de faste dele 2 af den porøse separationsmembran og porerne 3 indeholdende materialet X, har en modstand mod gasstrømning, således at den totale membran af multikomponent-typen kan sammenlignes med det analoge elektriske kredsløb, der er repræsenteret på fig. 5, hvor en modstand, R-^, er serieforbundet med to modstande, R2 og R^, der er parallel-forbundet.4 as the overlying layer 1 and as the material entering the pores 3 of the porous separation membrane. Each of these regions, the overlying layer 1, the solid portions 2 of the porous separation membrane and the pores 3 containing the material X, have a resistance to gas flow so that the total multi-component type membrane can be compared with the analog electrical circuit which is represented in FIG. 5, wherein a resistor, R 1, is connected in series with two resistors, R 2 and R 2, which are connected in parallel.

Hvis materialet X foreligger i form af et kontinuerligt, kompakt, overliggende lag 1, kan modstanden R-^ deraf overfor strømning for en given gas udtrykkes ved formel 4 og vil være en funktion af tykkelsen, overliggende lag, overfladearealet, A-^, af det over liggende lag og permeabilitetskonstanten, P^, af materialet X.If the material X is in the form of a continuous, compact, overlying layer 1, the resistance R R thereof to flow for a given gas can be expressed by formula 4 and will be a function of the thickness, overlying layer, surface area, A the overlying layer and the permeability constant, P 1, of the material X.

Den porøse separationsmembran af en membran af multikomponent-typen ifølge opfindelsen er repræsenteret ved modellen som to modstande i parallel. I overensstemmelse med formel 4 er modstanden R2 af de faste dele 2 af den porøse separationsmembran, omfattende materiale Y, 46 148735 en funktion af tykkelsen i2 af disse faste dele, det totale overfladeareal Ag af de faste dele 2, og permeabilitetskonstanten Py af materialet Y. Modstanden af porerne 3 i den porøse separationsmembran er i parallel til Rg. Modstanden af porerne er repræsenteret, som i formel 4, ved en tykkelse divideret med en permeabilitets-konstant og et totalt poretværsnitsoverfladeareal A^. Af hensyn til den matematiske model gør man den antagelse, at er repræsenteret ved den gennemsnitlige penetrationsdybde af materialet X i porerne 3, som vist på den afbildede model i fig. 4, og permeabili-tetskonstanten P^ er repræsenteret ved permeabilitetskonstanten PX af materialet X, der er tilstede i porerne.The porous separation membrane of a multi-component type membrane according to the invention is represented by the model as two resistors in parallel. In accordance with formula 4, the resistance R2 of the solid portions 2 of the porous separation membrane comprising material Y is a function of the thickness i2 of these solid portions, the total surface area Ag of the solid portions 2, and the permeability constant Py of the material Y The resistance of the pores 3 of the porous separation membrane is parallel to Rg. The resistance of the pores is represented, as in formula 4, by a thickness divided by a permeability constant and a total pore cross-sectional area A.. For the sake of the mathematical model, the assumption is represented by the average depth of penetration of the material X in the pores 3, as shown in the depicted model in FIG. 4, and the permeability constant P1 is represented by the permeability constant PX of the material X present in the pores.

Permeabilitetskonstanterne, Ρχ og Py, er målelige egenskaber-af materialer. Overfladearealet A^ kan etableres ved konfigurationen og størrelsen af membranen af multikomponent-typen, og overfladearealerne Ag og A^ kan bestemmes, eller man kan fastsætte grænser for dem, under anvendelse af konventionel, skanderende mikroskopi i kombination med metoder, der er baseret på målinger af gasstrømning gennem den porøse separationsmembran. Tykkelserne i p i g og kan bestemmes på samme måde. a for en membran af multikomponent-typen kan således beregnes ud fra formlerne 1 og 4 under anvendelse af værdierne for pT a, f I 2, Px, Py, A-j_, Ag og A^, som kan etableres. Separationsfaktoren (oc^) kan også bestemmes på lignende måde på basis af formlerne 1 og 2.The permeability constants, Ρχ and Py, are measurable properties — of materials. The surface area A ^ can be established by the configuration and size of the multicomponent-type membrane, and the surface areas Ag and A ^ can be determined, or boundaries can be established using conventional scanning microscopy in combination with methods based on measurements. of gas flow through the porous separation membrane. The thicknesses of p in g and can be determined in the same way. a for a multicomponent type membrane can thus be calculated from formulas 1 and 4 using the values of pT a, f I 2, Px, Py, A-j_, Ag and A ^ which can be established. The separation factor (oc ^) can also be similarly determined on the basis of formulas 1 and 2.

Den matematiske model kan være gavnlig ved udvikling af fordelagtige membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen. Da separationen af i det mindste en gas i en gasformig blanding fra i det mindste en resterende gas i væsentligt omfang er påvirket af den porøse separationsmembran i særligt fordelagtige membraner af multikomponenttypen, kan man f.eks. udvælge et materiale til den porøse separationsmembran på basis af dens bestemte indre separationsfaktor for disse gasser samt dens fysiske og kemiske egenskaber, såsom styrke, sejg-hed, holdbarhed, kemisk resistens og lignende. Materialet kan derpå omdannes til en porøs membran under anvendelse af enhver passende teknik. Den porøse separationsmembran kan som ovenfor angivet karakteriseres ved skanderende elektronmikroskopi, fortrinsvis i kombination med målinger af. gasstrømning, som beskrevet af H. Yasuda et al, Journal of Applied Science, bind 18,' p. 805-819 (1974).The mathematical model can be beneficial in developing advantageous multi-component type membranes of the invention. Since the separation of at least one gas in a gaseous mixture from at least one residual gas is substantially influenced by the porous separation membrane in particularly advantageous multicomponent type membranes, e.g. selecting a material for the porous separation membrane on the basis of its particular internal separation factor for these gases as well as its physical and chemical properties such as strength, toughness, durability, chemical resistance and the like. The material can then be transformed into a porous membrane using any suitable technique. The porous separation membrane, as indicated above, can be characterized by scanning electron microscopy, preferably in combination with measurements of. gas flow, as described by H. Yasuda et al., Journal of Applied Science, Vol. 18, pp. 805-819 (1974).

47 14873547 148735

Den porøse separationsmembran kan af hensyn til modellen repræsenteres som to modstande mod gasstrømning i parallel-forbindelse, de faste dele 2 og porerne 3. Modstanden af porerne, R^, afhænger af den gennemsnitlige størrelse af porerne, der bestemmer, om gasstrømmen gennem porerne vil være en laminar strømning eller en Knudsen diffus strømning (som f.eks. diskuteret i Hwang et al., ovenfor citeret, og af antallet af porer. Da diffusionshastighederne for gasser gennem åbne porer er meget større end gennem faste materialer, er den beregnede modstand mod gasstrømning af porerne, R^, sædvanligvis betydeligt mindre end den beregnede modstand af de faste dele, R2, af den porøse separationsmembran, selv når det totale poretværsnitsareal er meget mindre end det totale overfladeareal af de faste dele.For the sake of the model, the porous separation membrane can be represented as two resistors of gas flow in parallel, the solid parts 2 and the pores 3. The resistance of the pores, R 2, depends on the average size of the pores which determines whether the gas flow through the pores will be a laminar flow or a Knudsen diffuse flow (as discussed, for example, in Hwang et al., cited above, and by the number of pores. Since the diffusion rates of gases through open pores are much greater than through solid materials, the calculated resistance is against gas flow of the pores, R 2 is usually considerably less than the calculated resistance of the solid parts, R 2, of the porous separation membrane, even when the total pore cross-sectional area is much smaller than the total surface area of the solid parts.

For at frembringe en forøgelse af andelen af strømning af permeat-gas gennem de faste dele 2 hvad angår strømning gennem porerne 3 må modstanden af porerne, R^, forøges i forhold til modstanden af de faste dele, R2. Dette kan i overensstemmelse med denne model gennemføres ved at anordne et materiale X i porerne for at mindske diffusionshastigheden af gasser gennem porerne.In order to increase the proportion of permeate gas flow through the solid parts 2 in terms of flow through the pores 3, the resistance of the pores, R 1, must be increased relative to the resistance of the solid parts, R 2. This can be accomplished in accordance with this model by providing a material X in the pores to reduce the rate of diffusion of gases through the pores.

Ved at opnå en bedømmelse af modstanden mod gasstrømning gennem porerne og med kendskab til modstanden mod gasstrømning af materialet af den porøse separationsmembran kan man bedømme den ønskede forøgelse af modstanden mod gasstrømning gennem porerne, som er nødvendig til tilvejebringelse af en membran af multikomponent-typen med en ønsket separationsfaktor. Man kan hensigtsmæssigt, selv om det ikke er nødvendigt, antage, at dybden af materialet af overtrækket i porerne (^) og afstanden (JJ2) for den minimale vandring af gassen gennem materialet af den porøse separationsmembran er den samme. Baseret på et kendskab til permeabilitetskonstanterne af materialet for overtræk kan man derpå udvælge et materiale til overtrækningen til tilvejebringelse af den ønskede modstand. Materialet til overtrækket kan også udvælges med henblik på andre egenskaber, udover forøgelsen af R^, hvilket vil blive beskrevet i det følgende. Hvis materialet til overtrækket også danner et overliggende lag på den porøse separationsmembran som illustreret i fig. 4, kan det reducere strømningen. En sådan situation er beskrevet i henhold til den matematiske model ved hjælp af formel 1. I et sådant tilfælde bør egenskaberne af materialet af overtrækket også være af en sådan art, at strømningen ikke reduceres utilbørligt.By obtaining an assessment of the resistance to gas flow through the pores and knowing the resistance to gas flow of the material of the porous separation membrane, one can judge the desired increase of the resistance to gas flow through the pores which is necessary to provide a multi-component type membrane with a desired separation factor. Conveniently, although not necessary, it can be assumed that the depth of the material of the coating in the pores (afstand) and the distance (JJ 2) for the minimum passage of the gas through the material of the porous separation membrane are the same. Based on a knowledge of the permeability constants of the coating material, a coating material can then be selected to provide the desired resistance. The coating material may also be selected for other properties besides the increase of R 2, as will be described below. If the coating material also forms an overlying layer on the porous separation membrane as illustrated in FIG. 4, it can reduce the flow. Such a situation is described according to the mathematical model using formula 1. In such a case, the properties of the material of the coating should also be such that the flow is not unduly reduced.

48 14873548 148735

Udvælgelsen af et materiale til overtrækket afhænger af dets bestemte indre separationsfaktor i forhold til den bestemte indre separationsfaktor af materialet af den porøse separationsmembran og dets evne til tilvejebringelse af den ønskede modstand i membranen af multikomponent-typen. Materialet af overtrækket skal være i stand til at opnå okkluderende kontakt med den porøse separationsmembran. Baseret på den gennemsnitlige porestørrelse af den porøse separationsmembran kan man udvælge materialer til overtrækningen med passende molekyl-størrelse. Hvis den molekylære størrelse af overtrækket er for stor, eller hvis overtræksmaterialet slår bro over porerne ved overfladen, fremgår det af modellen, at modstanden af porerne, R^, ikke ville forøges i forhold til modstanden, R2, af de faste dele af den porøse separationsmembran, og i et sådant tilfælde ville den andel af gasser, der vandrer gennem de faste dele 2 i forhold til gasser, der diffunderer gennem porerne, ikke forøges i sammenligning med andelen i den porøse separationsmembran alene. Hvis på den anden side mole-kylstørrelsen af materialet af overtrækket er for lille, kan det trækkes gennem porerne under overtrækning og/eller separationsdrift.The selection of a material for the coating depends on its particular internal separation factor relative to the particular internal separation factor of the material of the porous separation membrane and its ability to provide the desired resistance in the multicomponent type membrane. The material of the coating must be capable of making occlusive contact with the porous separation membrane. Based on the average pore size of the porous separation membrane, materials can be selected for the appropriate molecular size coating. If the molecular size of the coating is too large, or if the coating material bridges the pores at the surface, it is evident from the model that the resistance of the pores, R 2, would not increase relative to the resistance, R 2, of the solid portions of the porous. separation membrane, and in such a case, the proportion of gases passing through the solid portions 2 relative to gases diffusing through the pores would not be increased in comparison with the proportion of the porous separation membrane alone. On the other hand, if the molecular size of the material of the coating is too small, it can be drawn through the pores during coating and / or separation operation.

Overtrækket foreligger hyppigt i form af et overliggende lag 1 (se den afbildede model på fig. 4) udover materialet af overtrækket, som træder ind i porerne. I disse tilfælde repræsenterer det overliggende lag 1 en modstand overfor gasstrømning, R^, der er serieforbundet med de kombinerede modstande af den porøse separationsmembran. Når denne situation foreligger, bør materialet af overtrækket med fordel udvælges sådan, at det overliggende lag i membranen af multikomponent-typen ikke vil frembyde for stor en modstand mod gas-strømning (mens overtrækket stadig tilvejebringer tilstrækkelig modstand i porerne), for at den porøse separationsmembran i væsentlig grad påvirker separationen af i det mindste et par af gasser i den gasformede blanding. Dette kan f.eks. gennemføres ved at tilvejebringe et materiale til overtrækket, som udviser høje permeabilitets-konstanter for gasser og lav selektivitet.The coating is frequently in the form of an overlying layer 1 (see the model depicted in Figure 4) in addition to the material of the coating which enters the pores. In these cases, the overlying layer 1 represents a resistance to gas flow, R 1, connected in series with the combined resistances of the porous separation membrane. When this situation exists, the material of the coating should advantageously be selected such that the overlying layer of the multi-component membrane will not present too much resistance to gas flow (while the coating still provides sufficient resistance in the pores) so that the porous separation membrane substantially affects the separation of at least a few gases in the gaseous mixture. This can be done, for example. is accomplished by providing a coating material which exhibits high permeability constants for gases and low selectivity.

Tykkelsen af det overliggende lag, repræsenteret ved modellen, kan også have en vis indflydelse på den strømning og selektivitet, der frembyde s af membranen af multikomponent-typen, fordi modstanden (RT) af det overliggende lag 1 er en funktion af dets tykkelseThe thickness of the overlay represented by the model may also have some influence on the flow and selectivity of the multi-component membrane type s, because the resistance (RT) of the overlay 1 is a function of its thickness

KK

148735 49148735 49

Hvis et passende materiale X og et materiale Y er udvalgt, kan man modellere forskellige konfigurationer af membraner af multikomponenttypen omfattende disse materialer, under anvendelse af formlerne 1, 2 og 4. Information, der f.eks. omfatter mere ønskværdige forhold mellem totalt poretværsnitsareal (A^) for den porøse separationsmembran og mere ønskværdige tykkelser for det separerende lag af den porøse separationsmembran, kan fremkomme som resultat af denne matematiske modellering. Denne information kan f.eks. være anvendelig til bestemmelse af metoder til fremstilling af de porøse separationsmembraner med ønskværdige arealforhold, A^/(A2 + A^), og ønsk-vcsrdi.ge separationstykk'elser sant ønskværdige tykkelser JL^ af det overliggende lag. I tilfælde af porøse separationsmembraner af aniso-trope, hule fibre kan dette gennemføres ved passende valg af spinde-betingelser og/eller efterbehandlingsbetingelser.If a suitable material X and material Y are selected, various configurations of multi-component type membranes comprising these materials can be modeled using formulas 1, 2 and 4. Information which e.g. comprising more desirable ratios of total pore cross-sectional area (λ) for the porous separation membrane and more desirable thicknesses for the separating layer of the porous separation membrane may result from this mathematical modeling. This information can, e.g. may be useful in determining methods for preparing the porous separation membranes having desirable area ratios, A 2 / (A 2 + A 2), and desirable separation thicknesses of desirable thicknesses J L 2 of the overlying layer. In the case of porous separation membranes of anisotropic hollow fibers, this can be accomplished by appropriate selection of spinning conditions and / or finishing conditions.

Den ovenfor angivne diskussion er illustrerende for den måde, hvorpå forskellige konfigurationer af membraner af multikomponent-typen kan modelleres ad matematisk vej. Man har diskuteret adskillige metoder til hvad angår i det mindste et par af gasser at variere de relative modstande af det overliggende lag 1, de faste dele 2 og porerne 3 af den porøse separationsmembran til tilvejebringelse af fordelagtige membraner af multikomponent-typen, som udviser høj strømning og høj selektivitet for mindst et par af gasser.The above discussion is illustrative of the way in which various multi-component membrane configurations can be mathematically modeled. Several methods have been discussed in respect of at least one pair of gases to vary the relative resistances of the overlying layer 1, the solid portions 2 and the pores 3 of the porous separation membrane to provide high multicomponent advantageous membranes exhibiting high flow and high selectivity for at least a couple of gases.

I det følgende angives den matematiske afledning, som i kombination med formlerne 3 og 4 vil føre frem til formel 1.The following is the mathematical derivation which, in combination with formulas 3 and 4, will lead to formula 1.

På basis af den kendte Ohm’s lov om elektriske modstande kan man udlede et matematisk udtryk for den totale modstand, Rp, af det elektriske kredsløb, der er illustreret på fig. 5.Based on the known Ohm's law of electrical resistances, a mathematical expression of the total resistance, Rp, of the electrical circuit illustrated in FIG. 5th

5) Hr = R]. + r23 = R1 + ϊφίζ hvor R2^ er den kombinerede modstand af R2 og R^ i parallel og lig det sidste udtryk i formel 5.5) Hr = R]. + r23 = R1 + ϊφίζ where R2 ^ is the combined resistance of R2 and R ^ in parallel and equal to the last expression of formula 5.

Ved en analogibetragtning ses det, at den ovenfor beskrevne matematiske model gør brug af den samme matematiske formel til at udtrykke den totale modstand mod strømning af en given gas for en membran af multikomponent-typen, som vist på overdreven måde ved den afbil- 50 148736 dede model på fig. 4. Modstanden, R2^, repræsenterer den kombinerede modstand af begge dele af den porøse separationsmodel, de faste dele 2 og porerne 3 fyldt med materiale X. Hvis overtrækket ikke er tilvejebragt som et i det væsentlige kontinuerligt overliggende lag 1, men kun som materiale X, der træder ind i porerne 3, en situation, der er illustreret på den afbildede model på fig. 3» er modstanden af det overliggende lag lig nul, og udtrykket udgår fra formel 5 og alle påfølgende formler, der er afledet af formel 5·By analogy, it is seen that the mathematical model described above uses the same mathematical formula to express the total resistance to flow of a given gas for a multicomponent-type membrane, as shown in excessive fashion by the image shown in FIG. This model of FIG. 4. The resistance, R 2, represents the combined resistance of both parts of the porous separation model, the solid parts 2 and the pores 3 filled with material X. If the coating is not provided as a substantially continuous overlying layer 1, but only as a material. X entering the pores 3, a situation illustrated by the model depicted in FIG. 3, the resistance of the overlying layer is zero and the term is based on formula 5 and all subsequent formulas derived from formula 5 ·

Den totale strømning af en given gas a gennem membranen af multikomponent-typen er ækvivalent med strømmen ved elektrisk strømning og er i den stationære tilstand angivet ved formel 6.The total flow of a given gas a through the multicomponent type membrane is equivalent to the flow by electric flow and is in the stationary state indicated by formula 6.

6) QT,a = Ql,a = Q23,a - Hvor Q-, _ er strømmen af gas a gennem det overliggende lag 1, og x j a ®23 a er ^en kombinerede strøm af gas a gennem både de faste dele 2 og porer 3 (fyldt med materiale X) af den porøse separationsmembran.6) QT, a = Q1, a = Q23, a - Where Q-, _ is the flow of gas a through the overlying layer 1, and xja ®23 a is ^ a combined flow of gas a through both the solid parts 2 and pores 3 (filled with material X) of the porous separation membrane.

Q23,a = °2,a + Q3,aQ23, a = ° 2, a + Q3, a

Det totale partialtryk for gas a over membranen af multikomponenttypen er summen af partialtrykfaldene over det overliggende lag 1, 4p a> og partialtrykfaldet over de faste dele 2 og de fyldte porer 3 af den porøse separationsmembran er '2, ό f 9.The total partial pressure of gas a over the multi-component type membrane is the sum of the partial pressure drops over the overlying layer 1, 4p a> and the partial pressure drop over the solid parts 2 and the filled pores 3 of the porous separation membrane is' 2, ό f 9.

8) ώρτ,5. =*Pl,a :^23,38) ώρτ, 5. = * Pl, a: ^ 23.3

Strømmen af gas a gennem hver del af membranen af multikomponenttypen kan udtrykkes ved formel 3 under anvendelse af de modstande og partialtrykfald, der er specifikke for hver del.The flow of gas a through each part of the multi-component type membrane can be expressed by formula 3 using the resistances and partial pressure drops specific to each part.

9) Q-, = Åpl,a 1,a R, l,a 10) Q„, _ = 4p23,a _ 4p23,a (E2,a *R3,a ' E23,a= E2.a E3,a 148735 519) Q-, = Åpl, a 1, a R, l, a 10) Q ', _ = 4p23, a _ 4p23, a (E2, a * R3, a' E23, a = E2.a E3, a 148735 51

Ud fra formlerae 6, 8, 9 og 10 kan man udlede et udtryk for £p23f a i afhængighed af modstandene og det totale partialtrykfald.From formulas 6, 8, 9 and 10, one can deduce an expression of δ p23f a depending on the resistances and the total partial pressure drop.

r -i -1 % a (R2 a + ^ a^ «23,. **.. 1 + Ί Ί hr -i -1% a (R2 a + ^ a ^ «23,. ** .. 1 + Ί Ί h

L 2,a R3,a JL 2, and R 3, and J

Ved at kombinere formel 11 med formlerne 6 og 10 fremkommer formel 1.By combining Formula 11 with Formulas 6 and 10, Formula 1 is obtained.

I overensstemmelse med denne opfindelse er et overtræk i okkluderende kontakt med den porøse separationsmembran til tilvejebringelse af en membran af multikomponent-typen. Denne matematiske model, der er udviklet til forklaring af de fænomener, der udvises af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen, involverer, at porerne 3 i den porøse separationsmembran indeholder materiale X. Modstanden mod gasstrømning, R^, af de porer, der indeholder materialet X, er meget større end modstanden mod gasstrømning af porer, der ikke er fyldt med materiale X, fordi permeabiliteten for gasser af ethvert materiale er meget mindre end permeabiliteten af en åben strømningskanal. Som følge deraf er R^ forøget i membranen af multikomponent-typen, og hvad angår formel 10 skal det anføres, at bliver mere betydningsfuld hvad angår påvirkningen af R23 . Da Rj er forøget i forhold til R£ i membranen af multikomponent-typen, passerer en forøget andel af gas gennem de faste dele af den porøse separationsmembran i sammenligning med passagen gennem porerne 3 fyldt med materiale X i forhold til den andel, der passerer gennem den porøse separationsmembran alene. Som følge deraf forøges separationsfaktoren af i det mindste et par af gasser i membranen af multikomponenttypen ved interaktion med materialet Y, i sammenligning med separationsfaktoren i den porøse separationsmembran alene.In accordance with this invention, a coating is in occlusive contact with the porous separation membrane to provide a multi-component type membrane. This mathematical model, developed to explain the phenomena exhibited by the multi-component type membranes of the invention, involves the pores 3 of the porous separation membrane containing material X. The resistance to gas flow, R 1, of the pores containing material X, is much greater than the resistance to gas flow of pores not filled with material X because the permeability of gases of any material is much less than the permeability of an open flow channel. As a result, R 1 is increased in the multicomponent-type membrane, and as far as formula 10 is concerned, it should be stated that it becomes more significant in terms of the influence of R 23. As R 2 is increased relative to R 2 in the multi-component type membrane, an increased proportion of gas passes through the solid portions of the porous separation membrane as compared to passage through the pores 3 filled with material X relative to the proportion passing through the porous separation membrane alone. As a result, the separation factor of at least a couple of gases in the multi-component type membrane is enhanced by interaction with the material Y, as compared to the separation factor in the porous separation membrane alone.

De følgende eksempler er illustrerende for opfindelsen. Alle dele og procentangivelser af gasser er på volumenbasis, og alle dele og procentangivelser af væsker og faste stoffer er på vægtbasis, med mindre andet er angivet.The following examples are illustrative of the invention. All parts and percentages of gases are by volume, and all parts and percentages of liquids and solids are by weight unless otherwise indicated.

52 148735 EKSEMPEL 1-552 148735 EXAMPLES 1-5

Eksempel 1 til 3 i tabel I repræsenterer membraner af multikomponenttypen omfattende af celluloseacetat bestående porøse separationsmembraner og et overtræk. Eksempel 2 og 3 viser de samme sammensatte membraner af hule fibre, som separerer to forskellige gasblandinger. Det ses i disse to eksempler, at den porøse substratmembran i et vist omfang separerer begge gasblandinger, selv i fravær af et overtræk, men i begge tilfælde er separationsfaktoren meget mindre end den bestemte indre separationsfaktor af celluloseacetaten. I sådanne porøse separationsmembraner passerer de fleste af gasserne gennem porerne, og relativt lidt permeat strømmer gennem celluloseacetaten.Examples 1 to 3 of Table I represent multicomponent type membranes comprising cellulose acetate consisting of porous separation membranes and a coating. Examples 2 and 3 show the same composite hollow fiber membranes separating two different gas mixtures. It is seen in these two examples that the porous substrate membrane to some extent separates both gas mixtures, even in the absence of a coating, but in both cases the separation factor is much smaller than the particular internal separation factor of the cellulose acetate. In such porous separation membranes, most of the gases pass through the pores and relatively little permeate flows through the cellulose acetate.

Efter overtrækning er den separationsfaktor for gasserne, der udvises af membranerne af multikomponent-typen fra eksempel' 2 og 3, større end både den bestemte indre separationsfaktor af overtræksmaterialet og separationsfaktoren af den porøse separationsmembran.After coating, the separation factor of the gases exhibited by the multicomponent-type membranes of Examples 2 and 3 is greater than both the determined internal separation factor of the coating material and the separation factor of the porous separation membrane.

I membranen af multikomponent-typen strømmer der således en større andel af gassen gennem celluloseacetaten i sammenligning med gasstrømmen gennem porerne; som følge deraf er separationsfaktoren af membranen af multikomponent-typen meget tættere ved den bestemte indre separationsfaktor af celleuloseacetat.Thus, in the multicomponent-type membrane, a greater proportion of the gas flows through the cellulose acetate as compared to the gas flow through the pores; as a result, the multi-component membrane separation factor is much closer to the particular cellulose acetate internal separation factor.

Eksempel 1 viser en anden prøve af hule fibre af celluloseacetat, hvor egenskaberne i overtrukket tilstand afviger fra egenskaberne i ikke overtrukket tilstand, og man kan sammenligne med eksempel 2. Skønt den porøse separationsmembran har en større permeabilitet for C>2 og en lavere separationsfaktor, udviser membranen af multikomponent-typen en højere separationsfaktor end hvert af de materialer, der udgøres af overtrækket og den porøse separationsmembran hvert for sig.Example 1 shows another sample of hollow fibers of cellulose acetate, wherein the properties in the coated state differ from those in the non-coated state and can be compared with Example 2. Although the porous separation membrane has a greater permeability for C> 2 and a lower separation factor, For example, the multi-component type membrane exhibits a higher separation factor than each of the materials constituted by the coating and the porous separation membrane separately.

53 148735 ·»53 148735 · »

NN

β £0 Pi Μ -Ο oo HO Ο ri ω ^ η t-A ^ ri Η Μ I L·β £ 0 Pi Μ -Ο oo HO Ο ri ω ^ η t-A ^ ri Η Μ I L ·

?, ., &.S" Bw cm σ> 3 ™ Ο S?,., & .S "Bw cm σ> 3 ™ Ο S

S g " Ug« “ ΐ> æ H x «x ° c g go-μ o cm ftJ ra h o -η tv ^ ^ H d >d W - *“ / Λ o w £ o CM H{ l.H \ ri -μ HP to ' ri B o h bdri Q > o ri ri P.S g "Ug« “ΐ> æ H x« x ° cg go-µ o cm ftJ ra ho -η tv ^^ H d> d W - * “/ Λ ow £ o CM H {lH \ ri -µ HP to 'ri B oh bdri Q> o ri ri P.

•d Φ ·>• d Φ ·>

!>>ra O! >> ra Oh

il β 'v (D ri Pi d ω Η ·όil β 'v (D ri Pi d ω Η · ό

H S o OH S o O

°° H°8 VD VO°° H ° 8 VD VO

|ch >,rill -μ · CM JA H VO OH 03 ri ri C\J ,βΗ pq 'H O *· *> ,_*» v . ‘ Q -p £j .p ;3 CM I^ Η ΙίΛΧ Ά rO &0 0) U <D Η . .Λ ri p S ο-μ -i ^ ri μ ήοή -| ch>, rill -µ · CM JA H VO OH 03 ri ri C \ J, βΗ pq 'H O * · *>, _ * »v. 'Q -p £ j .p; 3 CM I ^ Η ΙίΛΧ Ά rO & 0 0) U <D Η. .Λ ri p S ο-μ -i ^ ri μ ήοή -

o ,ο >d w <f Ho, ο> d w <f H

'— ^ o ri ri so.« ri s HQ w'- ^ o ri ri so. «Ri s HQ w

l·! M OHl ·! M OH

cu > ri ri ri ricu> ri ri ri ri

Jad'd * 'O ri § ftJad'd * 'O ri § ft

>) ri X "O>) ri X "O

,β ft '0 0, β ft '0 0

>> H O O>> H O O

iaO-μ H CM OiaO-µ H CM O

O I ri H VO VDO I ri H VO VD

-μ h W) i t_ -μ ri j>j ri il o o <ΗΦ ί·Η ΙΆ Η 03 Η rifl μ β μ μ cm ia cm o _ 03 HO H ri ri ri <i H O » X *· λ· X . *-µ h W) i t_ -µ ri j> j ri il oo <ΗΦ ί · Η ΙΆ Η 03 Η rifl μ β μ μ cm ia cm o _ 03 HO H ri ri ri <i HO »X * · λ · X. *

Pi SO-μ ri CM CM -Cf LAPi SO-μ ri CM CM -Cf LA

ri s Η O Η H 03 CMri s Η O Η H 03 CM

ri o x) ta - -ri o x) ta - -

CH Λί P ·ή ^ O LA CMCH Λί P · ή ^ O LA CM

ri - μ i>a O Xri - µ i> a O X

ri -μ ri HQ ta ri η - μ oh faO ri o Q J> ~ ' b>) g ϋ ri ri E? ri ri ri a O Ή o -Τ' ^ Pi ^ Pi ri ^ri -µ ri HQ ta ri η - μ oh faO ri o Q J> ~ 'b>) g ϋ ri ri E? ri ri ri a O Ή o -Τ '^ Pi ^ Pi ri ^

ri ω O hn O !>> O >d COri ω O hn O!>> O> d CO

CH O μο CM O H O +5 CM ri o ri ri. η S c „ W t, j!> i. jj ® ^ LiCH O μο CM O H O +5 CM ri o ri ri. η S c „W t, j!> i. jj ® ^ Li

(U ri (iiri -riHriH. H(U ri (iiri -riHriH. H

dri.H ]jririririririririri^ri H Bh wri> riri ro > ri 1> ω ω g >dri.H] jiriririririririri ^ ri H Bh wri> riri ro> ri 1> ω ω g>

OriO QjOOriHriOriOriHdjOOriO QjOOriHriOriOriHdjO

jj n O h\ β Η μ O OH +j H S ^ ^CMSPSCMftCMftricjPljj n O h \ β Η μ O OH + j H S ^^ CMSPSCMftCMftricjPl

h S μ i s«S S , S S S W I 1 Kh S µ i s «S S, S S S W I 1 K

3 S ri OriH SCMS o O CM HD3 S ri OriH SCMS o O CM HD

oe ro S hm ri ωο ω ri ri X ri ri ϋθ r ri ri cd S ri -d ri nt β ω β o ri HOri ri'-' i?o<d ω φ o ri ri hoho ομΗμμπ μ μ μ η fldd -d ft ri Η Η ΗΒ Η ,Μ Η Η ,¾ Η ΗΒ Β ,¾ Η 5 s S ο w ομο μμ μΐ ® βββ ρ μ μ,Β φ mmS-i · μ μ Β BriBSH S *Η S ri ri *Ηoe ro S hm ri ωο ω ri ri X ri ri ϋθ r ri ri cd S ri -d ri nt β ω β o ri HOri ri'- 'i? o <d ω φ o ri ri hoho ομΗμμπ μ μ μ η fldd -d ft ri Η Η ΗΒ Η, Μ Η Η, ¾ Η ΗΒ Β, ¾ Η 5 s S ο w ομο μμ μΐ ® βββ ρ μ μ, Β φ mmS-i · μ μ Β BriBSH S * Η S ri ri * Η

CbSox) jL, ri ta ra BricMriμ ri w w b cm μ o w cmCbSox) jL, ri ta ra BricMriµ ri w w b cm µ o w cm

d S B B SBS BH Ββ^μβ^μ·Η BSSd S B B SBS BH Ββ ^ μβ ^ μ · Η BSS

o ta W) W) ta p, ptH PtO bo BH rio . Η ρβ Ai ri ri ri H ri H ri H ri Η Μ H rio to W) W) to p, ptH PtO above BH rio. Η ρβ Ai ri ri ri H ri H ri H ri Η Μ H ri

η ωΐ s μ μ «θ “·£ S+? 2? 9θ 9¾ Sη ωΐ s μ μ «θ“ · £ S +? 2? 9θ 9¾ S

Q, ri ri ri ri ri > B B>BB>BBHB>Q, ri ri ri ri ri> B B> BB> BBHB>

H & μ μ S m μ ri O ωο rario ririo riri PriOH & μ μ S m μ ri O ωο rario ririo riri PriO

B § ri ri μ H ri ri SSSB.ÆB ÆSHBB § ri ri μ H ri ri SSSB.ÆB ÆSHB

6 to ri ri H ri ΦΤΙ B ri fi riftB SftW Sh H6 to ri ri H ri ΦΤΙ B ri fi riftB SftW Sh H

d v > s.Hri>riOOriOriOririOririririOd v> s.Hri> riOOriOriOririOririririO

Η H O o Eh PQ OH'—' ft ft Q ttlw S P. UΗ H O o Eh PQ OH'— 'ft ft Q ttlw S P. U

54 148735 (a) permeabiliteten af membranen for en given gas er den gasmængde (udtrykt som cnr5 under normal temperatur og tryk), der passerer gen- 2 nem membranen per cm overfladeareal per sekund for et partialtrykfald af 1 cm Hg mellem indgangs- og udgangssiden af membranen per tykkelsesenhed (permeabilitetsenhed = cm^/cm^-sek.-cm Hg).(A) the permeability of the membrane for a given gas is the amount of gas (expressed as cnr 5 under normal temperature and pressure) passing through the membrane per cm surface area per second for a partial pressure drop of 1 cm Hg between the inlet and outlet side of the membrane per unit thickness (permeability unit = cm 2 / cm 2 sec-cm Hg).

(b) celluloseacetat (substitutionsgrad ca. 2,5) rekvireret fra Eastman Kodak og spundet i henhold til OSW Final Report No. 14-30-3066, "Development of High Flux Hollow Reverse Osmosis for Brackish Water Softening (1973)". Fiberen fra eksempel 2 er efterbehandlet i varmt vand.(b) cellulose acetate (degree of substitution about 2.5) obtained from Eastman Kodak and spun according to OSW Final Report No. 14-30-3066, "Development of High Flux Hollow Reverse Osmosis for Brackish Water Softening (1973)". The fiber of Example 2 is post-treated in hot water.

(c) alle overtræk er flydende, når de påføres, og bliver ikke yderligere hærdet, polymeriseret eller tværbundet efter overtrækning.(c) all coatings are liquid when applied and are not further cured, polymerized or crosslinked after coating.

(d) nøglen til overtræksmetodeme er opført (tabel XVI) efter eksemplerne.(d) the key of the coating methods is listed (Table XVI) following the examples.

(e) separationsfaktoren af en membran for et par af gasser er defineret som permeabiliteten af membranen for en første gas divideret med permeabiliteten for en anden gas i gasparret.(e) the separation factor of a membrane for a pair of gases is defined as the permeability of the membrane for a first gas divided by the permeability of a second gas in the gas pair.

EKSEMPEL 4-10EXAMPLES 4-10

Eksempel 4 til 10 illustrerer forskellige flydende overtræk på porøse separationsmembraner af hule polysulfonfibre med henblik på selektiv separation af oxygen fra luft, og de er præsenteret i tabel II.Examples 4 to 10 illustrate various liquid coatings on porous separation membranes of hollow polysulfone fibers for the selective separation of oxygen from air, and they are presented in Table II.

De porøse separationsmembraner separerer ikke oxygen fra nitrogen.The porous separation membranes do not separate oxygen from nitrogen.

De anvendte overtræksmaterialer er repræsentative for højmolekylære organiske materialer og siliconevæsker, der har damptryk, der er tilstrækkeligt lave til, at de ikke let vil fordampe fra den overtrukne overflade, og som har separationsfaktorer for oxygen over nitrogen, der generelt er under ca. 2,5. Molekylstørrelserne af overtrækkene er tilstrækkeligt små til tilvejebringelse af okkluderende kontakt med den porøse separationsmembram, men de er ikke extremt små, således at overtrsksmaterialet kan passere gennem porerne under overtræknings- og/eller separationsbetingelser. De iagttagne separationsfaktorer for membranerne af multikomponent-typen er større end hver af separationsfaktorerne for den porøse separationsmembran (1,0 i alle eksempler) og overtræksmaterialet (2,5 eller mindre for overtræksmaterialerne i eksemplerne).The coating materials used are representative of high molecular weight organic materials and silicone liquids having vapor pressures sufficiently low to not readily evaporate from the coated surface, and having oxygen separating factors over nitrogen which are generally below ca. 2.5. The molecular sizes of the coatings are sufficiently small to provide occlusive contact with the porous separation membrane, but they are not extremely small so that the coating material can pass through the pores under coating and / or separation conditions. The observed separation factors for the multicomponent type membranes are greater than each of the separation factors for the porous separation membrane (1.0 in all examples) and the coating material (2.5 or less for the coating materials in the examples).

d 55 ιη , . h a 148735d 55 ιη ,. h a 148735

rj I rrt VO IP l(Drj I rrt VO IP l (D

I I H P Q) Φ · Η HI I H P Q) Φ · Η H

p p S) O O ffi ^ d t\l ii rl >5010 Η H β ,β O p Φ Φ Pi -p a fl'-N o oo -¾ -p φ · a 8p p S) O O ffi ^ d t \ l ii rl> 5010 Η H β, β O p Φ Φ Pi -p a fl'-N o oo -¾ -p φ · a 8

ο ω £>,0(7* X *· ·» Xο ω £>, 0 (7 * X * · · »X

r! · oq H <t P d 3 (ί ϋ η ft ®r! · And H <t P d 3 (ί ϋ η ft ®

rH O +5 CM LA tA *M 0) *H Η O 0) HrH O +5 CM LA tA * M 0) * H Η O 0) H

o p) to ·. *> HhoraPHPiho°td n,Ciffl || θ\ CVJ 3 Η β Φ H hD 8o p) to ·. *> HhoraPHPiho ° td n, Ciffl || θ \ CVJ 3 Η β Φ H hD 8

w M H O -P +> H Hw M H O -P +> H H

VO >> P H (0 HPVO >> P H (0 HP

I Η Φ -P 8 -P P 0) id, <1- ΟΟΗ(ΰΦΗΦΡΌ 'o ° “1 0-H fth5i1 « σνΛο < «rt H ·* o« s 8 ,.1 β* »cd P CM X jWcu§Sm« Λ-; g_i ·Η *H Η H (D ΛI Η Φ -P 8 -PP 0) id, <1- ΟΟΗ (ΰΦΗΦΡΌ 'o ° “1 0-H fth5i1« σνΛο <«rt H · * o« s 8, .1 β * »cd P CM X jWcu §Sm «Λ-; g_i · Η * H Η H (D Λ

0,¾ æwH-. <t· VO p H cd f> o P O0, ¾ æwH-. <t · VO p H cd f> o P O

C p tj I I Φ p cd P Η O *C p tj I I Φ p cd P Η O *

jjp I S O O J> Q) p Φ -P VOjjp I S O O J> Q) p Φ -P VO

| P tops Η H ’tn ^ rt ? η n rt jj ill β φ & hQ Η β P Ο O CO · β > 3 PH * Ο Η X S H ^ o a <H g <D 0 H ftO - *· ™ ,Ο Η -P Φ 2° β 00 d O Pi <! <M H <r H "IS ^ ^ * s .| P tops Η H 'tn ^ rt? η n rt jj ill β φ & hQ Η β P Ο O CO · β> 3 PH * Ο Η XSH ^ oa <H g <D 0 H ftO - * · ™, Ο Η -P Φ 2 ° β 00 d O Pi <! <M H <r H "IS ^ ^ * s.

no) 3CQ{R *· · ΡΦθΦβΡΟΡ &h ft ΟΛ vo ω ^ ΐ! ,2 2 7l ω d d rn q. W ό pH Ή .no) 3CQ {R * · · ΡΦθΦβΡΟΡ & h ft ΟΛ vo ω ^ ΐ! , 2 2 7l ω d d rn q. W ό pH Ή.

oS P f 61) Ή| β M el floS P f 61) Ή | β M el fl

v< · Td IQ) 0)0 V~J’ Ο Η Η ft Ov <· Td IQ) 0) 0 V ~ J 'Ο Η Η ft O

h % M*as <1· ΙΛ 'g Jj ^ Jh% M * if <1 · ΙΛ 'g Jj ^ J

.p r-ι rJH3?i I I ' Ή P1 H.p r-ι rJH3? i I I 'Ή P1 H

L IP HIaSdH Ο O SWHcd-P-POPL IP HIaSdH Ο O SWHcd-P-POP

q ^ d φο Η h Q) ft φ g 03 ωq ^ d φο Η h Q) ft φ g 03 ω

Sts ΡΌβΡι o o i) ρ η (i ti a !>> *, 0 ^ Sfe8£ ° * H -i * é'SJS't.a.Sti >s »ja? ® °. .3 t B " <3 1 Ή ? fe £ Sé-» a H H ^®^SsS-rHo 2 h M B -ϋ'ϋΌωοοω'Ρ S g i· © s β p h -p ,Sts ΡΌβΡι ooi) ρ η (i ti a! >> *, 0 ^ Sfe8 £ ° * H -i * é'SJS't.a.Sti> s »yes? ® ° .3 t B" <3 1 Ή? Fe £ Sé- »a HH ^ ® ^ SsS-rHo 2 h MB -ϋ'ϋΌωοοω'Ρ S gi · © s β ph -p,

L Cl) ijOH O -d" vo 8 ft Ο Η Ο H S CML Cl) ijOH O -d „vo 8 ft Ο Η Ο H S CM

n >1 SVp I I ofrt tQ +) 0) s Ί rH .¾ o o ho β 0) ,¾ H -P ^n> 1 SVp I I ofrt tQ +) 0) s Ί rH .¾ o o ho β 0), ¾ H -P ^

So dmra Η Η o ^ -P i (D ® ΛΙ S & B,§ i o <r * tii s sh a φ o ” O ftrl x *. * X ·- d ^ ® 3 rQ r d -. Ή vO 0'w/ i>> <t| H -d" O 0) -P β Φ ft g ns w -d- σ* ο .¾ · ra o ra p oSo dmra Η Η o ^ -P i (D ® ΛΙ S&B, § io <r * tii s sh a φ o ”O ftrl x *. * X · - d ^ ® 3 rQ rd -. Ή vO 0 ' w / i >> <t | H -d "O 0) -P β Φ ft g ns w -d- σ * ο .¾ · ra o ra po

d SH-Ρβ * v tAWh0 Φ Η H 0) *Hd SH-Ρβ * v tAWh0 Φ Η H 0) * H

0:¾ So «3 c- <1·0: ¾ So «3 c- <1 ·

Φ Φ QOi a X I f> H ra ti ·Η PΦ Φ QOi a X I f> H ra ti · Η P

So fi w a (Ρ^βΦΡβ>ο ™ to- p S ti a η ti -p 4jp <i- vo ·> Φ 8 ft rQ β Λ d i I φ P +) Φ P to 3 ‘ 1 g ο ο -ΰ^+3(θωοΦ«ΗSo fi wa (Ρ ^ βΦΡβ> ο ™ to- p S ti a η ti -p 4jp <i- vo ·> Φ 8 ft rQ β Λ di I φ P +) Φ P to 3 '1 g ο ο -ΰ ^ + 3 (θωοΦ 'Η

Hg ο Η Η -Η ffl Ρ - «Μ -d Μ a tb ο ο ορφ-> β 40tn Tj X ^ - χ ΡΡ>ΜΦΗΡΟHg ο Η Η -Η ffl fl - «Μ -dΜa tb ο ορφ-> β 40tn Tj X ^ - χ ΡΡ> ΜΦΗΡΟ

PclACd <ί Η <( ΦΡΟΦΗ ΦΉ go's ΙΑ ΙΑ ΟφίΦΟβ-Ρ (u Ή Φ * ·» |>ΡΦΦ*>Φ Η +3 Κ Al VO ΡίΟΦ^ΑΡ+ϊΡPclACd <ί Η <(ΦΡΟΦΗ ΦΉ go's ΙΑ ΙΑ ΟφίΦΟβ-Ρ (u Ή Φ * · »|> ΡΦΦ *> Φ Η +3 Κ Al VO ΡίΟΦ ^ ΑΡ + ϊΡ

Ljtd Ο +5 β β Φ Cd Πρ ·ηφ'η3η+)ΡΡ( ιΰ βHΦΦcdΦΦ cd ft DHP>ftPfra· S <B II νΰΡ>Φ3ΦΡ3 ch« 5·Η ^φΤ)Φ+)ΟΦΗ 8*2, νο β ^-n η ra +) p, p ηLjtd Ο +5 β β Φ Cd Πρ · ηφ'η3η +) ΡΡ (ιΰ βHΦΦcdΦΦ cd ft DHP> ftPfra · S <B II νΰΡ> Φ3ΦΡ3 ch «5 · Η ^ φΤ) Φ +) ΟΦΗ 8 * 2, νο β ^ -n η ra +) p, p η

CVJ 0) β,β I I O θ| β β H Pi 'O 'HCVJ 0) β, β I I O θ | β β H Pi 'O' H

O ®) Η P O O Η O 'Η'-ρβφΦΗΦβO ®) Η P O O Η O ′ Η′-ρβφΦΗΦβ

a t(H<D H *· ·» H H PSa t (H <D H * · · »H H PS

«Η P j- -H fi-s <j H <|- 3 · P H H ta φΟ ριβ Χ x woæ^ ,·> φ s«Η P j- -H fi-s <j H <| - 3 · P H H ta φΟ ριβ Χ x woæ ^, ·> φ s

P ΡΗΦ r^O^.^ti^PgPP ΡΗΦ r ^ O ^. ^ Ti ^ PgP

to V^X 00 -d· H io ti bo cm Q) Q) S Pto V ^ X 00 -d · H io ti bo cm Q) Q) S P

P^ >.ao - - OlAHS'd.XPPiP ^> .ao - - OlAHS'd.XPPi

φ <0 H O H H O) pl I p H \ 03 -Pφ <0 H O H H O) pl I p H \ 03 -P

is o PH c Ριφφ cvipffira φ øtri ftipm i Q) /·-> h O Φ !> Q)is o PH c Ριφφ cvipffira φ øtri ftipm i Q) / · -> h O Φ!> Q)

f d ^i (d a OIPHM OSf d ^ i {d a OIPHM OS

•Η P +303tna >1 I ^OOPPPS.H• Η P + 303tna> 1 I ^ OOPPPS.H

ΗΛ ti β *-0) O) P'-'H H CO O Φ O βΗΛ ti β * -0) O) P '-' H H CO O Φ O β

Ih β o Q) tn c i cnp •P,P‘>£hho3Q) OP HH U MfdPOrH Η S Φ ρ, -ΰφIh β o Q) tn c i cnp • P, P '> £ hho3Q) OP HH U MfdPOrH Η S Φ ρ, -ΰφ

Cd S t3 '—'•P OW OMC'^S ΦΡΡΙΑΒΡ -HCd S t3 '-' • P OW OMC '^ S ΦΡΡΙΑΒΡ -H

φΟ· φ Cd PS POQ) SG Ηωφφ·>Φ0)'7'^ a OcdP ^CPGrXSGid d) ©^ra cviraHhtJcdφΟ · φ Cd PS POQ) SG Ηωφφ ·> Φ0) '7' ^ a OcdP ^ CPGrXSGid d) © ^ ra cviraHhtJcd

Lp O P Cd (ΟΟιύΓΟΦΟΡνΗΟι ΟΦΗΡ ,¾ H —' Q< φφ · *H ΡΦΡι ΡΛΡΡ3&ΦΦ>Ι β ΡΦ·ΦΦ a aO P·. ΦΡΦ tnocnEPP ti «) æ Λ cd _ · o βο a H CQ GPgGPOHGI ti a ffl O (0 Θ d Ji 03 H Oid Φ ocdJi h idti ^ s >) 8 f! c f,Lp OP Cd (ΟΟιύΓΟΦΟΡνΗΟι ΟΦΗΡ, ¾ H - 'Q <φφ · * H ΡΦΡι ΡΛΡΡ3 & ΦΦ> Ι β ΡΦ · ΦΦ a aO P ·. N tnocnEPP ti «) æ Λ cd _ · o βο a H CQ GPgGPOHGI ti a ffl O (0 Θ d Ji 03 H Oid Φ ocdJi h idti ^ s>) 8 f! c f,

H H^£! ^cj Η Μ H a Η Η Η P β ΦH>P,dpCM‘HH H ^ £! ^ cj Η Μ H a Η Η Η P β ΦH> P, dpCM'H

Η Φ æ æ^iSgp'-'WP^POOQ) S^PS^^S^hn03Η Φ æ æ ^ iSgp '-' WP ^ POOQ) S ^ PS ^^ S ^ hn03

Pc P P cdPro (d<»G id ojrH id S G onpia-dcd ho H a -P ΡΦΟΡΡΒΟΡΒβΦΦΟ 03 S φβ PO03 φ φ p pi ft·0 φ’''. h «lx. a a e a r ‘rfPc P P cdPro (d <»G id ojrH id S G onpia-dcd ho H a -P ΡΦΟΡΡΒΟΡΒβΦΦΟ 03 S φβ PO03 φ φ p pi ft · 0 φ '' '. H« lx. A a e a r' rf

o 03 Φ ©P,8D*CM4JQCN p a o·, tifi HPOWo 03 Φ © P, 8D * CM4JQCN p a o ·, tifi HPOW

£rt id S > (D1« (D (UO (U (DO ιμ (1) ιρ O i!j|(D(D0^H(I) η 6 OOiCdScO— ΜΙΛ'-'ΓΟ&ίϋΛ! EKSEMPEL 11-15 56 148735£ rt id S> (D1 «) D (UO (U (DO ιμ (1) ιρ O i! J |) D (D0 ^ H (I) η 6 OOiCdScO— ΜΙΛ '-' ΓΟ & ίϋΛ! EXAMPLES 11-15 56 148735

Eksempel 11 til 15 illustrerer forskellige overtræk, der enten påføres på de porøse separationsmembraner som væsker og omsættes in situ til dannelse af faste polymere overtræk (eftervulkaniseret) eller påføres som normalt faste polymere, der er opløst i et opløsningsmiddel. Resultaterne er anført i tabel III. I eksemplerne er oxygen beriget fra tilført luft ved hjælp af en membran af multikomponent-typen, og der anvendes mange forskellige behandlede porøse separationsmembraner af hule polysulfon-fibre.Examples 11 to 15 illustrate various coatings which are either applied to the porous separation membranes as liquids and reacted in situ to form solid polymeric coatings (post-vulcanized) or applied as normally solid polymers dissolved in a solvent. The results are listed in Table III. In the examples, oxygen is enriched from supplied air by a multi-component type membrane and many different treated porous separation membranes of hollow polysulfone fibers are used.

148735 57 - -ρ β ίπ ωχ}· i i ·η . . _148735 57 - -ρ β ίπ ωχ} · i i · η. . _

© φ β CO © ·Η g -cT CO© φ β CO © · Η g -cT CO

& > ·Η H ,¾ w a I I&> · Η H, ¾ w a I I

° S-dil-pS) Η Η H° S-dil-pS) Η Η H

I Φ Ο β |> Φ Φ „ 1°» .. u +i t) ia ο © I β β P *· K ' ,«I Φ Ο β |> Φ Φ „1 °» .. u + i t) ia ο © I β β P * · K ', «

d (D H bO-P ω O CM £ΰ IAd (D H bO-P ω O CM £ ΰ IA

φ !h £H © CO O cm o t>- β φ o IhO'H'H v * ο © Qcq ft βΗ H cnφ! h £ H © CO O cm o t> - β φ o IhO'H'H v * ο © Qcq ft βΗ H cn

Pi Ή a β 0 <D ·» χ a ωχτ i i ή <t co h >» β co © ·η a i i -P H ο oPi Ή a β 0 <D · »χ a ωχτ i i ή <t co h>» β co © · η a i i -P H ο o

d s g^d^g, H Hd s g ^ d ^ g, H H

§ ο β £ © φ ια Μ Ο σ\ M§ ο β £ © φ ια Μ Ο σ \ M

ω) <t ο © ι β s p ·> , r> * _ «Η Ο Η bO-P Φ O CM Η Η Ά C7\ © to wo * “ω) <t ο © ι β s p ·>, r> * _ «Η Ο Η bO-P Φ O CM Η Η 7 C7 \ © to wo *“

,Q Ο >ιΟ ·Η·Η CM CO, Q Ο> ιΟ · Η · Η CM CO

β β QCQ p βΗ Φ o 9 3β β QCQ p βΗ Φ o 9 3

Ji © H'-' -4- COJi © H'- '-4- CO

1 1^ ® Φ Ο o aa 0¾ ^ H 0 vo ^1 1 ^ ® Φ Ο o aa 0¾ ^ H 0 vo ^

S IA wo Q CM M ·> *· HS IA wo Q CM M ·> * · H

Φ <Η H !>>© I Λ, H <TΦ <Η H! >> © I Λ, H <T

β id Η Ή IA CM COβ id Η Ή IA CM CO

β Ol *. ·> Λ φ β Ρ<Τ CM VO ΙΑ ω> φ •Ρ β &01Α I I ·Η -ίβ Ol *. ·> Λ φ β Ρ <Τ CM VO ΙΑ ω> φ • Ρ β & 01Α I I · Η -ί

Ή ,Ο β 00 © ·Η g I ‘AΉ, Ο β 00 © · Η g I 'A

Ρ a ΗΗ^ ©g o IΡ a ΗΗ ^ © g o I

ΗΦ βΗ? Η OΗΦ βΗ? Η Oh

a β ti Ρ -Ρ ω) ΙΑ Ο <Τ Η -ρω cm ο β ρ φ φ Η * X ·* τ· ..a β ti Ρ -Ρ ω) ΙΑ Ο <Τ Η -ρω cm ο β ρ φ φ Η * X · * τ · ..

ββ Η Ο Φ I β β CM ^ Η ΙΑ Xββ Η Ο Φ I β β CM ^ Η ΙΑ X

S Ο bO-P Φ Ο C0 .S Ο bO-P Φ Ο C0.

«η·η £ η © © ο *· -i Η -Ρ Ο ί>» Ο ·Η ·Η Η - •ΗΦ βω ΡβΗ Η -Ρ β φ φ ρ ι β φ ·> ·η <η ω ωχτ ι η .«Η · η £ η © © ο * · -i Η -Ρ Ο ί>» Ο · Η · Η Η - • ΗΦ βω ΡβΗ Η -Ρ β φ φ ρ ι β φ ·> · η <η ω ωχτ ι η.

β ω φ ·η -β- >α CM Φ ΉΗ^Ι ω ·η I ι ο ω β Η S ο ο S fi-dd-pl ΙΑ Η Ο CO Η <Ηβ Η Ο β ? Φ 3 Η ·> . . * _> ,, ΦΟ Η Ο © I β Εθ CM Κ Η <Τ Μ Η Ρ bO-P Φ Φ Η Η Η φ £Η ωωβ 00 CM , , β «Η Ο 1>ιΟτΙ Ο ·» ·» Η Η Η Φ Φ flWPfl ο Η Η © Φ Φ φ ω> Ρ Ρ φ φ φ 4Jd 3® Ή I, -Ρ -Ρ -Ρ •η β ·->· ι ω β a © ο , , Η -Ρ © Φ © ,© >> Ρ ·Η·Η·Η □ ^ ι ch β * β a -ρ ^ a η £1 β φφ pOOOflOOICMO Η Η -d| Φ| bq © S HP Η ·Η β Ρ Φ β a -Ρ Ο,Μ . ........β ω φ · η -β-> α CM Φ ΉΗ ^ Ι ω · η I ι ο ω β Η S ο ο S fi-dd-pl ΙΑ Η Ο CO Η <Ηβ Η Ο β? Φ 3 Η ·>. . * _> ,, ΦΟ Η Ο © I β Εθ CM Κ Η <Τ Μ Η Ρ bO-P Φ Φ Η Η Η φ £ Η ωωβ 00 CM,, β «Η Ο 1> ιΟτΙ Ο ·» · »Η Η W Φ Φ flWPfl ο Η Η © Φ Φ φ ω> Ρ Ρ φ φ φ 4Jd 3® Ή I, -Ρ -Ρ -Ρ • η β · -> · ι ω β a © ο,, Η -Ρ © Φ ©, © >> Ρ · Η · Η · Η □ ^ ι ch β * β a -ρ ^ a η £ 1 β φφ pOOOflOOICMO Η Η -d | Φ | bq © S HP Η · Η β Ρ Φ β a −Ρ Ο, Μ. ........

φ bo Ο Φ Φ '-'Ρ Ο β Ο β Η Η Φ Φ Φ a φ·Ηω Φ -Ρ'Η^-Ρ'ΗΦ -Ρ ΦΦ-Ρ-Ρ-Ρ S β ό β φ β χ φ a χ φ β ©η -2-5222 φφ ο φ φ β -ρ φ © © ® ο -ρ Ρ ^ ^ S 5 ίφ above Ο Φ Φ '-'Ρ Ο β Ο β Η Η Φ Φ Φ a φ · Ηω Φ -Ρ'Η ^ -Ρ'ΗΦ -Ρ ΦΦ-Ρ-Ρ-Ρ S β ό β φ β χ φ a χ φ β © η -2-5222 φφ ο φ φ β -ρ φ © © ® ο -ρ Ρ ^^ S 5 ί

ρ -Η . -ρ -ρ β Ο Φ ρ CH^a <Μ^Ρ ©a •P-P'D'O-tJρ -Η. -ρ -ρ β Ο Φ ρ CH ^ a <Μ ^ Ρ © a • P-P'D'O-tJ

β ΦΦ-d-p-p© ω cm© ω cm3 -Ρ ο ο ο β a a β .μ ·η ω β^β ηη'η'η'η η ωω·ΗΦΗ ο ο ο Λ! Η Φ © η- η λ! ,¾ ,¾ ή η © ·η β ·η ·η β ·η η ρ a a a a a η φ 5R SB δ-ρωίΐφβ-ρφ-ρ-ρφ-ρ,οβρι oooooβ ΦΦ-d-p-p © ω cm © ω cm3 -Ρ ο ο ο β a a β .µ · η ω β ^ β ηη'η'η'η η ωω · ΗΦΗ ο ο ο Λ! Φ Φ © η- η λ! , ¾, ¾ ή η © · η β · η · η β · η η ρ a a a a a η φ 5R SB δ-ρωίΐφβ-ρφ-ρ-ρφ-ρ, οβρι ooooo

a S β β g β © β © © > © Φ>Η © © -P CQCQCQCQCQa S β β g β © β © ©> © Φ> Η © © -P CQCQCQCQCQ

H H-P -Ρ -ΡΦΟ ΦΟβ βΟβ β Ο Ρ Φ β IH H-P -Ρ -ΡΦΟ ΦΟβ βΟβ β Ο Ρ Φ β I

φ φβ ββ-pHa ρ£ φ © © a a £ -ρ £i ω φ φφ©-Ρβ, gPCMPPCM β a β Ο? β \* > >>φφφ{ηφφοφφο'ηφφφ © ,Ο Ο -d Φ ΕΗ Η 6 ΟΟ,ΩβΡΦΡοο^-'© CQ'—' φ Ρ a β EKSEMPEL 16-18 58 148735φ φβ ββ-pHa ρ £ φ © © a a £ -ρ £ i ω φ φφ © -Ρβ, gPCMPPCM β and β Ο? β \ *> >> φφφ {ηφφοφφο'ηφφφ © ©, Ο Ο -d Φ ΕΗ Η 6 ΟΟ, ΩβΡΦΡοο ^ - '© CQ'—' φ Ρ a β EXAMPLE 16-18 58 148735

Eksempel 16, 17, og 18 viser, at membranerne af multikomponent-typen, som gør brug af porøse separationsmembraner med hule polysulfonfibre, også på effektiv måde kan separere H2 fra C0/H2 blandinger i henhold til opfindelsen. Separationsfaktoren af den porøse separationsmembran blev ikke målt før overtrækningen for eksempel 16 og 18, men talrige forsøg med lignende porøse separationsmembraner viser, at det kan forventes, at separationsfaktorerne ligger mellem ca. 1,3 og ca. 2,5. Denne forventning verificeres i eksempel 17, hvor separationsfaktoren af den porøse separationsmembran for H2 over CO blev målt til 1,3.Examples 16, 17, and 18 show that the multicomponent-type membranes which use porous separation membranes with hollow polysulfone fibers can also effectively separate H2 from CO / H2 mixtures according to the invention. The separation factor of the porous separation membrane was not measured prior to coating for example 16 and 18, but numerous experiments with similar porous separation membranes show that it can be expected that the separation factors are between ca. 1.3 and approx. 2.5. This expectation is verified in Example 17 where the separation factor of the porous separation membrane for H2 over CO was measured to 1.3.

Disse separationsmembraner udviser således nogen separation af H2 og CO på grund af Knudsen diffusion. Disse eksempler illustrerer anvendelsen af forskellige overtræk, overtræksmetoder, permeabiliteter og separationsfaktorer af separationsmembranerne af multikomponent-typen og af den porøse type ved tilvejebringelsen af membranerne af multikomponent-typen ifølge opfindelsen. Eksempel 14 og 17 og eksempel 15 og 18 gennemføres med den samme membran af multikomponent-typen, og sammenligning mellem disse eksempler viser, at anvendelsen af en membran af multikomponent-typen til en separation eller med en blanding af gasser ikke vil forhindre, at den senere kan fungere med et andet sæt af gasser. Eksemplerne er angivet i tabel IV.Thus, these separation membranes exhibit some separation of H2 and CO due to Knudsen diffusion. These examples illustrate the use of various coatings, coating methods, permeabilities and separation factors of the multicomponent and porous type separation membranes in providing the multicomponent type membranes of the invention. Examples 14 and 17 and Examples 15 and 18 are carried out with the same multi-component type membrane, and comparison between these examples shows that the use of a multi-component type membrane for a separation or with a mixture of gases will not prevent it from later can work with a different set of gases. The examples are given in Table IV.

59 i 148735 S3 Φ59 i 148735 S3 Φ

SS

0 i Οι μ ·Η W wxt s i in o PCOd-H i0 i Οι μ · Η W wxt s i in o PCOd-H i

Μ -Η Ή ^ Η -H OΜ -Η Ή ^ Η -H O

•Η βΗΉ S H• Η βΗΉ S H

PP pp D W S ,,PP pp D W S ,,

Η P Oh? 3 r m MOh P Oh? 3 r m M

p o co o d > p Ho ft *- i Λp o co o d> p Ho ft * - i Λ

s *Η H hDP Φ Φ Η H Os * Η H hDP Φ Φ Η H O

H £H W P ti *\H £ H W P ti * \

«HP O t>> O Φ O VO«HP O t >> O Φ O VO

d ta pcq a ra o U it s Φ O cd ta pcq a ra o U it s Φ O c

c! Q, Pc! Q, P

S o P *H I ^ ρ d ·Η _ · a btsd- d i in Og φ ρ poodH in iS o P * H I ^ ρ d · Η _ · a btsd- d i in And φ ρ poodH in i

S Φ ΉΗ^ΗτΙ I , O HS Φ ΉΗ ^ ΗτΙ I, O H

p pH-Hg m o cm h ♦'h a ro IN Sti D to § ft - H ·>p pH-Hg m o cm h ♦ 'h a ro IN Sti D to § ft - H ·>

Φ d Η O Ρ E> p H OM O-PΦ d Η O Ρ E> p H OM O-P

S i o d ι ρ δ) M tn MS i o d ι ρ δ) M tn M

3 g bop φ φ o\ ®d to φ Φ CO P Cl ΟΛ - ftft boa o >>o φ o in a to pec ft« o o ρ a o λ δ ·η |·ρ .3 g bop φ φ o \ ®d to φ Φ CO P Cl ΟΛ - ftft boa o >> o φ o in a to pec ft «o o ρ a o λ δ · η | · ρ.

5 S «| τρ ί-. « 9 3 δ d -ΐ S3 d ή ·> ο ·Η Η Φ Η in -Η-Ρ ,α ω ι ι Ρ S3 cq^-n in <ι·ο do CM Φ νο -Η Ρ Ρ - I · Η id η Η ο φ m in d *— S '-'ίπ Η Μ ftS3 Ο U >>ft . »® Ο Ο Η Ο <1- Μ , ft Ο KJ * *Η d ft ·η m Φ d Ρ ‘Η h *5 S «| τρ ί-. «9 3 δ d -ΐ S3 d ή ·> ο · Η Η Φ Η in -Η-Ρ, α ω ι ι ι S3 cq ^ -n in <ι · ο do CM Φ νο -Η Ρ Ρ - I · Η id η Η ο φ m in d * - S '-'ίπ Η Μ ftS3 Ο U >> ft. »® Ο Ο Η Ο <1- Μ, ft Ο KJ * * Η d ft · η m Φ d Ρ 'Η h *

Ή d Ρ SΉ d Ρ S

Ρ PΡ P

CM Φ Ή Ο K 10 'Η Η S3 -ΡCM Φ Ή Ο K 10 'Η Η S3 -Ρ

tp φ id a-Htp φ id a-H

Cd tj '"^P Si Η Η Φ p ' O S3 P -P « d Φ I O Φ 8 H ri to φCd tj '"^ P Si Η Η Φ p' O S3 P -P« d Φ I O Φ 8 H ri to φ

S) > to \p Φ Φ Φ Φ HS)> to \ p Φ Φ Φ Φ H

<u 3 p cmo a P p iiod P d oitopft fl d d s<u 3 p cmo a P p iiod P d oitopft fl d d s

φ ·η ρ si v—' a *H Φ P P Pφ · η ρ si v— 'a * H Φ P P P

ρ P Ρ Φ P O d ft Φ Pρ P Ρ Φ P O d ft Φ P

•ΗΦ dr* O Φ 1¾ !>> ·Η·Η Φ• ΗΦ dr * O Φ 1¾! >> · Η · Η Φ

Η P Si O ft * ·Η '-"-Ρ H PPΗ P Si O ft * · Η '- "- Ρ H PP

•HP d p Ρ P CMl Η Η Ρ Φ d• HP d p Ρ P CMl Η Η Ρ Φ d

ii ρ .ΛΉ tHdPH H3P PPii ρ .ΛΉ tHdPH H3P PP

d Φ d d Si OP wp Η Η Φ Φ _odd Φ d d Si OP wp Η Η Φ Φ _od

ωρ φ to ρ p a Φ Φ Φ Ρ Ρ Ρ Pωρ φ to ρ p a Φ Φ Φ Ρ Ρ Ρ P

g φ ti —Φ d 3 Λ, dp -5-599,° S ft o φ oh -ρ φ dvi -ρ ο d d ρ Ρ ή ·> φ S -ρ Siod os vid oft ρ -ρ 5 5 hog φ ti -Φ d 3 Λ, dp -5-599, ° S ft o φ oh -ρ φ dvi -ρ ο d d ρ Ρ ή ·> φ S -ρ Siod us at often ρ -ρ 5 5 ho

ft Ρ ρ Φ Ρ\·Η ptoco pa ρ Ρ DOft Ρ ρ Φ Ρ \ · Η ptoco pa ρ Ρ DO

Ρ a Ρ CMS! ·Η Ρ ρ ρ ·Η Ο ·Η Η «Η <Η WΡ a Ρ CMS! · Η Ρ ρ ρ · Η Ο · Η Η «Η <Η W

ΜΗΚΦΗΟ Od Η Λ! ^ > Η Λ! Λ! . ^Ρ ·Η ·Η ·Η Ρ ·Η Η g g 8 8 Η Φ Η Φ SB SB Ρ d ΡΡ ΡΡ ΡΡ Ο Ο Ο Ο ο> ft ρ paPSddda dr) to to W to ft οΜΗΚΦΗΟ Od Η Λ! ^> Η Λ! Λ! . ^ Ρ Η Η Η Η g Ρ g g g SB SB SB SB SB SB d Ρ ΡΡ ΡΡ> ft> ft ρ paPSddda dr) to W to ft ο

H 8 Ρ PdOtOdPPdPdPH 8 Ρ PdOtOdPPdPdP

φ φ ρ ρ ppp ad dad aa p to Φ OW,MfflPftP.ftP, d ,¾ > > φ d Ρ φ Φ φ'ρ K φ'η d Ρ o Ρ Φφ φ ρ ρ ppp ad dad aa p to Φ OW, MfflPftP.ftP, d, ¾>> φ d Ρ φ Φ φ'ρ K φ'η d Ρ o Ρ Φ

Eh ft O OWPPfttocOdPftd ^ ^ ^—, EKSEMPEL 19-21 60 U8735Eh ft O OWPPfttocOdPftd ^^^ - EXAMPLE 19-21 60 U8735

Eksempel 19, 20 og 21 (tabel V) viser vandringsegenskaber af membraner af multikomponent-typen bestående af forskellige overtræksmaterialer på separationsmembraner af porøse, bule fibre af copoly(sty-ren-acrylonitril) for separation af luft og CO/H^. I hvert eksempel har membranen af multikomponent-typen en højere separationsfaktor end hvert af materialerne overtrækket og den porøse separationsmembran alene. Eksempel 21 viser en porøs separationsmembran, der udviser en separationsfaktor for H£ over CO på 15» før man påfører overtrækket, d.v.s. der er relativt få porer i den porøse separationsmembran, og den gennemsnitlige porediameter kan være lille. En sammenligning mellem eksempel 20 og 21 viser, at membranen af multikomponenttypen fra eksempel 20 har en højere vandringshastighed og en højere separationsfaktor end den porøse separationsmembran i eksempel 21, selv om membranen har en større separationsfaktor end den porøse separationsmembran i eksempel 20. Membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen kan således udvise en større vandringshastighed end en membran med lige så stor eller større separationsfaktor, i det væsentlige bestående af materialet af den porøse separationsmembran.Examples 19, 20 and 21 (Table V) show migration properties of multicomponent-type membranes consisting of various coating materials on porous, bulbous copoly (styrene-acrylonitrile) separation membranes for air and CO / H 2 separation. In each example, the multi-component type membrane has a higher separation factor than each of the materials coated and the porous separation membrane alone. Example 21 shows a porous separation membrane which exhibits a separation factor of H₂ over CO of 15 »before applying the coating, i.e. there are relatively few pores in the porous separation membrane and the average pore diameter may be small. A comparison of Examples 20 and 21 shows that the multicomponent type membrane of Example 20 has a higher migration rate and a higher separation factor than the porous separation membrane of Example 21, although the membrane has a greater separation factor than the porous separation membrane of Example 20. Multi-component membranes Thus, the type of the invention may exhibit a greater rate of migration than a membrane having equal or greater separation factor, consisting essentially of the material of the porous separation membrane.

6161

14873S14873S

Pi O g+1 to ri · Λ <D Ai Ο ·Η α ο ·ϋ crf d ο ή ο φ φο I H d 8 CM dHgPi O g + 1 to ri · Λ <D Ai Ο · Η α ο · ϋ crf d ο ή ο φ φο I H d 8 CM dHg

Η I „ (DO'O'HHΗ I "(DO'O'HH

έ·Ιο" Ο ω » / jSSi Η ωΩ°ω ρρ \ OJ σ\ ο ο μ tS i1 μ d-d 1 ™ 1,ηΐί ™ ® _Γ Η ιη ιη Η 0· Cd Η S s φ . , >1 Η d 5Ρ’Η W Η Μ S d Η Μ φ μ > 'Hr-l d trf d W MH<r " ® -Pti ΐΙΗέ · Ιο "Ο ω" / jSSi Η ωΩ ° ω ρρ \ OJ σ \ ο ο μ tS i1 μ dd 1 ™ 1, ηΐί ™ ® _Γ Η ιη ιη Η 0 · Cd Η S s φ.,> 1 Η d 5Ρ'Η W Η Μ S d Η Μ φ µ> 'Hr-l d trf d W MH <r "® -Pti ΐΙΗ

crf ο 'r'^’dS „ μ ο) ωηeRHcrf ο 'r' ^ 'dS „μ ο) ωηeRH

ft i>,0 £44 \0 ίΛ ρ 3 trf <Dft i>, 0 £ 44 \ 0 ίΛ ρ 3 trf <D

H o HH S ω * r* d δ end d ftwo> μ ^ομ>·ηH o HH S ω * r * d δ than d ftwo> μ ^ ομ> · η

Sn-I <H d 3 H CM 8 H to i erf o ?? “ P O ,¾ ^Htito S Φ H d M Φ Φ d Φ d ΗδΟΙΙ Od rifl Pi S Η S Φ MS, -μ Φ $,W d d i -η -μ χ ω φ φ φ S3 ΗΰΦ <0 <Η Μ44Η φ & £>d-p S *0 «η co ι 44 μ ρ di5 λ ο η ο ι ι to φ s to p 8 ο μ ο φ pq\cM σ> ο σ\ g ρ to .-ι > crf Φ Φ C\J φ Ο C\J id ·> Η ·«. Η * Ο Φ · HT) Ο &0 8 9¾¾ ^ Η w ^ fM Μ °·ΗΜμΗΡΡ44Sn-I <H d 3 H CM 8 H two in erf o ?? “PO, ¾ ^ Htito S Φ H d M Φ Φ d Φ d ΗδΟΙΙ Od rifl Pi S Η S Φ MS, -µ Φ $, W ddi -η -μ χ ω φ φ φ S3 ΗΰΦ <0 <Η Μ44Η φ & £> dp S * 0 «η co ι 44 μ ρ di5 λ ο η ο ι ι to φ s to p 8 ο μ φ pq \ cM σ> ο σ \ g ρ to.-Ι> crf Φ Φ C \ J φ Ο C \ J id ·> Η · «. Η * Ο Φ · HT) Ο & 0 8 9¾¾ ^ Η w ^ fM Μ ° · ΗΜμΗΡΡ44

Μ Η Ο Μ Μ CM XCOjj.^qj^jOOIX Η Ο Μ Μ CM XCOjj. ^ Qj ^ jOOI

-μ d dQ-Hft 1Λ Λ, crf>H-H υ «Η Ο 'τ' >0 ΙΛ CM H'dtrfd-P'Md Ρ Η Ι>0 * > . Λ1 (rfd-HOMci 3 η -μ η dog νο Μ) ρ, ϊ> erf ο 3 g g Φ η Φ >ι> w-µ d dQ-Hft 1Λ Λ, crf> H-H υ «Η Ο 'τ'> 0 ΙΛ CM H'dtrfd-P'Md Ρ Η Ι> 0 *>. Λ1 (rfd-HOMci 3 η -μ η however νο Μ) ρ, ϊ> inherit 3 g g g η Φ> ι> w

Crf d puXCMH Μ Φ μ . ί-ι Η Η μ ,d Crf tj erf U SB 0i Η ft Φ S ιίΛ trf Φ Η *s φ Ρ ·Η CM ω d d<H <λ°Η Ο . d ο trf η 0°crf d , φ 'Φ i ·Η +5 to a Ρι·Η eH Cd Η Φ .id φ 3 erf j§ cd to ·Η «tO'd w Φ S 3 . d μη a ΦΗ d md d a dO HdS μ Μ φ φ O d o> ft !>> g ?n a d »φ . φ o<h o s« ”ai «ο vo 3 “ ov “?§ fa S CM ΚΛ 'ο O 00 O O SSSIflSÉ· d φ η ·η i o do * η ·» ·· η / ΐίι Hffiii-μ 3ra Ρ μ H H tM Η ΙΌ y ^ (β Θ OS ® HH η ΜΗ Η X d ftH ft ΗΘCrf d puXCMH Μ Φ µ. ί-ι Η Η μ, d Crf tj erf U SB 0i Η ft Φ S ιίΛ trf Φ Η * s φ Ρ · Η CM ω d d <H <λ ° Η Ο. d ο trf η 0 ° crf d, φ 'Φ i · Η +5 to a Ρι · Η eH Cd Η Φ .id φ 3 erf j§ cd to · Η «tO'd w Φ S 3. d μη a ΦΗ d md d a dO HdS μ Μ φ φ O d o> ft! >> g? n a d »φ. φ o <at «” ai «ο vo 3“ ov “? § fa S CM ΚΛ 'ο O 00 OO SSSIflSÉ · d φ η · η io do * η ·» ·· η / ΐίι Hffiii-μ 3ra Ρ μ HH tM Η ΙΌ y ^ (β Θ OS ® HH η ΜΗ Η X d ftH ft ΗΘ

© Ο Ο H . Φ ΦΗ OH d H© Ο Ο H. ΦΗ ΦΗ OH d H

"6 o ftM lp pp'H.ocMdi'd W Φ £<Γμ Ό fo r-s"6 o ftM lp pp'H.ocMdi'd W Φ £ <Γμ Ό fo r-s

o| SSS Ξ r2-So | SSS Ξ r2-S

° S P d ^S° S P d ^ S

d φ s »Το, ‘"Id φ s »Το, '" I

<h tj td * r fl<h tj td * r fl

Bo d . >i 14-1 ^d φ d d .ft ni *, m 5 d a æ'-' ο — φ a 0 φομ d·-1 -μ n ηφ^ϊ -δ-μβBo d. > i 14-1 ^ d φ d d .ft ni *, m 5 d a æ'- 'ο - φ a 0 φομ d · -1 -µ n ηφ ^ ϊ -δ-μβ

«Η δ ·Η -M.-^W^rHS.^Sr'j^ryq HH«Η δ · Η -M .- ^ W ^ rHS. ^ Sr'j ^ ryq HH

to ft Η ΰΦΦ^ΒΜΤ.ΦΗ >> μ ή\ d to d Λ, £ *h -μ η h cCp-H M CM Φ d CMO S u μ ro Crf Φ Φ d I a dOHPa-HZftajCdd <p ^ φ -μ 0 O'-' H a Η ® Old ed to μ d Μ ·η φ φ cMcd „^9 r-ι S η ft μ μ φφ>ι μο aod°^(uO-}^to ft Η ΰΦΦ ^ ΒΜΤ.ΦΗ >> μ ή \ d to d Λ, £ * h -µ η h cCp-H M CM Φ d CMO S u μ ro Crf Φ Φ d I a dOHPa-HZftajCdd <p ^ φ -µ 0 O'- 'H a Η ® Old ed to μ d Μ · η φ φ cMcd „^ 9 r-ι S η ft μ μ φφ> ι μο aod ° ^ (uO -} ^

μ d d μ erf Η μ Μ ^ (rf ^ 'r ft erf ω Η Hµ d d µ erf Η µ Μ ^ (rf ^ 'r ft erf ω Η H

HOU edderfHdft^cMSd _KEEP EDDERFHdft ^ cMSd _

Hft<rf Φ Crf ·Η ΡΟΟΦΟ^οΏΦΦΗΌΦHft <rf Φ Crf · Η ΡΟΟΦΟ ^ οΏΦΦΗΌΦ

•H&l aftd HHdWdgw^ftS• H & l aftd HHdWdgw ^ ftS

ρ ο β P d Φ Φ '-'μ o OK H 0) d Η Φ Φ td Λι φ Φ Φ ωμ Λμφμ μ W Ο φ μ μ φ·ημ ό) ft tdcod^s^! tejv-jftpoo 8μ>ι ο ν Dg perfcrfderfujpPo c0 di diρ ο β P d Φ Φ '-'µ o OK H 0) d Η Φ Φ td Λι φ Φ Φ ωμ Λμφμ μ W Ο φ μ μ φ · ημ ό) ft tdcod ^ s ^! tejv-jftpoo 8µ> ι ο ν Dg perfcrfderfujpPo c0 di di

Η Η μ · μ deo euftHOHiO pSd'HP'O'OΗ Η μ · μ deo euftHOHiO pSd'HP'O'O

od03 d φφμ τί^Ο μφ Wft W p.vpcrf o o p, a d a crf erf cæo-Hwd, se n^d ·ηη«η to Μ &0 ·Η d\ H OH Oerf Η^ΗΦ H^i X PCM-HW-HtrfHH H^Haaa i> tu æ »μμ μdmpsμ μρ ρβμφοοοod03 d φφμ τί ^ Ο μφ Wft W p.vpcrf open, ada crf erf cæo-Hwd, see n ^ d · ηη «η to Μ & 0 · Η d \ H OH Inherit Η ^ ΗΦ H ^ i X PCM-HW- HtrfHH H ^ Haaa i> tu æ »μµ μdmpsµ μρ ρβμφοοο

ftd d d Φ 3Φ erf d erf·^ erf S trf,crf a H co CO cOftd d d Φ 3Φ erf d erf · ^ erf S trf, crf a H co CO cO

H a μ μ®&0 ®!>d ΦΟ dO d Φ Φ Φ d Φ Φ d dH-H μΟΦΗΡ,ΦΟΦβ 3ΡμΦ Ρ ΜΦ Φ Η d W Η Η, Ρι\ ft' „, d ε Μ μ /-s r-> trf χ t> ί>·ΗΦ φΉΗ Φ Η φ CM Φ ^ φφφφφρο ΕΗ θ Ο OHPQ COtOoftcOCOKCOCrf Λ c ffl 8 ^ ^ w EKSEMPEL 22 62 148735H a µ µ® & 0 ®!> D ΦΟ dO d Φ Φ Φ d dH-H µΟΦΗΡ, ΦΟΦβ 3ΡμΦ Ρ ΜΦ Φ Η d W Η Η, Ρι \ ft '„, d ε Μ μ / -s r -> trf χ t> ί> · ΗΦ φΉΗ Φ Η φ CM Φ ^ φφφφφρο ΕΗ θ Ο OHPQ COtOoftcOCOKCOCrf Λ c ffl 8 ^^ w EXAMPLE 22 62 148735

Man anvender en gasstrøm med fem komponenter som indgangsmaterialet til en membran af multikomponent-typen fra eksempel 15 og 18. Indgangsstrømmen omfatter hydrogen, carbondioxid, carbonmonoxid, nitrogen og methan med mængder af vand og methanol op til mætningsværdierae. Ind-gangs strømmen, der foreligger ved et tryk af 4,5 kg/cm og ved en temperatur på 40° C, indføres på skalsiden af membranen af multikomponent-typen. Trykket i udboringen er 1 atm. Man iagttager følgende gaspermeabiliteter og separationsfaktorer i forhold til hydrogen;A five-component gas stream is used as the input material for a multi-component type membrane of Examples 15 and 18. The input stream comprises hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen and methane with amounts of water and methanol up to saturation value. The input stream present at a pressure of 4.5 kg / cm and at a temperature of 40 ° C is introduced on the shell side of the multi-component type membrane. The pressure in the bore is 1 atm. The following gas permeabilities and separation factors with respect to hydrogen are considered;

Permeabilitet*: for; Separationsfaktor H2 over H2 (8,5xl0~5) --- C02 (3,7xl0~5) C02 2,3 CO fOr27xlO'5) CO 31,0 N2 (0,68x1O-5) N2 12,4 CH4.(0,23x10-5) CH4 36,9 * i cm^(STP)/cm2-sek.-crn Hg.Permeability *: for; Separation Factor H2 over H2 (8.5x10 ~ 5) --- CO2 (3.7x10 ~ 5) CO2 2.3 CO for 27x10 5) CO 31.0 N2 (0.68x1O-5) N2 12.4 CH4. ( 0.23x10-5) CH4 36.9 * in cm 2 (STP) / cm2- sec.-crn Hg.

Det fremgår af dette eksempel, at separationen af hydrogen fra gasfor-mige blandinger indeholdende mindst en af gasserne CO, N2 og CH4 let kan gennemføres. Tilstedeværelsen af en eller flere yderligere gasser i den gasformede blanding, såsom mættet vand- og methanoldamp, forhindrer tilsyneladende ikke membranen af multikomponent-typen i at udføre separationen. Det er også klart, at forskellige af de andre gasser i blandingen kan separares fra hinanden, f.eks. kan separationsfaktoren for C02 over CO være forholdene mellem permeabiliteterae, nemlig 14. Eksempel 22 illustrerer også virkningen af den porøse separationsmembran ved tilvejebringelsen af de relative vandringsforhold gennem membranen af multikomponent-typen. Overtræksmaterialet (Syl-gard 184) udviser en bestemt indre separationsfaktor på ca. 0,3 til 0,4 for H2 over C02 (d.v.s. C02 er hurtigere end H2), men alligevel udviser membranen af multikomponenttypen en separationsfaktor på 2,3 for H2 over C02. Denne værdi er i det væsentlige - indenfor forsøgs-usikkerheden - lig med den bestemte indre separationsfaktor af poly-sulfonen for H2 over C02.It is apparent from this example that the separation of hydrogen from gaseous mixtures containing at least one of the gases CO, N2 and CH4 can be readily accomplished. The presence of one or more additional gases in the gaseous mixture, such as saturated water and methanol vapor, does not appear to prevent the multi-component type membrane from carrying out the separation. It is also clear that various of the other gases in the mixture can be separated from each other, e.g. For example, the separation factor of CO 2 over CO can be the ratio of permeability sites, namely 14. Example 22 also illustrates the effect of the porous separation membrane in providing the relative migration conditions through the multi-component type membrane. The coating material (Syl-gard 184) exhibits a definite internal separation factor of approx. 0.3 to 0.4 for H2 over CO2 (i.e., CO2 is faster than H2), yet the multicomponent membrane exhibits a separation factor of 2.3 for H2 over CO2. This value is substantially - within the experimental uncertainty - equal to the particular internal separation factor of the poly sulfone for H2 over CO2.

EKSEMPEL 25 63 148735Example 25 63 148735

Eksempel 23 (Tabel VI) viser permeabiliteterne (P/00 for et antal gasser gennem en membran af multikomponent-typen under anvendelse af en porøs separationsmembran af hule polysulfonfibre. Eksempel 23 viser den samme værdi for de samme gasser gennem en kontinuerlig, kompakt film af polysulf onmaterialet. Forholdet mellem to vilkårlige værdier for P eller T?/J/ definerer en approximativ separationsfaktor for disse gasser gennem henholdsvis den kompakte film eller membranen af multikomponent-'typen. Eksemplet illustrerer eri klar. tendens i den forstand, at permeabiliteterne for membranen af multikomponenttypen i almindelighed varierer fra gas til gas i samme rækkefølge som for den kompakte polysulfonfilm. Denne tendens viser, at materialet i den porøse separationsmembran tilvejebringer en signifikant del af den separation, der udvises af membranen af multikomponenttypen. Dette eksempel viser også, at en membran af multikomponenttypen kan anvendes til at separere enhver af et antal gasser fra enhver af de øvrige. Det fremgår f.eks. af tabellen, at NH^ let kan separeres fra H2 eller N2, He fra CH^, N20 fra N2, 02 fra N2, eller H2S fra CH^, under anvendelse af denne membran af multikomponent-typen. Fordelen ved de høje vandringshastigheder af membranerne af multikomponent-typen fremgår af de data, der vises i tabel VI.Example 23 (Table VI) shows the permeabilities (P / 00 for a number of gases through a multi-component type membrane using a porous hollow polysulfone fiber separation membrane. Example 23 shows the same value for the same gases through a continuous, compact film of The ratio of two arbitrary values of P or T? / J / defines an approximate separation factor for these gases through the compact film or the multicomponent-type membrane, respectively. The example illustrates clearly a tendency in the sense that the permeabilities of the membrane The multicomponent type generally varies from gas to gas in the same order as for the compact polysulfone film, which shows that the material in the porous separation membrane provides a significant portion of the separation exhibited by the multicomponent type membrane. the multi-component type membrane can be used to separate any of a number of gases from any of the others. For example, it appears. of the table that NH 1 can be easily separated from H2 or N 2, He from CH 2, N 2 O from N 2, O 2 from N 2, or H 2 S from CH 2, using this multi-component type membrane. The advantage of the high migration rates of the multicomponent-type membranes is evident from the data shown in Table VI.

Tabel VI. Permeabilitetera af fixerede gasser gennem en membran af multikomponent-typen vinder anvendelse af porøs separa-Table VI. Permeability of fixed gases through a multi-component type membrane gains the use of porous separator.

t) Ct) C

tionsmembran af polysulfon og kompakt film af polysulfon.polysulfone membrane and compact polysulfone film.

Qas . Membran0 af multikomponent- Kontinuerlig kompakt film _ typen P/l(xlO^)a_- af polysulfonC P (xlO^)5 m3 210 530 • H2 55 130*Qas. Membrane0 of multicomponent- Continuously compact film _ type P / l (x10 ^) a_- of polysulfoneC P (xlO ^) 5 m3 210 530 • H2 55 130 *

He 55 50 N20 45 82 C02 38 69 H2S 31 31 02 8,3 11He 55 50 N20 45 82 C02 38 69 H2S 31 31 02 8.3 11

Ar 3,3 4,5 CH4 2,3 2,5 CO 2,4 3,2 N2 1,4 1,8 C2H4 lf7 2,2 64 148735 (a) Permeabiliteter for membranen af multikomponenttypen er P/t værdier og har enheder som beskrevet i fodnote a i tabel I. Permeabiliteter for polysulfonfilm er P-værdier, fordi i eller tykkelsen af den kompakte film let kan måles. Enheder for P er cm^ (normal tempe- o ratur og tryk)-cm/cm -sek.-cm Hg.Ar 3.3 4.5 CH4 2.3 2.5 CO 2.4 3.2 N2 1.4 1.8 C2H4 lf7 2.2 64 148735 (a) Permeabilities of the multi-component type membrane are P / t values and have units as described in footnote a in Table I. Permeabilities for polysulfone films are P values because in or thickness of the compact film can be easily measured. Units for P are cm 2 (normal temperature and pressure) -cm / cm-sec-cm Hg.

(b) Membranen af multikomponent-typen i dette eksempel udgøres af Dow Sylgard 184 post-vulkaniseret siliconegummi overtrukket på en porøs separationsmembran af polysulfon, som i eksempel 15, under anvendelse af overtræksmetode F i tabel XVI(b) The multi-component type membrane in this example is constituted by Dow Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber coated on a polysulfone porous separation membrane, as in Example 15, using coating method F of Table XVI

(c) Som fodnote b i tabel II.(c) As footnote b in Table II.

* En anden kompakt film anvendt til bestemmelse af ^ permeabiliteten en den, der anvendes til bestemmelse af permeabiliteteme af de andre gasser.* Another compact film used to determine the permeability is that used to determine the permeabilities of the other gases.

Sammenligningseksempler 24 til 26 (ikke i henhold til opfindelsen)Comparative Examples 24 to 26 (not according to the invention)

Eksempel 24 til 26 er rapporteret i tabel VII og illustrerer, at ikke alle sammensatte membraner vil falde indenfor omfanget af opfindelsen, altså tilvejebringe en membran af multikomponent-typen, som udviser en separationsfaktor, der er betydeligt større end den bestemte indre separationsfaktor af overtræksmaterialet, selv om de består af porøse separationsmembraner og overtræksmaterialer, der hver for sig kan anvendes sammen med andre overtræksmaterialer eller porøse separationsmembraner til tilvejebringelse af membraner af multikomponent-typen i overensstemmelse med opfindelsen.Examples 24 to 26 are reported in Table VII and illustrate that not all composite membranes will fall within the scope of the invention, i.e., provide a multicomponent type membrane which exhibits a separation factor significantly greater than the determined internal separation factor of the coating material. although they consist of porous separation membranes and coating materials which can be used separately with other coating materials or porous separation membranes to provide multi-component type membranes according to the invention.

Eksempel 24 tilvejebringer en membran af multikomponent-typen, som udviser et overtræk af prævulkaniseret siliconegummi på en porøs separationsmembran af polysulfon. Da den prævulkaniserede siliconegummi muligvis har for store molekylære dimensioner til, at man kan forvente, at det okkluderer porerne i overensstemmelse med modellen, idet f.eks. molekylerne kun kan slå bro over porerne, vil overtrækket ikke ændre modstanden af porerne for gassens strømning. I eksempel 24 er overtræksforbindelsen en prævulkaniseret polymer med det samme essentielle polymere skelet som det illustrerede Sylgard 184, f.eks. i eksempel 11, 14 og 15 i tabel III. Imidlertid har det prævulkaniserede siliconegummi en meget højere molekylvægt og -størrelse på grund 65 148735 af prssvulkanisering end Sylgard 184, og den kan således tilsyneladende ikke fylde porerne, og som følge deraf udviser den sammensatte membran en separationsfaktor, der (indenfor forsøgsnøjagtig-heden) er lig med separationsfaktoren af overtræksmaterialet.Example 24 provides a multicomponent type membrane which exhibits a pre-vulcanized silicone rubber coating on a polysulfone porous separation membrane. Since the pre-vulcanized silicone rubber may have too large molecular dimensions to be expected to occlude the pores in accordance with the model, e.g. the molecules can only bridge the pores, the coating will not change the resistance of the pores to the flow of gas. In Example 24, the coating compound is a pre-vulcanized polymer having the same essential polymeric backbone as the illustrated Sylgard 184, e.g. in Examples 11, 14 and 15 of Table III. However, the pre-vulcanized silicone rubber has a much higher molecular weight and size due to pressurized vulcanization than Sylgard 184, and thus does not appear to fill the pores, and as a result, the composite membrane exhibits a separation factor which (within the test accuracy) is equal to the separation factor of the coating material.

Eksempel 25 illustrerer en membran af multikomponent-typen, hvor Sylgard 184 anvendes som overtræksmateriale, og hvor man anvender en porøs separationsmembran af polyacrylonitril. Polyacrylonitril udviser en meget ringe permeabilitet for gasser, når det foreligger i kontinuerlig, ikke porøs form. I relation til modellen vil en sådan porøs separationsmembran have en meget høj modstand mod strømning gennem de faste dele deraf, således at gasstrømmen i det tilfælde, at et overtræksmateriale med høj permeabilitet, såsom Sylgard 184, er i okkluderende kontakt dermed, fortrinsvis foregår gennem overtrækket og de tilstoppede porer, og membranen af multikomponent-typen udviser således en separationsfaktor, der er lig med eller mindre end separationsfaktoren af overtræksmembranen.Example 25 illustrates a multicomponent type membrane in which Sylgard 184 is used as a coating material and using a porous polyacrylonitrile porous separation membrane. Polyacrylonitrile exhibits a very low permeability to gases when in continuous, non-porous form. In relation to the model, such a porous separation membrane will have a very high resistance to flow through the solid parts thereof, so that in the event that a high permeability coating material such as Sylgard 184 is in occluding contact, the gas flow preferably takes place through the coating. and the clogged pores, and the multi-component type membrane thus exhibits a separation factor equal to or less than the separation factor of the coating membrane.

En membran af multikomponent-typen, der er illustreret i eksempel 26, udviser en separationsfaktor, der er lavere end den bestemte indre separationsfaktor af overtræksmaterialet. Denne situation ligner situationen fra eksempel 24 i den forstand, at det poly(vi-nylbutyral), der anvendes som overtræksmateriale, har en høj molekylvægt. Hertil kommer, at det ikke befugter polysulfonen så godt som mange siliconer og andre foretrukne overtræk. Desuden har poly (vinylbutyral) relativt lav permeabilitet. Den iagttagelse, at den separationsfaktor, der udvises af membranen af multikomponenttypen, er mindre end den, som forventes af overtræksmaterialet, tyder på fejl i selve overtrækket.A multicomponent-type membrane illustrated in Example 26 exhibits a separation factor lower than the determined internal separation factor of the coating material. This situation is similar to the situation of Example 24 in the sense that the poly (vinyl butyral) used as a coating material has a high molecular weight. In addition, it does not humidify the polysulfone as well as many silicones and other preferred coatings. In addition, poly (vinyl butyral) has relatively low permeability. The observation that the separation factor exhibited by the multicomponent-type membrane is less than that expected by the coating material indicates errors in the coating itself.

66 148735 TABEL VII (ikke ifølge opfindelsen) EKSEMPEL 24TABLE VII (not according to the invention) Example 24

Overtræk General Electric 4164 præ- vulkaniseret siliconegnmmiCoating General Electric 4164 pre-vulcanized silicone gum

Porøs hul fiber-membran PolysuLfon P-3500 Union CarbidePorous hollow fiber membrane Polysulfon P-3500 Union Carbide

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) 02Enriched gas (permeate) 02

Overtræksmetodea ECoating methods E

Bestemt indre separationsfaktor af overtræksmateriale 02 over N2 lf7Determined internal separation factor of coating material 02 over N2 lf7

Permeabilitet0 af porøs separa- tionsmembran for luft 1.8 x ΙΟ”4- *u *Permeability0 of porous air separation membrane 1.8 x ΙΟ ”4- * u *

Separationsfaktor0 af porøs separationsmembran 02 over N2 1,0Separation factor0 of porous separation membrane 02 over N2 1.0

Separationsf aktor^ af membran af multikomponent-typen 02 over N2 1,61Multi-component membrane separation factor 02 over N2 1.61

Permeabilitet0 af membran af c multikomponent-typen For 02 4,1 x 10~5 EKSEMPEL 25C multicomponent membrane permeability0 For 02 4.1 x 10 ~ 5 EXAMPLE 25

Overtræk Dow Corning Sylgard 184 post- v&Lkaniseret siliconegummiCoatings Dow Corning Sylgard 184 post & Lcanized silicone rubber

Porøs, hul fiber-roembran Polyacryloni trilPorous, hollow fiber-roembrane Polyacryloni tril

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) 02Enriched gas (permeate) 02

Overtræksmetodea FCoating methods F

Bestemt indre separationsfaktor0 af overtræksmateriale 02 over N2 2,3Determined internal separation factor0 of coating material 02 over N2 2.3

Permeabilitet0 af porøs , separationsmembran For luft 2 x 10"-5 i.Permeability0 of porous separation membrane For air 2 x 10 "-5 i.

Separationsfaktor0 af porøs separationsmembran 02 over N2 1,0Separation factor0 of porous separation membrane 02 over N2 1.0

Separationsfaktor13 af membran af multikomponent-typen 02 over N2 1,9Multicomponent-type membrane separation factor13 over N2 1.9

Permeabilitet0 af membran af multikomponent-typen For 02 1,7 x 10"-3 EKSEMPEL 26 148736 Ό 7Multi-component Membrane Type Permeability0 For 02 1.7 x 10 "-3 EXAMPLE 26 148736 Ό 7

Overtræk Poly-(vinylbutvral)Poly (vinyl butyl) coating

Porøs, hul fiber-membran Polysulfon P-3500 Union CarbidePorous, hollow fiber membrane Polysulfone P-3500 Union Carbide

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) 02Enriched gas (permeate) 02

Overtræksmetode3 CCoating method3 C

*L* L

Bestemt indre separationsfaktor af overtræksmateriale 02 over N2 4,7Determined internal separation factor of coating material 02 over N2 4.7

Permeabilitet0 af porøs , separationsmembran For luft 1.8 x 10“^ L ^Permeability0 of porous separation membrane For air 1.8 x 10

Separationsfaktor0 af porøs separationsmembran 02 over N2 1;0Separation factor0 of porous separation membrane 02 over N2 1; 0

Separationsfaktor*3 af membran af multikomponent-typen 02 over N2 4,0Separation factor * 3 of multicomponent type 02 membrane over N2 4.0

Permeabilitet0 af membran af multikomponent-typen For 02 1,4 x 10”° (a) Som fodnote d i tabel I. (b) Som fodnote e i tabel I. (c) Som fodnote a i tabel I.Multi-component membrane permeability0 For 02 1.4 x 10 ”° (a) As footnote d in Table I. (b) As footnote e in Table I. (c) As footnote a in Table I.

EKSEMPEL 27-54EXAMPLES 27-54

Eksempel 27 til 34 er rapporteret i tabel VIII og illustrerer en serie af efterspindingsbehandlinger af porøse separationsmembraner og den måde, hvorpå disse behandlinger påvirker separationsegenskaberne af membraner af multikomponent-typen fremstillet ud fra sådanne efterbe-handlede porøse separationsmembraner. I tabel VIII er overtræksmaterialet og påføringsmetoden i det væsentlige den samme for at understrege, at ændringer i vandringshastigheden og separationsfaktoren af membranerne af multikomponent-typen (for både luft eg som udgangsmateriale tjenende gasblanding af C0/H2) tilsyneladende skyldes ændringer i de relativt tætte områder af den porøse separationsmembran.Examples 27 to 34 are reported in Table VIII and illustrate a series of post-spinning treatments of porous separation membranes and the way in which these treatments affect the separation properties of multicomponent type membranes made from such post-treated porous separation membranes. In Table VIII, the coating material and application method are essentially the same to emphasize that changes in the migration rate and separation factor of the multicomponent type membranes (for both air oak as starting material serving C0 / H2 gas mixture) are apparently due to changes in the relatively dense regions. of the porous separation membrane.

Det antages, at behandlingerne påvirker det tilgængelige tværsnitsareal af porerne (A^) i forhold til det totale overfladeareal (A2 + A^) af den porøse separationsmembran. En reduktion af A^ i forhold til det totale overfladeareal vil frembringe en forøgelse af den relative modstand mod strømning gennem porerne i de porøse separationsmembraner og membranerne af multikomponent-typen. Dette vil igen tvinge mere af den vandrende gas til at strømme gennem materialet af den porøse se- 68 148736 parationsmembran, og den separationsfaktor, som udvises af membranen af multikomponent-typen, vil bevæge sig tættere til den indre separationsfaktor af materialet af den porøse separationsmembran.It is believed that the treatments affect the available cross-sectional area of the pores (A ^) relative to the total surface area (A2 + A ^) of the porous separation membrane. A reduction of A 2 relative to the total surface area will increase the relative resistance to flow through the pores of the porous separation membranes and the multi-component type membranes. This, in turn, will force more of the migrating gas to flow through the material of the porous separation membrane, and the separation factor exhibited by the multi-component type membrane will move closer to the internal separation factor of the material of the porous separation membrane. .

I alle eksemplerne i tabel VIII er den anvendte separationsmembran en membran af porøse, hule fibre af polysulfon (Union Carbide, P-3500) fra den samme spole, der blev vådspundet fra en væske af 25 % tørstoffer i dimethylformamid-opløsningsmiddel i et koaguleringsmiddel af vand ved ca. 3° C gennem en stråle fra et rør I en åbning, hvorigennem der indsprøjtedes vand til udboringen, og hvor fiberen blev optaget med en hastighed af 21,4 mpm. Den porøse separationsmembran, der blev anvendt i hvert eksempel, opbevares i afioniseret vand ved stuetemperatur efter spinding, indtil man gør brug af efterbehandlingsprocessen.In all the examples in Table VIII, the separation membrane used is a polysulfone hollow fiber membrane (Union Carbide, P-3500) from the same coil wet-spun from a liquid of 25% solids in dimethylformamide solvent in a coagulant of water at approx. 3 ° C through a jet from a tube into an opening through which water was injected into the bore and the fiber was absorbed at a rate of 21.4 mpm. The porous separation membrane used in each example is stored in deionized water at room temperature after spinning until the post-treatment process is used.

TABEL VIIITABLE VIII

Eksempel 27 til 34Examples 27 to 34

Efterbehandling af membran af hule fibre.Post-treatment of hollow fiber membrane.

Membranerne af multikomponent-typen fra eksempel 27 til 34 gør brug af et overtræk af eftervulkaniseret siliconegummi af typen Dow Corning Sylgard 184 efterfulgt af overtrækningen F som i tabel XIV. Efterbehandlingen blev gennemført på membranen af de hule fibre efter spinding, men før overtrækket var påført.The multicomponent type membranes of Examples 27 to 34 utilize a Dow Corning Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber coating followed by the coating F as in Table XIV. The post-treatment was carried out on the membrane of the hollow fibers after spinning, but before the coating was applied.

EKSEMPEL 27EXAMPLE 27

Efterbehandling Luftfordampning af vandetFinishing Air evaporation of the water

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) OgEnriched gas (permeate) And

Permeabiliteta af membran _ af multikomponent-typen For 00 1,5 x ΙΟ”*3Membrane Permeability _ Multicomponent Type For 00 1.5 x ΙΟ ”* 3

Separationsfaktor0 af membran af multikomponent-typen Og over Ng 4,7Multi-component membrane separation factor0 And over Ng 4.7

Permeabilitet3 af efterbehand- .Permeability3 of finishing.

let porøs separationsmembran For luft 3,7 x 10“4slightly porous separation membrane For air 3.7 x 10 "4

Separationsfaktor af efterbehandlet porøs separationsmembran Og over Ng 1,0 69 148735 EKSEMPEL 28Separation Factor of Finished Porous Separation Membrane And Above Ng 1.0 69 148735 EXAMPLE 28

Efterbehandling Luft fordampning af vandetFinishing Air evaporation of the water

Tilført gas COSupply gas CO

Beriget gas (permeat) HgEnriched gas (permeate) Hg

Permeabilitet3 af membran c af multikomponent-typen For HP 7,6 x 10“ pMulti-component membrane c permeability3 For HP 7.6 x 10 ”p

Separationsfaktor0 af membran af multikomponent-typen Hg over CO 23/1Separation factor0 of multi-component Hg membrane over CO 23/1

Permeabilitet3 af efterbehand- λ let porøs separationsmembran For HP -V2,0 x 10“^ "b ^Permeability3 of Finishing λ Slightly Porous Separation Membrane For HP -V2.0 x 10

Separationsfaktor af efterbehandlet porøs separationsmembran Hg over CO tø 2,6 tckstcMPEL 29Separation Factor of Finished Porous Separation Membrane Hg over CO Th 2.6 2.6 TcMPEL 29

Efterbehandlihg Luftfordampning af vandet, efter fulgt af udsættelse for acetonedamp ved 25°C med borehulsvakuum, efterfulgt af skiftevis nedsænkning i vand og methanol med borehulsvakuum (3 cycler), efterfulgt af skiftevis nedsænkning i vand og isopropylalkohol (2 cycler).Post-treatment Air evaporation of the water, followed by exposure to acetone vapor at 25 ° C with borehole vacuum, followed by alternate immersion in water and methanol with borehole vacuum (3 cycles), followed by alternate immersion in water and isopropyl alcohol (2 cycles).

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) OgEnriched gas (permeate) And

Permeabilitet3 af membran r af multikomponent-typen For 0P 7,7 x 10“°Multi-component membrane permeability3 for 0P 7.7 x 10 “°

Separationsfaktor af membran af multikomponent-typen Og over Ng 5,3Multicomponent-type membrane separation factor And above Ng 5.3

Permeabilitet3 af efterbehandlet porøs separationsmembran Og over Ng 1,0 EKSEMPEL 50Permeability3 of Finished Porous Separation Membrane And Above Ng 1.0 Example 50

Efterbehandling Luftfordampning af vandet, efter fulgt af udsættelse for acetonedamp ved 25°C med borehulsvakuum, efterfulgt af skiftevis nedsænkning i vand og methanol med borehul s vakuum (3 cycler), efterfulgt af skiftevis nedsænkning i vand og isopropylalkohol (2 cycler).Post-treatment Air evaporation of the water, followed by exposure to acetone vapor at 25 ° C with borehole vacuum, followed by alternate immersion in water and methanol with borehole s vacuum (3 cycles), followed by alternate immersion in water and isopropyl alcohol (2 cycles).

Tilført gas COSupply gas CO

Beriget gas (permeat) HgEnriched gas (permeate) Hg

Permeabilitet3 af membran af multikomponent-typen For HP 4,5 x 10“ ^ V% “Multi-component Membrane Type Permeability3 For HP 4.5 x 10 "^ V%"

Separationsfaktor0 af membran af multikomponent-typen Hg over CO 30,4 EKSEMPEL 30 (fortsat) 70 148735Separation factor0 of multi-component type Hg membrane over CO 30.4 EXAMPLE 30 (continued) 70 148735

Permeabilitet3 af efterbehandl- .Permeability3 of finishing.

let, porøs separationsmembran For H? 1,5 x 10“^light, porous separation membrane For H? 1.5 x 10 “^

Separationsfaktor af efterbehandlet, porøs separationsmembran H2 over CO 5;1 EKSEMPEL 31Separation Factor of Finished Porous Separation Membrane H2 over CO 5; EXAMPLE 31

Efterbehandling Luftfordampning af vandet efter fulgt af opvarmning i varmluftovn til 80-95° i ca. 3 timer.Finishing Air evaporation of the water followed by heating in hot air oven to 80-95 ° for approx. 3 hours.

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) 02Enriched gas (permeate) 02

Permeabilitet3· af membran - af multikomponent-typen For 02 1,6 x 10"-3Membrane Permeability3 · Multicomponent Type For 02 1.6 x 10 "-3

Separationsfaktor13 af membran af multikomponent-typen 02 over N2 5,0Multicomponent-type membrane separation factor13 over N2 5.0

Permeabilitet3 af efterbehand- , let, porøs separationsmembran For luft 3,7 x 10“4 u 'Permeability3 of finishing, light, porous separation membrane For air 3.7 x 10 "4 u"

Separationsfaktor0 af efterbehandlet, porøs separationsmembran 02 over N2 1,0 EKSEMPEL 32Separation Factor0 of Finished Porous Separation Membrane 02 over N2 1.0 EXAMPLE 32

Efterbehandling Luftfordampning af vandet efter fulgt af opvarmning i varmluftovn til 80-95° i ca. 3 timer.Finishing Air evaporation of the water followed by heating in hot air oven to 80-95 ° for approx. 3 hours.

Tilført gas CO, H2Gas CO, H2 supplied

Beriget gas (permeat) H2Enriched gas (permeate) H2

Permeabilitet3 af membran af multikomponent-typen For H« 9,8 x 10-*3Multi-component membrane permeability3 For H «9.8 x 10- * 3

Separationsfaktor af membran af multikomponent-typen H2 over CO 23Multi-component membrane H2 separation factor over CO 23

Permeabilitet3 af efterbehand- , let, porøs separationsmembran For H2 Ή2;5 x 10“^Permeability3 of finishing, lightweight, porous separation membrane For H2 For2; 5 x 10;

Separationsfaktor13 af efterbehandlet, porøs separationsmembran H2 over CO /Vl,3 EKSEMPEL 33Separation Factor13 of Finished Porous Separation Membrane H2 over CO / Vl, EXAMPLE 33

Efterbehandling Tør ved udveksling af vand med isopropylalkohol, efterfulgt af udveksling af isopropylalkoholen med pentan, efterfulgt af luft-fordampning af pentanet.Finishing Dry by exchanging water with isopropyl alcohol, followed by exchanging the isopropyl alcohol with pentane, followed by air evaporation of the pentane.

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) 02Enriched gas (permeate) 02

Permeabilitet3 af membran af multikomponent-typen For 02 2,0 x 10“5 EKSEMPEL 55 (fortsat) i.Multi-component Membrane Type Permeability3 For 02 2.0 x 10 5 EXAMPLE 55 (continued) i.

71 14873571 148735

Separationsfaktor0 af membran af multikomponent-typen 02 over N2 4,2Multi-component membrane 02 separation factor O over N2 4.2

Permeabilitet3· af efterbehand- , let, porøs separationsmembran For luft 1,5 x 10"-5 •u 'Permeability3 · of finishing, light, porous separation membrane For air 1.5 x 10 "-5 • u '

Separationsfaktor0 af efterbehandlet, porøs separationsmembran 02 over N2 1,0 EKSEMPEL 54Separation Factor0 of Finished Porous Separation Membrane 02 over N2 1.0 EXAMPLE 54

Efterbehandling Tør ved udveksling af vand med isopropylalkohol, efterfulgt af udveksling af isopropylalkoholen med pentan, efterfulgt af luftfordampning af pentanet.Finishing Dry by exchanging water with isopropyl alcohol, followed by exchanging the isopropyl alcohol with pentane, followed by air evaporation of the pentane.

Tilført gas CO, h2Supply gas CO, h2

Beriget gas (permeat) H2Enriched gas (permeate) H2

Permeabiliteta af membran , af multikomponent-typen For H5 1,2 x 10"^ •u ^Membrane Permeability, Multicomponent Type For H5 1.2 x 10 "^ • u ^

Separationsfaktor0 af membran af multikomponent-typen H2 over CO .15,9Separation factor0 of multi-component type H2 membrane over CO. 15.9

Permeabilitet31 af efterbehand- , .Permeability31 of finishing,.

let, porøs separationsmembran For H2 n 2,5 x 10“^light, porous separation membrane For H2 n 2.5 x 10 6

Separationsfaktor*5 af efterbehandlet, porøs separationsmembran H2 over CO ^ 1,3 (a) Som fodnote a i tabel I. (b) Som fodnote e i tabel I.Separation factor * 5 of post-treated porous separation membrane H2 over CO ^ 1.3 (a) As footnote a in Table I. (b) As footnote e in Table I.

EKSEMPEL 55-59EXAMPLES 55-59

Eksempel 35 til 39, der er rapporteret i tabel IX, illustrerer den virkning, som additiver i overtræksmaterialet har på separationsfaktoren af en membran af multikomponent-typen for to tilførselsstrømme af gasblanding (luft og C0/H2). Disse additiver er inkorporeret i overtræksmaterialet i små mængder, før overtrækket påføres på den porøse separationsmembran. Sådanne additiver kan ændre separationsegenska-beme af membranerne af multikomponent-typen, f.eks. ved ændring af befugtningsegenskaberne af overtræksmaterialet, og kan derved· påvirke evnen deraf til at være i okkluderende kontakt med den porøse separationsmembran. Hvis additivet forbedrer den okkluderende kontakt, vil separationsfaktoren af en membran af multikomponent-typen med et sådant additiv forventes at ligge tættere ved den indre separationsfaktor af det porøse materiale af separationsmembranen end separationsfaktoren af en lignende membran af multikomponent-typen uden et sådant additiv.Examples 35 to 39 reported in Table IX illustrate the effect that additives in the coating material have on the separation factor of a multi-component type membrane for two gas mixture feed streams (air and CO / H2). These additives are incorporated into the coating material in small quantities before the coating is applied to the porous separation membrane. Such additives may alter the separation properties of the multi-component type membranes, e.g. by altering the wetting properties of the coating material, and may thereby affect its ability to be in occlusive contact with the porous separation membrane. If the additive improves the occlusive contact, the separation factor of a multicomponent-type membrane with such additive is expected to be closer to the internal separation factor of the porous material of the separation membrane than the separation factor of a similar multicomponent-type membrane without such an additive.

148735 72148735 72

De hule fibre i den porøse separationsmembran, der udnyttes i eksempel 35 til 39, var alle fra den samme spole og var fremstillet af polysul-fon (P-3500) i en i høj grad porøs form (se fodnote a), ved at spinde i henhold til den samme metode som de hule fibre i eksempel 27-34. Den bestemte indre separationsfaktor af polysulfonen for 02 over N2 fra et • udgangsmateriale af luft er ca. 6,0 og for H2 over CO fra en C0/H2 blanding ca. 40.The hollow fibers of the porous separation membrane utilized in Examples 35 to 39 were all from the same coil and were made of polysulfone (P-3500) in a highly porous form (see footnote a), by spinning according to the same method as the hollow fibers of Examples 27-34. The determined internal separation factor of the polysulfone for O 2 over N 2 from a starting material of air is approx. 6.0 and for H2 over CO from a CO / H2 mixture approx. 40th

,τ 2i .i 148736 bO I I OSh-HOO « ? d ΉΉ OdSOS d -P d •HdrH*H bO O H >> O g+? d <f 3 H 8 ^HdHH t| § ιό <D δ<ίϋ«1 0>)^ΉΟ -g g fTi OV O HH 3 PtQ |!0P, ^ Λ O · ^ o ΙΌ ΙΌ OfA?-pEo Æ'-'f LA IA d -¾ H d lO^ffi >0)0) bO d ·> ·» cd cd O J' i. r, τ 2i .i 148736 bO I I OSh-HOO «? d ΉΉ OdSOS d -P d • HdrH * H bO O H >> O g +? d <f 3 H 8 ^ HdHH t | § ιό <D δ <ίϋ «1 0>) ^ ΉΟ -gg fTi OV O HH 3 PtQ |! 0P, ^ Λ O · ^ o ΙΌ ΙΌ OfA? -PEo Æ '-' f LA IA d -¾ H d lO ^ ffi> 0) 0) bO d ·> · »cd cd OJ 'i. r

£i>|dd fAd^H ft <1-0 ft H O'H §US£ i> | dd fAd ^ H ft <1-0 ft H O'H §US

ORh 01 O H(0 Φ O) AJ O Cd H d ><. J-l ^, poifttoo <M3HPd · « £jg,g oVjf ^ tiilo) ([ Jj bO II O O O d >/ d Η H O d . % il Η ΰΗΉ ΙΑ Ιί+) μORh 01 O H (0 Φ O) AJ O Cd H d> <. J-l ^, poifttoo <M3HPd · «£ jg, g oVjf ^ tiilo) ([Jj bO II O O O d> / d Η H O d.% Il Η ΰΗΉ ΙΑ Ιί +) μ

Cd d-d-S-HS Ά HOO g d ω 1 £?-h t Φ O O Η H 3 * tt d τ!Cd d-d-S-HS Ά HOO g d ω 1 £? -H t Φ O O Η H 3 * tt d τ!

d oo oiOd+JM i ov vo o od Md oo oiOd + JM i ov vo o od M

(3 IA >0)0) * * Ό βΗβ(3 IA> 0) 0) * Ό βΗβ

u £ > 8 d d ία -5 h-hcSu £> 8 d d ία -5 h-hcS

g Q“n"° s tiSS jrii^aPg Q "n" ° s tiSS jrii ^ aP

s , « u·»^ SAj^ » $<» i § ; “T" p OO d ·Η P ! d -pflo 3 £ os, «u ·» ^ SAj ^ »$ <» i §; “T" p OO d · Η P! D -pflo 3 £ o

O O C\l d E> UO O C \ l d E> U

d S·^ O w *d S · ^ O w *

O IS H d bQ Λ . HO IS H d bQ Λ. H

-P ΙΌ p 3 d ft ^ ^ S.-P ΙΌ p 3 d ft ^^ S.

w — X -Η 00 IS- OHw - X -Η 00 IS- OH

p >sO d ^d ~ _*· ^ ®p> sO d ^ d ~ _ * · ^ ®

<H HH d <f Φ <1-0 Η P<H HH d <f Φ <1-0 Η P

ra oho *\d H 3dra oho * \ d H 3d

d ft too OH w -Pd ft too OH w -P

H rA HH rA H

d · ά* Όη s, 0) (DC\1 >· H „do W S p-^ Hti d 0) dd · ά * Όη s, 0) (DC \ 1> · H „do W S p- ^ Hti d 0) d

VO H d bO Cd Cd OV IA °Cd !> PVO H d bO Cd Cd OV IA ° Cd!> P

ocd ia P 3 d bod *» *· -p o o J·^ ft '-'XH H <f UO 03 <H O ft! O d ^is Η O'H _ d , •P HHd Al X P Cd 8 P d ω oho -o t o d o H ft ra o O d σο bOCQ Η Ή ¢3 fA docd ia P 3 d bod * »* · -p o o J · ^ ft '-'XH H <f UO 03 <H O ft! O d ^ is Η O'H _ d, • P HHd Al X P Cd 8 P d ω oho -o t o d o H ft ra o O d σο bOCQ Η Ή ¢ 3 fA d

Η I H OHΗ I H OH

dl IA d-~- P -dl IA d- ~ - P -

O H IA S O EHO H IA S O EH

-P >, £ ΙΑ *H Φ-P>, £ ΙΑ * H Φ

cd p o O ·> H «cd .-P bOcd p o O ·> H «cd.-P bO

S -PPO KV ®ft · »OS -PPO KV ®ft · »O

W Φ CM ft, W .Φ p g<^n H 00 S dH O Al lg H d bO H - OS Μ g d LA P cd d I -P IA O Η cd d fcnW Φ CM ft, W .Φ p g <^ n H 00 S dH O Al lg H d bO H - OS Μ g d LA P cd d I -P IA O Η cd d fcn

-p IA—XH .ypnjbQ-p IA — XH .ypnjbQ

d is o d o ΦΦ-ΡΡΟd is o d o ΦΦ-ΡΡΟ

Φ HHd *· tQ bOΦ HHd * · tQ bO

> OHO IA H S ίΒ M Al> OHO IA H S ίΒ M Al

Od ftCQO d > OOOd ftCQO d> OO

(D d O tji H ft Φ ft°0 β d .(D d O tji H ft Φ ft ° 0 β d.

PS _, . d ft H OPS _,. d ft H O

d-p SS l'Sc, 'S^1 φ I £0 CD d CO d c >p d d P d Φ ΦΙΌ H d |9>S a 60 pH ·> -ρφ a a od p Ai H d o o a *n o i PO adSd i s ω h dd-p SS l'Sc, 'S ^ 1 φ I £ 0 CD d CO d c> p d d P d Φ ΦΙΌ H d | 9> S a 60 pH ·> -ρφ a a od p Ai H d o o a * n o i PO adSd i s ω h d

p ft I ,Φ,Φ -PPHSOp ft I, Φ, Φ -PPHSO

cd a tQ H ft H ft dogdcd a tQ H ft H ft dogd

o ^£| cdKcdKo ^ £ | cdKcdK

ΉΛ æ -p -p d, η bo-p cd H d OIOI OdbOO^s! -P -p d-pd-p aoddcdΉΛ æ -p -p d, η bo-p cd H d OIOI OdbOO ^ s! -P -p d-pd-p aoddcd

-PH d od od a^^cdoH-PH d od od a ^^ cdoH

Crfd CD -ΡΦ-ΡΦ O bO-P O CQCrfd CD -ΡΦ-ΡΦ O bO-P O CQ

oa > ^d-idfl ^0P!rlSoa> ^ d-idfl ^ 0P! rlS

H O CdOCOO ΗΦΗΟ ΉΉ , *H ft^N H ft^N -p d o HH·H O CdOCOO ΗΦΗΟ ΉΉ, * H ft ^ N H ft ^ N -p d o HH ·

Hed d Ί, ra a Al w ao Hoo ra-po d -jjp dog d o o g d d Cdu ^φ ΟΛ,ΟΛ, a 3 ft od, >« H^4 pH HHd HHd d bOoddHed d Ί, ra a Al w ao Hoo ra-po d -jjp however d o o g d d Cdu ^ φ ΟΛ, ΟΛ, a 3 ft od,> «H ^ 4 pH HHd HHd d bOodd

Η Φ ffi t> (d -P-P Φ -Ρ-ΡΦ OP Φ bOftOΗ Φ fi t> (d -P-P Φ -Ρ-ΡΦ OP Φ bOftO

ft d H -H edH > Cd H > H SH ΟΦ> ri a +> -P-P dd o d g o h OH mrao η od h o cd a cd a c a« CQ MO pp ft Al ft CVl 5 id s p (0 ΟΉΟ OH® p-N ^ Λft d H -H edH> Cd H> H SH ΟΦ> ri a +> -P-P dd o d g o h OH mrao η od h o cd a cd a c a «CQ MO pp ft Al ft CVl 5 id s p (0 ΟΉΟ OH® p-N ^ Λ

Eh w O «3 g cq cd— cq cd— cd P o EKSEMPEL 40-45 74 148735Eh w O «3 g cq cd— cq cd— cd P o EXAMPLE 40-45 74 148735

Eksempel 40 til 43 i tabel X illustrerer membraner af multikomponenttypen, hvori de porøse separationsmembraner fremstilles under forskellige spindebetingelser. Membranerne af multikomponent-typen fra eksempel 40 til 42 gør brug af et post-vulkaniseret overtræk af silicone-gummi af typen Dow Corning Sylgard 184 (overtræksmetode F, tabel XVI) på porøse separationsmembraner af polysulfon. Substratmembranerne af hule fibre af porøst polysulfon er vådt spundne på basis af de angivne væsker i et vandkoaguleringsmiddel ved den angivne temperatur og spindehastighed ved hjælp af en spindedyse for hule fibre med en åbning til tilvejebringelse af indsprøjtning af koagulationsmiddel i fiberboringen, når denne dannes. Det område for permeabilitet erne (θ£ og H2) og separationsf aktorerne af membranerne af multikomponent-typen (0£ over Np og H2 over CO), som udvises i eksempel 40 til 43 for både tilført luft og tilført CO/H2 blanding, kan. relateres til variabiliteten af de relative modstande af porerne og materialet af de porøse separationsmembraner overfor gasstrømning. De betingelser, hvorunder det porøse substratmateriale spindes, bestemmer i stor udstrækning porøsitetsegenskabeme og den effektive separerende tykkelse, som dette substrat vil udvise. Hertil kommer, at disse egenskaber kan ændres med efterspindingsbehandlinger af det porøse substrat (se eksempel 27 til 34).Examples 40 to 43 of Table X illustrate multicomponent type membranes in which the porous separation membranes are prepared under various spinning conditions. The multicomponent type membranes of Examples 40 to 42 use a post-vulcanized silicone rubber type Dow Corning Sylgard 184 (coating method F, Table XVI) on polysulfone porous separation membranes. The hollow fiber substrate membranes of porous polysulfone are wet spun on the basis of the indicated fluids in a water coagulant at the indicated temperature and spinning speed by a hollow fiber spinning nozzle with an aperture to provide coagulant injection into the fiber bore when formed. The range of permeability (θ £ and H2) and the separation factors of the multi-component type membranes (0 £ over Np and H2 over CO) exhibited in Examples 40 to 43 for both air supply and CO / H2 mixture can be . is related to the variability of the relative resistances of the pores and the material of the porous separation membranes to gas flow. The conditions under which the porous substrate material is spun determine to a large extent the porosity properties and the effective separating thickness that this substrate will exhibit. In addition, these properties can be altered with post-spinning treatments of the porous substrate (see Examples 27 to 34).

TABEL X Spindebetingelser for porøse separationsmembraner af hule fibre af P-3500 polysulfonTABLE X Spinning conditions for porous separation membranes of hollow fibers of P-3500 polysulfone

Eksempel 40Example 40

Opløsningsmiddel ‘ DimethylformamidSolvent 'Dimethylformamide

Koagulationstemp.,°C 3°Coagulation temperature, ° C 3 °

Spindehastighed, mpm 21,4 mpm Væskekoncentration·, vægt-% polymer 25 %Spinning speed, mpm 21.4 mpm Liquid concentration ·, wt% polymer 25%

Separationsfaktor, 0« over N«*5, af membran af multikomponent-typen 4,5Separation factor, 0 «over N« * 5, of multi-component membrane type 4.5

Permeabilitet for 0«a 7,7 x 10“^Permeability for 0 "a 7.7 x 10" ^

Separationsfaktor, Hp over CO , af membran af multikomponent-typen 16,7Separation factor, Hp over CO, of multi-component membrane type 16.7

Permeabilitet for H2a 5,0 x 10”^Permeability for H2a 5.0 x 10

Permeabiliteta for luft af porøs , separationsmembran 6 x 10-it 75 148735 EKSEMPEL 41Permeability for Porous Separation Membrane Air 6 x 10-it 75 EXAMPLE 41

Opløsningsmiddel DimethylformamidSolvent Dimethylformamide

Koagulationstemp.,°C 5°Coagulation temperature, ° C 5 °

Spindehastighed, mpm 21.4 mpm Væskekoncentration, vægt-% polymer 25 %Spinning speed, mpm 21.4 mpm Liquid concentration, weight% polymer 25%

Separationsfaktor, Op over No**, af membran af multikomponent-typen 5,09Separation factor, Op over No **, of multi-component membrane 5.09

Permeabilitet for 02a 6,2 x 10”^Permeability for 02a 6.2 x 10

Separationsfaktor, Hp over CO*3, af membran af multikomponent-typen 25Separation factor, Hp over CO * 3, of multi-component type 25 membrane

Permeabilitet for H2a 4,9 x 10”^Permeability for H2a 4.9 x 10

Permeabilitet3 for luft af porøs .Permeability3 for porous air.

separationsmembran 9 x 10“^ EKSEMPEL 42Separation Membrane 9 x 10 10 EXAMPLE 42

Opløsningsmiddel DimethylformamidSolvent Dimethylformamide

Koagulationstemp.,°C 4°Coagulation temperature, ° C 4 °

Spindehastighed, mpm 33 mpm Væskekoncentration,vægt-% polymer 28 %Spinning speed, mpm 33 mpm Liquid concentration, wt% polymer 28%

Separationsfaktor, Op over Np*3, af membran af multikomponent-typen 5f9Separation factor, Op over Np * 3, of multi-component membrane type 5f9

Permeabilitet for Op 8,0 x 10”^Permeability for Op 8.0 x 10 ”^

Separationsfaktor, H2 over CO , af membran af multikomponent-typen 30Separation factor, H2 over CO, of multi-component type membrane 30

Permeabilitet for H2a 5,9 x 10”**H2A 5.9 x 10 ”permeability **

Permeabilitet3, for luft af porøs , separationsmembran 2 x 10”4 EKSEMPEL 45Permeability3, for porous air separation membrane 2 x 10 ”4 EXAMPLE 45

Opløsningsmiddel DimethylformamidSolvent Dimethylformamide

Koagulationstemp., °C 5°Coagulation temperature, ° C 5 °

Spindehastighed, mpm 33 mpm Væskekoncentration, vaegt-% polymer 27 %Spinning speed, mpm 33 mpm Liquid concentration, weight% polymer 27%

Separationsfaktor, Op over Np , af membran af multikomponent-typen 5,6Separation factor, Op over Np, of multi-component membrane type 5.6

Permeabilitet for Op b 6,0 x 10“^Permeability of Op b 6.0 x 10

Separationsfaktor, H2 over CO ,af meriibran af multikomponent-typen 27Separation factor, H2 over CO, of multi-component meriibran type 27

Permeabilitet3 for H2 3,8 x 10“^Permeability3 for H2 3.8 x 10

Permeabilitet3 for luft af porøs , separationsmembran 4,5 x 10“4Permeability3 for air of porous separation membrane 4.5 x 10 4

a) Som tabel I(a) As Table I

b) Som fodnote e i tabel Ib) As footnote e in Table I

EKSEMPEL 44-51 76 148735EXAMPLE 44-51 76 148735

Eksempel 44 til 47 i tabel XI illustrerer membraner af multikomponenttypen, hvor den porøse separationsmembran foreligger i form af en anisotrop film omfattende en copolymer af acrylonitril/styren med en bestemt indre separationsfaktor for Hg over CO på 76. Filmene var blevet støbt ud fra opløsningsmidler omfattende dimethylformamid og ikke opløsningsmidler som angivet i tabellen på en plade, befriet for opløsningsmiddel i luft i 5-45 sekunder, koaguleret som angivet i det følgende og derpå nedsænket i vand ved 25° C med henblik på vask, fjernet og tørret. Eksempel 48 til 51 illustrerer membraner af multikomponent-typen i form af film, der er tætte. Disse eksempler illustrerer membraner af multikomponent-typen ifølge opfindelsen, som foreligger i form af film, og de kan omfatte porøse separationsmembraner, der udviser overtræk på begge overflader.Examples 44 to 47 of Table XI illustrate multicomponent type membranes wherein the porous separation membrane is in the form of an anisotropic film comprising an acrylonitrile / styrene copolymer with a specific Hg internal separation factor of CO of 76. The films had been cast from solvents comprising dimethylformamide and non-solvents as indicated in the table on a plate, freed from solvent in air for 5-45 seconds, coagulated as indicated below and then immersed in water at 25 ° C for washing, removed and dried. Examples 48 to 51 illustrate multicomponent type membranes in the form of films that are dense. These examples illustrate multicomponent-type membranes of the invention in the form of films and may comprise porous separation membranes exhibiting coatings on both surfaces.

TABEL XITABLE XI

Multikomponent-membraner i filmform EKSEMPEL 44Multicomponent membranes in film form EXAMPLE 44

Overtrækning Dow Corning Sylgard 184 post- vulkaniseret siliconegummiCoating Dow Corning Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber

Porøs separationsmembran Copoly(acrylonitril/styren) 32%/68$ på vægtbasisPorous separation membrane Copoly (acrylonitrile / styrene) 32% / 68 $ by weight

Tilført gas Hg, COSupply gas Hg, CO

Overtræksmetodea BCoating methods B

Overtrsksmateriale, bestemt indre separations faktor , 1,9 E0 over CO ^ ΉCoating material, determined internal separation factor, 1.9 E0 over CO 2 Ή

Separationsfaktor0 af porøs separationsmembran, H0 over CO 13 L ^Separation factor0 of porous separation membrane, H0 over CO 13 L ^

Separationsfaktor0, Hg af membran af multikomponent-typen 34,8 EKSEMPEL 45 77 148735Separation Factor O, Hg of Multicomponent Type Membrane 34.8 EXAMPLE 45 77 148735

Overtrækning Dow Coming 200 poly(di- methyl siloxan)Dow Coming 200 poly (dimethyl siloxane) coating

Porøs separationsmembran Copoly(acrylonitril/styren) 32%/68% på vægtbasisPorous separation membrane Copoly (acrylonitrile / styrene) 32% / 68% by weight

Tilført gas H2, COSupply gas H2, CO

Overtræksmetodea BCoating methods B

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor*3, h_ over CO 1.9Coating material, determined internal separation factor * 3, h_ above CO 1.9

Separationsfaktor0, H2 over CO, af porøs separationsmembran 12,2Separation factor O, H2 over CO, of porous separation membrane 12.2

Separationsfaktor , h2 over CO, af membran af multikomponent-typen 23 8 EKSEMPEL 46Separation factor, h2 over CO, of multicomponent membrane type 23 8 EXAMPLE 46

Overtrækning Dow Coming Sylgard 184 vulkaniseret siliconegummiCoating Dow Coming Sylgard 184 vulcanized silicone rubber

Porøs separationsmembran Copoly(acrylonitril/styren) 32%/68?<> på vægtbasisPorous separation membrane Copoly (acrylonitrile / styrene) 32% / 68% by weight

Tilført gas El·,, COSupply gas El · ,, CO

Overtræksmetodea BCoating methods B

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor0, H„ over CO Separationsfaktor , H2 over CO, af· porøs separationsmembranCoating material, determined internal separation factor0, H "over CO. Separation factor, H2 over CO, of porous separation membrane

Separationsfaktor*3, H_ over CO, af membran af multikomponent-typen 23 ?5 EKSEMPEL 47Separation factor * 3, H_ over CO, of multi-component type 23 membrane 5 EXAMPLE 47

Overtrækning Dow Corning 200 poly(di methyl siloxan)Coating Dow Corning 200 poly (di methyl siloxane)

Porøs separationsmembran Copoly(acrylonitril/styren 32%/68% på vægtbasisPorous separation membrane Copoly (acrylonitrile / styrene 32% / 68% by weight

Tilført gas H2, COSupply gas H2, CO

Overtræksmetodea BCoating methods B

Overtræksmaterialee, bestemt indre separationsf aktor*3, Hn over CO 1,9 b ^Coating material, determined internal separation factor * 3, Hn above CO 1.9 b ^

Separationsfaktor", H2 over CO, af porøs separationsmembran 3j4Separation factor ", H2 over CO, of porous separation membrane 3j4

LL

Separationsfaktor0, H2 over CO, af membran af multikomponent-typen, 7j6 overtrækning på en side 78 148735 EKSEMPEL 47 (fortsat) » faSeparation factor0, H2 over CO, of the multi-component membrane, 7j6 coating on a page 78 Example 47 (continued) »fa

Separationsfaktor0, H2 over CO, af membran af multikomponenttypen, overtrækning på begge sider 34Separation factor0, H2 over CO, of multicomponent membrane, coating on both sides 34

a) Som forklaret i tabel XVI(a) As explained in Table XVI

b) Som fodnote e i tabel Ib) As footnote e in Table I

c) Koaguleret i 50/50 på volumenbasis ethylenglycol/vand i 30 min. ved 25°C.c) Coagulated in 50/50 by volume ethylene glycol / water for 30 min. at 25 ° C.

d) Koaguleret i 90/10 på volumenbasis isopropylalkohol/vand i 30 min. ved 25°Cd) Coagulated in 90/10 by volume isopropyl alcohol / water for 30 min. at 25 ° C

e) Koaguleret i 10/90 på volumenbasis isopropylalkohol/vand i 30 min. ved 25°Ce) Coagulated in 10/90 on volume isopropyl alcohol / water for 30 min. at 25 ° C

f) Koaguleret i vand ved 25°C.f) Coagulated in water at 25 ° C.

EKSEMPEL 48EXAMPLE 48

Overtrækning Dow Corning Sylgard 184 post-vulkaniseret siliconegummiCoating Dow Corning Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber

Porøs separationsmembran Copoly(acrylonitril/styren) 25%/75% på vægtbasisPorous separation membrane Copoly (acrylonitrile / styrene) 25% / 75% by weight

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) 02Enriched gas (permeate) 02

Overtræksmetodea ECoating methods E

Overirsksnateriale, bestemt indre separations faktor;. . 2,3Oversized material, determined internal separation factor; . 2.3

*U* U

Separationsfaktor0 af porøs separationsmembran 02 over N2 3,6Separation factor0 of porous separation membrane 02 over N2 3.6

Separationsfaktor*3 af membran af multikomponent-typen 02 over N2 5,4 EKSEMPEL 49Separation factor * 3 of multi-component type 02 membrane over N2 5.4 EXAMPLE 49

Overtrækning Dow Corning 200 poly(di- methvlsiloxan)Coating Dow Corning 200 poly (dimethylsiloxane)

Porøs separationsmembran Polyblanding af to acrylo- nitril/styren copolymerePorous separation membrane Poly mixture of two acrylonitrile / styrene copolymers

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) 02Enriched gas (permeate) 02

Overtræksmetodea ACoating methods A

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor0 2,3Coating material, determined internal separation factor0 2.3

Separationsf akt or*1 af porøs separationsmembran 02 over N2 4,9 •i«.Separation factor * 1 of porous separation membrane 02 over N2 4.9 • i «.

Separationsfaktor0 af membran af multikomponent-typen 02 over N2 6,1 79 EKSEMPEL 50 148735Multicomponent-type membrane separation factor O over N2 6.1 79 EXAMPLE 50 148735

Overtrækning Dow Corning 200 poly(di- methylsiloxan)Coating Dow Corning 200 poly (dimethylsiloxane)

Porøs separationsmembran Copoly(acrylonitril/styren) 32^/68% på vægtbasis, sus-pensionspolymeriseretPorous separation membrane Copoly (acrylonitrile / styrene) 32 µ / 68% by weight, suspension polymerized

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) OgEnriched gas (permeate) And

Overtræksmetodea ACoating methods A

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor 2,3Coating material, determined internal separation factor 2.3

Separationsfaktor0 af porøs separationsmembran O2 over Ng 1»0Separation factor0 of porous separation membrane O2 over Ng 1 »0

Separationsfaktor13 af membran af multikomponent-typen 0£ over Ng 6,3 EKSEMPEL 51Multicomponent-type membrane separation factor13 over Ng 6.3 EXAMPLE 51

Overtrækning Dow Corning 200 poly(di- methylsiloxan)_Coating Dow Corning 200 poly (dimethylsiloxane)

Porøs separationsmembran Copoly(acrylonitril/styren) 32%/68% på vægtbasis, masse polymeriseretPorous separation membrane Copoly (acrylonitrile / styrene) 32% / 68% by weight, mass polymerized

Tilført gas LuftGas supplied Air

Beriget gas (permeat) OgEnriched gas (permeate) And

Overtræksmetodea ACoating methods A

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor0 2,3Coating material, determined internal separation factor0 2.3

•U• U

Separationsfaktor0 af porøs separationsmembran Og over Ng 3,6Separation factor0 of porous separation membrane And above Ng 3.6

Separationsfaktor13 af membran af multikomponent-typen Og over Ng 4,9Multi-component membrane separation factor13 And over Ng 4.9

a) Som forklaret i tabel XVI(a) As explained in Table XVI

b) Som fodnote e i tabel Ib) As footnote e in Table I

Eksempel 52-57Examples 52-57

Eksempel 52 til 57 illustrerer adskillige membraner af multikomponenttypen i hul fiberform. De porøse, hule fibre kan fremstilles ved våd spinding, som generelt beskrevet i det følgende. Fiberen af polycar- 80 148735 \ bonat fra eksempel 52 og 53 blev spundet i en våd stråle fra en væske af 27,5 vægt-# polycarbonat i N-methyl-pyrrolidon i et vandkoaguleringsmiddel ved 25° C med en hastighed af 21,4 mpm. Den hule fiber af polysulfon fra eksempel 54 blev spundet fra en væske med 27,5 vægt-# polysulfon (P-3500) i et blandet 80/20 dimethylacetamid/acetone opløsningsmiddel i et vand-koagulationsmiddel ved 2° C med en hastighed af 21,4 mpm. Den copolymere fiber af acrylonitril-styren fra eksempel 55 blev spundet fra en væske med 27,5 vægt-# copolymer i et blandet opløsningsmiddel af 80/20 dimethylformamid/formamid i et vandkoagulationsmiddel ved 3° C med en hastighed af 21,4 mpm. Den copolymere fiber af acrylonitril-styren fra eksempel 56 og 57 blev spundet fra en væske med 25 vægt-# copolymer i det samme blandede opløsningsmiddel som i eksempel 55 i et vand-koagulationsmiddel ved ca. 20° C med en hastighed af 21,4 mpm. Resultaterne af forsøgene med de hule fibre af multikomponent-typen ved separering af en gasblanding hydro-gen/carbonmonoxid er angivet i den følgende tabel XII.Examples 52 to 57 illustrate several multicomponent type membranes in hollow fiber form. The porous hollow fibers can be made by wet spinning, as generally described below. The fiber of polycarbonate from Examples 52 and 53 was spun into a wet jet from a liquid of 27.5 weight polycarbonate in N-methyl-pyrrolidone in a water coagulant at 25 ° C at a rate of 21.4 mpm. The hollow fiber of polysulfone of Example 54 was spun from a 27.5 wt. Polysulfone (P-3500) liquid in a mixed 80/20 dimethylacetamide / acetone solvent in a water coagulant at 2 ° C at a rate of 21 ° C. , 4 p.m. The acrylonitrile styrene copolymer fiber of Example 55 was spun from a liquid of 27.5 wt. Copolymer in a mixed solvent of 80/20 dimethylformamide / formamide in a water coagulant at 3 ° C at a rate of 21.4 mpm. The copolymeric fiber of acrylonitrile styrene of Examples 56 and 57 was spun from a liquid of 25 wt. Copolymer in the same mixed solvent as in Example 55 in a water coagulant at ca. 20 ° C at a rate of 21.4 mpm. The results of the multicomponent hollow fiber experiments in separating a hydrogen / carbon monoxide gas mixture are given in the following Table XII.

dS4 ^ 1<8«6 ss « ,dS4 ^ 1 <8 «6 ss«,

Hh 3 ftin-ΗΉί _ U .Hh 3 ftin-ΗΉί _ U.

TJ 3+) So\pj *o O g ITJ 3+) So \ pj * o O g I

Ο P > 0 0 0<J· Ο S£> O r C\ <M «Η g _Ο P> 0 0 0 <J · Ο S £> O r C \ <M «Η g _

S OJi I t(fl -iriUllH - fe *· *- _ 5 Η OS OJi I t {fl -iriUllH - fe * · * - _ 5 Η O

tT\ bOP 0 0 3 >1 Sh CD bo CM Η IA S VO X gtT \ bOP 0 0 3> 1 Sh CD above CM Η IA S VO X g

£ H 01 01 O 3’P P SP S ffi H <t <T H£ H 01 01 O 3'P P SP S ffi H <t <T H

ΟιΟ-ΗτΙΜΦΟ-ΡΊΗτ) > - \ΟιΟ-ΗτΙΜΦΟ-ΡΊΗτ)> - \

QtQftSH>adraøH <f ΝΛ <QtQftSH> adraøH <f ΝΛ <

I I II I I

bO-i ι ι H S S -d d p S oo d h a η ø p ,P © •Hrl^ras OVO I p d P pbO-i ι ι H S S -d d p S oo d h a η ø p, P © • Hrl ^ ras OVO I p d P p

S >d’d P 1 0\ S P'0 Iso LA LAS> ddd P 1 0 \ S P'0 Iso LA LA

Ό ο p > © © o<r o rap p ο , σ\ i „- ι _ ΙΑ O d I Pi P -ίΗ^ΡΗ -fe - IS g 1 gΌ o p> © © o <r o rap p ο, σ \ i „- ι _ ΙΑ O d I Pi P -ίΗ ^ ΡΗ -fe - IS g 1 g

bOP 0 O Z SH 0 - CM Η I VO η ObOP 0 O Z SH 0 - CM Η I VO η O

» M ogp Ρ·Η·Ρ+>Η ffi X « H»M ogp Ρ · Η · Ρ +> Η fi X« H

OSOHHtnøOpHØO σν PW ftSH> a dP 0H PS ^ ^OSOHHtnøOpHØO σν PW ftSH> a dP 0H PS ^^

I II I

bO-tf I I H I 0 -PbO-tf I I H I 0 -P

S CO d H g S I sp ø Η Η M ra i P\ O 3 -P Pt SHPOHO.S0PO „ .S CO d H g S I sp Η Η M ra i P \ O 3 -P Pt SHPOHO.S0PO „.

p<dppEcdHiPøSBO σν ο ιλ -3- ια oPi>øØPSØPP -fe — - , ι ι <Λ ΙΑ Ο d I Ρ S S-P ØSPi-H CM Η ΙΑ CM 99 £)p <dppEcdHiPøSBO σν ο ιλ -3- ια oPi> EYE SOUP -fe - -, ι ι <Λ ΙΑ Ο d I Ρ S S-P ESPi-H CM Η ΙΑ CM 99

bO-P Φ Ο Ο-Η Pi Sø - W tA Η Η CObO-P Φ Ο Ο-Η Pi Lake - W tA Η Η CO

£ H ra ra o ^ S SH Ρ Ρ Η X X£ H ra ra o ^ S SH Ρ Ρ Η X X

O SOvHHAO-P O *H 0 O CMCT» pm ftPHhH M ftOH P ^ ^O SOvHHAO-P O * H 0 O CMCT »pm ftPHhH M ftOH P ^^

bObO

Pli PPli P

Ή ΰ S I I I P o .Ή ΰ S I I I P o.

p -PØ OM ø «Η ΙΑp -PØ OM ø «Η ΙΑ

Li ^ {Q Q pi O S p"·! O ί ILi ^ {Q Q pi O S p "·! O ί I

H ocohhhhPop o λ h O vo 9 9H ocohhhhPop o λ h O vo 9 9

Η O IA STf BflHOa -P * * - Η HΗ O IA STf BflHOa -P * * - Η H

X CMp\H OLAS CM CM ΓΑ ΙΑ X X QX CMp \ H OLAS CM CM ΓΑ ΙΑ X X Q

IA £<J-pSSSPAH W H 0-00-4· J O I 0 Øp d O I O ΓΗ QXaPPXoJftft vo<l· 2! * bo h å S ι ι ι P d i ‘O'? p p ø OM 0 X S-P i i ρ -raanosøHco o ^ g gIA £ <J-pSSSPAH W H 0-00-4 · J O I 0 Open d O I O ΓΗ QXaPPXoJftft vo <l · 2! * bo h å S ι ι ι P d i 'O'? p p ø OM 0 X S-P i i ρ -raanosøHco o ^ g g

IA OCOH-H-rlH t> Π op O Λ Η ΙΑ -Ρ Η H CMIA OCOH-H-rlH t> Π on O Λ Η ΙΑ -Ρ Η H CM

iA o iA S Ti ra ρ H ft o - P -· - - X X -iA o iA S Ti ra ρ H ft o - P - · - - X X -

CM Μ"\Η O · P CM CM H IA IACM Μ "\ Η O · P CM CM H IA IA

^vNJpSPPHHP ΪΡ Ov IA CM^ vNJpSPPHHP ΪΡ Ov IA CM

0 10-0 ί (tf O »IA(U0 10-0 ί {tf O »IA (U

P X S P -P X O OH O σν IAP X S P -P X O OH O σν IA

bO-p- I I Η λ ,bO-p- I I Η λ,

S CO d H g S d LAS CO d H g S d LA

•η Η Μ ra i d P I I• η Η Μ ra i d P I I

Sts’P-pSøi^ O g Η H CMSts'P-pSøi ^ O g Η H CM

CM O P £> ø ø P O O Crv CM iA XX -CM O P £> island P O O Crv CM iA XX -

IA OdlPS ftp - ·>·>·« H 00 IAIA OdlPS ftp - ·> ·> · «H 00 IA

f&P 0 O · d CM fe H IA S <|- IA CMf & P 0 O · d CM fe H IA S <| - IA CM

^HØWOSHP X O _Γ .ΤΟ S O Η H · LA O O <fCM^ HØWOSHP X O _Γ .ΤΟ S O Η H · LA O O <fCM

P CQ ftSHIOHP , . ,P CQ ftSHIOHP ,. .

Ρ P I IIΡ P I II

0 10 -P Mø ι >ω >i. p ppgi I m OP 0-H μ ø ΉΛ o d0 10 -P Mø ι> ω> i. p ppgi I m OP 0-H µ ø ΉΛ o d

ød o P d S d Ρ h <p Pdeserted o P d S d Ρ h <p P

£i o cnh ojh o -p d d •H CΠ P K d cMQ, CMg d P) -p d £ ma a ø p - ø ødO-P - o a dOffl£ i o cnh ojh o -p d d • H CΠ P K d cMQ, CMg d P) -p d £ ma a ø p - ø ødO-P - o a dOffl

HPOPd ΡΉ PM Pra feOHPOPd ΡΉ PM Pra feO

dd oa od ο·η opø^ra ØH&PPØ -P pcp-P ΉΟ rapsdd oa od ο · η raised ØH & PPØ -P pcp-P ΉΟ raps

OPØØMd MpØ Η *H ØPHEATED MpØ Η * H EP

oøra>d dda-PP -p-pø^o^ . pp o ch ra CNPSøa ødPo ftp p mødøraiarappp pPO.d p d a a p cn p p paiH'HHdpcMHpoøra> d dda-PP -p-pø ^ o ^. pp o ch ra CNPSøa ødPo ftp p matriaariarappp pPO.d p d a a p cn p p paiH'HHdpcMHp

* borata-dffioo o øp H d Hft-HffidP* borata-dffioo o øp H d Hft-HffidP

H MMP'Hft-riapH HØ 3 ø pæfH-pppø^P^rap-øø ft PPPPd'Hdd'Mpdd d apna a b> p pp o PdP Pdo ©PS ©ra øodra © tpppapdPdftaÅøasppHp ra h © ©øm ft-a ft-a paftpp »mpo m H fc- >Pd øoø øoo øøS øo ©døn H H O oral·! raoa CQOM Ph BP ftftpqcupp 82 U8735 EKSEMPEL 58H MMP'Hft-riapH HØ 3 ø pæfH-pppø ^ P ^ rap-øø ft PPPPd'Hdd'Mpdd d apna ab> p pp o PdP Pdo © PS © ra øodra © tpppapdPdftaÅøasppHp ra h © © øm ft-a ft- a paftpp »mpo m H fc-> Pd øoø øoo øøS øo © døn HHO oral ·! raoa CQOM Ph BP ftftpqcupp 82 U8735 EXAMPLE 58

Dette eksempel illustrerer en membran af multikomponent-typen med multiple overtræk til opnåelse af en ønsket separationsfaktor. En separationsmembran af porøse, hule fibre bestående af en copolymer med 63 % acrylonitril og 37 % styren blev vådt spundet fra en opløsning af 27,5 vægt-% copolymer i et blandet opløsningsmiddel af 93/7 dimethylformamid/formamid i 2° C vand med en hastighed af 21,4 mpm. Denne fiber blev først behandlet ved at dyppe i methanol, mens man trak et vakuum på boringen, hvorpå den blev tørret, og methanol-behandlingen og tørringen blev gentaget. Den tørrede substratfiber blev derpå overtrukket under anvendelse af metode D med poly(cis-isopren) i pentan-opløsningsmiddel, hærdet i 30 minutter ved 85 °C og derpå overtrukket med 10% opløsning af Sylgard 184 i pentan under anvendelse af metode F. Det overtrukne substrat blev derpå igen overtrukket med opløsningen af poly(cis-isopren), tørret og igen overtrukket med Sylgard 184 opløsningen og derpå hærdet i 30 minutter ved 90 °C, 30 minutter ved 100 °C og slutteligt 30 minutter ved 105 °C. Resultaterne af forsøgene med den ikke overtrukne, porøse og den med mange lag overtrukne membran af multikomponenttypen er angivet i tabel XIII.This example illustrates a multi-component multi-coating membrane to obtain a desired separation factor. A porous hollow fiber separation membrane consisting of a copolymer of 63% acrylonitrile and 37% styrene was wet spun from a solution of 27.5% by weight copolymer in a mixed solvent of 93/7 dimethylformamide / formamide in 2 ° C water with a speed of 21.4 mpm. This fiber was first treated by dipping into methanol while drawing a vacuum on the bore after which it was dried and the methanol treatment and drying repeated. The dried substrate fiber was then coated using Method D with poly (cis -isoprene) in pentane solvent, cured for 30 minutes at 85 ° C and then coated with 10% solution of Sylgard 184 in pentane using Method F. coated substrate was then again coated with the poly (cis-isoprene) solution, dried and again coated with the Sylgard 184 solution, and then cured for 30 minutes at 90 ° C, 30 minutes at 100 ° C and finally 30 minutes at 105 ° C. The results of the experiments with the uncoated, porous and the multi-layer coated membrane of the multicomponent type are given in Table XIII.

TABEL XIIITABLE XIII

Overtræksmateriale, bestemt Cis-isopren 3,5 indre separationsfaktor, Sylgard 184 1,9Coating material, determined Cis-isoprene 3.5 internal separation factor, Sylgard 184 1.9

H2 over COH2 over CO

Separationsfaktor, Hv, over CO, af ^ porøs separationsmembran, 1Separation factor, Hv, above CO, of ^ porous separation membrane, 1

Separationsfaktor, Hp over CO, af membran af multikomponent-typen 82Separation factor, Hp over CO, of multi-component membrane type 82

Permeabilitet for Hp af membran _7 af multikomponent-typen 6;5 x 10“'Permeability for Hp of membrane _7 of the multi-component type 6; 5 x 10

Permeabilitet for Hp af porøs -(- separationsmembran 2,65 x 10" ^Permeability for Hp of porous - (- separation membrane 2.65 x 10

Bestemt indre separationsfaktor,Determined internal separation factor,

Hp over CO, af materiale af 320 porøs seperationsmembran EKSEMPEL 59 og 60 83 148735Hp over CO, of material of 320 porous separation membrane EXAMPLES 59 and 60 83 148735

Eksempel 59 og 60 illustrerer membraner af multikomponent-typen, som gør brug af en porøs separationsmembran af bromeret poly(xylylenoxid) i fonn af hule fibre med et overtræk. De hule fibre blev spundet vådt fra en væske af 30 vægt-% polymer i N-methylpyrrolidon i et vand-koaguleringsmiddel ved 85° C med en hastighed af 14,8 mpm. I eksempel 59 overtrækkes det bromerede poly(xylylenoxid), hvori bromeringen i det væsentlige er foretaget på methylgrupper uden nogen efterspindingsbehandling. I eksempel 60 bliver det bromerede poly(xy-lylenoxid) efterbehandlet ved at lade det udblødes i 20 timer i en opløsning af 10 % trimethylamin i vand. Overtrækningen i hvert tilfælde var Dow Corning Sylgard 184 siliconegummi påført ved metode B (se tabel XVI). Resultaterne er vist i den nedenstående tabel XIV.Examples 59 and 60 illustrate multicomponent-type membranes which use a porous brominated poly (xylylene oxide) separation membrane in hollow fiber form with a coating. The hollow fibers were spun wet from a liquid of 30 wt% polymer in N-methylpyrrolidone in a water coagulant at 85 ° C at a rate of 14.8 mpm. In Example 59, the brominated poly (xylylene oxide) is coated, wherein the bromination is essentially carried out on methyl groups without any post-spinning treatment. In Example 60, the brominated poly (xylene oxide) is post-treated by allowing it to be soaked for 20 hours in a solution of 10% trimethylamine in water. The coating in each case was Dow Corning Sylgard 184 silicone rubber applied by Method B (see Table XVI). The results are shown in Table XIV below.

TABEL· XIVTABLE · XIV

59 6059 60

Dow Coining Syl- Dow Corning Syl- gard 184 post- gård 184 postvulkaniseret vulkaniseret siliconegummi siliconegummiDow Coining Syl- Dow Corning Sylgard 184 post yard 184 post-vulcanized vulcanized silicone rubber silicone rubber

Bromeret poly(xy- bromeret poly(xy- lylenoxid) lylenoxid) efter behandlet med (ch3)3nBrominated poly (xybrominated poly (xylylene oxide) lylene oxide) after treatment with (ch3) 3n

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor, 1,9 1,9Coating material, determined internal separation factor, 1.9 1.9

H2 over COH2 over CO

Separationsfaktor, H2 over CO, af' porøs séparationsmembran 1,48 2,85Separation factor, H2 over CO, of porous separation membrane 1.48 2.85

Separationsfaktor Hp over CO, af membran af multiKomponent- typen 11,1 9,59Separation factor Hp over CO, of multi-component membrane type 11.1 9.59

Permeabilitet for Hp af mem- bran af multikomponent-typen 9,58 x 10”^ 1,27 x 10“-3Multi-component membrane permeability Hp 9.58 x 10 "^ 1.27 x 10" -3

Permeabilitet for Hp af po- c røs separationsmembran 1,25 x 10”·3,83 x 10“-5Permeability for Hp of porous separation membrane 1.25 x 10 ”· 3.83 x 10” -5

Bestemt indre separationsfaktor, Hp over CO, for ma- 15 34 teriale ax porøs separationsmembran EKSEMPEL 61 148735 84Determined internal separation factor, Hp over CO, for material 34 axial porous separation membrane EXAMPLE 61 148735 84

Dette eksempel illustrerer en membran af multikomponent-typen, der gør brug af en anden porøs separationsmembran af modificeret brorneret poly(xylylenoxid) i form af hule fibre. Den hule fiber af brom^ret poly(xylylenoxid) fra eksempel 59 blev efterbehandlet ved at udbløde den i ca. 70 timer ved 50° C i en opløsning af 5 vægt-?*! thiourinstof opløst i en 95/5 blanding af vand/methanol på volumenbasis. Efter tørring blev membranen af hule fibre overtrukket med en 5 % opløsning af Dow Corning Sylgard 184 i pentan ved metode F (se tabel XVI). Undersøgelse af den efterbehandlede porøse separationsmembran af hule fibre og af den overtrukne membran af multikomponent-typen udviste følgende resultater:This example illustrates a multicomponent type membrane utilizing another porous separation membrane of modified brominated poly (xylylene oxide) in the form of hollow fibers. The hollow fiber of brominated poly (xylylene oxide) of Example 59 was post-treated by soaking it for approx. 70 hours at 50 ° C in a solution of 5 weight -? *! thiourea dissolved in a 95/5 volume water / methanol mixture. After drying, the hollow fiber membrane was coated with a 5% solution of Dow Corning Sylgard 184 in pentane by Method F (see Table XVI). Examination of the post-treated hollow fiber porous separation membrane and of the multicomponent type coated membrane showed the following results:

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor, H2 over CO 1,9Coating material, determined internal separation factor, H2 over CO 1.9

Separationsfaktor, Ho over CO, af porøs separationsmemoran 5;6Separation factor, Ho over CO, of porous separation memorandum 5; 6

Separationsfaktor, H2 over CO, af membran af multikomponent-typen 46,1Separation factor, H2 over CO, of multicomponent membrane type 46.1

Permeabilitet for H2 af membran af multikomponent-typen 7,2 x 10-0Permeability for H2 of multi-component membrane 7.2 x 10-0

Permeabilitet for Hp af porøs _ separationsmembran 3,9 x 10“ 5Permeability for Hp of Porous Separation Membrane 3.9 x 10 5

Bestemt indre separationsfaktor, H2 over CO, for materiale af porøs ^150' separationsmembran EKSEMPEL 62 og 65Determined internal separation factor, H2 over CO, for material of porous ^ 150 'separation membrane Examples 62 and 65

Disse eksempler tjener til at illustrere flexibiliteten af opfindelsen, hvor overtrækningen kan foreligge på den indre overflade og både på den indre og ydre overflade af en separationsmembran med hule fibre.These examples serve to illustrate the flexibility of the invention where the coating may be present on the inner surface and both on the inner and outer surfaces of a hollow fiber separation membrane.

De illustrerer også opfindelsen i forbindelse med en proces, hvor den gasformige strøm af tilført materiale bringes i kontakt med den overflade af membranen af multikompénent-typen, som er modsat overtrækket. I eksempel 62 blev en porøs separationsmembran af hule fibre af polysulfon overtrukket på indersiden med en.3% opløsning af Sylgard 184 eftervulkaniseret siliconegummi i pentan ved at pumpe en sådan opløsning langsomt gennem boringen af det hule fibersubstrat og ved at lade fiberen tørre i luften. Permeabiliteten blev bestemt ved vandring af en H2-C0 blanding fra det ydre til boringen af den resulterende , sammensatte.membran. I eksempel 63 blev fiberen fra eksempel 85 148735 62 med overtrukket udboring· yderligere overtrukket med den samme opløsning af Sylgard 184 ved hjælp af metode F. Resultaterne ved at undersøge membraner af multikomponent-typen er angivet i den følgende tabel XV.They also illustrate the invention in connection with a process in which the gaseous stream of feed material is contacted with the multi-component membrane type surface which is opposite to the coating. In Example 62, a porous hollow fiber polysulfone separation membrane was coated on the inside with a 3% solution of Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber in pentane by slowly pumping such a solution through the bore of the hollow fiber substrate and allowing the fiber to dry in the air. The permeability was determined by migrating an H2-CO mixture from the exterior to the bore of the resulting composite membrane. In Example 63, the fiber of Example 85 was coated with a further bore with the same solution of Sylgard 184 by Method F. The results of examining multicomponent type membranes are given in the following Table XV.

TABEL XVTABLE XV

62 6562 65

Dow Corning Syl- Dow Corning Syl- gard 184 post- gård 184-post- vulkaniseret si- vulkaniseret si- liconepummi. liconegummi_Dow Corning Syl- Dow Corning Syl- gard 184 post-farm 184-post-vulcanized silicon vulcanized silicone pump. liconegummi_

Polysulfon3 (kun Polysulfona (ud- udboring over- boring og ydersi- trukket) de overtrukket)Polysulfone3 (only Polysulfona (borehole overbore and outer coated) they coated)

Overtræksmateriale, bestemt indre separationsfaktor, H2 over CO 2,5 2,5Coating material, determined internal separation factor, H2 over CO 2.5 2.5

Separationsfaktor, H« over CO, af porøs separationsmembran 3,23 3,23Separation factor, H «over CO, of porous separation membrane 3.23 3.23

Separationsfaktor, Hp over CO, af membran af 22,0 21,2 multikomponent-typenSeparation factor, Hp over CO, of membrane of 22.0 21.2 multicomponent type

Permeabilitet for Hp af ς ς membran af multikomponent- 5,6 x 10"5 2,31 x 10"-7 typenPermeability for Hp of ς ς multi-component membrane 5.6 x 10 "5 2.31 x 10" -7 type

Permeabilitet for Hp af po- , .Permeability for Hp of po-,.

røs separationsmembran 2,06 x 10"^ 2,06 x 10"^ (a) Polysulfon, Union Carbide, P-3500, vådspundet fra en 30 vægt-# væske i en 50/50 dimethylformamid/N-methylpyrrolidon opløsnings-middelblanding i vand ved 2° C med en hastighed på 21,4 mpm og efter vaskning og strækning optaget ved 33 mpm.(a) Polysulfone, Union Carbide, P-3500, wet spun from a 30 wt. liquid into a 50/50 dimethylformamide / N-methylpyrrolidone solvent mixture in water at 2 ° C at a rate of 21.4 mpm and after washing and stretching recorded at 33 mpm.

EKSEMPEL 64EXAMPLE 64

Dette eksempel illustrerer en metode til fremstilling af en membran af multikomponent-typen i form af hule fibre, som gør brug af en porøs separationsmembran af polysulfon og et overtræk af Sylgard 184. Polysulfonpolymer (P-3500 fra Union Carbide) tørres ved 100° C lander et tryk af 125 mm Hg i ca. 25 timer. Den tørrede polysulfon blandes ved en temperatur på ca. 65 til 70° C med dimethylacetatamid (fugtig-hedsindhold under ca. 0,1 vægt-#) til tilvejebringelse af en opløsning, der indeholder 27,5 vægt-# polysulfon. Opløsningen transporteres til en holdetank, der har en nitrogenatmosfære med ca. 1,4 kg/cm .This example illustrates a method for producing a hollow fiber multicomponent type membrane using a porous separation membrane of polysulfone and a coating of Sylgard 184. Polysulfone polymer (P-3500 from Union Carbide) is dried at 100 ° C. lands a pressure of 125 mm Hg for approx. 25 hours. The dried polysulfone is mixed at a temperature of approx. 65 to 70 ° C with dimethyl acetate amide (moisture content below about 0.1% by weight) to provide a solution containing 27.5% by weight polysulfone. The solution is transported to a holding tank having a nitrogen atmosphere of approx. 1.4 kg / cm.

86 14873586 148735

Opløsningen bliver ikke opvarmet, mens den er i holdetanken, og den kan således afkøles til omgivelsernes temperatur.The solution is not heated while in the holding tank and can thus be cooled to ambient temperature.

Den polymere opløsning pumpes fra holdetanken til en spindedyse til hule fibre, der er nedsænket i et vandigt bad ved en temperatur på ca. 4° C.'Spindedysen har en ydre diameter af åbningen på 0,0559 cm, en indre nål på 0,0229 cm og en injektionsåbning i nålen på 0,0127 cm. Den polymere opløsning pumpes og doseres til spindedysen med en hastighed af ca. 7,2 ml per minut og trækkes fra spindedysen med en hastighed af ca. 33 m per minut. Den polymere opløsning koagulerer i form af en hul fiber ved kontakt med det vandige bad. Gennem injektionsåbningen af spindedysen tilvejebringes der destilleret vand til at koagulere indersiden af den hule fiber. Fiberen passerer gennem det vandige bad i en afstand af ca. 1 m. En mængde af det vandige bad bliver kontinuerligt renset for at bibeholde en koncentration af dimethylacetamid på under ca. 4 vægt-% i badet.The polymeric solution is pumped from the holding tank to a hollow fiber spinning nozzle immersed in an aqueous bath at a temperature of approx. The spinning nozzle has an outer diameter of the opening of 0.0559 cm, an inner needle of 0.0229 cm and an injection opening in the needle of 0.0127 cm. The polymeric solution is pumped and dosed to the spinning nozzle at a rate of approx. 7.2 ml per minute and withdrawn from the spinning nozzle at a rate of approx. 33 m per minute. The polymeric solution coagulates in the form of a hollow fiber upon contact with the aqueous bath. Through the injection orifice of the spinning nozzle, distilled water is provided to coagulate the inside of the hollow fiber. The fiber passes through the aqueous bath at a distance of approx. An amount of the aqueous bath is continuously purified to maintain a concentration of dimethylacetamide of less than ca. 4% by weight in the bath.

Fiberen bliver derpå neddykket i et sekundært, vandigt bad, der holdes på en temperatur af ca. 4° C i en afstand af ca. 5 m. Efter at have forladt det sekundære, vandige bad indeholder fiberen noget dimethylacetamid .The fiber is then immersed in a secondary aqueous bath maintained at a temperature of approx. 4 ° C at a distance of approx. After leaving the secondary aqueous bath, the fiber contains some dimethylacetamide.

Fiberen fra det sekundære, vandige bad nedsænkes i to yderligere vandige bade ved stuetemperatur, hvert, i en afstand åf ca. 5 m, og fiberen opspoles på en spole, blot under tilstrækkelig spænding til at frembringe opspolingen. Fiberen holdes våd med vand under opspo-lingen, og efter opspolingen nedsænkes spolen i en vandbeholder og opbevares ved stuetemperatur. Derpå tørres fiberen tinder omgivelsernes temperatur, fortrinsvis ved ca. 20° C og 50% relativ fugtighed. Den tørrede fiber bliver derpå overtrukket med en opløsning af ca. 5 % dimethylsiloxanholdig præpolymer af siliconegummi (Sylgard 184 fra Dow Corning) og et hærdemiddel i n-pentan. Påføringen af overtrækket gennemføres ved at nedsænke fiberen i den præpolymere opløsning, mens man holder opløsningen tinder et positivt tryk. Man lader fiberen lufttørre og tværbinde til tilvejebringelse af overtrækningen med siliconegummi.The fiber from the secondary aqueous bath is immersed in two additional aqueous baths at room temperature, each at a distance of approx. 5 m, and the fiber is wound on a coil, just under enough tension to produce the coil. The fiber is kept wet with water during rewinding, and after rewinding, the coil is immersed in a water container and stored at room temperature. Then, the fiber is dried to the ambient temperature, preferably at ca. 20 ° C and 50% relative humidity. The dried fiber is then coated with a solution of approx. 5% dimethylsiloxane-containing prepolymer of silicone rubber (Sylgard 184 from Dow Corning) and a curing agent in n-pentane. Application of the coating is accomplished by immersing the fiber in the prepolymer solution while holding the solution to a positive pressure. The fiber is air dried and crosslinked to provide the coating with silicone rubber.

Tabel XVI Overtrækningsmetoder A. Den porøse membran med hule fibre dyppedes ± ufortyndet, flydende 87 148735 overtræksmateriale. Man lod væskeoverskuddet dryppe af.Table XVI Coating Methods A. The hollow fiber porous membrane was immersed ± undiluted, liquid coating material. The excess liquid was allowed to drip.

B. Den porøse membran med hule fibre blev dyppet i ufortyndet, flydende overtræksmateriale, mens man udsatte udboringen i den porøse hule fiber for et vakuum. Efter at fiberen var fjernet afbrød man vakuummet, og man lod overskydende væske dryppe af.B. The hollow fiber porous membrane was dipped in undiluted liquid coating material while exposing the bore of the porous hollow fiber to a vacuum. After the fiber was removed, the vacuum was cut off and excess liquid was allowed to drip.

C. Den porøse membran med den hule fiber blev dyppet i flydende overtræksmateriale, der var fortyndet med carbonhydridopløsningsmid-del. Man lod opløsningsmidlet fordampe.C. The hollow fiber porous membrane was dipped in liquid coating material diluted with hydrocarbon solvent. The solvent was evaporated.

D. Den porøse membran med de hule fibre blev dyppet i flydende overtræksmateriale med et carbonhydrid-opløsningsmiddel, mens man udsatte udboringen af den hule fiber for et vakuum. Efter at fiberen var fjernet afbrød man vakuummet, og man lod opløsningsmidlet fordampe.D. The hollow fiber porous membrane was dipped in liquid coating material with a hydrocarbon solvent while exposing the hollow fiber to a vacuum. After the fiber was removed, the vacuum was quenched and the solvent was evaporated.

E. Den porøse membran med de hule fibre blev dyppet i en opløsning, der indeholder overtræksmateriale i form af en polymeriserbar præpolymer, det passende hærdemiddel og carbonhydridopløsningsmiddel.E. The hollow fiber porous membrane was dipped in a solution containing coating material in the form of a polymerizable prepolymer, the appropriate curing agent and hydrocarbon solvent.

Man lod opløsningsmidlet fordampe, og den membran-præpolymere blev hærdet in situ.The solvent was evaporated and the membrane prepolymer cured in situ.

F. Overtræksmetoden blev gennemført som beskrevet under E, med undtagelse af, at man udsatte udboringen af den hule fiber for et vakuum, mens den blev dyppet i overtræksopløsningen.F. The coating method was carried out as described under E, except that the hollow fiber bore was exposed to a vacuum while dipping it into the coating solution.

DK503277A 1976-11-15 1977-11-14 MEMBRANE OF THE MULTI COMPONENT TYPE FOR GAS SEPARATION DK148735C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US74215976A 1976-11-15 1976-11-15
US74215976 1976-11-15
US05/832,481 US4230463A (en) 1977-09-13 1977-09-13 Multicomponent membranes for gas separations
US83248177 1977-09-13

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK503277A DK503277A (en) 1978-05-16
DK148735B true DK148735B (en) 1985-09-16
DK148735C DK148735C (en) 1986-02-03

Family

ID=27113975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK503277A DK148735C (en) 1976-11-15 1977-11-14 MEMBRANE OF THE MULTI COMPONENT TYPE FOR GAS SEPARATION

Country Status (28)

Country Link
JP (1) JPS5951321B2 (en)
AR (1) AR224102A1 (en)
AT (1) AT374375B (en)
AU (1) AU504016B2 (en)
BE (1) BE860811A (en)
BR (1) BR7707583A (en)
CA (1) CA1107203A (en)
CS (1) CS257751B2 (en)
DD (1) DD133298A5 (en)
DE (1) DE2750874C2 (en)
DK (1) DK148735C (en)
EG (1) EG13082A (en)
ES (3) ES464048A1 (en)
FI (1) FI61636C (en)
FR (1) FR2410501A1 (en)
GB (1) GB1590813A (en)
IL (1) IL53379A (en)
IT (1) IT1089058B (en)
MX (2) MX148173A (en)
NL (1) NL175387C (en)
NO (1) NO149019C (en)
PH (1) PH14682A (en)
PL (1) PL125022B1 (en)
PT (1) PT67269B (en)
RO (1) RO76391A (en)
SE (1) SE440744B (en)
TR (1) TR19886A (en)
YU (1) YU41572B (en)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5416378A (en) * 1977-07-08 1979-02-06 Asahi Chem Ind Co Ltd Polysulfone semipermeable membrane
CA1127472A (en) * 1977-11-25 1982-07-13 Robert L. Riley Gas separation membranes and process for the preparation thereof
US4181675A (en) * 1978-09-19 1980-01-01 Monsanto Company Process for methanol production
IL59581A0 (en) * 1979-03-28 1980-06-30 Monsanto Co Methods for preparing anisotropic membranes and membranes prepared therefrom
EP0017463B1 (en) * 1979-04-03 1982-11-24 Monsanto Company Gas recovery process
US4238204A (en) * 1979-06-18 1980-12-09 Monsanto Company Selective adsorption process
EP0024718A3 (en) * 1979-09-04 1981-10-14 Friedrich Wolff Device for increasing or decreasing the oxygen content of air, and method of producing and of operating it
DE3006880C2 (en) * 1980-02-23 1986-10-09 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal Plasmaphoresis membrane
FR2478482A1 (en) * 1980-03-21 1981-09-25 Lidorenko Nikolai Supported gas-permeable membranes - for use in blood oxygenator(s)
FR2482468A1 (en) * 1980-05-19 1981-11-20 Bend Res Inc Reverse osmosis composite membrane is hollow fibre - whose inner surface is coated with interfacial salt rejecting membrane
JPS5794304A (en) * 1980-12-03 1982-06-11 Sumitomo Chem Co Ltd Gas separating membrane made of polysulfone hollow fiber and its manufacture
JPS57104007A (en) * 1980-12-19 1982-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Oxygen-enriched gas supplying equipment for combustion
US4362613A (en) * 1981-03-13 1982-12-07 Monsanto Company Hydrocracking processes having an enhanced efficiency of hydrogen utilization
US4367135A (en) * 1981-03-12 1983-01-04 Monsanto Company Processes
JPS588514A (en) * 1981-07-08 1983-01-18 Ube Ind Ltd Preparation of composite separation film
JPS58132111A (en) * 1982-01-29 1983-08-06 Asahi Chem Ind Co Ltd Polysulfone hollow fiber
US4428776A (en) * 1982-06-23 1984-01-31 The Standard Oil Company Cellulosic semipermeable membranes containing silicon compounds
JPS59160506A (en) * 1983-02-28 1984-09-11 Kuraray Co Ltd Composite hollow yarn separating membrane and its production
JPS59169509A (en) * 1983-03-14 1984-09-25 Toray Ind Inc Hollow yarn membrane for separating gas and preparation thereof
US4530703A (en) * 1983-06-30 1985-07-23 Monsanto Company Cross-linked polyarylene oxide membranes
ATE31146T1 (en) * 1983-06-30 1987-12-15 Monsanto Co MEMBRANES BASED ON AMORPHIC POLYARYL ETHERS SUBSTITUTED TO THE ARYL GROUPS.
EP0141793A1 (en) * 1983-06-30 1985-05-15 Monsanto Company Asymmetric gas separation membranes having increased selectivy, and process for their production
GB2151597B (en) * 1983-12-16 1987-09-30 Petrocarbon Dev Ltd Recovery of carbon dioxide from gas mixtures
US4639257A (en) * 1983-12-16 1987-01-27 Costain Petrocarbon Limited Recovery of carbon dioxide from gas mixture
GB2154600A (en) * 1984-02-23 1985-09-11 British Gas Corp Producing and purifying methane
EP0180599B1 (en) * 1984-04-11 1991-04-03 Syrinx Research Pty. Ltd. High flux membrane
JPS61408A (en) * 1984-06-11 1986-01-06 Toyobo Co Ltd Hollow yarn composite membrane
EP0191209B1 (en) * 1985-02-14 1989-01-25 Uop Inc. Thin-film semipermeable membranes, a method for their preparation and hydrogen-sensing and-separating devices including them
DE3525235C1 (en) * 1985-07-15 1986-11-27 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2054 Geesthacht Process for producing and increasing the selectivity of an integral asymmetrical membrane
JPH0822373B2 (en) * 1986-02-10 1996-03-06 旭化成工業株式会社 Method for forming polysulfone-based composite membrane
EP0242069A3 (en) * 1986-04-14 1988-08-03 Dow Corning Corporation Semipermeable composite membranes produced from silicone water based emulsions applied to porous substrates
US4894068A (en) * 1988-12-27 1990-01-16 Permea, Inc. Process for capturing nitrogen from air using gas separation membranes
DE4242806A1 (en) * 1992-12-17 1994-06-23 Siemens Ag Sensor hose
US5286280A (en) * 1992-12-31 1994-02-15 Hoechst Celanese Corporation Composite gas separation membrane having a gutter layer comprising a crosslinked polar phenyl-containing - organopolysiloxane, and method for making the same -
US5514413A (en) * 1994-03-31 1996-05-07 Air Products And Chemicals, Inc. Process for producing composite membranes
US5443728A (en) * 1994-04-28 1995-08-22 Praxair Technology, Inc. Method of preparing membranes from blends of polyetherimide and polyimide polymers
US6315968B1 (en) * 1995-01-18 2001-11-13 Air Products And Chemicals, Inc. Process for separating acid gases from gaseous mixtures utilizing composite membranes formed from salt-polymer blends
US6128919A (en) * 1998-04-08 2000-10-10 Messer Griesheim Industries, Inc. Process for separating natural gas and carbon dioxide
US6085549A (en) * 1998-04-08 2000-07-11 Messer Griesheim Industries, Inc. Membrane process for producing carbon dioxide
US20090223229A1 (en) * 2006-12-19 2009-09-10 Hua Wang Method and System for Using Low BTU Fuel Gas in a Gas Turbine
ITUB20159436A1 (en) * 2015-12-28 2017-06-28 Medica S P A USE OF A MEMBRANE FOR BIOGAS PURIFICATION

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL236452A (en) * 1958-02-24 1900-01-01
US3350844A (en) * 1964-09-21 1967-11-07 Gen Electric Process for the separation or enrichment of gases
GB1069231A (en) * 1966-02-21 1967-05-17 Du Pont Separation of fluid mixtures
FR1566272A (en) * 1968-01-19 1969-05-09
NL158087B (en) * 1968-01-30 1978-10-16 Universal Oil Prod Co PROCESS FOR SEPARATING GASES USING A MEMBRANE FROM A CELLULOSE ESTER.
FR2082095A5 (en) * 1970-03-03 1971-12-10 Rhone Poulenc Sa
US3926798A (en) * 1974-10-17 1975-12-16 Us Interior Reverse osmosis membrane
JPS5255719A (en) * 1975-10-31 1977-05-07 Daicel Chem Ind Ltd Hollow fibers having selective gas permeability and production thereof
US3980456A (en) * 1975-03-31 1976-09-14 General Electric Company Method for sealing breaches in multi-layer ultrathin membrane composites

Also Published As

Publication number Publication date
SE7712818L (en) 1978-05-16
RO76391A (en) 1981-05-30
DK503277A (en) 1978-05-16
NL7712432A (en) 1978-05-17
NL175387B (en) 1984-06-01
MX172537B (en) 1993-12-17
YU41572B (en) 1987-10-31
NL175387C (en) 1984-11-01
PL202124A1 (en) 1979-01-02
BR7707583A (en) 1978-08-22
EG13082A (en) 1980-10-31
CS257751B2 (en) 1988-06-15
NO149019B (en) 1983-10-24
PL125022B1 (en) 1983-03-31
ES464048A1 (en) 1978-08-01
FI61636B (en) 1982-05-31
JPS5386684A (en) 1978-07-31
PT67269B (en) 1979-04-18
TR19886A (en) 1980-04-09
FI61636C (en) 1982-09-10
FR2410501B1 (en) 1982-12-10
NO773882L (en) 1978-05-18
IL53379A (en) 1980-05-30
IT1089058B (en) 1985-06-10
FI773439A (en) 1978-05-16
DE2750874A1 (en) 1978-05-18
AU3060777A (en) 1979-05-24
FR2410501A1 (en) 1979-06-29
BE860811A (en) 1978-05-16
NO149019C (en) 1984-02-01
ES475666A1 (en) 1979-05-16
GB1590813A (en) 1981-06-10
YU272277A (en) 1982-10-31
JPS5951321B2 (en) 1984-12-13
AU504016B2 (en) 1979-09-27
ATA812477A (en) 1983-09-15
DE2750874C2 (en) 1986-04-30
SE440744B (en) 1985-08-19
IL53379A0 (en) 1978-01-31
DD133298A5 (en) 1978-12-27
MX148173A (en) 1983-03-24
ES466474A1 (en) 1979-06-01
CA1107203A (en) 1981-08-18
AR224102A1 (en) 1981-10-30
DK148735C (en) 1986-02-03
PT67269A (en) 1977-12-01
AT374375B (en) 1984-04-10
PH14682A (en) 1981-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK148735B (en) MEMBRANE OF THE MULTI COMPONENT TYPE FOR GAS SEPARATION
US4230463A (en) Multicomponent membranes for gas separations
KR900008712B1 (en) Asymmetric gas seperation membranes having graded density skins
US5181940A (en) Hollow fiber membranes
KR940006394B1 (en) Composite membrane and their manufacture and use
US7819956B2 (en) Gas transfer membrane
JPS63116723A (en) Method of forming hollow fiber irregular gas separating film
US4654055A (en) Asymmetric gas separation membranes
US20200238223A1 (en) Nanofiltration or reverse osmosis membrane made of hard carbon film, filtering filter, two-layer-bonded-type filtering filter, and methods for manufacturing same
US4530703A (en) Cross-linked polyarylene oxide membranes
JPH05509029A (en) Defect-free ultra-high flux asymmetric membrane
Fang et al. Tailoring both the surface pore size and sub-layer structures of PVDF membranes prepared by the TIPS process with a triple orifice spinneret
CA2027005A1 (en) Surfactant treatment of polyimide gas separation membranes
CA1323475C (en) Treatment of permeable membranes
CN106621853B (en) (per) fluoropolymer composite membrane and its preparation method and application
EP0141793A1 (en) Asymmetric gas separation membranes having increased selectivy, and process for their production
KR100835655B1 (en) Preparation method of gas seperation membrane and gas seperation membrane prepared therefrom
JP2688882B2 (en) Method for producing composite membrane for gas separation
NL9102151A (en) SPINNING ASYMMETRICAL HOLLOW FIBER MEMBRANES WITH A DENSE, NON-POROUS TOP LAYER AND A POROUS LAYER, RESP. WITH BOTH A POROUS TOP COAT AND A POROUS TOP COAT.
WO2020189898A1 (en) Pressure retarded osmosis seperation membrane and method for manufacturing same
KR820000171B1 (en) Method for gas separation by multicomponent membranes
KR920007858B1 (en) Improved composite seperation membranes and preparation and use thereof
KR101503395B1 (en) Preparation method of support membrane for recovering hydrocarbon and support membrane prepared therefrom
JP2022514036A (en) Porous membrane for high pressure filtration
WO2020127456A1 (en) Porous membranes for high pressure filtration

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed