FI61636B - FLASH COMPONENT FOER GASSEPARATIONER OR FOER FARANDE FOER DESS ANVAENDNING - Google Patents
FLASH COMPONENT FOER GASSEPARATIONER OR FOER FARANDE FOER DESS ANVAENDNING Download PDFInfo
- Publication number
- FI61636B FI61636B FI773439A FI773439A FI61636B FI 61636 B FI61636 B FI 61636B FI 773439 A FI773439 A FI 773439A FI 773439 A FI773439 A FI 773439A FI 61636 B FI61636 B FI 61636B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- membrane
- multicomponent
- separation
- gas
- porous
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 472
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 386
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 325
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 227
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 209
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 153
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 97
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 93
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 70
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 70
- -1 poly (arylene ether Chemical compound 0.000 claims description 65
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 63
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 48
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 47
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 36
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 35
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 28
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 26
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 21
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 20
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 17
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 15
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 6
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 6
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 claims description 5
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 claims description 5
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims 3
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 229920006156 poly(arylene oxide) Polymers 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 572
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 208000012886 Vertigo Diseases 0.000 description 40
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 40
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 37
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 29
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 26
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 19
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 19
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 11
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 11
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 8
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 7
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920004511 Dow Corning® 200 Fluid Polymers 0.000 description 6
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 6
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 6
- HXQQNYSFSLBXQJ-UHFFFAOYSA-N COC1=C(NC(CO)C(O)=O)CC(O)(CO)CC1=NCC(O)=O Chemical compound COC1=C(NC(CO)C(O)=O)CC(O)(CO)CC1=NCC(O)=O HXQQNYSFSLBXQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 4
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000010073 coating (rubber) Methods 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 3
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920001290 polyvinyl ester Polymers 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920006215 polyvinyl ketone Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 description 1
- VYXHVRARDIDEHS-UHFFFAOYSA-N 1,5-cyclooctadiene Chemical compound C1CC=CCCC=C1 VYXHVRARDIDEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004912 1,5-cyclooctadiene Substances 0.000 description 1
- KZCSJWFLPQFDNW-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylpyrrole-2,5-dione Chemical compound C=CN1C(=O)C=CC1=O KZCSJWFLPQFDNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIFLRQVHKGGNSG-UHFFFAOYSA-N 2,3-dichlorobuta-1,3-diene Chemical compound ClC(=C)C(Cl)=C LIFLRQVHKGGNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IHCCLXNEEPMSIO-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 IHCCLXNEEPMSIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 4-Methylstyrene Chemical compound CC1=CC=C(C=C)C=C1 JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000662 Anethum graveolens Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N Cellulose propionate Chemical compound CCC(=O)OCC1OC(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C1OC1C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(COC(=O)CC)O1 DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100298295 Drosophila melanogaster flfl gene Proteins 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- KUGRPPRAQNPSQD-UHFFFAOYSA-N OOOOO Chemical compound OOOOO KUGRPPRAQNPSQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000448053 Toya Species 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical compound [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000007824 aliphatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000002529 biphenylenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C12)* 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000031709 bromination Effects 0.000 description 1
- 238000005893 bromination reaction Methods 0.000 description 1
- INLLPKCGLOXCIV-UHFFFAOYSA-N bromoethene Chemical compound BrC=C INLLPKCGLOXCIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- JXENNHTVELFRHV-NTEUORMPSA-N ccvj Chemical compound C1CCC2=CC(/C=C(C(=O)O)\C#N)=CC3=C2N1CCC3 JXENNHTVELFRHV-NTEUORMPSA-N 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 229920006218 cellulose propionate Polymers 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003211 cis-1,4-polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 150000001983 dialkylethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- CTYRPMDGLDAWRQ-UHFFFAOYSA-N phenyl hydrogen sulfate Chemical compound OS(=O)(=O)OC1=CC=CC=C1 CTYRPMDGLDAWRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 229920002755 poly(epichlorohydrin) Polymers 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001709 polysilazane Polymers 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920002717 polyvinylpyridine Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000026683 transduction Effects 0.000 description 1
- 238000010361 transduction Methods 0.000 description 1
- 125000004665 trialkylsilyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation 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
- B01D53/22—Separation 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
- B01D53/228—Separation 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/1212—Coextruded layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
- B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular 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)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Γβΐ KUULUTUSJULKAISUΓβΐ ADVERTISING PUBLICATION
® <11) UTLÄGGm4^«SKA»FT---6-1 63_6 ,^C Patentti my^n^tty 10 09 1932® <11) UTLÄGGm4 ^ «SKA» FT --- 6-1 63_6, ^ C Patent my ^ n ^ tty 10 09 1932
Patent x·? j ;?lat ^ (51) K».ik?/int.a.3 B 01 D 53/22 SUOMI —FINLAND (21) P.t«nttlh«k.inui — Ptt«ntamBk>itn( 773^+39 (22) Hakamltpllvl —Anaeknlniadig lU.11.77 (23) Alkupilvl — GIMgh«ttdtg 11+.11.77 (41) Tullut julklMkf! — Bllvlt offwitllg 16.05.78 PMenttl* j« reki.terlh.Hitu. NihtMk.lp.rn» |t kuul,|ulk»ltun pvm. — 5ί qc gpPatent x ·? j;? lat ^ (51) K ».ik? /int.a.3 B 01 D 53/22 FINLAND —FINLAND (21) Pt« nttlh «k.inui - Ptt« ntamBk> itn (773 ^ + 39 ( 22) Hakamltpllvl —Anaeknlniadig lU.11.77 (23) Alkupilvl - GIMgh «ttdtg 11 + .11.77 (41) Tullut julklMkf! - Bllvlt offwitllg 16.05.78 PMenttl * j« reki.terlh.Hitu. NihtMk.lp.rn » month, date of departure - 5ί qc gp
PltMt- och regirterttyrelaen AiMttkM utlagd och utl.tkrift·» publicerid (32)(33)(31) Pyydatty «cuotkoui—Bogftrd priority 15-11.76 13.09.77 USA(US) 7^2159, 832U81 (71) Monsanto Company, 800 North Lindbergh Boulevard, St. Louis, Missouri 63166, USA(US) .(72) Jay Myls Stuart Henis, Creve Coeur, Missouri, Mary Kathryn Tripodi,PltMt- och regirterttyrelaen AiMttkM utlagd och utl.tkrift · »publicerid (32) (33) (31) Pyydatty« cuotkoui — Bogftrd priority 15-11.76 13.09.77 USA (US) 7 ^ 2159, 832U81 (71) Monsanto Company, 800 North Lindbergh Boulevard, St. Louis, Missouri 63166, USA (72) Jay Myls Stuart Henis, Creve Coeur, Missouri, Mary Kathryn Tripodi,
Creve Coeur, Missouri, USA(US) (7!+) 0y Kolster Ah (5I*) Monikomponettikalvo kaasuerotuksiin ja menetelmä sen käyttämiseksi -Flerkomponentmembran för gasseparationer och förfarande för dess användningCreve Coeur, Missouri, USA (US!) (7! +) 0y Kolster Ah (5I *) Multicomponent membrane for gas separations and method of using it
Keksinnön kohteena on monikomponenttikalvo ainakin yhden kaasun erottamiseksi kaasuseoksista ja menetelmä ainakin yhden kaasun selektiivisesti erottamiseksi kaasuseoksista käyttäen hyväksi tällaista monikomponenttikalvoa.The invention relates to a multicomponent membrane for separating at least one gas from gas mixtures and to a method for selectively separating at least one gas from gas mixtures using such a multicomponent membrane.
Erottaminen, joka käsittää ainakin yhden valitun kaasun pitoisuuden nostamisen kaasuseoksesta, on erikoisen tärkeä työvaihe vaatimusten kannalta, joita syötettävien kemiallisten raaka-aineiden tarjonnalle asetetaan. Usein nämä vaatimukset täytetään erottamalla yksi tai useampia haluttuja kaasuja kaasuseoksista ja käyttäen näitä kaasutuotteita hyväksi jalostusta varten. On ehdotettu käytettäväksi erotuskalvoja yhden tai useampien kaasujen selektiivisesti erottamiseksi kaasuseoksista. Selektiiviseen erottamiseen pääsemiseksi on kalvolla vähemmän vastusta yhden tai useamman kaa- 2 61636 sun siirtymiselle kuin ainakin yhdelle muulle seoksen kaasuista. Siten selektiivinen erottaminen voi tarjota yhden tai useampien seoksessa olevien kaasujen etuoikeutetun loppuunkulumisen tai vä-kevöitymisen ainakin yhden muun kaasun suhteen ja sen tähden antaa tuote, jossa yhden tai useamman halutun kaasun suhde ainakin yhteen muuhun kaasuun on erilainen kuin tämä suhde seoksessa. Kuitenkin, jotta yhden tai useamman kaasun selektiivinen erottaminen käyttämällä erotuskalvoa olisi taloudellisesti houkutteleva, täytyy kalvojen ei ainoastaan pystyä kestämään olosuhteita, joille ne altistetaan erotusvaiheen aikana, vaan niiden täytyy myös antaa yhden tai useamman halutun kaasun riittävän selektiivinen erottuminen riittävän suurella virtauksella, ts. läpitunkeutuneen aineen läpäisynopeus pintayksikköä kohti, niin että erotusmenetelmän käyttö on taloudellisesti houkuttelevalla pohjalla. Siten erotuskalvot, jotka pystyvät riittävän hyvään selektiiviseen erottamiseen, mutta joilla virtaukset ovat ei-toivottavan alhaisia, vaativat niin suuria erotuskalvon pinta-aloja, että näiden kalvojen käyttö ei ole taloudellisesti toteutettavissa. Samoin erotuskalvot, joiden virtaus on suuri, mutta selektiivinen erotuskyky alhainen, eivät myöskään ole taloudellisesti houkuttelevia. Niinpä työtä on jatkettu erotuskalvojen kehittämiseksi, jotka voivat antaa yhden tai useamman halutun kaasun riittävän selektiivisen erottumisen sekä riittävän suuren virtauksen, niin että näiden erotuskalvojen käyttö kaupallisella pohjalla on taloudellisesti toteutettavissa.Separation, which involves increasing the concentration of at least one selected gas in the gas mixture, is a particularly important step in terms of the requirements for the supply of chemical feedstocks to be fed. Often, these requirements are met by separating one or more desired gases from gas mixtures and utilizing these gas products for processing. It has been proposed to use separation films to selectively separate one or more gases from gas mixtures. To achieve selective separation, the film has less resistance to the migration of one or more gases than at least one of the other gases in the mixture. Thus, selective separation may provide a privileged depletion or concentration of one or more gases in the mixture over at least one other gas and therefore provide a product in which the ratio of one or more desired gases to at least one other gas is different from this ratio in the mixture. However, for the selective separation of one or more gases using a separation membrane to be economically attractive, the membranes must not only be able to withstand the conditions to which they are exposed during the separation step, but must also allow a sufficiently selective separation of one or more desired gases at a sufficiently high flow rate. the rate of transmission per unit area, so that the use of the separation method is on an economically attractive basis. Thus, separation films which are capable of sufficiently good selective separation but which have undesirably low flows require such large areas of separation film that the use of these films is not economically feasible. Likewise, separation films with high flow but low selective resolution are also not economically attractive. Thus, work has continued to develop separation membranes that can provide a sufficiently selective separation of one or more desired gases as well as a sufficiently large flow so that the use of these separation membranes on a commercial basis is economically feasible.
Yleensä kaasun kulku kalvon läpi voi edetä huokosten kautta, ts. jatkuvia kanavia pitkin juoksevaa virtausta varten, jotka kanavat ovat yhteydessä sekä kalvon syöttö- että poistopintoihin (jolloin huokoset voivat olla tai eivät ole sopivia erotukseen Knudsen-virtauksella tai diffuusiolla); eräässä toisessa mekanismissa membraaniteorian yleisen käsityksen mukaisesti kaasun kulkeminen kalvon läpi voi tapahtua kaasun ja kalvoaineen keskinäisestä vaikutuksesta. Tässä jälkimmäisessä edellytetyssä mekanismissa kaasun läpäisyyn kalvon läpi uskotaan liittyvän kaasun liukeneminen kalvoaineeseen ja kaasun diffuusio kalvon läpi. Läpäisevyysvakion yksittäiselle kaasulle katsotaan nykyään olevan tämän kaasun liukoisuuden ja diffuusiokyvyn kalvoon tulo. Annetulla kalvoaineella 3 61636 on nimenomainen läpäisevyysvakio annetun kaasun kululle kaasun keskinäisestä vaikutuksesta kalvoaineen kanssa. Kaasun läpä.isynopeus, ts. virtaus kalvon läpi, on suhteessa läpäisevyysvakioon, mutta siihen vaikuttavat myös eri muuttujat, kuten kalvon paksuus, kalvon fysikaalinen luonne, läpäisykaasun osittaispainedifferentiaali kalvon poikki, lämpötila jne.In general, the passage of gas through the membrane can proceed through the pores, i.e., for continuous flow along continuous channels that communicate with both the inlet and outlet surfaces of the membrane (where the pores may or may not be suitable for Knudsen flow or diffusion separation); in another mechanism, according to the general understanding of membrane theory, the passage of gas through the membrane may occur by the interaction of the gas and the membrane substance. In this latter required mechanism, gas permeation through the membrane is believed to involve gas dissolution in the membrane material and gas diffusion through the membrane. The permeability constant for an individual gas is now considered to be the product of the solubility and diffusion capacity of this gas in the membrane. The given film material 3 61636 has an explicit permeability constant for the flow of a given gas due to the interaction of the gas with the film material. The permeation rate of the gas, i.e. the flow through the membrane, is proportional to the permeability constant, but is also influenced by various variables such as membrane thickness, physical nature of the membrane, partial pressure differential pressure of the permeable gas across the membrane, temperature, etc.
Näihin asti on ehdotettu erilaisia muunnoksia kalvoihin, joita käytetään neste-erotuksiin, yrityksissä ratkaista erityisongelmat, jotka liittyvät erotusprosessiin. Seuraava esitys valaisee spesifisiä muunnoksia, joita on tehty kalvoille, joita käytetään neste-erotuksiin erityisongelmien ratkaisemiseksi ja se antaa pohjan, jolla keksintöä voidaan täysin arvioida. Esimerkiksi sel-luloosakalvoja kehitettiin ensin ja niitä käytettiin suolan poistamiseksi vedestä, ja näitä kalvoja voitiin yleisesti kuvata "tilleiksi" tai "tiiviiksi" kalvoiksi. "Tiheät" tai "tiiviit" kalvot ovat kalvoja, jotka ovat pääasiallisesti vapaita huokosista, ts. juoksevista virtauskanavista, jotka ovat yhteydessä kalvon pintoihin, ja ne ovat pääasiallisesti vapaat onteloista, ts. alueista kalvon paksuudella, jotka eivät sisällä kalvoainetta. Tiiviiden kalvojen ollessa kysymyksessä, sopii kumpikin pinta syötön kosketuspinnaksi, koska tiiviin kalvon ominaisuudet ovat samat kummankin pinnan suunnasta, ts. kalvo on symmetrinen. Koska kalvo on pääasiallisesti samanlainen koko rakenteeltaan, se kuuluu isotrooppisten kalvojen määritelmän piiriin. Vaikka jotkut näistä tiiviistä kalvoista ovat melko selektiivisiä, on niiden päähaittana alhainen lä-päisyvirtaus, mikä johtuu näiden kalvojen suhteellisen suuresta paksuudesta. Sen tähden on ollut epätaloudellista rakentaa laiteasennuksia, jotka ovat tarpeen suolan poistamiseksi huomattavista määristä vettä käyttäen tiiviitä kalvoja. Yritykset kalvojen virtauksen lisäämiseksi neste-erotuksia varten ovat käsittäneet esimerkiksi täyteaineiden lisäämisen kalvoon huokoisuuden muuttamiseksi ja kalvojen tekemiseksi niin ohuiksi kuin mahdollista läpivir-tausnopeuksien lisäämiseksi. Vaikkakin parantuneisiin läpäisyno-peuksiin on päästy rajoitettuun määrään asti, nämä parantuneet nopeudet on yleensä saatu nimenomaisten kalvojen selektiivisyyden kustannuksella.Until now, various modifications to the membranes used for liquid separation have been proposed in attempts to solve specific problems related to the separation process. The following presentation illustrates specific modifications made to membranes used for liquid separation to solve specific problems and provides a basis on which the invention can be fully evaluated. For example, cellulose films were first developed and used to desalt water, and these films could be generally described as "dill" or "dense" films. "Dense" or "tight" films are films that are substantially free of pores, i.e., fluid flow channels that communicate with the film surfaces, and are substantially free of cavities, i.e., areas in the film thickness that do not contain film material. In the case of dense films, each surface is suitable as a feed contact surface, since the properties of the dense film are the same from the direction of both surfaces, i.e. the film is symmetrical. Because the membrane is essentially similar in size throughout, it falls within the definition of isotropic membranes. Although some of these dense films are quite selective, their main disadvantage is the low permeation flow due to the relatively large thickness of these films. Therefore, it has been uneconomical to build equipment installations that are necessary to remove salt from substantial amounts of water using tight membranes. Attempts to increase the flow of membranes for liquid separations have included, for example, the addition of fillers to the membrane to change the porosity and to make the membranes as thin as possible to increase the flow rates. Although improved permeation rates have been achieved to a limited extent, these improved rates have generally been obtained at the expense of the selectivity of specific films.
Eräässä toisessa yrityksessä kalvojen suorituskykyjen pa- 14 61 6 36 rantamiseksi Loeb apulaisineen esittävät, esimerkiksi US-patentin-sa n:o 3 133 132 menetelmän modifioidun selluloosa-asetaattikalvon valmistamiseksi suolan poistoa varten vedestä valamalla ensin sel-luloosa-asetaattiliuos ohueksi kerrokseksi ja muodostama], la si tten tiheä membraanikalvo tälle ohuelle kerrokselle eri menetelmillä, kuten haihduttamalla liuotin, mitä seuraa äkkijäähdytys kylmässä vedessä. Näiden tiheäkalvoisten membraanien muodostamiseen liittyi yleensä lopullinen lämpökäsittely kuumassa vedessä. Loeb-menetel-mällä valmistetut membraanit koostuvat kahdesta selvästi erottuvasta alueesta, jotka on tehty samasta selluloosa-asetaattlaineesta, ohuesta tiiviistä puoliläpäisevästä kalvosta ja vähemmän tiiviistä, ontelolta sisältävästä, ei-selektiivisestä tukialueesta. Koska membraanit eivät ole pääasiallisesti tiheydeltään tasaisia kautta koko rakenteensa, ne luetaan anisotrooppisiksi määriteltyihin kalvoihin kuuluviksi. Näistä kahdesta erillisestä alueesta ja membraa-nin ominaisuuksien eroista, jotka voidaan havaita riippuen siitä, kumpi membraanin pinta on kohti syötettävää suolaliuosta, johtuen, Loeb-tyyppiset membraanit voidaan kuvata epäsymmetrisiksi.In another attempt to improve film performance, Loeb and his co-workers disclose, for example, in U.S. Patent No. 3,133,132 a method of making a modified cellulose acetate film for desalting from water by first casting the cellulose acetate solution into a thin layer and forming] , a dense membrane film on this thin layer by various methods, such as evaporation of the solvent, followed by quenching in cold water. The formation of these dense membranes was usually accompanied by a final heat treatment in hot water. Membranes made by the Loeb method consist of two distinct regions made of the same cellulose acetate wave, a thin dense semipermeable film, and a less dense, cavity-containing, non-selective support region. Because membranes are not substantially uniform in density throughout their entire structure, they are considered to belong to the membranes defined as anisotropic. Due to these two distinct regions and the differences in membrane properties that can be observed depending on which surface of the membrane is towards the saline to be fed, Loeb-type membranes can be described as asymmetric.
Esimerkiksi käytännön suolanpoistokokeissa on epäsymmetrisillä tiheäkalvoisilla membraaneilla osoittautunut olevan parempi läpäisyvirtaus verrattuna vanhemmantyyppisiin tiiviisiin kalvoihin. Loeb-tyyppisten membraanien läpäisynopeuden parannus on katsottu johtuvaksi tiheän selektiivisen alueen paksuuden lisääntymisestä. Vähemmän tiheä alue tällaisessa membraanissa antaa riittävän rakenteellisen tuen estämään membraanin murtumisen käyttöpaineissa, mutta antaa vähän vastusta läpivirtaukselle. Tämän takia tiheä kalvo pääasiallisesti suorittaa erottamisen ja vähemmän tiheän tukialueen ensisijainen tehtävä on fysikaalisesti tukea tiheää kalvoa. Kuitenkin tällaisissa Loeb-tyyppisissä membraaneissa tämä vähemmän tiheä tukialue usein puristuu kokoon paineiden vaikutuksesta, jollaisia halutaan suolanpoistoa varten vedestä ja tällaisissa olosuhteissa vähemmän tiheä tukialue menettää jonkin verran onteloti-lavuudestaan. Tämän seurauksena läpivirranneen aineen vapaa virtaus pois tiheän kalvon ulosvirtauspuolelta estyy, minkä vaikutuksesta läpäisynopeus alenee. Lisäksi Loeb’in et ai. esittämät sel-luloosa-asetaattimembraanit ovat myös alttiina tukkeutumiselle ja erilaisille kemiallisille hajaantumissille. Sen tähden on huomio 5 61636 suunnattu Loeb-tyyppisten membraanien kehittämiseksi muista aineista kuin selluloosa-asetaatista, jotka voivat antaa lujempia rakenneominaisuuksia ja lisääntyneen kemiallisen kestävyyden. Polymeeri-aineiden "Loeb»käsittely" yksittäisten komponenttikalvojen saamiseksi, joilla on hyvä selektiivisyys ja hyvä läpäisynopeus, on havaittu erittäin vaikeaksi. Useimpien yritysten tuloksena saadaan membraaneja, jotka ovat joko huokoisia, ts. niissä on juoksevia virtauskanavia tiheän kalvon läpi eivätkä erota, tai joilla on liian paksu tiheä kalvo antamaan käyttökelpoisia läpäisynopeuksia. Niinpä usein nämä epäsymmetriset kalvot eivät toimi hyväksyttävästi neste-erotusprosesseissa, kuten vastakkaisessa osmoosissa. Kuten tämän jälkeen lisäksi selostetaan, on vielä vaikeampaa valmistaa Loeb-tyyppisiä membraaneja, joilla on hyvä selektiivisyys ja hyvät läpäisynopeudet kaasunerotusprosesseja varten.For example, in practical desalination experiments, asymmetric dense membranes have been shown to have better permeation flow compared to older types of dense membranes. The improvement in the permeation rate of Loeb-type membranes has been attributed to an increase in the thickness of the dense selective region. A less dense area in such a membrane provides sufficient structural support to prevent membrane rupture at operating pressures, but provides little resistance to flow-through. Because of this, the dense film mainly performs the separation and the primary function of the less dense support area is to physically support the dense film. However, in such Loeb-type membranes, this less dense support region is often compressed by the pressures desired for desalination of water, and under such conditions the less dense support region loses some of its void volume. As a result, the free flow of the flow-through substance away from the outflow side of the dense film is prevented, as a result of which the permeation rate is reduced. In addition, Loeb et al. cellulose acetate membranes are also subject to clogging and various chemical degradations. Therefore, attention has been directed to the development of Loeb-type membranes from materials other than cellulose acetate, which can provide stronger structural properties and increased chemical resistance. "Loeb» processing "of polymeric materials to obtain individual component films with good selectivity and good permeation rate has been found to be very difficult. Most attempts result in membranes that are either porous, i.e., have flow channels through the dense membrane and do not separate, or have a dense membrane that is too thick to provide usable permeation rates. Thus, often these asymmetric membranes do not function acceptably in liquid separation processes such as reverse osmosis. As further described below, it is even more difficult to produce Loeb-type membranes with good selectivity and good permeation rates for gas separation processes.
Lisäkehittelyt edullisten erotuskalvojen saamiseksi suolan poistamiseksi vedestä ja muita neste/neste-erotuksia varten, kuten orgaanisten aineiden erottamista varten nesteistä, ovat johtaneet yhdistelmämembraaneihin, jotka käsittävät huokoisen alustan, joka läsnäolevien virtauskanavien ansiosta voi helposti läpäistä nestettä ja on lisäksi riittävän luja kestämään käyttöolosuhteet, sekä sen tukeman puoliläpäisevän kalvon. Ehdotetut yhdistelmämembraa-nit kuuluvat ns. "dynaamisesti muodostettuihin" membraaneihin, jotka muodostetaan saostamalla jatkuvasti polymeerikalvoainetta syöt-töliuoksesta huokoiselle alustalle. Tämä jatkuva seostaminen on tarpeen, koska polymeerikalvoaine on alttiina kulkeutumiselle huokosiin ja huokoisen alustan läpi ja sen tähden tarvitsee täydennystä. Lisäksi polymeerikalvoaine on usein riittävän liukoinen neste-seokseen, joka erotettavaksi tuodaan, niin että se tavallisesti on alttiina myös yksipuoliselle kulumiselle, ts. se huuhtoutuu pois alustasta.Further developments to provide preferred separation films for desalination and other liquid / liquid separations, such as for the separation of organic matter from liquids, have resulted in composite membranes comprising a porous substrate that can easily penetrate and be strong enough to withstand operating conditions. supported by a semipermeable membrane. The proposed composite membranes belong to the so-called to "dynamically formed" membranes formed by continuously precipitating a polymeric film material from a feed solution on a porous substrate. This continuous blending is necessary because the polymeric film material is subject to migration into and through the porous substrate and therefore needs replenishment. In addition, the polymeric film material is often sufficiently soluble in the liquid mixture that is introduced for separation, so that it is usually also subject to unilateral wear, i.e., it is washed away from the substrate.
On ehdotettu valmistettavaksi yhdistelmäsuolanpoistomembraa-neja järjestämällä pääasiallisesti kiinteä diffuusio- tai erotus-membraani huokoiselle alustalle. Ks. esimerkiksi Sachs, et ai., US-patentti n:o 3 676 203, jossa esitetään polyakryylihappoerotus-kalvo huokoisella alustalla, kuten selluloosa-asetaatilla, poly-sulfonilla jne. Erotuskalvon paksuus on suhteellisen suuri, esim.It has been proposed to prepare composite desalting membranes by providing a substantially solid diffusion or separation membrane on a porous substrate. See. for example, Sachs, et al., U.S. Patent No. 3,676,203, which discloses a polyacrylic acid separation film on a porous substrate such as cellulose acetate, polysulfone, etc. The thickness of the separation film is relatively large, e.g.
60 mikroniin asti, niin että erotuskalvo on riittävän luja, että 6 61636 se ei pyri valumaan huokoisen alustan huokosiin tai murtumaan näiden kohdalla. Muut ehdotukset ovat käsittäneet anisotrooppisen alustan käyttämisen, jossa on tiheämpi alue pinnalla, esim. kalvo, välittömänä tukipintana erotuskalvo varten. Ks. esimerkiksi Cabasso et ai., Research and Development of NS-1 and Related Polysulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater, Gulf South Research Institute, heinäkuu, 1975, jakelee National Technical Information Service, U.S. Department of Commerce, Publication PB 248 666. Cabasso et al. esittävät suolan poistoa varten vedestä yh-distelmämembraaneja, jotka koostuvat ontoista ansitrooppisista po-lysulfonikuiduista, jotka on päällystetty esim. polyeteeni-imiinil-lä, joka ristisidotaan iai situ tai furfuryylialkoholilla, joka po-lymeroidaan in situ antamaan päällekkäisen erotusmembraanin. Toisen tavan vastakkaisosmoosimembraanien valmistamiseksi on esittänyt Shorr US-patentissa 3 556 305. Shorr esittää kolmiosaisia erotus-membraaneja vastakkaisosmoosia varten ja nämä käsittävät anisotrooppisen huokoisen alustan, äärimmäisen ohuen sideainekerroksen huokoisella alustalla ja ohuen puoliläpäisevän kalvon, joka on si-deainekerroksella kiinnitetty alustaan. Usein nämä äärimmäisen ohuet puoliläpäisevät kalvot yhdistelmämuodossa huokoisten alusta-aineiden kanssa valmistetaan valmistamalla erikseen äärimmäisen ohut kalvo ja huokoinen alusta, mitä seuraa näiden kahden saattaminen pinta pintaa vastaan kosketukseen.Up to 60 microns so that the separating film is strong enough that it does not tend to run into or rupture in the pores of the porous substrate. Other proposals have involved the use of an anisotropic substrate with a denser area on the surface, e.g., a film, as an immediate support surface for the separation film. See. for example, Cabasso et al., Research and Development of NS-1 and Related Polysulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater, Gulf South Research Institute, July, 1975, distributed by the National Technical Information Service, U.S. Pat. Department of Commerce, Publication PB 248 666. Cabasso et al. disclose composite membranes for desalination of water consisting of hollow anitropic polysulfone fibers coated with, e.g., polyethyleneimine crosslinked in situ or furfuryl alcohol polymerized in situ to provide an overlapping separation membrane. Another way to make counter-osmosis membranes is disclosed by Shorr in U.S. Patent 3,556,305. Shorr discloses three-part separation membranes for counter-osmosis and these comprise an anisotropic porous substrate, an extremely thin binder layer on a porous substrate and a thin semipermeable membrane having a thin semipermeable membrane. Often, these extremely thin semipermeable films in combination with porous substrates are made by separately preparing an extremely thin film and a porous substrate, followed by contacting the two against the surface.
Muuntyyppisiä membraaneja, joita on käytetty nesteiden käsittelyyn, ovat ns. "ultrasuodatusM-membraanit, joissa on halutun läpimittaisia huokosia. Riittävän pienet molekyylit voivat kulkea huokosten läpi, kun sen sijaan suuremmat, enemmän tilaa ottavat molekyylit pidättyvät membraanin syöttöpinnalle. Esimerkin ultra-suodatusmembraanityypeistä tarjoaa Massucco US-patentissa n:o 3 556 992. Näissä membraaneissa on anisotrooppinen alusta ja geeli, joka on palautumattomasta puristettu alustaan antamaan membraaneja, joilla on sopivat huokoskoot emäksisten hydroksidien erottamiseksi hemiselluloosasta ja ultrasuodatus tapahtuu geelin läpi.Other types of membranes that have been used to handle liquids are the so-called "Ultrafiltration M membranes with pores of the desired diameter. Sufficiently small molecules can pass through the pores, while larger, more bulky molecules are retained on the membrane feed surface. An example of ultrafiltration membrane types is provided by Massucco in U.S. Patent No. 3,556,997. is an anisotropic medium and a gel irreversibly compressed into a medium to give membranes of suitable pore sizes for the separation of basic hydroxides from hemicellulose and ultrafiltration through the gel.
Edellä esitetty kuvaus tämän keksinnön taustasta on suuntautunut membraaneihin nesteen erottamista varten nesteseoksesta, kuten suolan poistossa vedestä. Nykyään on enemmän painoa pantu ero-tuskalvojen kehittämiseen, jotka sopivat kaasun erottamiseen kaa- 7 61636 suseoksesta. Kaasun tunkeutuminen erotuskalvojen läpi on ollut monien eri tutkimusten kohteena; kuitenkaan kaasunerotuskalvoja, joilla on sekä suuri läpivirtaus että käyttökelpoinen selektiivinen erotuskyky, ei todennäköisesti ole valmistettu, ainakaan kaupallisesti. Seuraava kuvaus valaisee spesifisiä muunnoksia, joita on tehty kalvoille, joita on käytetty kaasun erotuksiin ja se tarjoaa pohjan, jolla tätä keksintöä voidaan täysin arvioida.The foregoing description of the background of the present invention has been directed to membranes for separating a liquid from a liquid mixture, such as desalting water. Today, more emphasis has been placed on the development of separation films suitable for the separation of gas from a gas mixture. Gas penetration through separation membranes has been the subject of many different studies; however, gas separation films with both high throughput and usable selective resolution are unlikely to be manufactured, at least not commercially. The following description illustrates the specific modifications made to the membranes used for the gas separations and provides a basis on which the present invention can be fully evaluated.
Yrityksiä on tehty kehitetyn tiedon lähestymiseksi, joka koskee neste/neste-erotuskalvoja. On kuitenkin olemassa monia eri tärkeitä seikkoja kehitettäessä sopivaa erotuskalvoa kaasusystee-mejä varten verrattuna sopivan kalvon kehittämiseen nestesysteemejä varten. Esimerkiksi pienten huokosten läsnäolo kalvossa ei vaikuta kohtuuttoman haitallisesti kalvon suorituskykyyn neste-erotuksia varten, kuten suolan poistossa, mikä johtuu absorptiosta membraanille ja sen turpoamisesta sekä nesteiden korkeasta viskositeetista ja hyvistä koossapysyvyysominaisuuksista. Koska kaasuilla on äärimmäisen alhaiset absorptio-, viskositeetti- ja koossapysy-vyysominaisuudet, ei mitään estettä muodostu estämään kaasuja helposti kulkemasta huokosten läpi tällaisessa kalvossa, mistä on seurauksena kaasujen hyvin vähäinen erottuminen, jos ollenkaan. Eräs äärimmäisen tärkeä ero nesteiden ja kaasujen välillä, joka voi vaikuttaa selektiiviseen erottamiseen tunkeutumalla kalvojen läpi, on kaasujen yleensä alhaisempi liukenevuus kalvoihin verrattuna nesteiden liukenevuuteen tällaisiin kalvoihin, mistä on seurauksena alhaisemmat läpäisyvakiot kaasuille verrattuna nesteiden läpäisyva-kioihin. Muita eroja nesteiden ja kaasujen välillä, jotka voisivat vaikuttaa selektiiviseen erottamiseen tunkeutumalla kalvojen läpi, ovat tiheys ja sisäinen paine, lämpötilan vaikutus viskositeettiin, pintajännitys ja valmiusaste.Attempts have been made to approach the information developed for liquid / liquid separation membranes. However, there are many different important considerations in developing a suitable separation film for gas systems compared to developing a suitable film for liquid systems. For example, the presence of small pores in the film does not unduly adversely affect the performance of the film for liquid separations, such as desalting, due to absorption and swelling of the membrane and high viscosity and good cohesiveness properties of the liquids. Because the gases have extremely low absorption, viscosity, and cohesive properties, there is no barrier to preventing the gases from easily passing through the pores in such a film, resulting in very little, if any, gas separation. One extremely important difference between liquids and gases that can affect selective separation by penetration through membranes is the generally lower solubility of gases in membranes compared to the solubility of liquids in such membranes, resulting in lower permeation constants for gases compared to liquid permeation constants. Other differences between liquids and gases that could affect selective separation by penetration through the membranes include density and internal pressure, effect of temperature on viscosity, surface tension, and degree of readiness.
On havaittu, että aineilla, joilla on hyvä kaasujen erotuskyky, on usein alemmat läpäisevyysvakiot verrattuna aineiden, joilla on vähäinen kaasujen erotuskyky, vastaaviin vakioihin. Yleensä ponnistukset on suunnattu kaasunerotuskalvon aineen tuottamiseksi niin ohuessa muodossa kuin mahdollista alhaisiin läpäisevyyksiin nähden, riittävän virtauksen aikaansaamiseksi vielä saada kalvo niin vapaana huokosista kuin mahdollista, niin että kaasut kulkevat kalvon läpi keskenäisestä vuorovaikutuksesta kalvoaineen kans- 8 61 6 3 6 sa. Eräs yritys erotuskalvojen kehittämiseksi, jotka sopivat kaasu-systeemeille, on käsittänyt yhdistelmämembraanien valmistamisen, joissa on päällekkäismembraani tuettuna anisotrooppisella huokoisella alustalla, jolloin päällekkäismemebraani aikaansaa halutun erottumisen, ts. päällekkäismembraani on puoliläpäisevä. Päällek-käismembraanit ovat edullisesti riittävän ohuita, ts. ultraohuita antaakseen kohtuulliset virtaukset. Huokoisen alustan oleellisena tehtävänä on tukea ja suojata päällekkäismembraania vahingoittamatta herkkää, ohutta päällekkäismembraania. Sopivat alustat antavat vähäisen vastuksen läpikululle sen jälkeen, kun päällekkäismembraani on suorittanut tehtävänsä erottaa selektiivisesti läpäisevä aine syöttöseoksesta. Niinpä nämä alustat ovat edullisesti huokoisia antamaan alhaisen vastuksen läpäisevän aineen kululle ja ovat silti riittävän kannattavia, ts. niiden huokoskoot ovat riittävän pienet estämään päällekkäismembraanin murtuminen erotusolosuhteissa. Klass et ai., US-patentti n:o 3 616 607, Stancell et ai., US-pa-tentti n:o 3 657 113 ja Yasuda, US-patentti n:o 3 775 303 esittävät esimerkkejä kaasunerotusmembraaneista, joissa on päällekkäis-membraaneja huokoisella alustalla.It has been found that substances with good gas resolution often have lower permeability constants compared to the corresponding constants for substances with low gas resolution. In general, efforts are directed to produce the gas separation film material in as thin a form as possible with low permeabilities, to provide sufficient flow to still make the film as free of pores as possible so that gases pass through the film from mutual interaction with the film material. One attempt to develop separation membranes suitable for gas systems has involved the production of composite membranes with an overlapping membrane supported on an anisotropic porous substrate, whereby the overlapping membrane provides the desired separation, i.e. the overlapping membrane is semipermeable. The overlap membranes are preferably thin enough, i.e., ultra thin, to provide reasonable flows. The essential function of a porous substrate is to support and protect the overlapping membrane without damaging the delicate, thin overlapping membrane. Suitable substrates provide low resistance to passage after the overlapping membrane has completed its function of selectively separating the permeable material from the feed mixture. Thus, these substrates are preferably porous to provide low resistance to permeation and are still sufficiently profitable, i.e., their pore sizes are small enough to prevent overlapping membrane rupture 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 provide examples of overlapping gas separation membranes. membranes on a porous substrate.
Tällaiset yhdistelmämembraanit kaasunerotuksia varten eivät ole olleet ongelmattomia. Esimerkiksi, Browall esittää US-patentis-sa 3 980 ä56 yhdistelmämembraanikalvojen valmistuksen hapen erottamista varten ilmasta, ja nämä käsittävät alustana mikrohuokoisen polykarbonaattilevyn ja erikseenmuodostetun, ts. esimuodostetun päällekkäin asetetun ultraohuen erotusmembraanin, jossa on 80 % poly(fenyleenioksidia) ja 20 % organopolysiloksaani/polykarbonaat-ti-sekapolymeeriä. Membraanien valmistuksessa on Browall todennut äärimmäisen pienten hiukkasmaisten epäpuhtauksien, ts. hiukkasten, jotka ovat kooltaan pienempiä kuin n. 3 000 Angström'iä, poissulkemisen valmistusaineelta epäkäytännölliseksi tai mahdottomaksi. Nämä hienot hiukkaset voivat laskeutua ennalta muodostettujen ult-raohuiden membraanikerrosten alle tai väliin, ja niiden suuresta koosta johtuen verrattuna ultraohuisiin membraaneihin, puhkaisevat nämä. Tällaiset murtumat alentavat membraanin tehokkuutta. Bro-wall’in patentissa esitetään käytettäväksi ennalta muodostettua or-ganopolysiloksaani/polykarbonaatti-sekapolymeeriä tiivistysmassa-na ultraohuella membraanilla hienojen osasten aiheuttamien murtu- 9 61636 mien kattamiseksi. Browall esittää myös ennalta muodostetun kerroksen organopolysiloksaani/polykarbonaatti-sekapolymeeristä käyttämisen ultraohuen membraanin ja huokoisen polykarbonaatti-alus-tan välissä sideaineena. Siten Browall’in yhdistelmämembraanit ovat rakenneaineiltaan ja -menetelmiltään monimutkaisia.Such composite membranes for gas separations have not been without problems. For example, Browall discloses in U.S. Pat. -ti copolymer. In the manufacture of membranes, Browall has found it impractical or impossible to exclude extremely small particulate impurities, i.e. particles smaller than about 3,000 Angstroms. These fine particles can settle under or between the preformed ultra-thin membrane layers, and due to their large size compared to ultra-thin membranes, these burst. Such fractures reduce the efficiency of the membrane. The Bro-wall patent discloses the use of a preformed organopolysiloxane / polycarbonate copolymer as a sealing compound with an ultra-thin membrane to cover fractures caused by fine particles. Browall also discloses the use of a preformed layer of an organopolysiloxane / polycarbonate copolymer between an ultra-thin membrane and a porous polycarbonate substrate as a binder. Thus, Browall composite membranes are complex in their structural materials and methods.
Yhteenvetona todettakoon, että ilmeisesti kaasunerotuksia varten ei ole valmistettu sopivia anisotrooppisia membraaneja, joilla päällekkäismembraanin, selektiivisen erotuksen aikaansaamiseksi, poissaollessa olisi riittävä virtaus ja erotusselektiivi-syys yleisiä kaupallisia prosesseja varten. Lisäksi näyttää siltä, että yhdistelmämembraaneilla kaasunerotusta varten, joissa on pääl-lekkäismembraani aikaansaamaan selektiivisen erottumisen, on saavutettu vain vähäistä tai vaatimatonta parannusta membraanien suorituskykyyn, eikä näillä kaasunerotusmembraaneilla näytä olevan menestyksellistä suuren mittakaavan kaupallista käyttöä. Lisäksi päällekkäismembraani, vaikkakin se on mahdollisimman ultraohut ai-kaansaadakseen halutun selektiivisen erottamisen, voi merkittävästi alentaa läpäissyn kaasun virtausta yhdistelmämembraanin läpi verrattuna huokoisen alustan, jolla ei ole päällekkäismembraania, läpäisyyn .In summary, apparently, suitable anisotropic membranes have not been prepared for gas separations with sufficient flow and separation selectivity for general commercial processes in the absence of overlapping membrane, selective separation. In addition, composite membranes for gas separation with an overlapping membrane to provide selective separation appear to have achieved only a slight or modest improvement in membrane performance, and these gas separation membranes do not appear to have successful large-scale commercial use. In addition, the overlay membrane, although as ultra-thin as possible to provide the desired selective separation, can significantly reduce the flow of permeable gas through the composite membrane compared to the permeation of a porous substrate without an overlapping membrane.
Tämä keksintö koskee erityisiä monikomponentti- tai yhdis-telmämembraaneja kaasujen erottamista varten ja ne käsittävät päällysteen kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, jolloin moni-komponenttimembraanien erotusominaisuudet pääasiallisesti määräytyvät huokoisen erotuskalvon mukaan vastakohtana päällysten aineelle, menetelmiä kaasun erottamiseksi käyttäen monikomponenttikalvo-ja laitteistoa kaasujen erottamiseksi käyttäen hyväksi näitä moni-komponenttikalvoja. Näillä monikomponenttikalvoilla ainakin yhden kaasun erottamiseksi kaasuseoksesta, voi olla haluttu selektiivi-syys ja vielä käyttökelpoinen virtaus. Tämä keksintö tarjoaa monikomponentt ikalvoja kaasunerotusta varten ja niitä voidaan valmistaa suuresta joukosta eri kaasunerotuskalvoaineita ja siten tehdä mahdolliseksi suuremman laajuuden kuin mitä tähän saakka on ollut, valittaessa tällaista kalvoainetta, joka on edullinen tiettyä kaasunerotusta varten. Tämä keksintö tarjoaa monikomponenttikalvoja, joissa virtauksen ja selektiivisen erottamisen halutut yhdistelmät voi- 10 61636 daan aikaansaada konfiguraatiolla ja valmistusmenetelmillä sekä komponenttien yhdistämisellä. Niinpä ainetta, jolla on suuri ero-tusselektiivisyys, mutta suhteellisen alhainen läpäisevyysvakio, voidaan käyttää monikomponenttikalvojen valmistukseen, joilla on halutut läpäisynopeudet ja haluttu erotusselektiivisyys. Lisäksi tämän keksinnön kalvot voivat olla suhteellisen tunnottomia saastumisen vaikutuksille, ts. hienoille hiukkasille valmistuksen aikana, jotka aikaisemmin aiheuttivat vaikeuksia yhdistelmämembraa-nien valmistuksessa ennalta muodostetusta ultraohuesta erotuskal-vosta alustan päälle asetettuna. Edullisesti sideaineiden käyttö valmistettaessa tämän keksinnön monikomponenttikalvoja, ei ole tarpeen. Sen tähden tämän keksinnön monikomponenttikalvojen ei tarvitse olla monimutkaisia rakennetekniikaltaan. Tämän keksinnön mukaisia monikomponenttikalvoja voidaan valmistaa antamaan suuri raken-nelujuus, sitkeys ja kestävyys kulutusta ja kemikaaleja vastaan, niin että niillä silti on kaupallisesti edullinen virtaus ja selektiivinen erotuskyky. Näillä monikomponenttikalvoilla voi myös olla haluttuja käsittelyominaisuuksia, kuten pieni herkkyys staattisille sähköisille voimille, pieni tarttuvuus viereisiin monikom-ponenttikalvoihin jne.The present invention relates to specific multicomponent or composite membranes for gas separation and comprises a coating in contact with a porous separation membrane, wherein the separation properties of multicomponent membranes are primarily determined by the multicomponent -komponenttikalvoja. These multicomponent films for separating at least one gas from the gas mixture may have the desired selectivity and still usable flow. The present invention provides multicomponent membranes for gas separation and can be made from a wide variety of different gas separation membrane materials and thus allow for a greater scope than has hitherto been the case in selecting such a membrane material which is preferred for a particular gas separation. The present invention provides multicomponent films in which the desired combinations of flow and selective separation can be achieved by configuration and manufacturing methods as well as by combining the components. Thus, a material having a high separation selectivity but a relatively low permeability constant can be used to make multicomponent films with the desired permeation rates and the desired separation selectivity. In addition, the films of the present invention may be relatively insensitive to the effects of contamination, i.e., fine particles during manufacture, which previously caused difficulties in making composite membranes from a preformed ultra-thin separating film placed on a substrate. Preferably, the use of binders in the preparation of the multicomponent films of this invention is not necessary. Therefore, the multicomponent films of the present invention need not be complicated in their structural technique. The multicomponent films of this invention can be made to provide high structural strength, toughness, and resistance to abrasion and chemicals while still having commercially advantageous flow and selective resolution. These multicomponent films may also have desirable handling properties, such as low sensitivity to static electrical forces, low adhesion to adjacent multicomponent films, and so on.
Käsitteiden määrittely Tämän keksinnön mukaisesti monikomponenttikalvot kaasun erotusta varten käsittävät huokoisen erotuskalvon, jossa on syöttö- ja poistopinnat sekä päällystysaineen, joka on kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa. Huokoisella erotuskalvolla on pääasiallisesti sama koostumus eli aine kautta sen koko rakenteen, ts. huokoinen erotuskalvo on pääasiallisesti kemiallisesti homogeeninen. Huokoisen erotuskalvon aine läpäisee selektiivisesti ainakin yhden kaasun kaasuseoksesta ainakin yhden kaasun jäädessä kaa-suseokseen ja tästä syystä huokoinen erotuskalvo määritellään "ero-tus"-kalvoksi. Kuvattaessa erotuskalvo "huokoiseksi" tarkoitetaan, että kalvossa on jatkuvia kanavia kaasun virtausta varten, ts. huokosia, jotka ovat yhteydessä syöttöpinnan ja poistopinnan kanssa. Nämä jatkuvat kanavat, jos niitä on riittävästi lukumäärältään ja poikkileikkaukseltaan, voivat laskea pääasiallisesti koko kaasu-seoksen virtaamaan huokoisen erotuskalvon läpi, jolloin tapahtuu 11 61636 vähän tai ei ollenkaan erottumista, mikä johtuu vuorovaikutuksesta huokoisen erotuskalvon aineen kanssa. Tämä keksintö tarjoaa edullisesti monikomponenttikalvoja, joilla ainakin yhden kaasun erottaminen kaasuseoksesta huokoisen erotuskalvon aineen vuorovaikutuksen ansiosta paranee verrattuna huokoiseen erotuskalvoon yksinään. Tämän keksinnön monikomponenttikalvot käsittävät huokoisia erotus-kalvoja ja päällysteitä, joilla on erityiset suhteet. Jotkut näistä suhteista voidaan sopivasti ilmaista suhteellisina erotusteki-jöinä jonkin kaasuparin suhteen huokoisia erotuskalvoja, päällysteitä ja monikomponenttikalvoja varten. Erotustekijä (a^) kalvolle annettua kaasuparia a ja b varten määritellään kalvon, kaasua a varten, läpäisevyysvakion (P ) suhteeksi kalvon, kaasua b varten, lä-päisevyysvakioon (P^). Erotustekijä on myös yhtä suuri kuin kalvon, jonka paksuus on ji, läpäisevyyden (P /X), kaasuseoksen kaasulle a, 3 suhde saman kalvon kaasulle b läpäisevyyteen, (P^/X), jolloin läpäisevyys annetulle kaasulle on kaasun tilavuus, normaalilämpötilassa ja paineessa (NTP), joka kulkee kalvon läpi pinnan neliösent-timetriä kohti sekunnissa, 1 elohopea-senttimetrin osapaineen alenemalle kalvon poikki paksuusyksikköä kohti, ja ilmaistaan lausek-3 2 keella P = cm /cm -s-cmHg/X.Definitions According to the present invention, multicomponent films for gas separation comprise a porous separation film having feed and discharge surfaces and a coating agent in contact with the porous separation film. The porous separating film has essentially the same composition, i.e. the substance throughout its entire structure, i.e. the porous separating film is essentially chemically homogeneous. The porous separation film material selectively permeates at least one gas from the gas mixture with at least one gas remaining in the gas mixture, and therefore the porous separation film is defined as a "separation" film. When describing a separation film as "porous", it is meant that the film has continuous channels for gas flow, i.e., pores that communicate with the inlet surface and the outlet surface. These continuous channels, if of sufficient number and cross-section, can allow substantially the entire gas mixture to flow through the porous separation membrane, with little or no separation due to the interaction with the porous separation membrane material. The present invention preferably provides multicomponent films in which the separation of at least one gas from the gas mixture due to the interaction of the porous separation film substance is improved compared to the porous separation film alone. The multicomponent films of this invention comprise porous separation films and coatings having special ratios. Some of these ratios can be conveniently expressed as relative separation factors for a gas pair of porous separation films, coatings and multicomponent films. The difference factor (α 2) for the gas pair a and b applied to the film is defined as the ratio of the permeability constant (P) of the film, for gas α, to the permeability constant (P 2) of the film, for gas b. The separation factor is also equal to the ratio of the permeability (P / X) of the film of thickness ji to the permeability of the gas mixture to gas a, 3 to the permeability of the same membrane to gas b (P ^ / X), where the permeability to a given gas is the volume of gas (NTP), which passes through the membrane per square centimeter of surface per second, for a decrease in the partial pressure of 1 centimeter of mercury across the membrane per unit thickness, and is expressed by the expression 2 in 2 languages P = cm / cm -s-cmHg / X.
Käytännössä erotustekijä annetun kaasuparin suhteen annetulle kalvolle voidaan määrittää käyttäen lukuisia menetelmiä, jotka antavat riittävästi tietoa läpäisevyysvakioiden tai läpäisevyyksien laskemiseksi kullekin kaasuparille. Useita monista menetelmistä, joita on käytettävissä läpäisevyysvakioiden, läpäisevyyksien ja erotustekijoiden määrittämiseksi, ovat esittäneet Hwang, et ai., Techniques of Chemistry, nide VII, Membranes in Separations, John Wiley & Sons, 1975, luku 12, sivut 296-322.In practice, the difference factor for a given gas pair can be determined using a number of methods that provide sufficient information to calculate permeability constants or permeabilities for each gas pair. Several of the many methods available for determining permeability constants, permeabilities, and resolution factors have been reported by Hwang, et al., Techniques of Chemistry, Volume VII, Membranes in Separations, John Wiley & Sons, 1975, Chapter 12, pages 296-322.
Ominaiserotustekijä, jollaiseen tässä viitataan, on erotus-tekijä aineelle, jossa ei ole kanavia kaasun virtausta varten aineen poikki, ja on suurin saavutettavissa oleva erotustekijä tälle aineelle. Tällaisen aineen voidaan sanoa olevan jatkuva tai ei-huokoinen. Jonkin aineen ominaiserotustekijä voidaan arvioida mittaamalla aineen tiiviin kalvon erotustekijä. Kuitenkin saattaa esiintyä lukuisia vaikeuksia määritettäessä ominaiserotustekijää, kuten epätäydellisyydet, joita esiintyy tiiviin kalvon valmistuksessa, kuten huokosten läsnäolo, hienojen osasten läsnäolo tiiviissä kai- 12 61 636 vossa, määrittelemätön molekyylijärjestys, mikä johtuu vaihteluista kalvojen valmistuksessa jne. Niinmuodoin määritetty ominaisero-tustekijä voi olla alempi kuin ominaiserotustekijä. Niinpä "määritetty ominaiserotustekijä", kuten sitä tässä käytetään, tarkoittaa kuivan tiiviin tästä aineesta valmistetun kalvon erotustekijää.The specific separation factor, as referred to herein, is the separation factor for a substance that does not have channels for gas flow across the substance, and is the largest achievable separation factor for that substance. Such a substance can be said to be continuous or non-porous. The specific separation factor of a substance can be estimated by measuring the separation factor of the tight film of the substance. However, there may be numerous difficulties in determining the characteristic separation factor, such as imperfections in the production of a dense film, such as the presence of pores, the presence of fine particles in a dense film, an undefined molecular order due to variations in film production, etc. as a characteristic differentiator. Thus, "determined specific separation factor", as used herein, means the separation factor of a dry tight film made of this material.
Tämän keksinnön mukaisella monikomponenttikalvolla kaasujen erottamista varten on ainakin yhden kaasuparin suhteen erotustekijä, joka on merkittävästi suurempi kuin päällystysaineen, joka on suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, määritetty ominaiserotustekijä. Käsitteellä "merkittävästi suurempi" kuvattaessa monikomponenttikalvon erotustekijän ja päällystysaineen määritetyn ominaiserotustekijän suhteita, tarkoitetaan, että erotus-tekijöiden ero on tärkeä, ts. se on yleensä ainakin n. 10 % suurempi. Käsitteellä "suljettu kosketus" tarkoitetaan, että päällystys on kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa niin, että mo-nikomponenttikslvossa kaasujen, jotka kulkevat huokoisen erotus-kalvon aineen läpi, suhde kaasuihin, jotka kulkevat huokosten läpi, kasvaa verrattuna tähän suhteeseen huokoisessa erotuskalvossa yksinään. Niinpä kosketus on sellainen, että monikomponenttikal-vossa saadaan huokoisen erotuskalvoaineen lisääntynyt myötävaikutus erotustekijään, joka monikomponenttikalvolla on ainakin yhtä kaasuparia varten, verrattuna myötävaikutukseen huokoisessa erotus-kalvossa yksinään. Niinmuodoin ainakin tämän yhden kaasuparin suhteen on monikomponenttikalvon erotustekijä suurempi kuin huokoisen erotuskalvon erotustekijä. Lisäksi, ainakin yhden kaasuparin suhteen, huokoisen erotuskalvon aineen määritetty ominaiserotustekijä on suurempi kuin päällystysaineen määritetty ominaiserotustekijä. Myös, mitä ainakin yhteen kaasupariin tulee, on monikomponenttikalvon erotustekijä usein yhtä suuri tai pienempi kuin huokoisen erotuskalvoaineen määritetty ominaiserotustekijä. Usein, huolimatta monikomponenttikalvon aiotusta kaasunerotuskäytöstä, erotustekijöi-den suhteet voidaan osoittaa ainakin yhtä kaasuparia varten, joka käsittää jonkin vedystä, heliumista, ammoniakista ja hiilidioksidista sekä jonkin hiilimonoksidista, typestä, argonista, rikkihek-safluoridista, metaanista tai etaanista. Myös joissakin tämän keksinnön monikomponenttikalvoissa erotustekijöiden suhteet voidaan osoittaa kaasuparille, joka käsittää hiilidioksidin ja jonkin ve- 13 616 3 6 dystä, heliumista ja ammoniakista, tai ammoniakin ja jonkin hiilidioksidista, vedystä ja heliumista.The multicomponent film of the present invention for gas separation has a separation factor for at least one gas pair that is significantly greater than the specific separation factor determined for the coating material in closed contact with the porous separation film. By "significantly greater" when describing the relationship between the separation factor of a multicomponent film and the determined specific separation factor of the coating material, it is meant that the difference in separation factors is important, i.e., it is generally at least about 10% greater. By "closed contact" is meant that the coating is in contact with the porous separating film so that in a multi-component film, the ratio of gases passing through the porous separating film material to the gases passing through the pores increases relative to this ratio in the porous separating film alone. Thus, the contact is such that in a multicomponent film, an increased contribution of the porous separating film material to the separation factor of the multicomponent film for at least one gas pair is obtained compared to the contribution in the porous separating film alone. Thus, for at least this one gas pair, the separation factor of the multicomponent membrane is higher than the separation factor of the porous separation membrane. In addition, for at least one gas pair, the determined specific separation factor of the porous separating film material is greater than the determined specific separation factor of the coating material. Also, for at least one gas pair, the separation factor of the multicomponent film is often equal to or less than the determined specific separation factor of the porous separation film material. Often, despite the intended gas separation use of the multicomponent membrane, separation factor ratios can be assigned for at least one gas pair comprising some hydrogen, helium, ammonia, and carbon dioxide, and some carbon monoxide, nitrogen, argon, sulfur hexafluoride, methane, or ethane. Also, in some of the multicomponent films of this invention, the ratios of the separation factors may be assigned to a pair of gases comprising carbon dioxide and some of hydrogen, helium and ammonia, or ammonia and some of carbon dioxide, hydrogen and helium.
On toivottavaa, että keksinnön mukaisella monikomponentti-kalvolla on ainakin yhden kaasuparin suhteen erotustekijä, joka on ainakin n. 35 % suurempi, ja edullisesti ainakin n. 50 % suurempi ja joskus ainakin n. 100 % suurempi kuin päällysteaineen määritelty luontainen erotustekijä. Usein, ainakin yhden kaasuparin suhteen, on monikomponenttikalvon erotustekijä ainakin n. 5, usein ainakin n. 10 % suurempi, ja joskus ainakin n. 50 tai n. 100 % suurempi kuin huokoisen erotuskalvon erotustekijä.It is desirable that the multicomponent film of the invention have a separation factor for at least one gas pair that is at least about 35% greater, and preferably at least about 50% greater and sometimes at least about 100% greater than the defined intrinsic separation factor of the coating material. Often, for at least one gas pair, the separation factor of the multicomponent film is at least about 5, often at least about 10% greater, and sometimes at least about 50 or about 100% greater than the separation factor of the porous separation film.
Tämä keksintö käsittää monta eri kohtaa. Eräs kohta liittyy monikomponenttikalvoihin kaasun erotuksia varten, toinen kohta liittyy menetelmiin kaasunerotuksia varten käyttäen näitä monikom-ponenttikalvoja ja kolmantena kohtana on laite kaasunerotuksien suorittamiseksi, jolloin laite sisältää näitä monikomponenttikal-voja.This invention encompasses many different aspects. One section relates to multicomponent membranes for gas separations, another section relates to methods for gas separations using these multicomponent membranes, and the third section is an apparatus for performing gas separations, wherein the apparatus includes these multicomponent membranes.
Tämän keksinnön kohdan, joka koskee monikomponenttikalvoja, eräs muoto käsittää monikomponenttikalvoja, jotka koostuvat päällysteestä suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, joka on tehty aineesta, joka selektiivisesti läpäisee ainakin yhden kaasun kaasuseoksesta ainakin yhden tai useamman kaasun jäädessä kaasuseokseen, jolloin huokoisella erotuskalvolla on huomattava ontelotilavuus, ja jolloin monikomponenttikalvolla on ainakin yhden kaasuparin suhteen huomattavasti suurempi erotustekijä kuin päällysteaineen määritetty ominaiserotustekijä. Ontelot ovat huokoisessa erotuskalvossa olevia alueita, jotka ovat vapaita huokoisen erotuskalvon aineesta. Niinpä, kun ontelolta on läsnä, on huokoisen erotuskalvon tiheys pienempi kuin huokoisen erotuskalvon massa-aineen tiheys. Kuvaamalla ontelotilavuus "oleelliseksi", tarkoitetaan, että riittävästi onteloista, esim. ainakin n. 5 ti-lavuus-% ontelolta on huokoisen erotuskalvon paksuudelta läsnä antamaan toteutettavissa olevan lisäyksen läpäisynopeuteen kalvon läpi verrattuna havaittavaan läpäisynopeuteen tiiviin sama-aineisen ja samanpaksuisen kalvon läpi. Edullisesti ontelotilavuus on n.One aspect of the present invention relating to multicomponent films comprises multicomponent films comprising a coating in closed contact with a porous separating film made of a material that selectively permeates at least one gas from a gas mixture with at least one or more gases remaining in the gas mixture, the porous separating wherein the multicomponent film has a significantly higher separation factor for at least one gas pair than the determined specific separation factor of the coating material. The cavities are areas in the porous separation membrane that are free of porous separation membrane material. Thus, when present from the cavity, the density of the porous separating film is lower than the density of the porous separating film mass material. By describing a cavity volume as "substantial" is meant that sufficient cavities, e.g., at least about 5% by volume of the cavity by the thickness of the porous separating film, are present to provide a feasible increase in permeation through the film compared to detectable permeability through a dense film of the same thickness. Preferably, the cavity volume is about.
90 %:iin asti, kuten väliltä n. 10-80, ja joskus n. 20 tai 30-70 % laskettuna ulkotilavuudesta, ts. tilavuudesta, joka muodostuu huo- 14 61 6 3 6 koisen erotuskalvon ulkomittojen mukaisesta tilavuudesta. Eräs menetelmä huokoisen erotuskalvon ontelotilavuuden määrittämiseksi käsittää tiheysvertailun huokoisen erotuskalvon massa-aineen tilavuuden kanssa, joka vastaisi kalvoa, jolla on samat fysikaaliset ulkomitat ja muodot kuin huokoisella erotuskalvolla. Tämän takia ont-tokuituisen huokoisen erotuskalvon tyhjä tila ei vaikuttaisi huokoisen erotuskalvon tiheyteen.Up to 90%, such as between about 10-80, and sometimes about 20 or 30-70% based on the external volume, i.e. the volume formed by the volume according to the external dimensions of the porous separating film. One method of determining the void volume of a porous separation film involves comparing the density with a volume of bulk material in the porous separation film corresponding to a film having the same physical external dimensions and shapes as the porous separation film. Therefore, the void space of the ont-staple porous separating film would not affect the density of the porous separating film.
Huokoisen erotuskalvon tiheys voi olla pääasiallisesti sama läpi koko sen paksuuden, ts. isotrooppisesti tai huokoiselle ero-tuskalvolle voi olla ominaista, että sillä on ainakin yksi suhteellisesti tiheämpi alue sen paksuudesta sulkuna kaasuvirran suhteen huokoisen erotuskalvon poikki, ts. huokoinen erotuskalvo on aniso-trooppinen. Päällyste on edullisesti suljetussa kosketuksessa an-isotrooppisen huokoisen erotuskalvon suhteellisen tiheän alueen kanssa. Koska suhteellisen tiheä alue voi olla huokoinen, se voidaan helpommin tehdä aivan ohueksi verrattuna samanpaksuisen tiiviin kalvon valmistukseen. Huokoisten erotuskalvojen, joissa on suhteellisen tiheitä alueita, jotka ovat ohuita, käyttö antaa parannetun virtauksen monikomponenttikalvon läpi.The density of the porous separating film may be substantially the same throughout its thickness, i.e. isotropically or the porous separating film may be characterized by having at least one relatively denser region of its thickness as a barrier to the gas flow across the porous separating film, i.e. the porous separating film is anisopic. The coating is preferably in closed contact with a relatively dense region of the anisotropic porous separation film. Because the relatively dense area can be porous, it can be more easily made quite thin compared to making a dense film of the same thickness. The use of porous separating films with relatively dense areas that are thin provides improved flow through the multicomponent film.
Keksinnön monikomponenttikalvoja koskevan kohdan eräässä muodossa monikomponenttikalvot käsittävät päällysteen suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, joka on tehty aineesta, joka selektiivisesti läpäisee ainakin yhden kaasun kaasuseoksessa yhden tai useamman muun kaasun jäädessä kaasuseokseen, jolloin päällyste levitetään käyttäen pääasiallisesti nestemäistä ainetta, joka on sopiva päällysteen muodostamiseksi, ja jolloin, ainakin yhden kaasuparin suhteen, monikomponenttikalvolla on erotustekijä, joka on merkittävästi suurempi kuin päällystysaineen määrite tty ominaiserotustekijä. Aine, joka levitetään huokoiselle erotuskal-volle, on pääasiallisesti neste, sikäli, että se on kykenemätön säilyttämään muotonsa ulkoisen tuen puuttuessa. Päällysteen aine voi olla neste tai se voidaan liuottaa tai suspendoida hienojakoisena jähmeänä aineena (esim. kolloidisessa koossa) nestemäiseen liuotti-meen antamaan pääasiallisesti nestemäinen aine levitettäväksi huokoiselle erotuskalvolle. Edullisesti päällystysaine tai päällystys-aine nestemäisessä liuottimessa kostuttaa huokoisen erotuskalvon 15 61 £ 3 6 aineen, ts. pyrkii tarttumaan siihen. Siten päällysteen kosketus huokoisen erotuskalvon kanssa usein helpottuu. Pääasiallisesti nestemäisen aineen käyttö päällysteen aikaansaamiseksi huokoiselle ero-tuskalvolle tekee mahdolliseksi käyttää yksinkertaisempia menetelmiä kuin mitä on käytetty valmistettaessa yhdistelmäkalvoja erikseen muodostetuista, jähmeistä aineista. Lisäksi voidaan päällystystä varten käyttää suurta joukkoa eri aineita ja levitysmenetel-mät voidaan helposti sovittaa eri muotoisten huokoisten erotuskal-vojen käyttöön.In one aspect of the multicomponent films section of the invention, the multicomponent films comprise a coating in closed contact with a porous separating film made of a material that selectively permeates at least one gas in a gas mixture to leave one or more other gases wherein, for at least one gas pair, the multicomponent film has a separation factor that is significantly greater than the specific separation factor determined by the coating material. The substance applied to the porous separating film is mainly a liquid, in that it is unable to retain its shape in the absence of external support. The coating agent may be a liquid or may be dissolved or suspended as a finely divided solid (e.g., in a colloidal size) in a liquid solvent to provide a substantially liquid agent for application to a porous separating film. Preferably, the coating agent or coating agent in the liquid solvent moistens the porous separating film material, i.e. tends to adhere to it. Thus, contact of the coating with the porous separating film is often facilitated. The use of a substantially liquid substance to provide a coating for a porous separating film makes it possible to use simpler methods than those used in the manufacture of composite films from separately formed solids. In addition, a wide variety of materials can be used for coating, and the application methods can be easily adapted to use porous separating films of various shapes.
Tämän keksinnön monikomponenttikalvoja koskevan kohdan eräässä lisämuodossa monikomponenttikalvo käsittää päällysteen suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, joka on poly-sulfonia, jolloin ainakin yhden kaasuparin suhteen monikomponent-tikalvolla on merkittävästi suurempi erotustekijä kuin päällystys-aineen määritetty ominaiserotustekijä. Tämän kohdan eräässä toisessa muodossa monikomponenttikalvot käsittävät päällysteen suljetussa kosketuksessa onttokuituisen huokoisen erotuskalvon kanssa, joka on tehty aineesta, joka selektiivisesti läpäisee ainakin yhden kaasun kaasuseoksessa verrattuna yhteen tai useampaan jäljelle jäävään kaasuun tässä kaasuseoksessa, jolloin ainakin yhden kaasuparin suhteen, monikomponenttikalvolla on merkittävästi suurempi erotustekijä kuin päällystysaineen määritetty ominaiserotustekijä. Ontoissa miselleissä (ts. ontoissa kuiduissa) ulkopinta voi olla huokoisen erotuskalvon syöttö- tai poistopinta ja sisäpinta voi vastaavasti olla poisto- tai syöttöpinta. Ontot kuidut helpottavat edullisesti kaasunerotuslaitteen aikaansaamista, jolla on suuret käytettävissä olevat pinta-alat erotusta varten laitteen annetuissa tilavuuksissa. Onttojen kuitujen tiedetään pystyvän kestämään suurempia paine-eroja kuin tukemattomat kalvot, joilla on pääasiallisesti sama paksuus ja morfologia.In a further aspect of the multicomponent film section of the present invention, the multicomponent film comprises a coating in closed contact with a porous separating film of polysulfone, wherein for at least one gas pair the multicomponent film has a significantly higher distinguishing factor than the specified characteristic. In another aspect of this paragraph, the multicomponent films comprise a coating in closed contact with a hollow fiber porous separation film made of a material that selectively permeates at least one gas in a gas mixture over one or more remaining gases in that gas mixture. specified characteristic factor. In hollow micelles (i.e., hollow fibers), the outer surface may be the feed or discharge surface of the porous separating film and the inner surface may be the discharge or feed surface, respectively. The hollow fibers preferably facilitate the provision of a gas separation device with large available areas for separation in the given volumes of the device. Hollow fibers are known to be able to withstand greater pressure differences than unsupported films with essentially the same thickness and morphology.
Tämän keksinnön toinen kohta koskee menetelmiä kaasun erottamiseksi käyttäen monikomponenttikalvoja. Tässä keksinnön kohdassa ainakin yksi kaasu kaasuseoksessa erotetaan ainakin yhdestä muusta kaasusta selektiivisellä läpäisyllä antamaan läpimennyt tuote, joka sisältää ainakin yhden läpimenneen kaasun. Menetelmä käsittää: kaasuseoksen saattamisen kosketukseen monikomponenttikaivon pinnan (syöttöpinnan) kanssa, jolloin ainakin yhden kaasuparin suhteen 16 616 3 6 kaasuseoksessa monikomponenttikalvo selektiivisesti läpäisee yhden kaasun kaasuparista jättäen kaasuparin toisen kaasun; pidetään mo-nikomponenttikalvon vastaikkainen pinta (poistopinta) alemmassa kemiallisessa potentiaalissa ainkin yhtä läpäisevää kaasua varten kuin kemiallinen potentiaali mainitulla toisella pinnalla; annetaan ainakin yhden läpäisevän kaasun tunkeutua monikomponenttikal-voon ja läpäistä se; ja poistetaan vastakkaisen pinnan läheisyydestä läpäissyt tuote, jossa ensimmäisen kaasun kaasuseoksessa suhde ainakin yhteen muuhun kaasuseoksen kaasuun on erilainen kuin kaasu-seoksessa tämän ainakin yhden kaasun suhde ainakin yhteen muuhun kaasuun. Tämän keksinnön erotusprosessit käsittävät tämän ainakin yhden kaasun väkevöimisen monikomponenttikalvon syöttöpuolella väkevöidyn tuotteen saamiseksi ja käsittää tämän ainakin yhden kaasun tunkeutumisen monikomponenttikalvon läpi läpäissyn tuotteen saamiseksi, jossa mainittu suhde on suurempi suhde.Another aspect of the present invention relates to methods for separating gas using multicomponent membranes. In this aspect of the invention, at least one gas in the gas mixture is separated from the at least one other gas by selective permeation to give a permeable product containing at least one permeable gas. The method comprises: contacting a gas mixture with the surface (feed surface) of a multicomponent well, wherein in a gas mixture of at least one gas pair, the multicomponent membrane selectively passes one gas from the gas pair leaving the gas pair with another gas; holding the opposite surface (outlet surface) of the multi-component film at a lower chemical potential for at least one permeable gas than the chemical potential on said second surface; allowing at least one permeable gas to penetrate and permeate the multicomponent membrane; and removing from the vicinity of the opposite surface the permeable product, wherein the ratio of the first gas in the gas mixture to the at least one other gas in the gas mixture is different from the ratio of the at least one gas to the at least one other gas in the gas mixture. The separation processes of the present invention comprise concentrating this at least one gas on the feed side of the multicomponent film to obtain a concentrated product and comprising penetrating this at least one gas to obtain a permeated product through the multicomponent film, wherein said ratio is a higher ratio.
Tämän kohdan eräässä muodossa monikomponenttikalvo käsittää päällysteen suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, jolla on huomattava ontelotilavuus. Keksinnön tämän kohdan eräässä toisessa muodossa vety erotetaan selektiivisesti kaasuseoksesta, joka sisältää myös ainakin yhden seuraavista: hiilimonoksidin, hiilidioksidin, heliumin, typen, hapen, argonin, rikkivedyn, typpioksidin, ammoniakin ja hiilivedyn, jossa on 1 - n. 5 hiiliatomia. Keksinnön tämän kohdan eräässä lisämuodossa ainakin yksi kaasu kaasuseoksessa erotetaan ainakin yhdestä muusta kaasusta saattamalla kaasuseos kosketukseen monikomponenttikalvon kanssa, joka käsittää päällysteen suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, joka on polysulfonia.In one aspect of this section, the multicomponent film comprises a coating in closed contact with a porous separating film having a substantial cavity volume. In another aspect of this aspect of the invention, hydrogen is selectively separated from a gas mixture that also contains at least one of carbon monoxide, carbon dioxide, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogen sulfide, nitric oxide, ammonia, and a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms. In a further aspect of this aspect of the invention, the at least one gas in the gas mixture is separated from the at least one other gas by contacting the gas mixture with a multicomponent film comprising a coating in closed contact with a porous separation film which is polysulfone.
Keksinnön eräs lisäkohta koskee laitetta kaasunerotuksia varten, jossa käytetään hyväksi tämän keksinnön mukaisia monikom-ponenttikalvoja. Laite käsittää kehyksen, jossa on ainakin yksi tämän keksinnön mukainen monikomponenttikalvo, jolla on syöttöpinta ja sitä vastapäätä poistopinta, ja kehyksessä on laitteet kaasu-seoksen syöttämiseksi monikomponenttikalvon syöttöpinnalle ja poistamiseksi syöttöpinnan läheisyydestä sekä laitteet läpäissyn tuot-tteen poistamiseksi monikomponenttikalvon poistopinnan läheisyydestä.A further aspect of the invention relates to an apparatus for gas separations utilizing the multicomponent films of this invention. The apparatus comprises a frame having at least one multicomponent film according to the present invention having a feed surface and an outlet surface opposite it, and the frame has means for feeding and removing a gas mixture to and from the supply surface of the multicomponent film and means for removing permeable product from the multicomponent film.
17 61 63617 61 636
Yllättäen on havaittu, että aine päällystettä varten, jolla voi olla alhainen määritetty ominaiserotustekijä, voidaan aikaansaada huokoiselle erotuskalvolle, jolla huokoisella erotuskalvolla voi olla alhainen erotustekijä, monikomponenttikalvon valmistamiseksi, jonka erotustekijä on suurempi kuin sekä päällysteellä että huokoisella erotuskalvolla. Tämä tulos on melko yllättävä vastakohtana aikaisemmille ehdotuksille kaasunerotusyhdistelmäkalvoja varten, joissa on päällekkäiskalvo tuettuna huokoiselle alustalle, jotka ehdotukset ovat pääasiallisesti vaatineet, että päälleasete-tulla kalvolla on suuri erotustekijä selektiivisen erotuksen aikaansaamiseksi kalvolla. Havainto, että päällysteitä, joilla on alhaiset erotustekijät, voidaan käyttää huokoisten erotuskalvojen yhteydessä antamaan monikomponenttikalvoja, joilla on suurempi erotustekijä kuin kummallakaan päällysteistä tai huokoisesta erotuskalvos-ta, johtaa erittäin edullisiin monikomponenttikalvoihin kaasujen erottamista varten. Esimerkiksi aineita, joilla on halutut ominais-erotustekijät, mutta joita oli vaikea käyttää hyväksi päällekkäis-membraaneina, voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisen huokoisen erotuskalvon aineena, jolloin huokoisen erotuskalvon aineen erotuskyvyn selektiivisyys merkittävästi myötävaikuttaa monikomponent-tikalvon erotustekijään.Surprisingly, it has been found that an agent for a coating which may have a low determined specific separation factor can be provided on a porous separating film which may have a low separation factor to produce a multicomponent film having a separation factor greater than both the coating and the porous separation. This result is quite surprising in contrast to previous proposals for gas separation composite films with an overlay film supported on a porous substrate, which proposals have primarily required that the superimposed film have a high separation factor to achieve selective separation on the film. The finding that low separation factor coatings can be used in conjunction with porous separation films to provide multicomponent films with a higher separation factor than either coating or porous separation film results in highly preferred multicomponent films for gas separation. For example, materials having the desired characteristic resolution factors but difficult to utilize as overlapping membranes can be used as the porous separation film material of the present invention, with the selectivity of the porous separation film material resolution significantly contributing to the multicomponent film separation factor.
Voidaan selvästi nähdä, että monikomponenttikalvojen huokoinen erotuskalvo voi olla anisotrooppinen, erotusalueen ollessa ohut, mutta suhteellisen tiheä. Siten huokoinen erotuskalvo voi käyttää hyväksi anisotrooppisten kalvojen antamaa alhaista läpäisyvastusta ja antaa monikomponenttikalvoja, joilla on halutut erotustekijät. Lisäksi virtauskanavien läsnäolo, mikä voi tehdä yksikomponentti-set (ei-yhdistelmä) anisotrooppiset kalvot ei hyväksyttäviksi kaa-suerotuksia varten, voi olla hyväksyttävä ja jopa toivottava huokoisissa erotuskalvoissa, joita käytetään tämän keksinnön monikom-ponenttikalvoissa. Päällyste voi edullisesti antaa alhaisen läpäi-syvastuksen ja päällysteaineella voi olla alhainen määritetty omi -naiserotustekijä. Joissakin monikomponenttikalvoissa päällyste voi pyrkiä selektiivisesti torjumaan halutun läpäisevän kaasun, mutta syntyvällä monikomponenttikalvolla käyttäen tätä päällystettä voi olla erotustekijä suurempi kuin huokoisella erotuskalvolla.It can be clearly seen that the porous separation film of multicomponent films can be anisotropic, with the separation area being thin but relatively dense. Thus, a porous separating film can take advantage of the low permeation resistance provided by anisotropic films and provide multicomponent films with the desired separation factors. In addition, the presence of flow channels, which can make one-component (non-combination) anisotropic films unacceptable for gas separations, may be acceptable and even desirable in the porous separation films used in the multicomponent films of this invention. The coating may advantageously provide a low permeation resistance and the coating material may have a low determined intrinsic separation factor. In some multicomponent films, the coating may tend to selectively repel the desired permeable gas, but the resulting multicomponent film using this coating may have a higher separation factor than the porous separating film.
18 61 636 Tämä keksintö koskee monikomponenttikalvoja, joita on muodostettu yhdistämällä ennalta muodostettu huokoinen erotuskalvo, ts. huokoinen erotuskalvo, joka on valmistettu ennen päällysteen levittämistä, ja päällyste. Keksinnön kohteena on erityisesti mo-nikomponenttisia kaasunerotuskalvoja, joissa huokoisen erotuskal-von aineen erotuskyvyn selektiivisyys myötävaikuttaa merkittävästi monikomponenttikalvon läpi menneiden kaasujen suhteellisiin läpäi-synopeuksiin ja selektiivisyyteen. Keksinnön mukaisilla monikompo-nenttikalvoilla voi yleensä olla suuremmat läpäisynopeudet kuin yh-distelmäkalvoilla, joita kuvattiin ennen tätä keksintöä ja joissa käytetään hyväksi päällekkäismemebraaneja, joilla on suuret erotus-tekijät. Lisäksi tämän keksinnön monikomponenttikalvot antavat ero-tustekijän, joka on parempi kuin päällysteellä ja huokoisella ero-tuskalvolla. Keksinnön monikomponenttikalvot voivat olla jollakin tavalla samanlaisia, muttei vain pintapuolisesti, kuin kaasunero-tuskalvot, joita kuvattiin ennen tätä keksintöä ja joissa on pääl-lekkäismembraanit, joilla on suuri erotustekijä huokoisella alustalla. Näissä yhdistelmäkalvoissa, joita kuvattiin ennen tätä keksintöä, ei käytetä tukea tai alustaa, joka aikaansaa oleellisen osan erotuksesta.This invention relates to multicomponent films formed by combining a preformed porous separating film, i.e., a porous separating film prepared prior to application of a coating, and a coating. In particular, the invention relates to multicomponent gas separation films in which the selectivity of the resolution of the porous separation film material contributes significantly to the relative permeation rates and selectivity of the gases passing through the multicomponent film. The multicomponent films of the invention can generally have higher penetration rates than the composite films described prior to the present invention, which utilize overlapping membranes with high separation factors. In addition, the multicomponent films of the present invention provide a separation factor that is superior to that of the coating and the porous separation film. The multicomponent films of the invention may be in some way similar, but not only superficial, to the gas separation films described prior to the present invention and having overlapping membranes with a high separation factor on a porous substrate. These composite films, which were described prior to the present invention, do not use a support or substrate that provides a substantial portion of the separation.
Tämän keksinnön monikomponenttikalvot sallivat suuren joustavuuden spesifisten erotusten tekemiseksi, koska sekä päällyste että huokoinen erotuskalvo myötävaikuttavat kokonaiserotussuori-tukseen. Tuloksena on lisääntynyt kyky mukauttaa näitä kalvoja spesifisiä erotusvaatimuksia varten, esim. halutun kaasun tai kaasujen erottamiseksi eri kaasuseoksista kaupallisesti hyväksyttävinä nopeuden ja erotuksen selektiivisyyden yhdistelminä. Monikomponenttikalvoja voidaan valmistaa suuresta joukosta kaasunerotusai-neita ja siten saada laajempi liikkuma-ala kuin tähän asti on ollut olemassa valittaessa edullinen kalvoaine annettua kaasunero-tusta varten. Lisäksi nämä monikomponenttikalvot pystyvät antamaan hyviä fysikaalisia ominaisuuksia, kuten sitkeyden, kulumiskestä-vyyden, lujuuden ja pitkäikäisyyden sekä hyvän kemiallisen kestävyyden .The multicomponent films of this invention allow high flexibility to make specific separations because both the coating and the porous separating film contribute to the overall separation performance. The result is an increased ability to adapt these membranes to specific separation requirements, e.g., to separate the desired gas or gases from different gas mixtures in commercially acceptable combinations of speed and separation selectivity. Multicomponent films can be made from a wide variety of gas separation agents and thus have a wider range of motion than has hitherto existed in selecting a preferred film agent for a given gas separation. In addition, these multicomponent films are capable of imparting good physical properties such as toughness, abrasion resistance, strength and longevity, and good chemical resistance.
19 61 6 3 619 61 6 3 6
Keksinnön kohteena on erikoisia monikomponenttikalvoja kaa-sunerotuksia varten ja nämä käsittävät päällysteen kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, jolloin monikomponenttikalvon ero-tusominaisuudet määräytyvät pääasiallisesti huokoisen erotuskalvon mukaan vastakohtana päällysteelle, menetelmiä kaasunerotusta varten käyttäen hyväksi näitä monikomponenttikäIvoja.The invention relates to special multicomponent films for gas separations and these comprise a coating in contact with a porous separating film, the separating properties of the multicomponent film being determined mainly by the porous separating film as opposed to a coating using these methods for gas separation.
Monikomponenttikalvot sopivat laajalti käytettäviksi kaasun-erotusprosesseissa. Kaasuseokset, jotka ovat sopivia syötettäviksi tämän keksinnön mukaisesti, käsittävät kaasumaisia aineita, tai aineita, jotka normaalisti ovat nestemäisiä tai jähmeitä, mutta ovat höyryjä lämpötilassa, jossa erottaminen suoritetaan. Keksintö, kuten sitä tämän jälkeen yksityiskohtaisesti kuvataan, koskee pääasiallisesti, esimerkiksi, hapen erottamista typestä; vedyn erottamista ainakin jostakin seuraavista: hiilimonoksidista, hiilidioksidista, heliumista, typestä, hapesta, argonista, vetysulfi-dista, typpioksidista, ammoniakista ja hiilivedystä, jossa on 1 - n. 5 hiiliatomia, erityisesti metaanista, etaanista ja eteenistä; ammoniakin erottamiseksi ainakin yhdestä seuraavista: vedystä, typestä, argonista ja hiilivedystä, jossa on 1 - n. 5 hiiliatomia, esim. metaanista; hiilidioksidin erottamiseksi ainakin yhdestä seuraavista: hiilimonoksidista ja hiilivedystä, jossa on 1 - n. 5 hiiliatomia, esim. metaanista; heliumin erottamiseksi hiilivedystä, jossa on 1 - n. 5 hiiliatomia, esim. metaanista; rikkivedyn erottamiseksi hiilivedystä, jossa on 1 - n. 5 hiiliatomia, esimerkiksi metaanista, etaanista tai eteenistä; ja hiilimonoksidin erottamiseksi ainakin yhdestä seuraavista: vedystä, heliumista, typestä ja hiilivedystä, jossa on 1 - n. 5 hiiliatomia. On korostettava, että keksintö ei rajoitu näihin erityisiin erotussovellutuksiin tai kaasuihin eikä liioin esimerkeissä esitettyihin spesifisiin monikom-ponenttikalvoihin.Multicomponent membranes are widely used in gas separation processes. Gas mixtures suitable for feeding in accordance with this invention include gaseous substances, or substances which are normally liquid or solid but are vapors at the temperature at which the separation is carried out. The invention, as described in detail below, relates mainly to, for example, the separation of oxygen from nitrogen; separating hydrogen from at least one of carbon monoxide, carbon dioxide, helium, nitrogen, oxygen, argon, hydrogen sulfide, nitric oxide, ammonia and hydrocarbons having from 1 to about 5 carbon atoms, especially methane, ethane and ethylene; to separate ammonia from at least one of hydrogen, nitrogen, argon and a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms, e.g. methane; to separate carbon dioxide from at least one of carbon monoxide and a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms, e.g., methane; to separate helium from a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms, e.g. from methane; to separate hydrogen sulfide from a hydrocarbon having 1 to about 5 carbon atoms, for example, methane, ethane or ethylene; and to separate carbon monoxide from at least one of hydrogen, helium, nitrogen, and a hydrocarbon having from 1 to about 5 carbon atoms. It should be emphasized that the invention is not limited to these specific separation applications or gases, nor to the specific multicomponent films shown in the examples.
Monikomponenttikalvot keksinnön mukaista kaasunerotusta varten voivat olla kalvoja tai onttoja misellejä tai kuituja, joissa on huokoinen erotuskalvo tai alusta ja päällyste suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa. Joitakin tekijöitä, jotka vaikuttavat monikomponenttikalvojen käyttäytymiseen ovat päällystyksen ja huokoisten erotuskalvojen aineiden läpäisevyysvakiot, reikien (ts. huokosten tai virtauskanavien) kokonaispoikkileikkaus- 20 61 6 3 6 pinta-ala suhteessa huokoisen erotuskalvon kokonaispinta-alaan, mo-nikomponenttikalvon sekä päällysteen että huokoisen erotuskalvon suhteellinen paksuus, huokoisen erotuskalvon morfologia sekä kaikkein tärkeimpänä suhteellinen vastus sekä päällysteen että huokoisen erotuskalvon läpivirtaukselle monikomponenttikalvossa. Yleensä monikomponenttikalvon erotusasteeseen vaikuttaa suhteellinen vastus jokaisen kaasun kaasuvirtaukselle kaasuseoksessa päällysteessä ja huokoisessa erotuskalvossa, jotka voivat olla erikoisesti valittu kaasuvirtausvastusominaisuuksiensa perusteella.The multicomponent films for the gas separation according to the invention can be films or hollow micelles or fibers with a porous separation film or a substrate and a coating in closed contact with the porous separation film. Some factors that affect the behavior of multicomponent films are the permeability constants of the coating and the porous separating film materials, the total cross-sectional area of the holes (i.e., pores or flow channels) relative to the thickness of the porous separating film, and the total area of the porous separating film. , the morphology of the porous separating film and, most importantly, the relative resistance to the flow of both the coating and the porous separating film in the multicomponent film. In general, the degree of separation of a multicomponent film is affected by the relative resistance to the gas flow of each gas in the gas mixture in the coating and the porous separation film, which may be specifically selected based on their gas flow resistance properties.
Aine, jota käytetään huokoiseen erotuskalvoon, voi olla jähmeä luonnon- tai synteettinen aine, jolla on käyttökelpoisia kaa-sunerotusominaisuuksia. Polymeerien tapauksessa voidaan käyttää sekä additio- että kondensaatio-polymeerejä, joita voidaan valaa, suulakepuristaa tai muuten käsitellä antamaan huokoisia erotuskal-voja. Huokoiset erotuskalvot voidaan valmistaa huokoisessa muodossa, esimerkiksi, valamalla liuoksesta, joka käsittää liuottimen po-lymeeriainetta varten ainetta heikosti tai ei ollenkaan liuottavaan liuottimeen. Kehruu- ja/tai valuolosuhteet ja/tai käsitellyt alku-muodostamisen jälkeen jne. voivat vaikuttaa huokoisen erotuskalvon huokoisuuteen ja kaasunvirtausvastukseen.The material used for the porous separation film may be a solid natural or synthetic material having useful gas separation properties. In the case of polymers, both addition and condensation polymers can be used, which can be molded, extruded, or otherwise treated to give porous separation films. Porous separating films can be prepared in a porous form, for example, by casting a solution comprising a solvent for a polymeric substance in a solvent which dissolves the substance weakly or not at all. Spinning and / or casting conditions and / or treated after initial formation, etc. may affect the porosity and gas flow resistance of the porous separating film.
Yleensä käytetään orgaanisia polymeerejä tai orgaanisia polymeerejä sekoitettuna epäorgaanisten suodattimien kanssa huokoisen erotuskalvon valmistukseen. Tyypilliset polymeerit, jotka sopivat keksinnön mukaista huokoista erotuskalvoa varten, voivat olla subs-tituoituja tai substituoimattomia polymeerejä ja voidaan valita ryhmästä, joka käsittää polysulfonit; polystyreenit, joita ovat styreeniä sisältävät sekapolymeerit, kuten akryylinitriili/styreeni-sekapolymeerit, styreeni/butadieeni-sekapolymeerit ja styreeni/ vinyylibentsyylihalidi-sekapolymeerit ; polykarbonaat it; selluloosa-polymeerit, kuten selluloosa-asetaatti-butyraatti, selluloosapro-pionaatti, etyyliselluloosa, metyyliselluloosa, nitroselluloosa jne.; polyamidit ja polyimidit, kuten aryylipolyamidit ja aryyli-polyimidit; polyeetterit; polyaryleenioksidit, kuten polyfenylee-nioksidi ja polyksylyleenioksidi; polyesteriamidi-di-isosyanaatti; polyuretaanit; polyesterit, kuten polyeteenitereftalaatti, polyal-kyylimetakrylaatit, polyalkyyliakrylaatit, polyfenyleeniterefta-laatti jne.; polysulfidit; monomeerien, joissa on alfa-olefiininen 21 61636 tyydyttämättömyys, muu kuin edellä mainittu, polymeerit, kuten po-lyeteeni, polypropeeni, poly(buteeni-1), polyO+-metyylipenteeni-1), polyvinyylit, esim. polyvinyylikloridi, polyvinyylifluoridi, poly-vinylideenikloridi, polyvinylideenifluoridi, polyvinyylialkoholi, polyvinyyliesterit, kuten polyvinyyliasetaatti ja polyvinyylipro-pionaatti, polyvinyylipyridiinit, polyvinyylipyrrolidonit, poly-vinyylieetterit, polyvinyyliketonit, polyvinyylialdohydit, kuten polyvinyyliformaali ja polyvinyylibutyraali, polyvinyyliamidit, po-lyvinyyliamiinit, polyvinyyliuretaanit, polyvinyyliureat, polyvi-nyylifosfaatit ja polyvinyylisulfaatit; polyallyylit; polybentso-bentsimidiatsoli; polyhydratsidit; polyoksadiatsol i.t; polytriatso-lit; polybentsimidiatsoli; polykarbodi-imidit; polyfosfatsiinit; jne., ja sekapolymeerit, kuten möhkälesekapolymeerit, jotka sisältävät jatkuvia yksiköitä edellisistä, kuten akryylinitriili/vinyy-libromidi/para-sulfofenyylimetallyylieettereiden natri.umsuola-terpo-lymeerit; sekä oksassekapolymeerit ja seokset, jotka sisältävät joitakin edellä mainituista. Tyypillisiä substituentteja, jotka antavat substituoituja polymeerejä, ovat halogeenit, kuten fluori, kloori ja bromi; hydroksyyliryhmät; alemmat alkyyliryhmät; alemmat alkoksiryhmät; monosyklinen aryyli; alemmat asyyliryhmät jne.Generally, organic polymers or organic polymers mixed with inorganic filters are used to make a porous separation film. Typical polymers suitable for the porous separation film of the invention may be substituted or unsubstituted polymers and may be selected from the group consisting of polysulfones; polystyrenes which are styrene-containing copolymers such as acrylonitrile / styrene copolymers, styrene / butadiene copolymers and styrene / vinylbenzyl halide copolymers; polycarbonate it; cellulose polymers such as cellulose acetate butyrate, cellulose propionate, ethylcellulose, methylcellulose, nitrocellulose, etc .; polyamides and polyimides such as aryl polyamides and aryl polyimides; polyethers; polyarylene oxides such as polyphenylene oxide and polyxylylene oxide; polyesteramide-diisocyanate; polyurethanes; polyesters such as polyethylene terephthalate, polyalkyl methacrylates, polyalkyl acrylates, polyphenylene terephthalate, etc .; polysulfides; polymers of monomers with alpha-olefinic unsaturation other than those mentioned above, such as polyethylene, polypropylene, poly (butene-1), polyO + -methylpentene-1), polyvinyls, e.g. polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polyvinylidene chloride , polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, polyvinyl esters such as polyvinyl acetate and polyvinyylipro-propionate, polyvinylpyridine, polyvinylpyrrolidone, poly-vinyl ethers, polyvinyl ketones, polyvinyylialdohydit, such as polyvinyl and polyvinyl butyral, polyvinyyliamidit, acid-lyvinyyliamiinit, polyvinyyliuretaanit, polyvinyyliureat, polyvinyl nyylifosfaatit and polyvinyl; polyallyl; polybentso-benzimide; polyhydratsidit; polyoxadiazole i.t .; polytriatso-lit; polybentsimidiatsoli; polycarbodiimides; polyphosphazines; etc., and copolymers such as block copolymers containing continuous units of the foregoing, such as sodium salt terpolymers of acrylonitrile / vinyl bromide / para-sulfophenylmethyl ethers; as well as graft copolymers and blends containing some of the foregoing. Typical substituents that give substituted polymers include halogens such as fluorine, chlorine and bromine; The hydroxyl groups; lower alkyl groups; lower alkoxy groups; monocyclic aryl; lower acyl groups, etc.
Huokoisen erotuskalvon valinta tätä monikomponenttikalvoa varten kaasunerottamisia varten voidaan tehdä huokoisen erotuskalvon kuumuudenkestävyyden, liuotinkestävyyden ja mekaanisen lujuuden perusteella sekä myös muiden tekijöiden perusteella, jotka määräytyvät toimintaolosuhteiden mukaan selektiivistä läpäisyä varten, niin kauan kuin päällysteellä ja huokoisella erotuskalvolla on keksinnön mukaiset ratkaisevat suhteelliset erotustekijät ainakin yhtä kaasuparia varten. Huokoinen erotuskalvo on edullisesti ainakin osittain itsekantava, ja voi joissakin tapauksissa olla pääasiallisesti itsekantava. Huokoinen erotuskalvo voi antaa pääasiallisesti kaiken rakennetuen kalvolle tai monikomponenttikalvo voi sisältää rakenteellisen tukiosan, jolla on hyvin vähän, jos ollenkaan, vastusta kaasunvirtaukselle.The selection of a porous separating film for this multicomponent film for gas separations can be made on the basis of the heat resistance, solvent resistance and mechanical strength of the porous separating film as well as other factors determined by the operating conditions for at least . The porous separating film is preferably at least partially self-supporting, and may in some cases be substantially self-supporting. The porous separation membrane may provide substantially all of the structural support to the membrane, or the multicomponent membrane may include a structural support member with very little, if any, resistance to gas flow.
Eräs edullisista huokoisista erotuskalvoista, joita käytetään muodostettaessa monikomponenttikalvoja, on polysulfoni. Käyttökelpoisia polysulfoneja ovat ne, joissa on polymeerirunko, joka koostuu toistuvasta rakenneyksiköstä: 22 61 636 ~ o 11 - -R—s—r» —One of the preferred porous separation films used to form multicomponent films is polysulfone. Useful polysulfones are those having a polymer backbone consisting of a repeating structural unit: 22 61 636 ~ o 11 - -R — s — r »-
Tl o jossa R ja R* voivat olla samoja tai erilaiset ja ovat alifaatti-sia tai aromaattisia hydrokarbyyliä sisältäviä osia, joissa on 1 -n. 40 hiiliatomia , jolloin rikki sulfonyyliryhmässä on sitoutunut alifaattisiin tai aromaattisiin hiiliatomeihin, ja polysulfonin keskimääräinen molekyylipaino on sopiva kalvon tai kuidun muodostamiseen, usein vähintäin n. 10 000. Kun polysulfoni ei ole ristisi-dottu, polysulfonin molekyylipaino on yleensä vähemmän kuin n.Tl o wherein R and R * may be the same or different and are aliphatic or aromatic hydrocarbyl-containing moieties having 1 -n. 40 carbon atoms, wherein the sulfur in the sulfonyl group is attached to aliphatic or aromatic carbon atoms, and the average molecular weight of the polysulfone is suitable for film or fiber formation, often at least about 10,000. When the polysulfone is not crosslinked, the polysulfone generally has a molecular weight of less than n.
500 000 ja usein se on pienempi kuin n. 100 000. Toistuvat yksiköt voivat olla sidottuja, ts. R ja R' voivat olla sidottuja hiili-hiilisidoksin tai erilaisilla sitovilla ryhmillä, kuten 0 0 0 0 -0-, -S-, -C-, -C-N-, -N-C-N-, -0-C-, jne.500,000 and often less than about 100,000. The repeating units may be linked, i.e., R and R 'may be linked by carbon-carbon bonds or various linking groups such as 0 0 0 -O-, -S-, - C-, -CN-, -NCN-, -O-C-, etc.
* » t* »T
H H HH H H
Erityisen edullisia polysulfoneja ovat ne, joissa ainakin toinen R:sta ja R':sta on aromaattinen hydrokarbyyliä sisältävä osa ja sulfonyyliosa on sidottu ainakin yhteen aromaattiseen hiiliatomiin. Tavallisia aromaattisia hydrokarbyyliä sisältäviä osia ovat fenyleeni- ja substituoidut fenyleeni-osat; bisfenyyli- ja substituoidut bisfenyyli-osat, bisfenyylimetaani- ja substituoidut besfenyylimetaani-osat, joissa on renkaat R~ R7 Rq Rr R4 R8 R10 R6 substituoidut ja substituoimattomat bisfenyylieetterit, joilla on kaava 23 , s -7 s 616 3 6 R3 R7 R9 Rs R4 R8 R10 R6 jossa X on happi tai rikki; jne. Kuvatuissa bisfenyylimetaani- ja bisfenyylieetteri-osissa R1 - g edustavat substituentteja, jotka voivat olla samoja tai erilaiset ja joilla on rakenne zParticularly preferred polysulfones are those in which at least one of R and R 'is an aromatic hydrocarbyl-containing moiety and the sulfonyl moiety is attached to at least one aromatic carbon atom. Common aromatic hydrocarbyl-containing moieties include phenylene and substituted phenylene moieties; bisphenyl and substituted bisphenyl moieties, bisphenylmethane and substituted besphenylmethane moieties having rings R ~ R7 Rq Rr R4 R8 R10 R6 substituted and unsubstituted bisphenyl ethers of formula 23, s -7 s 616 3 6 R3 R7 R9 Rs R 8 R 10 R 6 wherein X is oxygen or sulfur; etc. In the bisphenylmethane and bisphenyl ether moieties described, R 1 to g represent substituents which may be the same or different and have the structure z
-t—L—Lt-L-L
X2 jossa ja X^ ovat samoja tai erilaiset ja ovat vety tai halogeeni (esim. fluori, kloori ja bromi); p on 0 tai kokonaisluku, esimerkiksi 1:stä n. 6:een; ja Z on vety, halogeeni, (esim. fluori, kloori ja bromi) -(-Y —)— R11 (jossa q on 0 tai 1 , Y on -0-, -S-,X 2 wherein and X 2 are the same or different and are hydrogen or halogen (e.g. fluorine, chlorine and bromine); p is 0 or an integer, for example from 1 to about 6; and Z is hydrogen, halogen, (e.g. fluorine, chlorine and bromine) - (- Y -) - R 11 (wherein q is 0 or 1, Y is -O-, -S-,
0 0 q M0 0 q M
If ft -SS-, -0C- tai -C-, ja R^ on vety, substituoitu tai substituoima-ton alkyyli, jossa on 1 - n. 8 hiiliatomia, tai substituoitu tai substituoimaton aryyli, monosyklinen tai bisyklinen, jossa on n.If ft is -SS-, -OC- or -C-, and R 1 is hydrogen, substituted or unsubstituted alkyl having 1 to about 8 carbon atoms, or substituted or unsubstituted aryl, monocyclic or bicyclic having n.
6-15 hiiliatomia), heterosyklinen yhdiste, jossa heteroatomi on ainakin joku typestä, hapesta ja rikistä ja joka on monosyklinen tai bisyklinen ja jossa on n. 5-15 rengasatomia, sulfaatti tai sul-foni, erityisesti alemman alkyylin sisältävä tai monosyklisen tai bisyklisen aryylin sisältävä sulfaatti tai sulfoni, fosforia sisältävä osa, kuten fosfiini ja fosfaatti sekä fosfoni, erityisesti alemman alkyylin sisältävä tai monosyklisen tai bisyklisen aryylin sisältävä fosfaatti tai fosfoni, amiini, kuten primäärinen, sekundäärinen, tertiäärinen ja kvaternäärinen amiini, jolloin sekundääriset, tertiääriset ja kvaternääriset amiinit usein sisältävät alempia alkyyli- tai monosyklisiä tai bisyklisiä aryyli-osia, isotio-ureyyli, tioureyyli, guanidyyli, trialkyylisilyyli, trialkyylistan-nyyli, trialkyyliplumbyyli, dialkyylistibinyyli, jne. Usein subs-tituentit bisfenyylimetaani- ja bisfenyylieetteri-osien fenyleeni- 2“ 61636 ryhmillä ovat orto-asemassa, ts. R? - g ovat vety. Polysulfoneil-la, joissa on aromaattisia hydrokarbyyliä sisältäviä osia, on yleensä hyvä lämmönkestävyys, ne ovat kestäviä kemialliselle vaikutukselle ja niissä on erinomaisesti yhdistynyt sitkeys ja joustavuus. Käyttökelpoisia polysulfoneja myy kauppanimillä ”P—1700” ja "P-3500" Union Carbide, ja molemmissa näissä kaupallisissa tuotteissa on suora ketju, jolla on yleinen kaava -<oV -(0)-0-/0 h -kyy-0 - \—' I '—' '—' o '— CH« υ 3 τι jossa n, joka edustaa polymeroitumisastetta, on n. 50-80.6-15 carbon atoms), a heterocyclic compound in which the heteroatom is at least one of nitrogen, oxygen and sulfur and which is monocyclic or bicyclic and has about 5-15 ring atoms, sulphate or sulphone, especially lower alkyl or monocyclic or bicyclic aryl sulfate or sulfone, phosphorus-containing moiety such as phosphine and phosphate, and phosphone, especially lower alkyl or monocyclic or bicyclic aryl-containing phosphate or phosphone, amine such as primary, secondary, tertiary, and quaternary amines, with secondary quaternary and tertiary contain lower alkyl or monocyclic or bicyclic aryl moieties, isothiourea, thioureyl, guanidyl, trialkylsilyl, trialkylstannyl, trialkylpumumbyl, dialkyltibinyl, etc. Often the substituents on the bisphenylmethane and bisphenyl ether moieties of position, i.e. R? - g are hydrogen. Polysulfones with aromatic hydrocarbyl-containing moieties generally have good heat resistance, are resistant to chemical action, and have an excellent combined toughness and flexibility. Useful polysulfones are sold under the tradenames “P — 1700” and “P-3500” by Union Carbide, and both of these commercial products have a straight chain of the general formula - <oV - (0) -0- / 0 h -yyy-0 - \ - 'I' - '' - 'o' - CH «υ 3 τι where n, which represents the degree of polymerization, is about 50-80.
Myös polyaryleenieetterisulfonit ovat edullisia. Käyttökelpoisia ovat myös polyeetterisulfonit, joilla on rakenne _ 0 _ ja joita toimittaa ICI, Ltd, Englanti. Vielä muita käyttökelpoisia polysulfoneja voitaisiin valmistaa polymeerimuunnelmin, esimerkiksi ristisitomalla, oksastamalla, kvaternisoimalla jne.Polyarylene ether sulfones are also preferred. Also useful are polyether sulfones having the structure _ 0 _ and supplied by ICI, Ltd, England. Still other useful polysulfones could be prepared by polymeric variants, for example, by crosslinking, grafting, quaternization, etc.
Valmistettaessa onttokuituisia huokoisia erotuskalvoja, voidaan käyttää suurta joukkoa erilaisia kehruuolosuhteita. Erään menetelmän onttojen polysulfoni-kuitujen valmistamiseksi ovat esittäneet Cabasso, et ai., julkaisemassaan tutkimuksessa Research and Development of NS-1 and Related Polysulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater, kuten edellä. Erityisen edullisia onttoja kuituja polysulfoneista, esim. polysulfonista P-3500, jota tuottaa Union Carbide ja ICI:n, Ltd polyeetterisulfo-neista, voidaan valmistaa kehräämällä polysulfoni liuoksessa, joka 25 61 636 käsittää liuottimen tätä polysulfonia varten. Tyypillisiä liuottimia ovat dimetyyliformamidi, dimetyyliasetamidi ja N-metyy 1 i.pyrro-lidoni. Polymeerin painoprosenttimäärä liuoksessa voi vaihdella laajalti, mutta on riittävä antamaan onton kuidun kehtuuolosuhteissa. Usein polymeerin painoprosentti liuoksessa on n. 15-50, esimerkiksi n. 20-35. Jos polysulfoni ja/tai liuotin sisältävät saastuttavia aineita, kuten vettä, hiukkasia jne., tulisi näiden saastuttavien aineiden määrän olla riittävän alhainen, jotta kehruu olisi mahdollinen. Jos on tarpeen, voidaan saastuttavat aineet poistaa poly-sulfonista ja/tai liuottimesta. Kehruusuuttimen koko vaihtelee onton tuotekuidun sisä- ja ulkoläpimittojen mukaan. Yhdellä luokalla kehruusuuttimia voivat aukkojen läpimitat olla n. 15-35 tuhannes-osatuumaa (0,38 - 0,88 mm) ja neulaläpimitat n. 8-15 tuhannesosa-tuumaa (0,2 - 0,38 mm), jolloin neulassa on injektiokapillaarri. Injektiokapillaarin läpimitta voi vaihdella neulan määräämissä rajoissa. Kehruuliuos pidetään usein pääasiallisesti inertissä atmosfäärissä saastumisen ja/tai polysulfonin koaguloitumisen estämiseksi ennen kehruuta ja liiallisen palovaaran välttämiseksi haihtuvilla ja syttyvillä liuottimilla. Sopiva atmosfääri on kuiva typpi. Liiallisten kaasumäärien läsnäolo kehruuliuoksessa saattaa johtaa suurien onteloiden muodostumiseen.A wide variety of spinning conditions can be used to make hollow fiber porous separation films. One method of making hollow polysulfone fibers has been proposed by Cabasso, et al., Research and Development of NS-1 and Related Polysulfone Hollow Fibers for Reverse Osmosis Desalination of Seawater, as described above. Particularly preferred hollow fibers of polysulfones, e.g., polysulfone P-3500 produced by the polyether sulfones of Union Carbide and ICI, Ltd., can be prepared by spinning a polysulfone in a solution comprising a solvent for that polysulfone. Typical solvents are dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone. The weight percentage of polymer in the solution can vary widely, but is sufficient to give a hollow fiber under drip conditions. Often the weight percentage of polymer in the solution is about 15-50, for example about 20-35. If the polysulfone and / or solvent contain contaminants such as water, particles, etc., the amount of these contaminants should be low enough to allow spinning. If necessary, contaminants can be removed from the polysulfone and / or solvent. The size of the spinning nozzle varies depending on the inside and outside diameters of the hollow product fiber. In one class of spinning nozzles, the orifice diameters may be about 15 to 35 mils (0.38 to 0.88 mm) and the needle diameters may be about 8 to 15 mils (0.2 to 0.38 mm), with the needle having an injection capillary. . The diameter of the injection capillary may vary within the limits prescribed by the needle. The spinning solution is often maintained in a predominantly inert atmosphere to prevent contamination and / or coagulation of the polysulfone prior to spinning and to avoid excessive fire hazard with volatile and flammable solvents. A suitable atmosphere is dry nitrogen. The presence of excessive amounts of gas in the spinning solution may lead to the formation of large cavities.
Kehruu voidaan suorittaa käyttäen märkäsuutin- tai kuivasuu-tinmenetelmää, ts. suutin voi olla koaguloimiskylvyssä tai siitä erillään. Märkäsuutinmenetelmää käytetään usein mukavuussyistä. Edullisesti kehruuolosuhteet eivät ole sellaisia, että kuitu liiallisesti venyy. Usein kehruunopeudet ovat väliltä n. 5-100 m/min, vaikkakin suurempia kehruunopeuksia voidaan käyttää, edellyttäen, että kuitua ei liiallisesti venytetä ja varataan riittävä viipumis-aika koaguloimiskylvyssä. Koaguloimiskylpyä varten voidaan käyttää jotakin liuotinta, johon polysulfoni on pääasiallisesti liukenematon. Edullisesti käytetään vettä pääaineena koaguloimiskylvyssä. Tavallisesti ruiskutetaan kuidun sisään nestettä. Neste voi olla esim. ilmaa, isopropanolia, vettä jne. Viipymisaika kehrätylle kuidulle koaguloimiskylvyssä on vähintäin riittävä takaamaan kuidun jähmettyminen. Koaguloimiskylvyn lämpötila voi myös vaihdella laajalti, esim. -15°C:sta 90°:seen tai sen yli, ja useimmiten se on n.Spinning can be performed using the wet nozzle or dry nozzle method, i.e. the nozzle can be in or separate from the coagulation bath. The wet nozzle method is often used for convenience. Preferably, the spinning conditions are not such that the fiber stretches excessively. Often spinning speeds are in the range of about 5-100 m / min, although higher spinning speeds may be used, provided that the fiber is not excessively stretched and sufficient residence time is provided in the coagulation bath. For the coagulation bath, a solvent in which the polysulfone is substantially insoluble can be used. Preferably, water is used as the main ingredient in the coagulation bath. Usually a liquid is injected into the fiber. The liquid may be, for example, air, isopropanol, water, etc. The residence time of the spun fiber in the coagulation bath is at least sufficient to ensure solidification of the fiber. The temperature of the coagulation bath can also vary widely, e.g. from -15 ° C to 90 ° or more, and is most often about.
26 61 636 välillä 1-35°C, n. 2° - 8 tai 10°. Koaguloitu ontto kuitu pestään edullisesti vedellä liuottimen poistamiseksi ja sitä voidaan varastoida vesikylvyssä ainakin n. kahden tunnin ajan. Kuidut kuivataan yleensä ennen päällysteen levittämistä ja kokoamista laitteessa kaasunerotuksia varten. Kuivaaminen voidaan suorittaa n. 0-90°C:n lämpötilassa, sopivasti n. huoneen lämpötilassa, esim. n. 15-38° C:ssa ja n. 5-95 %:n, edullisesti n. 40-60 %:n suhteellisessa kosteudessa.26 61 636 between 1-35 ° C, about 2 ° to 8 or 10 °. The coagulated hollow fiber is preferably washed with water to remove the solvent and can be stored in a water bath for at least about two hours. The fibers are usually dried before the coating is applied and assembled in a device for gas separation. Drying can be performed at a temperature of about 0-90 ° C, suitably at about room temperature, e.g. about 15-38 ° C, and about 5-95%, preferably about 40-60%. at relative humidity.
Edellä esitetty kuvaus menetelmistä onttokuituisten huokoisten erotuskalvojen valmistamiseksi polysulfonista, on annettu pelkästään menetelmien valaisemiseksi, joita on käytettävissä huokoisten erotuskalvojen valmistamiseksi eikä se rajoita keksintöä.The foregoing description of methods for making hollow fiber porous separation films from polysulfone is provided solely to illustrate methods available for making porous separation films and does not limit the invention.
Päällyste voi olla pääasiallisesti keskeytymättömän kalvon, ts. pääasiallisesti huokosettoman kalvon muodossa, kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, tai päällyste voi olla epäjatkuva tai keskeytetty. Kun päällyste on keskeytetty, sitä joskus sanotaan sulkuaineeksi, koska se voi sulkea kanavia kaasunvirtauksel-ta, ts. huokosia. Edullisesti päällyste ei ole niin paksu, että se haitallisesti vaikuttaa monikomponenttikalvon suorituskykyyn, esim. aiheuttamalla liiallista vähentymistä virtauksessa tai aiheuttamalla kaasuvirtauksessa sellaisen vastuksen, että monikomponenttikalvon erotustekijä on pääasiallisesti sama kuin päällysteellä. Usein päällysteen keskimääräinen paksuus voi olla n. 50 mikroniin asti. Kun päällyste on keskeytetty, on tietenkin alueita, joissa ei ole päällystettä ollenkaan. Päällysteen keskimääräinen paksuus on usein väliltä n. 0,0001 - 50 mikronia. Joissakin tapauksissa päällysteen keskimääräinen paksuus on pienempi kuin n. 1 mikroni ja voi olla jopa pienempi kuin n. 0,5 mikronia. Päällyste voi käsittää yhden kerroksen tai ainakin kaksi erillistä kerrosta, jotka voivat olla tai eivät ole samaa ainetta. Kun huokoinen erotuskalvo on an-isotrooppinen, ts. siinä on suhteellisen tiivis alue pitkin paksuuttaan kaasunvirtausestosuhteessa, levitetään päällyste edullisesti olemaan suljetussa kosketuksessa suhteellisen tiheällä alueella. Suhteellisen tiheä alue voi olla huokoisen erotuskalvon toisella tai kummallakin pinnalla tai se voi olla huokoisen erotus-kalvon paksuuden keskiosassa. Päällyste levitetään sopivasti ainakin toiselle huokoisen erotuskalvon poisto- ja syöttöpinnoista, ja kun monikomponenttikalvo on ontto kuitu, voidaan päällyste levittää 27 61636 ulkopinnalle suojaamaan monikomponenttikalvoa ja/tai helpottamaan sen käsittelyä.The coating may be in the form of a substantially continuous film, i.e., a substantially non-porous film, in contact with the porous separating film, or the coating may be discontinuous or discontinuous. When the coating is suspended, it is sometimes called a barrier because it can block the channels from the gas flow, i.e. the pores. Preferably, the coating is not so thick as to adversely affect the performance of the multicomponent film, e.g., by causing an excessive reduction in flow or by causing a resistance in the gas flow such that the separation factor of the multicomponent film is substantially the same as that of the coating. Often the average thickness of the coating can be up to about 50 microns. Once the coating is suspended, there are, of course, areas where there is no coating at all. The average thickness of the coating is often between about 0.0001 and 50 microns. In some cases, the average thickness of the coating is less than about 1 micron and may even be less than about 0.5 microns. The coating may comprise a single layer or at least two separate layers, which may or may not be the same material. When the porous separating film is anisotropic, i.e. has a relatively dense region along its thickness in the gas flow barrier ratio, the coating is preferably applied to be in closed contact in a relatively dense region. The relatively dense region may be on one or both surfaces of the porous separation film, or it may be in the middle of the thickness of the porous separation film. The coating is suitably applied to at least one of the outlet and feed surfaces of the porous separation film, and when the multicomponent film is a hollow fiber, the coating may be applied to the outer surface to protect and / or facilitate handling of the multicomponent film.
Samalla, kun voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa menetelmää, menetelmä, jolla päällyste levitetään, voi myös jonkin verran vaikuttaa monikomponenttikalvojen kokonaissuoritukseen. Keksinnön mukaiset monikomponenttikalvot voidaan valmistaa esimerkiksi päällystämällä huokoinen erotuskalvo aineella, joka sisältää päällysteen ainetta, niin että monikomponenttikalvossa päällysteen vastus; kaasuvirtaukselle on alhainen verrattuna monikomponenttikäIvon ko-konaisvastukseen. Päällyste voidaan levittää jollakin sopivalla tavalla, esim. ruiskuttamalla, sivelemällä, upottamalla pääasiallisesti nestemäiseen aineeseen, joka sisältää päällystysaineen tai vastaavan. Kuten edellä todettiin, päällysteen aine on edullisesti pääasiallisesti nestemäisessä aineessa, levitettäessä ja voi olla liuoksessa, käyttäen liuotinta päällysteainetta varten, joka liuotin on pääasiallisesti ei-liuotin huokoisen erotuskalvon aineelle. Edullisesti aine, joka sisältää päällysteaineen, levitetään huokoisen erotuskalvon pinnalle ja huokoisen erotuskalvon toinen puoli saatetaan alempaan absoluuttiseen paineeseen. Jos pääasiallisesti nestemäinen aine on polymeroituva aine ja polymeroituva aine poly-meroituu levittämisen jälkeen huokoiselle erotuskalvolle päällysteen aikaansaamiseksi, saatetaan huokoisen erotuskalvon toinen pinta edullisesti alempaan absoluuttiseen paineeseen polymeroitumisen aikana tai ennen sitä. Kuitenkaan itse keksintöä ei rajoita se, millä nimenomaisella menetelmällä päällysteaine levitetään.While any suitable method can be used, the method by which the coating is applied can also have some effect on the overall performance of the multicomponent films. The multicomponent films of the invention can be prepared, for example, by coating the porous separating film with a material containing a coating material, so that in the multicomponent film, the resistance of the coating; for gas flow is low compared to the total resistance of the multicomponent. The coating may be applied in any suitable manner, e.g. by spraying, brushing, immersing in a substantially liquid substance containing a coating agent or the like. As stated above, the coating material is preferably in a substantially liquid material, when applied and may be in solution, using a solvent for the coating material, which solvent is essentially a non-solvent for the porous separation film material. Preferably, the material containing the coating agent is applied to the surface of the porous separating film and the other side of the porous separating film is brought to a lower absolute pressure. If the substantially liquid substance is a polymerizable substance and the polymerizable substance polymerizes after application to the porous separating film to provide a coating, the second surface of the porous separating film is preferably brought to a lower absolute pressure during or before polymerization. However, the invention itself is not limited by the specific method by which the coating material is applied.
Erityisen edullisilla aineilla päällystettä varten on suhteellisen suuret läpäisevyysvakiot kaasuille, niin että päällysteen läsnäolo ei liiallisesti alenna monikomponenttikalvojen läpäisyno-peutta. Päällysteen vastus kaasuvirtaukselle on edullisesti suhteellisen pieni verrattuna monikomponenttikalvon vastukseen. Kuten edellä todettiin, riippuu aineiden valinta päällysteen aineen määritetystä ominaiserotustekijästä suhteessa huokoisen erotuskalvon aineen määritettyyn erotustekijään monikomponenttikäIvon saamiseksi, jolla on haluttu erotustekijä. Päällysteen aineen tulisi pystyä antamaan suljettu kosketus huokoisen erotuskalvon kanssa. Esimerkiksi, levitettynä sen tulisi olla riittävän kostea ja tarttua huo- 28 616 3 6 koiseen erotuskalvoon, että suljettu kosketus voi tapahtua. Päällysteen aineen kostutusomi.naisuudet voidaan helposti määrittää saattamalla päällysteen aine kosketukseen, joko yksinään tai liuot-timessa, huokoisen erotuskalvon aineen kanssa. Lisäksi huokoisen erotuskalvon keskimääräisen huokosläpimitan arvioinnin pohjalta voidaan päällystettä varten valita aineita, joilla on sopiva molekyylikoko. Jos päällysteaineen molekyylikoko on liian suuri mahtuak-seen huokoisen erotuskalvon huokosiin, ei aine ole käyttökelpoinen antamaan suljettu kosketus. Jos toisaalta päällysteaineen molekyylikoko on liian pieni, se voi valua huokoisen erotuskalvon huokosten läpi päällystys- ja/tai erotusvaiheiden aikana. Niinpä huokoisilla erotuskalvoilla, joilla on suuremmat huokoset, saattaa olla eduksi päällystettä varten käyttää aineita, joilla on suurempi molekyylikoko kuin pienemmillä huokosilla. Kun huokosten koot vaih-televat suuresti, saattaa olla eduksi käyttää päällysteaineena po-lymeroituvaa ainetta, joka polymeroidaan levittämisen jälkeen huokoiselle erotuskalvolle, tai käyttää kahta tai useampaa päällyste-ainetta, joilla on erilaiset molekyylikoot, esim. levittämällä pääl-lysteaineet niiden kasvavassa molekyylikoon järjestyksessä.Particularly preferred materials for the coating have relatively high permeability constants for the gases, so that the presence of the coating does not unduly reduce the permeation rate of the multicomponent films. The resistance of the coating to the gas flow is preferably relatively small compared to the resistance of the multicomponent film. As noted above, the choice of materials depends on the determined specific separation factor of the coating material relative to the determined separation factor of the porous separating film material to obtain a multicomponent value having the desired separation factor. The coating material should be able to make closed contact with the porous separating film. For example, when applied, it should be sufficiently moist and adhere to the separating film of 60 616 3 6 that closed contact can occur. The wetting properties of the coating material can be readily determined by contacting the coating material, either alone or in a solvent, with the porous separating film material. In addition, based on the evaluation of the average pore diameter of the porous separation film, substances with a suitable molecular size can be selected for the coating. If the molecular size of the coating material is too large to fit in the pores of the porous separating film, the material is not useful for making a closed contact. On the other hand, if the molecular size of the coating material is too small, it may flow through the pores of the porous separating film during the coating and / or separation steps. Thus, porous separating films with larger pores may have the advantage of using materials with a larger molecular size for coating than smaller pores. When the pore sizes vary widely, it may be advantageous to use as a coating material a polymerizable material which is polymerized after application to a porous separating film, or to use two or more coating materials of different molecular sizes, e.g.
Päällysteaineet voivat olla luonnon- tai tekoaineita, ja ovat usein polymeerejä ja edullisesti niillä on sopivat ominaisuudet antaakseen suljetun kosketuksen huokoisen erotuskalvon kanssa. Tekoaineet käsittävät sekä additio- että kondensaatiopolymeerejä. Tyypillisiä käyttökelpoisia aineita, jotka voivat muodostaa päällysteen, ovat polymeerit, jotka voivat olla substituoituja tai subs-tituoimattomia ja jotka ovat jähmeitä tai nestemäisiä kaasunero-tusolosuhteissa, ja näitä ovat tekokumit; luonnon kumit; suhteellisen suurmolekyylipainoiset ja/tai korkealla kiehuvat nesteet; orgaaniset esipolymeerit; polysiloksaanit (silikonipolymeerit); poly-silatsaanit; polyuretaanit; polyepikloorihydriini; polyamiinit; polyimiinit; polyamidit; akryylinitriiliä sisältävät sekapolymee-rit, kuten poly («x-klooriakryylinitriili) sekapolymeerit; polyesterit (kuten polylaktaamit), esim. polyalkyyliakrylaatit ja polyal-kyylimetakrylaatit, joiden alkyyliryhmissä on 1 - n. 8 hiiliatomia, polysebasaatit, polysukkinaatit, ja alkydihartsit; terpinoidihart-sit, kuten pellavansiemenöljy; selluloosapolymeerit; polysulfonit, 29 61 6 3 6 erityisesti alifaattisia yhdisteitä sisältävät polysulfonit; poly-alkeeniglykolit, kuten polyeteeniglykoli, polypropeen i.glykoli jne.; polyalkeenipolysulfaatit; polypyrrolidonit; monomeerien, joissa on oc-olefiininen tyydyttämättömyys, polymeerit, kuten polyolefiinit, esim. polyeteeni, polypropeeni, polybutadieeni, poly(2,3-dikloori-butadieeni), polyisopreeni, polykloropreeni, polystyreeni, poly-styreeni-sekapolymeerit mukaan luettuina, esim. styreeni-butadi.ee-ni-sekapolymeeri, polyvinyylit, kuten polyvinyylialkoholil, polyvi-nyylialdehydit (esim. polyvinyyliformaali ja polyvinyylibutyraali), polyvinyyliketonit (esim. polymetyylivinyyliketoni), polyvinyyli-esterit (esim. polyvinyylibentsoaatti), polyvinyylihalidit (esim. polyvinyylibromidi), polyvinylideenihalidit, polyvinylideenikarbo-naatti, poly(N-vinyylimaleimidi) jne., poly(1,5-syklo-oktadieeni), polymetyyli-isopropenyyliketoni, fluorattu eteeni-sekapolymeeri; polyaryleenioksidit, esim. polyksylyleenioksidi; polykarbonaatit; polyfosfaatit, esim. polyeteenimetyylifosfaatti; jne. sekä jotkut sekapolymeerit, kuten möhkälesekapolymeerit, jotka sisältävät toistuvia yksiköitä edellisistä ja oksaspolymeerejä ja seoksia, jotka sisältävät joitakin edellä esitetyistä. Polymeerit voidaan polyme-roida levittämisen jälkeen huokoiselle erotuskalvolle tai niitä ei polymeroida.The coating materials may be natural or artificial, and are often polymers and preferably have suitable properties to provide closed contact with the porous separating film. The active ingredients comprise both addition and condensation polymers. Typical useful materials that can form a coating include polymers, which may be substituted or unsubstituted, and which are solid or liquid under gas separation conditions, and include synthetic rubbers; natural rubbers; relatively high molecular weight and / or high boiling liquids; organic prepolymers; polysiloxanes (silicone polymers); poly silazanes; polyurethanes; polyepichlorohydrin; polyamines; polyimines; polyamides; copolymers containing acrylonitrile, such as poly (n-chloroacrylonitrile) copolymers; polyesters (such as polylactams), e.g., polyalkyl acrylates and polyalkyl methacrylates having from 1 to about 8 carbon atoms in the alkyl groups, polysebasates, polysuccinates, and alkyd resins; terpinoid resins such as linseed oil; cellulosic polymers; polysulfones, 29 61 6 3 6 especially polysulfones containing aliphatic compounds; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc .; polyalkeenipolysulfaatit; polypyrrolidonit; polymers of monomers with α-olefinic unsaturation, such as polyolefins, e.g., polyethylene, polypropylene, polybutadiene, poly (2,3-dichlorobutadiene), polyisoprene, polychloroprene, polystyrene, poly-styrene copolymers, e.g. -butadi.ee -ni copolymer, polyvinyls such as polyvinyl alcohol, polyvinyl aldehydes (e.g. polyvinyl formal and polyvinyl butyral), polyvinyl ketones (e.g. polymethyl vinyl halide), polyvinyl esters, polyvinyl esters polyvinylidene carbonate, poly (N-vinylmaleimide), etc., poly (1,5-cyclooctadiene), polymethylisopropenyl ketone, fluorinated ethylene copolymer; polyarylene oxides, e.g. polyxylylene oxide; polycarbonates; polyphosphates, e.g. polyethylene methyl phosphate; etc. as well as some copolymers such as block copolymers containing repeating units of the foregoing and graft polymers and blends containing some of the above. The polymers may or may not be polymerized after application to the porous separating film.
Erityisen käyttökelpoisia aineita päällysteitä varten ovat polysiloksaanit. Tyypilliset polysiloksaanit voivat käsittää alifaattisia ja aromaattisia osia ja usein niissä on toistuvia yksiköitä, jotka sisältävät 1 - n. 20 hiiliatomia. Polysiloksaanien mo-lekyylipaino voi laajasti vaihdella, mutta yleensä se on ainakin n. 1 000. Usein polysiloksaanien molekyylipaino on n. väliltä 1 000 - 300 000, kun niitä levitetään huokoiselle erotuskalvolle. Tavallisia alifaattisia ja aromaattisia polysiloksaaneja ovat po-lymonosubstituoidut ja di-substituoidut siloksaanit, esim. joissa substituentit ovat alempia alifaattisia ryhmiä, esimerkiksi alempi alkyyli, kuten sykloalkyyli, erityisesti metyyli, etyyli ja propyy-li, alempi alkoksi; aryyli, kuten mono- tai bisyklinen aryyli, kuten bifenyleeni, naftaleeni jne.; alempi mono- ja bisyklinen aryy-lioksi; asyyli, kuten alempi alifaattinen ja alempi aromaattinen asyyli jne. Alifaattiset ja aromaattiset substituentit voivat olla 30 61 6 3 6 vat olla substituoituja, esim. halogeeneilla, kuten fluorilla, kloorilla ja bromilla, hydroksyyliryhmillä, alemmilla alkyyliryhm.illä, alemmilla alkoksiryhmillä, alemmilla asyyliryhmillä jne. Polysi-loksaani voi olla ristisidottu silloitusaineen läsnäollessa antamaan silikonikumin, ja polysiloksaani voi olla sekapolymeeri ris-tisitoutuvan komonomeerin, kuten a-metyylistyreenin kanssa risti-sitomisen helpottamiseksi. Tyypillisiä katalyyttejä silloittaminen edistämiseksi ovat orgaaniset ja epäorgaaniset peroksidit. Silloittaminen voi tapahtua ennen polysiloksaanin levittämistä huokoiselle erotuskalvolle, mutta edullisesti polysiloksaani seilloitetaan sen jälkeen, kun se on levitetty huokoiselle erotuskalvolle. Usein polysiloksaanin molekyylipaino on väliltä n. 1 000 - 100 000 ennen ristisitomista. Erityisen edullisia polysiloksaaneja ovat polydi-metyylisiloksaani, polyfenyylimetyylisiloksaani, polytrifluori-propyylimetyylisiloksaani, oc-metyylistyreenin ja dimetyylisilok-saanin sekapolymeeri ja jälkikovetettu polydimetyylisiloksaania sisältävä silikonikumi, jonka molekyylipaino on n. 1 000 - 50 000 ennen silloittamista. Jotkut polysiloksaanit eivät riittävästi kostuta huokoista polysulfoni-erotuskalvoa antaakseen niin paljon suljettua kosketusta kuin halutaan. Kuitenkin polysiloksaanin liuottaminen tai dispergoiminen liuottimineen, joka ei oleellisesti vaikuta polysulfoniin, voi helpottaa suljetun kosketuksen saamista. Sopivia liuottimia ovat normaalisti nestemäiset alkaanit, esim. pentaani, sykloheksaani jne.; alifaattiset alkoholit, esim. metano-li; jotkut halogenoidut alkaanit; ja dialkyylieetteri jne.; sekä niiden seokset.Particularly useful materials for coatings are polysiloxanes. Typical polysiloxanes may comprise aliphatic and aromatic moieties and often have repeating units containing from 1 to about 20 carbon atoms. The molecular weight of polysiloxanes can vary widely, but is generally at least about 1,000. Often, the molecular weight of polysiloxanes is between about 1,000 and 300,000 when applied to a porous separating film. Common aliphatic and aromatic polysiloxanes include polymonosubstituted and di-substituted siloxanes, e.g., wherein the substituents are lower aliphatic groups, for example lower alkyl such as cycloalkyl, especially methyl, ethyl and propyl, lower alkoxy; aryl such as mono- or bicyclic aryl such as biphenylene, naphthalene, etc .; lower mono- and bicyclic aryloxy; acyl such as lower aliphatic and lower aromatic acyl, etc. Aliphatic and aromatic substituents may be substituted, e.g. by halogens such as fluorine, chlorine and bromine, hydroxyl groups, lower alkyl groups, lower alkoxy groups, lower acyl groups, etc. The polysiloxane may be crosslinked in the presence of a crosslinking agent to give a silicone rubber, and the polysiloxane may be a copolymer with a crosslinkable comonomer such as α-methylstyrene to facilitate crosslinking. Typical catalysts to promote crosslinking are organic and inorganic peroxides. Crosslinking may occur prior to application of the polysiloxane to the porous separation film, but preferably the polysiloxane is crosslinked after application to the porous separation film. Often, the molecular weight of the polysiloxane is between about 1,000 and 100,000 before crosslinking. Particularly preferred polysiloxanes are polydimethylsiloxane, polyphenylmethylsiloxane, polytrifluoropropylmethylsiloxane, a copolymer of α-methylstyrene and dimethylsiloxane. Some polysiloxanes do not sufficiently wet the porous polysulfone separation film to provide as much closed contact as desired. However, dissolving or dispersing the polysiloxane in a solvent that does not substantially affect the polysulfone can facilitate closed contact. Suitable solvents are normally liquid alkanes, e.g. pentane, cyclohexane, etc .; aliphatic alcohols, e.g. methanol-li; some halogenated alkanes; and dialkyl ether, etc .; as well as mixtures thereof.
Seuraavat aineet huokoisia erotuskalvoja ja päällystettä varten ovat edustavia käyttökelpoisista aineista ja niiden yhdistelmistä antamaan tämän keksinnön monikomponenttikalvoja ja kaasun-erotuksia, joita varten niitä voidaan käyttää. Nämä aineet, yhdistelmät ja sovellutukset ovat kuitenkin vain edustavia laajasta aineryhmästä, joka on keksinnössä käyttökelpoinen eikä niitä anneta keksinnön rajoittamiseksi, vaan niiden tehtävänä on yksinomaan valaista niiden etujen laajaa käyttöä. Tyypillisiä aineita huokoisia erotuskalvoja varten hapen erottamiseksi typestä ovat selluloosa-asetaatti, esim. selluloosa-asetaatti, jonka substituutioaste on n. 2,5; polysulfoni; styreeni/akryylinitriili-sekapolymeeri, jossa 31 61636 on esim. n. 20-70 paino-% styreeniä ja n. 30-80 paino-% akryylinit-riiliä, styreeni/akryylinitriili-sekapolymeerien seokset jne. Sopivia päällysteaineita ovat polysiloksaanit (polysilikonit) esim. polydimetyylisiloksaani, polyfenyylimetyylisiloksaani, polytrifluo-ripropyylimetyylisiloksaani, esivulkanoidut ja jälkivulkanoidut si-likonikumit jne.; polystyreeni, esim. polystyreeni, jonka poJyrne-roitumisaste on n. 2-20; polyisopropeeni, esim. isopropeeni-esipo-lymeeri ja poly(cis-1,4-isopreeni); alifaattista hydrokarbyyliä sisältävät yhdisteet, joissa on n. 14-30 hiiliatomia, esim. heksa-dekaani, pellavansiemenöljy, erityisesti raaka pellavansiemenöljy jne.The following agents for porous separation films and coatings are representative of useful agents and combinations thereof to provide the multicomponent films and gas separations of this invention for which they may be used. However, these agents, combinations, and applications are only representative of the broad group of agents useful in the invention and are not intended to limit the invention, but are intended solely to illustrate the broad use of their advantages. Typical agents for porous separation membranes to separate oxygen from nitrogen include cellulose acetate, e.g., cellulose acetate having a degree of substitution of about 2.5; polysulfone; a styrene / acrylonitrile copolymer in which 31 61636 contains e.g. about 20-70% by weight of styrene and about 30-80% by weight of acrylonitrile, mixtures of styrene / acrylonitrile copolymers, etc. Suitable coating materials are polysiloxanes polydimethylsiloxane, polyphenylmethylsiloxane, polytrifluoropropylmethylsiloxane, pre-vulcanized and post-vulcanized silicone rubbers, etc .; polystyrene, e.g., polystyrene having a degree of polycrystallization of about 2-20; polyisopropylene, e.g. isopropylene prepolymer and poly (cis-1,4-isoprene); aliphatic hydrocarbyl-containing compounds having about 14 to 30 carbon atoms, e.g. hexadecane, linseed oil, especially crude linseed oil, etc.
Tyypillisiä aineita huokoisia erotuskalvoja varten vedyn erottamiseksi vetyä sisältävistä kaasuseoksista ovat selluloosa-asetaatti, esim. selluloosa-asetaatti, jonka substituutioaste on n. 2,5; polysulfoni; styreeni/akryylinitriili-sekapolymeeri, jossa on esim. n. 20-70 paino-% styreeniä ja n. 30-80 paino-% akryyli-nitriiliä, styreeni/akryylinitriili-sekapolymeerien seokset jne.; polykarbonaatit; polyaryleenioksidit, kuten polyfenyleenioksidi , polyksylyleenioksidi, bromattu polyksylyleenioksidi, bromattu po-lyksylyleenioksidi, joka on jälkikäsitelty trimetyyliamiinilla, tiourea jne. Sopivia päällysteaineita ovat polysiloksaanit (poly-silikonit); esim. polydimetyylisiloksaani, esivulkanoitu ja jälki-vulkanoitu silikonikumi jne.; polyisopreeni; -metyylistyreeni/di-metyylisiloksaani-möhkälesekapolymeeri; alifaattisen hydrokarbyy-lin sisältävät yhdisteet, joissa on n. 14-30 hiiliatomia jne.Typical agents for porous separation films for separating hydrogen from hydrogen-containing gas mixtures include cellulose acetate, e.g., cellulose acetate having a degree of substitution of about 2.5; polysulfone; a styrene / acrylonitrile copolymer having e.g. about 20-70% by weight styrene and about 30-80% by weight acrylonitrile, blends of styrene / acrylonitrile copolymers, etc .; polycarbonates; polyarylene oxides such as polyphenylene oxide, polyxylylene oxide, brominated polyxylylene oxide, brominated polyxylylene oxide post-treated with trimethylamine, thiourea, etc. Suitable coating materials include polysiloxanes (polysilicones); e.g. polydimethylsiloxane, pre-vulcanized and post-vulcanized silicone rubber, etc .; polyisoprene; methylstyrene / di-methyl siloxane-möhkälesekapolymeeri; aliphatic hydrocarbyl-containing compounds having about 14 to 30 carbon atoms, etc.
Edullisesti tässä keksinnössä käytetyt huokoiset erotuskal-vot eivät ole liian huokoisia ja siten anna huokoisen erotuskalvo-aineen riittävää pintaa erottamisen suorittamiseksi kaupallisesti houkuttelevalla pohjalla. Huokoiset erotuskalvot vaikuttavat merkittävästi tämän keksinnön monikomponenttikalvojen erotuskykyyn ja niinmuodoin on toivottavaa aikaansaada suuri kokonaispinta-alan suhde huokosten kokonaispoikkileikkauspinta-alaan huokoisessa erotus-kalvossa. Tämä tulos on selvästi päinvastainen kuin alan aikaisemmat tavoitteet valmistettaessa yhdistelmäkalvoja, joissa päällek-käismembraani pääasiallisesti suorittaa erottamisen ja alustat tehdään edullisesti niin huokoisiksi kuin suinkin niiden pääasiallisen 32 61 636 tehtävän mukaan, ts. tukea päällekkäismembraania, ja edullisesti alusta ei ole vuorovaikutuksessa läpäisseen kaasun kanssa eikä hidasta tai estä kaasuvirtausta päällekkäismembraanilta.Preferably, the porous separating films used in this invention are not too porous and thus provide a sufficient surface area of the porous separating film material to perform the separation on a commercially attractive base. The porous separating films have a significant effect on the resolving power of the multicomponent films of the present invention, and thus it is desirable to provide a high ratio of total surface area to total pore cross-sectional area in the porous separating film. This result is clearly the opposite of the prior art objectives in the production of composite films in which the overlapping membrane mainly performs separation and the substrates are preferably made porous as well as their main function, i.e. to support the overlapping membrane, and preferably the substrate does not interact with permeable gas; slow or block gas flow from the overlapping membrane.
Huokoisen erotuskalvon aineen läpi kulkevan kaasun määrään ja sen vaikutukseen keksinnön monikomponenttikalvojen suorituskykyyn vaikuttaa selvästi huokoisen erotuskalvon kokonaispinta-alan suhde huokosten kokonaispoikkipinta-alaan ja/tai keskimääräinen hiukkasläpimitta. Usein huokoisilla erotuskalvoilla kokonaispinta- alan suhteet huokosten kokonaispoikkipinta-alaan ovat vähintäin n.The amount of gas passing through the porous separation film material and its effect on the performance of the multicomponent films of the invention are clearly influenced by the ratio of the total surface area of the porous separation film to the total pore cross-sectional area and / or the average particle diameter. Often with porous separating films, the ratios of the total surface area to the total cross-sectional area of the pores are at least n.
3 8 10:1, edullisesti ainakin 10 :1 - 10 :1 ja joillakin huokoisilla 3 8 erotuskalvoilla voi olla suhteita väliltä n. 10 :1 - 10:1 tai 12 - . . .3 8 10: 1, preferably at least 10: 1 to 10: 1 and some porous 3 8 separation films may have ratios between about 10: 1 to 10: 1 or 12 -. . .
10 :1. Huokosten keskimääräinen poikkileikkausläpimitta voi vaih della laajasti ja usein se voi olla väliltä n. 5 - 20 000 Ang-strömiä, ja joissakin huokoisissa erotuskalvoissa, varsinkin joissakin huokoisissa polysulfoni-erotuskalvoissa, keskimääräinen huo-kospoikkileikkausläpimitta voi olla n. 5 - 1 000 tai 5 000 jopa n. 5-200 Angströmiä.10: 1. The average pore cross-sectional diameter can vary widely and can often be from about 5 to 20,000 Ang-stroms, and in some porous separating films, especially some porous polysulfone separating films, the average porous cross-sectional diameter may be from about 5,000 to 1,000 or up to about 5-200 Angstroms.
Päällyste on edullisesti suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa, niin että malleihin nähden, jotka on kehitetty tämän keksinnön monikomponenttikalvojen suorituskykyhavaintojen pohjalta, aikaansaadaan kasvanut vastus kaasujen kululle erotus-kalvon huokosten läpi, ja kaasujen, jotka kulkevat huokoisen ero-tuskalvoaineen läpi, suhde kaasuihin, jotka kulkevat huokosten läpi paranee verrattuna suhteeseen käytettäessä huokoista erotuskal-voa, jolla ei ole päällystettä.The coating is preferably in closed contact with the porous separation film, so that, compared to the designs developed based on the performance observations of the multicomponent films of this invention, increased resistance to gas passage through the separation film pores and gases passing through the porous separation film through the pores is improved compared to the ratio when using a non-coated porous separating film.
Eräs hyödyllinen ominaispiirre kaasunerotuskalvoilla on tehokas erotuspaksuus. Tehokas erotuspaksuus, kuten sitä tässä käytetään, on jatkuvan (ei-huokoisen) ja huokoisen erotuskalvon aineen tiiviin kalvon paksuus, jolla olisi sama läpäisynopeus annetulle kaasulle kuin monikomponenttikalvolla, ts. tehokas erotus-paksuus on osamäärä, joka saadaan jakamalla huokoisen erotuskalvon aineen läpäisevyysvakio jollekin kaasulle monikomponenttikalvon läpäisevyydellä tälle kaasulle. Järjestämällä alempia tehokkaita ero-tuspaksuuksia läpäisynopeus jollekin nimenomaiselle kaasulle lisääntyy. Usein monikomponenttikalvojen tehokas erotuspaksuus on oleellisesti pienempi kuin kalvon kokonaispaksuus, varsinkin, kun 33 61 636 monikomponenttikalvot ovat anisotrooppisia. Usein monikomponentl j -kalvojen tehokas erotuspaksuus jonkin kaasun suhteen, joka voi olla ainkin joku seuraavista, hiilimonoksidi, hiilidioksidi, typpi, argon, rikkiheksafluoridi, metaani ja etaani, on pienempi kuin n. 100 000, edullisesti pienempi kuin 15 000 ja on n. väliltä 100 -15 000 Angströmiä. Monikomponenttikalvoissa, jotka käsittävät esim. huokoisia polysulfoni-erotuskalvoja, on monikomponenttikalvon tehokas erotuspaksuus ainakin yhdelle mainituista kaasuista edullisesti pienempi kuin n. 5 000 Angströmiä. Joissakin monikomponent-tikalvoissa tehokas erotuspaksuus, erityisesti ainakin yhden suhteen mainituista kaasuista, on pienempi kuin n. 50, edullisesti pienempi kuin n. 20 % monikomponenttikalvon paksuudesta.One useful feature of gas separation films is the effective separation thickness. The effective separation thickness, as used herein, is the dense film thickness of a continuous (non-porous) and porous separation film material having the same permeation rate for a given gas as a multicomponent film, i.e., the effective separation thickness is a quotient obtained by dividing the porous separation film material by the permeability of the multicomponent membrane to this gas. By providing lower effective separation thicknesses, the permeation rate for a particular gas is increased. Often, the effective separation thickness of multicomponent films is substantially less than the total film thickness, especially when 33 61 636 multicomponent films are anisotropic. Often, the effective separation thickness of multicomponent films for a gas, which may be at least one of the following, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, argon, sulfur hexafluoride, methane, and ethane, is less than about 100,000, preferably less than about 15,000, and is between about 100 -15,000 Angstroms. In multicomponent films comprising, for example, porous polysulfone separation films, the effective separation thickness of the multicomponent film for at least one of said gases is preferably less than about 5,000 Angstroms. In some multicomponent films, the effective separation thickness, in particular with respect to at least one of said gases, is less than about 50, preferably less than about 20% of the thickness of the multicomponent film.
Ennen tätä keksintöä eräässä menetelmässä kalvojen valmistamiseksi kaasunerotuksia varten huokosia sisältävistä kalvoista käsiteltiin huokosia sisältävän kalvon ainakin toinen pinta pinnan tiivistämiseksi ja siten huokosien läsnäolon vähentämiseksi, jotka huokoset vähentävät kalvon erotuksen selektiivisyyttä. Tämä tihentäminen on tapahtunut esimerkiksi kemiallisesti käsittelemällä liuottimilla tai turvotusaineilla kalvoainetta varten tai lämpökä-sittelemällä, mikä voidaan suorittaa joko niin, että kalvo on kosketuksessa nesteen kanssa tai ei ole. Tällaisista tiivistämispro-sesseista on tavallisesti seurauksena oleellinen virtauksen väheneminen kalvon läpi. Joillakin erityisen edullisilla tämän keksinnön monikomponenttikalvoilla on suurempi läpäisevyys kuin kalvolla, joka on pääasiallisesti sama kuin monikomponenttikalvossa käytetty huokoinen erotuskalvo, paitsi, että ainakin toinen kalvon pinnoista on käsitelty riittävästi tiivistämään kalvoa tai riittävästi lämpökäsitelty joko nesteen läsnäollessa tai ilman sitä, antamaan ainakin yhden kaasuparin suhteen erotustekijä, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin monikomponenttikalvon erotustekijä. Eräs toinen menetelmä kalvojen erotuksen selektiivisyyden parantamiseksi on muunnella sen valmistusolosuhteita, niin että se on vähemmän huokoinen kuin kalvo, joka on valmistettu samoissa muuntelematto-missa olosuhteissa. Yleensä lisäys erotuksen selekti ivisyyteeri, mikä johtuu valmistusolosuhteista, suoritetaan oleellisesti pienemmällä virtauksella kalvon läpi. Joillakin tämän keksinnön erityisen edullisilla monikomponenttikalvoilla, esimerkiksi niillä, jois- 3“ 61636 sa huokoinen erotuskalvo on anisotrooppinen ontto kuitu, on suurempi läpäisevyys kuin anisotrooppisella ontolla kuitukalvolla, joka koostuu huokoisen erotuskalvon aineesta, joka kalvo pystyy säilyttämään onton kuidun muodon kaasunerotusolosuhteissa, esim. ainakin n. 10 kg/cm :n absoluuttisissa paine-eroissa, ja jolloin anisotrooppisen onton kuitukalvon erotustekijä, ainakin yhden kaa-suparin suhteen, on yhtä suuri tai suurempi kuin monikomponentti-kalvon erotustekijä.Prior to the present invention, in one method of making films for gas separations from pore-containing films, at least one surface of the pore-containing film was treated to seal the surface and thus reduce the presence of pores, which pores reduce the film separation selectivity. This densification has taken place, for example, by chemical treatment with solvents or swelling agents for the film material or by heat treatment, which can be carried out either with or without the film in contact with the liquid. Such sealing processes usually result in a substantial reduction in flow through the membrane. Some particularly preferred multicomponent films of this invention have greater permeability than a film that is substantially the same as the porous separating film used in the multicomponent film, except that at least one of the film surfaces is sufficiently treated to seal the film or sufficiently heat treated with or without , which is equal to or greater than the multicomponent film separation factor. Another method for improving the selectivity of film separation is to vary its manufacturing conditions so that it is less porous than a film made under the same unmodified conditions. In general, the addition of the selective ivisyter, due to the manufacturing conditions, is performed at a substantially lower flow through the membrane. Some particularly preferred multicomponent films of the present invention, for example those in which the porous separating film is an anisotropic hollow fiber, have a higher permeability than an anisotropic hollow fibrous film consisting of at least a porous separating film material capable of retaining the gas. At absolute pressure differences of 10 kg / cm, and wherein the separation factor of the anisotropic hollow fibrous film, for at least one gas pair, is equal to or greater than the separation factor of the multicomponent film.
Edullisesti huokoinen erotuskalvo on riittävän paksu, niin että ei tarvita erikoislaitteita sen käsittelyyn. Usein huokoisen erotuskalvon paksuus on n. 20-500, väliltä n. 50-200 tai 300 mikronia. Kun monikomponenttikalvo on onton kuidun muodossa, voi kuidun ulkoläpimitta usein olla n. 200 - 1 000, väliltä n. 200-800 mikronia ja seinämän paksuudet ovat n. 50-200 tai 300 mikronia.Preferably, the porous separating film is thick enough that no special equipment is required to handle it. Often the thickness of the porous separating film is about 20-500, between about 50-200 or 300 microns. When the multicomponent film is in the form of a hollow fiber, the outer diameter of the fiber can often be about 200 to 1,000, between about 200 and 800 microns, and the wall thicknesses are about 50 to 200 or 300 microns.
Suoritettaessa kaasunerotuksia, joihin liittyy väkevöimi-siä, käyttäen tämän keksinnön monikomponenttikalvoja, pidetään mo-nikomponenttikalvon poistosivu alemmassa kemiallisessa potentiaalissa ainakin yhdelle läpäisevälle kaasulle kuin kemiallinen potentiaali syöttöpuolella. Käyttövoima halutulle läpäisylle moni-komponenttikalvon läpi on erotus kemiallisissa potentiaaleissa mo-nikomponenttikalvon poikki, kuten ovat kuvanneet Olaf A. Hougen ja K.M. Watson teoksessa Chemical Process Principles, osa II, John Wiley, New York (1974), esimerkiksi, aikaansaatuna erolla osapai-neessa. Läpäisevä kaasu kulkee monikomponenttikalvoon ja sen läpi ja voidaan poistaa monikomponenttikalvon poistopuolen läheisyydestä halutun käyttövoiman ylläpitämiseksi läpäisevää kaasua varten. Monikomponenttikalvon toimivuus ei riipu kaasuvirran suunnasta tai kalvon pinnasta, joka ensin joutuu kosketukseen syöttökaasuseoksen kanssa.When performing gas separations involving concentrations using the multicomponent membranes of this invention, the multicomponent membrane discharge side is maintained at a lower chemical potential for at least one permeable gas than the chemical potential on the feed side. The driving force for the desired permeation through the multicomponent membrane is the difference in chemical potentials across the multicomponent membrane, as described by Olaf A. Hougen and K.M. In Watson's Chemical Process Principles, Part II, John Wiley, New York (1974), for example, provided by the difference in partial pressure. The permeable gas passes to and through the monikomponenttikalvoon and can be removed from the multi-component film side of the vicinity of the outlet in order to maintain the desired driving force for the gas-permeable. The performance of a multicomponent membrane does not depend on the direction of the gas flow or the surface of the membrane that first comes into contact with the feed gas mixture.
Sen lisäksi, että tarjotaan menetelmä ainakin yhden kaasun erottamiseksi kaasuseoksista, joka menetelmä ei vaadi kallista jäähdyttämistä ja/tai muita kalliita energiapanoksia, tämä keksintö tarjoaa lukuisia etuja, jotka ovat hyvin joustavia selektiivisissä läpäisyprosesseissa. Monikomponenttikaasunerotuskalvot, olivatpa ne levyn tai onton kuidun muodossa, ovat käyttökelpoisia erotettaessa teollisuuskaasuja, rikastettaessa happea lääketieteel- 61 636 35 lista käyttöä varten, saastumisen hillintälaitteissa ja kaikkiin tarpeisiin, joissa halutaan erottaa ainakin yksi kaasu kaasuseok-sista. Suhteellisen harvoin on yksikomponenttisella kalvolla sekä kohtuullisen korkea erotuksen selektiivisyysaste että hyvät läpäi-synopeusominaisuudet, ja silloinkin nämä yksikomponenttiset kalvot sopivat ainoastaan hyvin harvojen spesifisten kaasujen erottamiseen. Tämän keksinnön mukaisissa monikomponenttikaasunerotuskal-voissa voidaan käyttää suurta joukkoa eri aineita huokoisia erotus-kalvoja varten, jotka aikaisemmin eivät ole olleet haluttuja yksi-komponenttisiksi kalvoiksi kaasunerottamista varten, mikä johtuu läpäisynopeuksien ja erotustekijän ei-toivottavista yhdistelmistä. Koska huokoisen erotuskalvon aineen valinta voi pohjautua sen se-lektiivisyyteen ja läpäisevyysvakioihin annetuille kaasuille pikemminkin kuin sen kykyyn muodostaa ohuita ja pääasiallisesti huokosista vapaita kalvoja, voidaan tämän keksinnön monikomponenttikal-voja edullisesti sovittaa suuren joukon kaasuja erottamiseksi kaa-suseoksista.In addition to providing a method for separating at least one gas from gas mixtures, which method does not require expensive cooling and / or other expensive energy inputs, the present invention offers numerous advantages that are very flexible in selective permeation processes. Multicomponent gas separation membranes, whether in the form of a sheet or hollow fiber, are useful in separating industrial gases, enriching oxygen for medical use, in pollution control devices, and for all needs where it is desired to separate at least one gas from gas mixtures. Relatively rarely, a one-component membrane has both a reasonably high degree of separation selectivity and good permeation rate properties, and even then these one-component membranes are only suitable for the separation of very few specific gases. The multicomponent gas separation films of this invention can use a wide variety of materials for porous separation films that have not previously been desired as one-component films for gas separation due to undesirable combinations of permeation rates and separation factor. Because the choice of porous separating film material can be based on its selectivity and permeability constants for the given gases rather than its ability to form thin and substantially pore-free films, the multicomponent films of this invention can be advantageously adapted to separate a large number of gases from gas mixtures.
Matemaattinen malliMathematical model
Huokosten poikkileikkausläpimitta huokoisessa erotuskalvos-sa voi olla suuruusluokaltaan Angströmejä, ja niinmuodoin huokoisen erotuskalvon huokoset ja jakopinta päällysteen ja huokoisen erotuskalvon välissä eivät ole suoraan havaittavissa käytettäessä nykyään saatavissa olevia optisia mikroskooppeja. Nykyisin käytettävissä oleviin menetelmiin, jotka antavat suuremman suurennuksen näytteestä, kuten käytettäessä sädekimppuelektronimikroskooppia ja tansmissio-elektronimikroskooppia, liittyy erikoisia näytteen valmisteluja, jotka rajoittavat niiden elinvoimaisuutta kuvattaessa näytteen tarkkoja piirteitä, erityisesti orgaanista näytettä. Esimerkiksi sädekimppuelektronimikroskooppia käytettäessä orgaaninen näyte päällystetään esim. vähintäin 40-50 Angströmin paksuisella kultakerroksella heijastumisen aikaansaamiseksi, joka antaa havaitun kuvan. Vieläpä tapa, jolla päällyste levitetään, voi vaikuttaa havaittuun kuvaan. Lisäksi päällysteen, jota tarvitaan sädekimppu-elektronimikroskoopin käytössä, pelkkä läsnäolo voi pimentää tai näennäisesti muuttaa näytteen piirteitä. Lisäksi sekä sädekimppu-elektronimikroskooppia että transmissio-elektronimikroskooppia käy- 36 61 636 tettäessä menetelmät, joita käytetään riittävän pienten osien saamiseksi näytteestä, voivat oleellisesti muuttaa näytteen piirteitä. Niinpä monikomponenttikalvon täydellistä rakennetta ei voida näöl-lisesti havaita parhaimmillakaan käytettävissä olevilla mikroskooppisilla menetelmillä.The cross-sectional diameter of the pores in the porous separating film can be of the order of Angstroms, and thus the pores of the porous separating film and the interface between the coating and the porous separating film are not directly detectable using currently available optical microscopes. Currently available methods that provide higher magnification of the sample, such as using a beam electron microscope and a transmission electron microscope, involve special sample preparations that limit their viability when describing the exact features of the sample, especially the organic sample. For example, when using a beam electron microscope, an organic sample is coated, e.g., with a gold layer at least 40-50 Angstroms thick to provide a reflection that gives a observed image. Even the manner in which the coating is applied can affect the observed image. In addition, the mere presence of the coating required to use a beam electron microscope can obscure or ostensibly alter the characteristics of the sample. In addition, when using both a beam electron microscope and a transmission electron microscope, the methods used to obtain sufficiently small portions of the sample can substantially alter the characteristics of the sample. Thus, the complete structure of a multicomponent membrane cannot be visibly detected by even the best available microscopic methods.
Tämän keksinnön monikomponenttikalvot toimivat ainutlaatuisesta ja voidaan kehittää matemaattisia malleja, jotka, kuten eri menetelmillä on osoitettu, yleisesti ovat vastaavuussuhteessa tämän keksinnön monikomponenttikalvon havaitun suorituksen kanssa. Nämä matemaattiset mallit eivät kuitenkaan rajoita keksintöä, vaan pikemminkin niiden tehtävänä on edelleen valaista keksinnön tarjoamia etuja ja hyötyä.The multicomponent films of the present invention operate in a unique manner and mathematical models can be developed which, as demonstrated by various methods, generally correspond to the observed performance of the multicomponent film of the present invention. However, these mathematical models do not limit the invention, but rather serve to further illustrate the advantages and benefits of the invention.
Tämän keksinnön monikomponenttikalvojen seuraavan matemaattisen mallin paremmin ymmärtämiseksi viitataan hahmoteltuihin malleihin, jotka on annettu piirrosten kuvissa 1, 2, 3, 4, 6 ja 7. Nämä hahmotellut mallit on tarkoitettu ainoastaan helpottamaan matemaattisessa mallissa kehitettyjen käsitteiden ymmärtämistä eivätkä kuvaa eivätkä ole tarkoitettu kuvaamaan keksinnön monikomponenttikalvojen todellisia rakenteita. Lisäksi, tarkoituksensa mukaisesti auttaa ymmärtämään matemaattisen mallin käsitteitä hahmotellut mallit esittävät ominaispiirteiden läsnäolon, jotka liittyvät matemaattiseen malliin; kuitenkin nämä hahmotellut mallit ovat voimakkaasti suurennettuja verrannollisiin suhteisiin nähden näiden ominaispiirteiden joukossa piirteiden havaitsemisen helpottamiseksi. Kuva 5 on esitetty auttamaan osoittamaan vastaavaisuutta vastus-käsitteen matemaattisen mallin läpivirtausta vastaan ja vastuksen välillä sähkövirralle.For a better understanding of the following mathematical model of the multicomponent films of the present invention, reference is made to the outlined models given in Figures 1, 2, 3, 4, 6 and 7 of these drawings. structures. In addition, in order to help understand the concepts of the mathematical model, the models outlined present the presence of features related to the mathematical model; however, these outlined models are greatly magnified with respect to proportional relationships among these features to facilitate feature detection. Figure 5 is shown to help show the correspondence between the flow-through of the mathematical model of the resistance concept and the resistance to electric current.
Kuvat 1, 2 ja 4 ovat hahmoteltuja malleja matemaattisen mallin ymmärtämistä varten ja kuvaavat päällysteen ja huokoisen ero-tuskalvon välistä jakopintaa, ts. suurennettua aluetta, joka on esitetty kuvassa 6 alueena viivojen A-A ja B-B välissä, mutta ei välttämättä samassa mittakaavassa. Kuva 3 on suurennettu hahmoteltu malli kuvassa 7 esitetystä alueesta, joka on viivojen C-C ja D-D välissä. Näissä hahmotelluissa malleissa samat merkinnät tarkoittavat samoja kohteita.Figures 1, 2 and 4 are outlined models for understanding the mathematical model and illustrate the interface between the coating and the porous separating film, i.e., the enlarged area shown in Figure 6 as the area between lines A-A and B-B, but not necessarily on the same scale. Figure 3 is an enlarged outlined model of the area shown in Figure 7 between lines C-C and D-D. In these outlined models, the same markings mean the same items.
Kuva 1 on valaisemistarkoituksessa esitetty suurennettu 37 61 6 3 6 poikkileikkauskuva yhdestä hahmotellusta mallista, joka kuvaa pää-asiallisesti jatkuvaa ja keskeytymätöntä peitettä 1 päällycteai-neesta X kosketuksessa huokoisen erotuskalvon aineen Y kanssa, jossa on kiinteitä osia 2, joissa on huokosia 3, jotka ovat täyttyneet tai osittain täyttyneet aineella X;Figure 1 is an enlarged cross-sectional view of one outlined model illustrating a substantially continuous and uninterrupted cover 1 of a coating material X in contact with a porous separating film material Y having fixed portions 2 having pores 3, which are filled or partially filled with substance X;
Kuva 2 on suurennettu esitys toisesta hahmotellusta mallista, jossa huokoisen erotuskalvon aine Y on käyrän pinnan muodossa, jolloin jakopinta-alueet ovat ontelolta tai osittain täytettyjä päällysteaineella X tasaisessa kosketuksessa, ts. keskeytymättömällä tavalla;Figure 2 is an enlarged view of another outlined model in which the porous separating film material Y is in the form of a curved surface, the partition areas being cavity or partially filled with the coating material X in uniform contact, i.e. in a continuous manner;
Kuva 3 on suurennettu esitys hahmotellusta mallista, jossa ainetta X on huokosissa 3, mutta keskeytymätöntä peitettä 1 ei ole läsnä.Figure 3 is an enlarged view of an outlined model in which substance X is present in the pores 3 but no continuous cover 1 is present.
Kuva H on vielä eräs hahmoteltu malli tämän keksinnön matemaattisen mallin mukaisten käsitteiden kuvaamisen helpottamiseksi. Kuva 4 yhdessä kuvan 5 kanssa osoittaa vastaavuutta hyvin tunnetun sähkövirran vastuspiirin kanssa, joka on esitetty kuvassa 5 ;Figure H is another outlined model for facilitating the description of concepts in accordance with the mathematical model of the present invention. Figure 4 in conjunction with Figure 5 shows a correspondence with the well-known electric current resistance circuit shown in Figure 5;
Kuva 6 on vielä eräs poikkileikkauskuva hahmotellusta mallista, jossa päällysteaine X on valettu huokoset tukkivaksi kalvoksi huokoisen erotuskalvon tiheämmälle pinnalle, jolle huokoiselle erotuskalvolle on ominaista vastaavasti asteittain tiheys ja huokoinen rakenne läpi koko kalvopaksuuden; jaFig. 6 is another cross-sectional view of an outlined model in which the coating material X is molded as a pore-sealing film on a denser surface of a porous separating film, which porous separating film is characterized by a correspondingly gradual density and porous structure throughout the film thickness; and
Kuva 7 on poikkileikkauskuva hahmotellusta mallista, joka esittää suljettua anisotrooppista erotuskalvoa, joka ei välttämättä vaadi jatkuvaa tai keskeytymätöntä peitettä 1.Figure 7 is a cross-sectional view of an outlined model showing a closed anisotropic separation film that does not necessarily require a continuous or uninterrupted cover 1.
Seuraavat yhtälöt kuvaavat matemaattista mallia, joka on kehitetty selittämään tämän keksinnön monikomponenttikalvojen havaitut suoritukset. Käyttämällä sopivasti tätä matemaattista mallia, voidaan valita huokoisia erotuskalvoja ja aineita päällysteitä varten, jotka antavat edullisia tämän keksinnön monikomponent-tikalvoja.The following equations illustrate a mathematical model developed to explain the observed performances of the multicomponent films of this invention. By appropriately using this mathematical model, porous separating films and materials for coatings can be selected that provide the preferred multi-component films of this invention.
Kuten seuraavassa osoitetaan, voi virtausta Q_ , kaasulle i ,a a monikomponenttikalvon läpi, edustaa funtiona kaasun a virtausvastuksesta monikomponenttikalvon kummankin osan läpi (ks. esimerkiksi kuvaan 4 hahmoteltua mallia) kuvassa 5 esitetyn sähkövirta-piirin kanssa matemaattisesti samanarvoinen vastaavuus.As will be shown below, the flow Q_, for the gas i, a a through the multicomponent membrane, can be represented as a function of the flow resistance of the gas a through each part of the multicomponent membrane (see, for example, the model outlined in Figure 4) mathematically equivalent.
38 61 6 36 1) Q =Δρ it R1,a (R2,a * R3,a) R2,a * R3,a T’a PT’a [_ R2,aR3,a J [R2,aR3,a ΔΡΤ on paine-ero kaasulle monikomponenttikalvon poikki ja R, , *· 1 ,a R2 a ja R3 Edustavat vastusta kaasun virtaukselle päällysteessä 1 huokoisen erotuskalvon kiinteissä osissa 2 ja huokoisen erotus-kalvon huokosissa 3 vastaavasti. Jonkin toisen kaasun b virtaus Q,p saman monikomponenttikalvon läpi voidaan ilmaista samalla tavalla, mutta sopivin termein kaasun b paine-eroille ja kaasun b virtausvastuksille päällysteen 1, huokoisen erotuskalvon kiinteiden osien 2 ja huokosten 3 läpi. Jokainen näistä vastuksista kaasulle b voi olla erilainen kuin jokainen vastuksista kaasulle a. Siten selektiiviseen läpäisyyn voidaan päästä monokomponenttikal-volla. Edullisia monikomponenttikalvoja voidaan muodostaa vaihtamalla R^ , R^ ja Rj suhteessa toisiinsa kumpaakin kaasua a ja b varten haluttujen laskettujen virtausten saamiseksi kummallekin kaasuista a ja b ja muuntelemalla vastuksia kaasulle a suhteessa vastuksiin kaasulle b lasketun selektiivisen läpäisyn saamiseksi kaasulle a kaasun b suhteen.38 61 6 36 1) Q = Δρ it R1, a (R2, a * R3, a) R2, a * R3, a T'a PT'a [_ R2, aR3, a J [R2, aR3, a ΔΡΤ is the pressure difference for the gas across the multicomponent membrane and R 1, * · 1, a R 2 a and R 3 Represent the resistance to the gas flow in the coating 1 in the fixed portions 2 of the porous separating film and in the pores 3 of the porous separating film, respectively. The flow Q, p of another gas b through the same multicomponent membrane can be expressed in the same way, but in the most suitable terms for the pressure differences of the gas b and the flow resistances of the gas b through the coating 1, the porous separation membrane solid parts 2 and the pores 3. Each of these resistors for gas b may be different from each of the resistors for gas a. Thus, selective permeation can be achieved with a monocomponent film. Preferred multicomponent films can be formed by exchanging R 1, R 2 and R 1 relative to each gas a and b to obtain the desired calculated flows for each of the gases a and b and varying the resistors for gas a relative to the resistors for gas b to obtain the calculated selective transmission for gas a for gas b.
Muita yhtälöitä, jotka ovat hyödyksi tämän matemaattisen mallin ymmärtämiseksi, on lueteltu seuraavassa.Other equations that are useful for understanding this mathematical model are listed below.
Jollekin annetulle erotusaineelle, erotustekijä kahdelle kaasulle a ja b, ot^» määritellään yhtälöllä 2 kalvolle aineesta n, jolla on annettu paksuus £ ja pinta-ala AFor a given release agent, the separation factor for the two gases a and b, ot ^ »is defined by Equation 2 for a film n of a given material with a given thickness ε and an area A
2) <*; = uus = Qa Δ pb2) <*; = new = Qa Δ pb
Pn,b «b*Pa jossa a ^n b ova* aineen n vastaavat läpäisevyysvakiot kaasuille a ja b, ja Q ja Q. ovat kaasujen a ja b vastaavat virtauk-Pn, b «b * Pa where a ^ n b ova * the corresponding permeation constants of the substance n for the gases a and b, and Q and Q. are the respective flow rates of the gases a and b.
a Da D
set kalvon läpi, kun Δρ3 ja Δρ. ovat käyttövoimat, ts. osapainei-set through the membrane when Δρ3 and Δρ. are the driving forces, ie the partial
CL OCL O
den alenemat kaasuille a ja b kalvon poikki. Virtaus Q aineen n ci kalvon läpi kaasulle a voidaan ilmaista yhtälöllä: 39 61636 o) n - ^Pa?n»a An - ΔΡ^ f n, a n jossa An on aineen n kalvon pinta-ala, i on aineen n kalvon paksuus ja R määritellään mallin tarkoituksia varten aineesta n n 5 a.reductions for gases a and b across the membrane. The flow Q through the membrane of substance n ci to the gas a can be expressed by the equation: 39 61636 o) n - ^ Pa? N »a An - ΔΡ ^ fn, an where An is the surface area of the membrane of substance n, i is the thickness of the membrane of substance n and R defined for the purposes of the model from the substance nn 5a.
tehdyn kalvon vastukseksi kaasun a virtaukselle.in response to the flow of gas a.
Yhtälöstä 3 voidaan nähdä, että vastusta R edustaa ma* n,a temaattisesti yhtälö M: *> Rn,a = Γ^ΊΓ n,a n Tämä vastus on matemaattisessa mielessä analoginen aineen sähköisen vastuksen kanssa sähkövirralle.It can be seen from Equation 3 that the resistor R is represented by ma * n, a thematically by the equation M: *> Rn, a = Γ ^ ΊΓ n, a n This resistor is mathematically analogous to the electrical resistance of matter to an electric current.
Tämän matemaattisen mallin valaisemistarkoituksessa voidaan viitata esimerkiksi kuvan 4 hahmoteltuun malliin. Huokoinen erotus-kalvo esitetään aineen Y kiinteät osat 2 ja huokoset tai reiät 3 sisältävänä. Aine X on läsnä kuvan 4 hahmotellussa mallissa päällysteenä 1 ja aineena, joka tulee huokoisen erotuskalvon huokosiin 3. Jokaisella näistä alueista, päällysteestä 1, huokoisen erotus-kalvon kiinteistä osista 2 ja huokosista 3, jotka sisältävät ainetta X, on sellainen vastus kaasun virtaukselle, että kokonaismoni-komponenttikalvoa voidaan verrata vastaavanlaiseen sähkövirtapii-riin, jollainen on esitetty kuvassa 5, jossa vastus R1 on sarjassa kahden vastuksen R2 ja Rg kanssa, jotka ovat rinnakkaisia.For the purpose of illustrating this mathematical model, reference may be made, for example, to the model outlined in Figure 4. The porous separation film is shown to contain the solid portions 2 of the substance Y and the pores or holes 3. Substance X is present in the model outlined in Figure 4 as a coating 1 and as a substance entering the pores 3 of the porous separating film. the total multi-component film can be compared to a similar electrical circuit as shown in Fig. 5, in which the resistor R1 is in series with two resistors R2 and Rg which are parallel.
Jos aine X on jatkuvan, tiiviin päällysteen 1 muodossa, voi silloin sen vastusta R^ annetun kaasun virtaukselle edustaa yhtälö 4 ja se on päällysteen paksuuden , päällysteen pinta-alan A^ ja aineen X läpäisevyysvakion funktio.If the substance X is in the form of a continuous, dense coating 1, then its resistance R 1 to the flow of the given gas can be represented by Equation 4 and is a function of the coating thickness, the coating surface area A 1 and the permeability constant of the substance X.
Tämän keksinnön monikomponenttikalvon huokoista erotuskal-voa edustaa malli kahtena rinnakkaisvastuksena. Yhtälön 4 mukaan huokoisen erotuskalvon kiinteiden osien 2, jotka ovat ainetta Y, vastus R2 on näiden kiinteiden osien paksuuden > kiinteiden osien 2 kokonaispinta-alan A2 ja aineen Y läpäisevyysvastuksen Py funktio. Huokosten 3 vastus Rg huokoisessa erotuskalvossa on rinnakkain R2 kanssa. Huokosten vastusta R^ edustaa, kuten yhtälössä 4, paksuus 40 61 6 3 6 il3 jaettuna läpäisevyysvakiolla ja huokosten kokonaispoikkileik-kauspinta-alalla A3. Matemaattisen mallin tarkoituksia varten oletetaan, että <?3:ea edustaa aineen X keskimääräinen tunkeutumissy-vyys huokosiin 3, kuten on kuvattu kuvan 4 hahmotetussa mallissa, ja läpäisevyysvakiota edustaa aineen X, jota on huokosissa läsnä, läpäisevyysvakio P .The porous separating film of the multicomponent film of the present invention is represented by the model as two parallel resistors. According to Equation 4, the resistance R2 of the solid portions 2 of the porous separation film, which are of substance Y, is a function of the thickness A2 of these solid portions> the total area A2 of the solid portions 2 and the permeability resistance Py of the substance Y. The resistance Rg of the pores 3 in the porous separation film is parallel to R2. The pore resistance R 1 is represented, as in Equation 4, by the thickness 40 61 6 3 6 μl divided by the permeability constant and the total pore cross-sectional area A3. For the purposes of the mathematical model, it is assumed that <? 3 is represented by the average penetration depth of substance X into the pores 3, as described in the model outlined in Figure 4, and the permeability constant is represented by the permeability constant P of substance X present in the pores.
AA
Läpäisevyysvakiot P^ja Ργ ovat aineiden mitattavia ominaisuuksia. Pinta-ala A1 voidaan todeta monikomponenttikäIvon muodon ja koon perusteella ja pinta-alt A^ ja Ag voidaan määrittää tai rajat niille voidaan arvioida käyttäen tavanomaista sädekimppuelektro-nimikroskooppia yhdessä menetelmien kanssa, jotka perustuvat huokoisen erotuskalvon kaasunvirtausmittauksiin. Paksuudet 6. , ja a 2 voidaan määrittää samalla tavalla. Siten Q_ monikomponentti- ^ 1 j ci kalvolle voidaan laskea yhtälöistä 1 ja 4 käyttäen arvoja Δρ^ Ile ^1’ ^2* Ρχ:11β» Fyille, A^rlle, Akille ja A3:lle, jotka voi daan todeta. Erotustekijä (<Χ^) voidaan myös määrittää samalla tavalla yhtälöistä 1 ja 2.The permeability constants P ^ and Ργ are measurable properties of substances. The area A1 can be determined from the shape and size of the multicomponent curve, and the areas A 1 and Ag can be determined or bounded using a conventional beam electron microscope in conjunction with methods based on porous separation membrane gas flow measurements. The thicknesses 6, and a 2 can be determined in the same way. Thus, Q_ for the multicomponent film ^ 1 j ci can be calculated from Equations 1 and 4 using the values Δρ ^ Ile ^ 1 '^ 2 * Ρχ: 11β »for Fy, A ^ r, Aki and A3, which can be observed. The difference factor (<Χ ^) can also be determined in the same way from Equations 1 and 2.
Matemaattinen malli voi olla avuksi kehitettäessä tämän keksinnön edullisia monikomponenttikalvoja. Esimerkiksi, koska ainakin yhden kaasun erottaminen kaasuseoksessa ainakin yhdestä jäljelle jäävästä kaasusta tapahtuu pääasiallisesti huokoisen erotus-kalvon vaikutuksesta erityisen edullisissa monikomponenttikalvois-sa, voidaan aine huokoista erotuskalvoa varten valita sekä sen määritetyn ominaiserotustekijän perusteella näille kaasuille sekä myös sen fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien, kuten lujuuden, sitkeyden, pitkäikäisyyden, kemiallisen kestävyyden jne. perusteella. Aine voidaan sitten tehdä huokoisen kalvon muotoon käyttäen sopivaa menetelmää. Huokoista erotuskalvoa voidaan luonnehtia, kuten edellä todettiin, käyttäen sädekimppuelektronimikroskooppia, edullisesti yhdessä kaasunvirtausmittausmenetelmien kanssa, kuten ovat kuvanneet H. Yasuda et ai., Journal of Applied Science, nide 18, s. 805-819 (1974).A mathematical model may be helpful in developing the preferred multicomponent films of this invention. For example, since the separation of at least one gas in the gas mixture from the at least one remaining gas occurs primarily in a porous separation film in particularly preferred multicomponent films, a substance for a porous separation film can be selected based on its determined specificity for these gases and its physical, chemical and chemical properties. toughness, longevity, chemical resistance, etc. The substance can then be made into a porous film form using a suitable method. The porous separation membrane can be characterized, as noted above, using a beam electron microscope, preferably in conjunction with gas flow measurement methods, as described by H. Yasuda et al., Journal of Applied Science, Volume 18, pp. 805-819 (1974).
Huokoinen erotuskalvo voidaan esittää mallin tarkoituksia varten kahtena rinnakkaisvastuksena kaasuvirtaukselle, kiinteinä osina 2 ja huokosina 3. Huokosten vastus riippuu huokosten keskimääräisestä koosta, mikä määrää sen, onko kaasuvirtaus huokosten läpi laminaarinen virtaus vai Knudsen-diffuusiovirtaus (kuten esi- 41 616 3 6 tettiin edellä, esimerkiksi Hwang, et ai., kuin edellä sivulla 50-) ja huokosten lukumäärästä. Koska kaasujen diffuusionopeudet avoimien huokosten läpi ovat paljon suuremmat kuin jähmeiden aineiden läpi, laskettu vastus huokosten kaasuvirtaukselle on yleensä oleellisesti pienempi kuin jähmeiden osien laskettu vastus R2 huokoisessa erotuskalvossa, jopa silloinkin, kun huokosten kokonais-poikkileikkauspinta-ala on paljon pienempi kuin kiinteiden osien kokonaispinta-ala. Lisäyksen aikaansaamiseksi läpäisseen kaasuvir-ran osuuteen kiinteiden osien 2 läpi virtauksen suhteen huokosten 3 läpi, täytyy huokosten vastusta R^ lisätä suhteessa kiinteiden osien vastukseen Rj· Tämä voidaan suorittaa tämän mallin avulla, panemalla ainetta X huokosiin vähentämään kaasujen diffuusiomäärää huokosten läpi.For the purposes of the model, the porous separation membrane can be presented as two parallel resistances to the gas flow, solid parts 2 and pores 3. The pore resistance depends on the average pore size, which determines whether the gas flow through the pores is a laminar flow or a Knudsen diffusion flow (as described above, 41 616 3 6 for example, Hwang, et al., as above on page 50-) and the number of pores. Because the diffusion rates of the gases through the open pores are much higher than through the solids, the calculated resistance to pore gas flow is generally substantially less than the calculated resistance R2 of the solids in the porous separation membrane, even when the total pore cross-sectional area is much smaller than the total solids . In order to obtain an increase in the proportion of gas flow passed through the solids 2 with respect to the flow through the pores 3, the pore resistance R 1 must be increased relative to the solids resistance R 1.
Sen jälkeen, kun on saatu arviointi vastuksesta kaasunvir-taukselle huokosten läpi ja tunnetaan huokoisen erotuskalvon aineen kaasuvirtausvastus, haluttu lisäys vastukseen kaasuvirtaukselle huokosten läpi, joka lisäys tarvitaan antamaan monikomponent-tikalvo, jolla on haluttu erotustekijä, voidaan arvioida. Mukavasti, mutta ei välttämättä, voidaan olettaa, että päällysteaineen syvyys huokosissa ( ^) ja kaasun vähimmäis läpäisyn etäisyys huokoisen erotuskalvon aineen läpi ovat samat. Sitten, perustuen siihen, että päällysteaineiden läpäisevyysvakiot tunnetaan, voidaan valita aine päällystettä varten halutun vastuksen saamiseksi. Aine päällystettä varten voidaan valita myös muita ominaisuuksia varten R3:n lisäämisen ohella, kuten seuraavassa kuvataan. Jos päällysteen aine myös muodostaa peitteen huokoiselle erotuskalvolle, kuten kuvassa 4 on esitetty, se voi pienentää virtausta. Tällainen tilanne on kuvattu matemaattisen mallin mukaisesti yhtälöllä 1. Tällaisessa tapauksessa päällysteaineen ominaisuuksien tulisi myös olla sellaiset, että virtaus ei liiaksi pienene.After obtaining an evaluation of the resistance to gas flow through the pores and knowing the gas flow resistance of the porous separating film material, the desired increase in resistance to gas flow through the pores required to provide a multicomponent film having the desired separation factor can be evaluated. Conveniently, but not necessarily, it can be assumed that the depth of the coating material in the pores (^) and the minimum gas permeation distance through the porous separating film material are the same. Then, based on the permeability constants of the coating materials being known, a material can be selected for the coating to obtain the desired resistance. The agent for the coating can also be selected for other properties in addition to the addition of R3, as described below. If the coating material also forms a cover on the porous separating film, as shown in Figure 4, it can reduce the flow. Such a situation is described according to the mathematical model by Equation 1. In such a case, the properties of the coating material should also be such that the flow does not decrease too much.
Aineen valinta päällystettä varten riippuu sen määritetystä ominaiserotustekijästä suhteessa huokoisen erotuskalvon aineen määritettyyn ominaiserotustekijään ja sen kyvystä aikaansaada haluttu vastus monikomponenttikalvoon. Päällysteaineen tulisi pystyä suljettuun kosketukseen huokoisen erotuskalvon kanssa. Huokoisen erotuskalvon keskimääräisen huokoskoon pohjalta voidaan valita pääl-lysteaineita, joilla on sopiva molekyylikoko. Jos päällysteen mo- 42 61 6 3 6 lekyylikoko on liian suuri, tai jos päällysteaine yhdistää huokoset pinnalla, malli edellyttää, että huokosten vastus Rg ei lisäänny suhteessa huokoisen erotuskalvon kiinteiden osien vastukseen R2, ja tällaisessa tapauksessa kaasuosa, joka läpäisee kiinteät osat 2 suhteessa kaasuihin, jotka diffuntoituvat huokosten läpi, ei lisääntyisi osaan nähden huokoisessa erotuskalvossa yksinään. Jos toisaalta päällysteaineen molekyylikoko on liian pieni, se imeytyy huokosten läpi päällystämisen ja/tai erotustoimitusten aikana.The choice of material for a coating depends on its determined specific separation factor relative to the specified specific separation factor of the porous separating film material and its ability to provide the desired resistance to the multicomponent film. The coating material should be able to be in closed contact with the porous separating film. Based on the average pore size of the porous separating film, coatings with a suitable molecular size can be selected. If the molecular size of the coating is too large, or if the coating material joins the pores on the surface, the model requires that the pore resistance Rg does not increase relative to the resistance R2 of the portions of the porous separating film, and in this case the gas portion permeable to the portions 2 relative to the gases , which diffuse through the pores, would not increase relative to the portion in the porous separation membrane alone. On the other hand, if the molecular size of the coating material is too small, it will be absorbed through the pores during coating and / or separation operations.
Usein päällyste valmistetaan peitteen 1 (ks. hahmoteltua mallia kuvassa ·+) muodossa sen päällysteaineen lisäksi, mikä menee huokosiin. Näissä tapauksissa peite 1 edustaa kaasuvirralle vastusta R^, joka on sarjassa huokoisen erotuskalvon yhdistettyjen vastusten kanssa. Kun tällainen tilanne esiintyy, tulisi päällysteaine edullisesti valita niin, että päällyskerros monikomponenttikal-vossa ei anna liian suurta vastusta kaasuvirtaukselle (samalla, kun päällyste vielä antaa riittävän vastuksen huokosissa), jotta huokoinen erotuskalvo pääasiallisesti aikaansaa ainakin yhden kaa-suparin erottumisen kaasuseoksessa. Tämä voitaisiin suorittaa esimerkiksi järjestämällä päällysteeksi aine, jolla on suuret läpäi-sevyysvakiot kaasuille ja alhainen selektiivisyys.Often the coating is made in the form of a cover 1 (see the model outlined in Figure · +) in addition to the coating material that goes into the pores. In these cases, the cover 1 represents a resistor R 1 for the gas flow, which is in series with the combined resistors of the porous separation film. When such a situation occurs, the coating material should preferably be selected so that the coating layer in the multicomponent film does not provide too much resistance to gas flow (while the coating still provides sufficient resistance in the pores) so that the porous separation film essentially causes at least one gas to separate in the gas mixture. This could be accomplished, for example, by coating a material with high permeability constants for gases and low selectivity.
Peitteen paksuus , kuten mallissa on esitetty, voi myös jonkin verran vaikuttaa monikomponenttikalvon virtaukseen ja se-lektiivisyyteen, koska peitteen 1 vastus (R^) on funktio sen paksuudesta Ji^ .The thickness of the cover, as shown in the model, can also have some effect on the flow and selectivity of the multicomponent film, since the resistance (R 1) of the cover 1 is a function of its thickness.
Jos on valittu sopiva aine X ja aine Y, voidaan muodostaa erilaisia näitä aineita sisältävien monikomponenttikalvojen konfiguraatioita käyttäen yhtälöitä 1, 2 ja 4. Tietoja, jotka koskevat esimerkiksi huokosten kokonaispinta-alan (Ag) enemmän haluttuja suhteita kokonaispinta-alaan (A^ + Ag) huokoiselle erotuskalvolle ja enemmän haluttuja paksuuksia huokoisen erotuskalvon erotuskerrok-selle j voidaan saada tästä matemaattisesta muodostetusta. Nämä tiedot voivat olla käyttökelpoisia esimerkiksi määrättäessä menettelytapoja huokoisten erotuskalvojen valmistusta varten, joilla on halutut pinta-alasuhteet Ag/(A2 + Ag) sekä halutut erotuspaksuudet ^2 sekä myös halutut päällystekerrospaksuudet . Anisotrooppisten ” 61636 onttojen, huokoisten kuituerotuskalvojen ollessa kysymyksessä tämä voidaan suorittaa valitsemalla sopivasti kehruuolosuhteet ja/ta.i jälkikäsittelyolosuhteet. Edellä esitetty tutkiskelu kuvaa tapaa, jolla monikomponenttikalvojen konfiguraatioita voidaan matemaattisesti muodostella. Useita menetelmiä on esitetty ainakin yhden kaa-suparin suhteen päällyskerrosten 1 suhteellisten vastusten, huokoisen erotuskalvon kiinteiden osien 2 ja huokosten 3 suhteellisten vastusten vaihtelemiseksi antamaan edullisia monikomponenttikalvo-ja, joilla on suuri virtaus ja suuri selektiivisyys ainakin yhtä kaasuparia varten.If a suitable substance X and substance Y are selected, different configurations of multicomponent films containing these substances can be formed using Equations 1, 2 and 4. Information on, for example, the more desired ratios of the total pore area (Ag) to the total surface area (A ^ + Ag) for the porous separating film and more desired thicknesses for the separating layer j of the porous separating film can be obtained from this mathematically formed. This information can be useful, for example, in determining procedures for making porous separating films having the desired surface area ratios Ag / (A2 + Ag) as well as the desired separation thicknesses ^ 2 as well as the desired coating layer thicknesses. In the case of anisotropic '61636 hollow, porous fiber separation films, this can be accomplished by appropriately selecting spinning conditions and / or post-treatment conditions. The above study describes the way in which configurations of multicomponent films can be mathematically formed. Several methods have been proposed for varying the relative resistances of the coating layers 1, the portions of the porous separation film solids 2 and the pores 3 with respect to at least one gas pair to give preferred multicomponent films with high flow and high selectivity for at least one gas pair.
Seuraavassa esitetään matemaattinen johtaminen, joka yhdessä yhtälöiden 3 ja 4 kanssa antaa yhtälön 1.The following is a mathematical derivation that, together with Equations 3 and 4, gives Equation 1.
Hyvin tunnetusta Ohmin sähkövastuksia koskevasta laista voidaan saada matemaattinen ilmaisu kuvassa 5 esitetyn sähkövirtapii-rin kokonaisvastukselle R,p.From the well-known law of Ohm's electrical resistors, a mathematical expression can be obtained for the total resistance R, p of the electric circuit shown in Fig. 5.
5) RT = R1 + R23 = R1 + R2 + R3 jossa R22 on rinnakkaisvastuksen ja R^ yhdistetty vastus ja on yhtä suuri kuin jälkimmäinen termi yhtälössä 5.5) RT = R1 + R23 = R1 + R2 + R3 where R22 is the combined resistance of R2 and R2 and is equal to the latter term in Equation 5.
Analogisesti edellä kuvatussa matemaattisessa mallissa käytetään hyväksi samaa matemaattista yhtälöä annetun kaasun kokonais-virtausvastuksen ilmaisemiseksi monikomponenttikalvoa varten, kuten on kuvattu suurennetulla tavalla kuvan 4 hahmotellussa mallissa. Vastus R23 edustaa huokoisen erotuskalvon kummankin osan, kiinteiden osien 2 ja huokosten 3, jotka on täytetty aineella X, yhdistettyä vastusta. Jos päällyste ei ole järjestetty pääasiallisesti yhtenäiseksi peitteeksi 1, vaan ainoastaan aineeksi X, joka menee huokosiin 3, tilanne, joka on kuvattu kuvan 3 hahmotellussa mallissa, silloin päällyskerroksen R1 vastus on 0 ja tämä termi putoaa pois yhtälöstä 5 ja kaikista myöhemmistä yhtälöstä 5 johdetuista yhtälöistä.Analogously, the mathematical model described above utilizes the same mathematical equation to express the total flow resistance of a given gas for a multicomponent membrane, as illustrated in an enlarged manner in the model outlined in Figure 4. Resistor R23 represents the combined resistance of each part of the porous separating film, the solid parts 2 and the pores 3 filled with substance X. If the coating is not arranged as a substantially uniform cover 1, but only as a substance X entering the pores 3, the situation described in the model outlined in Figure 3, then the resistance of the coating layer R1 is 0 and this term falls out of Equations 5 and all subsequent equations .
Annetun kaasun kokonaisvirtaus monikomponenttikalvon läpi on yhtä suuri kuin virtaus sähkövirrassa ja annetaan pysyvässä olotilassa yhtälöllä 6 .The total flow of a given gas through the multicomponent membrane is equal to the flow in the electric current and is given at steady state by Equation 6.
^ 61636 6> ^T,a = Va = ^23,a jossa Q. on kaasun virtaus pintakerroksen 1 läpi ja Q9q on yh-Ί j a z o 5 a distetty kaasuvirtaus huokoisen erotuskalvon sekä kiinteiden osien 2 että huokosten 3 läpi (jotka on täytetty aineella X).^ 61636 6> ^ T, a = Va = ^ 23, a where Q. is the gas flow through the surface layer 1 and Q9q is the combined gas flow through both the portions 2 and the pores 3 of the porous separation film (which are filled with the substance). X).
75 Q23,a = Q2,a + Q3,a75 Q23, a = Q2, a + Q3, a
Osapaineen kokonaisalenema kaasulle a monikomponenttikalvon poikki on osapaineen aleneman päällysteen 1 läpi, Äp. :n ja osa-paineen aleneman huokoisen erotuskalvon kiinteiden osien 2 ja täytettyjen huokosten 3 poikki, Λρ00 :n summaThe total partial pressure drop for the gas a across the multicomponent membrane is the partial pressure drop through the coating 1, Äp. and the partial pressure drop across the solid parts 2 and the filled pores 3 of the porous separation membrane, the sum of Λρ00
L O 9 CLL O 9 CL
85 *PT,a = «>1,3 + **23,a85 * PT, a = «> 1.3 + ** 23, a
Kaasun a virtaus monikomponenttikalvon kummankin osan läpi voidaan ilmaista yhtälöllä 3 käyttäen kummallekin osalle ominaisia vastuksia ja osapaineen alenemia.The flow of gas a through each part of the multicomponent membrane can be expressed by Equation 3 using resistances and partial pressure decreases specific to each part.
a 9) Qi a " 1 ,a R1,aa 9) Qi a "1, a R1, a
10) Q0. = 4p23,a _ Ap23,a(R2,a + R3,aJ10) Q0. = 4p23, a _ Ap23, a (R2, a + R3, aJ
tOya. ·= - p “-s K2 3 ,a 2,a 3,aToya. · = - p “-s K2 3, a 2, a 3, a
Yhtälöistä 6, 8, 9 ja 10 voidaan poa :lle johtaa lauseke vastus-ten ja osapaineen kokonaisaleneman suhteen: R1 a ^R2 a + R3 a^ 11) Δρ23,a = *pT,a 1 + * R2 a*R3 a 2From equations 6, 8, 9 and 10, the expression for the total decrease in resistances and partial pressure can be derived for poa: R1 a ^ R2 a + R3 a ^ 11) Δρ23, a = * pT, a 1 + * R2 a * R3 a 2
Yhtälö 11 yhdessä yhtälöiden 6 ja 10 kanssa antaa yhtälön 1.Equation 11 together with Equations 6 and 10 gives Equation 1.
Tämän keksinnön mukaisesti päällyste on suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa monikomponenttikalvon saamiseksi. Tämä matemaattinen malli, joka on kehitetty selittämään tämän keksinnön monikomponenttikalvoilla esiintyviä ilmiöitä, edellyttää, että huokoset 3 huokoisessa erotuskalvossa sisältävät ai- U5 61 636 netta X. Ainetta X sisältävien huokosten vastus kaasuvirra]1 e on paljon suurempi kuin huokosten, joita ei ole täytetty aineella X, vastus kaasuvirralle, koska minkä tahansa aineen läpäisevyys kaasuille on paljon pienempi kuin avoimen virtauskanavan läpäisevyys. Niinmuodoin kasvaa monikomponenttikalvossa ja yhtälöön 10 viitaten R£ tulee merkittävämmäksi vaikutukseltaan R^g^en. Koska Rg kasvaa suhteessa R^ieen monikomponenttikalvossa, kulkee suurempi osa kaasusta huokoisen erotuskalvon kiinteiden osien läpi verrattuna kaasuun aineella X täytettyjen huokosten 3 läpi, kuin kaasun osa huokoisessa erotuskalvossa yksinään. Niinmuodoin ainakin yhden kaasuparin erotustekijä paranee monikomponenttikalvossa vuorovaikutuksesta aineen Y kanssa, verrattuna erotustekijään huokoisessa erotuskalvossa yksinään.According to the present invention, the coating is in closed contact with the porous separating film to obtain a multicomponent film. This mathematical model, developed to explain the phenomena occurring in the multicomponent films of the present invention, requires that the pores 3 in the porous separating film contain the substance X. The resistance of the pores containing substance X to the gas flow X, resistance to gas flow, because the permeability of any substance to gases is much lower than the permeability of an open flow channel. Thus, it grows in a multicomponent membrane and, referring to Equation 10, R e becomes more significant in its effect on R e. Because Rg increases relative to R1 in the multicomponent membrane, a larger portion of the gas passes through the solid portions of the porous separation membrane compared to the pores 3 filled with the gas X than the portion of the gas in the porous separation membrane alone. Thus, the separation factor of at least one gas pair is improved in the multicomponent membrane by the interaction with the substance Y, compared to the separation factor in the porous separation membrane alone.
Seuraavat esimerkit kuvaavat keksintöä, mutta eivät rajoita sitä. Kaasujen kaikki osat ja prosentit on laskettu tilavuudesta, ja kaikki nesteiden ja kiinteiden aineiden osat ja prosentit on laskettu painosta, ellei toisin ole ilmoitettu.The following examples illustrate the invention but do not limit it. All parts and percentages of gases are by volume and all parts and percentages of liquids and solids are by weight unless otherwise indicated.
Esimerkit 1-3Examples 1-3
Esimerkit 1-3 taulukossa I edustavat monikomponenttikalvo-ja, jotka koostuvat huokoisista selluloosa-asetaatti -erotuskal-voista ja päällysteestä. Esimerkit 2 ja 3 esittävät samoja yhdistettyjä onttoja kuitukalvoja, jotka erottavat kaksi eri kaasuseos-ta. Näistä kahdesta esimerkistä näkyy, että huokoinen alustakalvo erottaa nämä kaksi kaasuseosta johonkin asteeseen myös päällysteen puuttuessa, mutta kummassakin tapauksessa erotustekijä on paljon pienempi kuin selluloosa-asetaatin määritetty ominaiserotustekijä. Tällaisissa huokoisissa erotuskalvoissa suurin osa kaasusta kulkee huokosten läpi ja selluloosa-asetaatin läpi tapahtuu suhteellisen vähän läpäisevää virtausta.Examples 1-3 in Table I represent multicomponent films consisting of porous cellulose acetate separating films and a coating. Examples 2 and 3 show the same combined hollow fibrous films separating the two different gas mixtures. These two examples show that the porous substrate film separates the two gas mixtures to some degree even in the absence of a coating, but in both cases the separation factor is much lower than the determined specific separation factor of cellulose acetate. In such porous separation films, most of the gas passes through the pores and relatively little permeable flow occurs through the cellulose acetate.
Päällystämisen jälkeen erotustekijä kaasuille esimerkin 2 ja 3 monikomponenttikalvoilla on suurempi kuin sekä päällysteaineen määritetty ominaiserotustekijä että huokoisen erotuskalvon erotus-tekijä. Niinpä monikomponenttikalvossa suurempi osa kaasuvirtauk-sesta tapahtuu selluloosa-asetaatin läpi kuin huokosten läpi; minkä johdosta monikomponenttikalvon erotustekijä on paljon lähempänä selluloosa-asetaatin määritettyä ominaiserotustekijää.After coating, the separation factor for the gases in the multicomponent films of Examples 2 and 3 is greater than both the determined specific separation factor of the coating material and the separation factor of the porous separation film. Thus, in a multicomponent membrane, more of the gas flow occurs through cellulose acetate than through pores; as a result, the separation factor of the multicomponent film is much closer to the determined specific separation factor of cellulose acetate.
46 61 6 3 646 61 6 3 6
Esimerkki 1 esittää erilaista onton selluloosa-asetaatti-kuidun näytettä, jolla on jonkin verran erilaiset ominaisuudet päällystettynä ja päällystämättömänä ja jota voidaan verrata esimerkkiin 2. Vaikkakin huokoisella erotuskalvolla on suurempi läpäisevyys C^ille ja alempi erotustekijä, on monikomponenttikalvolla suurempi erotustekijä kuin kummallakaan sekä päällysteen että huokoisen erotuskalvon aineella erikseen.Example 1 shows a different sample of a hollow cellulose acetate fiber having somewhat different properties when coated and uncoated, which can be compared to Example 2. Although the porous separation film has a higher permeability to C 1 and a lower separation factor, with a porous separating film substance separately.
“7 61 636“7 61 636
I O III O II
O oO o
El *> cm ·η rH ι ·η μ Π3 (Ö >1 C hO μ U> X >1 3 G 03 U-) iT>El *> cm · η rH ι · η μ Π3 (Ö> 1 C hO μ U> X> 1 3 G 03 U-) iT>
03 CO f Tl CD I I03 CO f Tl CD I I
•h 3 a> to c μ o o CO μ £ Ai 5-1 -H 1- τ- XOCOtHOOCOOh 3 0 5h OrHOOO CM X x o 3 φ φ >·η Ai π: ο ·χ 031 rH 03 15 03 Ο Μ, 03 r- CM * UI y μ 1 Λ Ο ·Α Ο ·Α CD O CM " " "CM " - n! >, ·Η PUHQ>t-PQUKt- CM CD CM r- *0 μ μ ο) μ• h 3 a> to c μ oo CO μ £ Ai 5-1 -H 1- τ- XOCOtHOOCOOh 3 0 5h OrHOOO CM X xo 3 φ φ> · η Ai π: ο · χ 031 rH 03 15 03 Ο Μ, 03 r- CM * UI y μ 1 Λ Ο · Α Ο · Α CD O CM "" "CM" - n! >, · Η PUHQ> t-PQUKt- CM CD CM r- * 0 μ μ ο) μ
> rö O II> rö O II
^ fO CD^ fO CD
•h μ "cm ·η Ό o) i ·η μ •h co >, c μ μ• h μ "cm · η Ό o) i · η μ • h co>, c μ μ
CO 3 >! tfl c 03 CO COCO 3>! tfl c 03 CO CO
Ai i μ m ·Η 03 I i oro <m 03 co c μ o o C CO £ Ai 5m ·Η τ- το O 'rl O O W ftAi i μ m · Η 03 I i Oro <m 03 co c μ o o C CO £ Ai 5m · Η τ- το O 'rl O O W ft
EO Ό H O O O X XEO Ό H O O O X X
•H μ Ai Ό co co rH 3 i—I 03 J5 CO O £ co zt co cd co en μ μ Ο·Η0·Ησ rH CM " " " " " "• H μ Ai Ό co co rH 3 i — I 03 J5 CO O £ co zt co cd co en μ μ Ο · Η0 · Ησ rH CM "" "" ""
•Η μ (X,r-CO>T-CQMOCM zt T- CO T- CO• Η μ (X, r-CO> T-CQMOCM zt T- CO T- CO
rC Φ 03rC Φ 03
03 O II03 O II
>1 li o >, ·Η " CM ·Η >03 I ·Η μ 03 ·Η >, G DO μ C0O >ι 3 G 03 co co •H Ai μ rfl ·Η 03 I · :rfl Ο 03 03 C μ CD o a, a e a ft-π T- T- :nd rC Ή o O to ft> 1 li o>, · Η "CM · Η> 03 I · Η μ 03 · Η>, G DO μ C0O> ι 3 G 03 co co • H Ai μ rfl · Η 03 I ·: rfl Ο 03 03 C μ CD oa, aea ft-π T- T-: nd rC Ή o O to ft
Μ ΌιΗΟΟΟ X XΗΟΟΟ ΌιΗΟΟΟ X X
C 5vH Ai f0 co co C w η ίο 5 loo £ co σ> cm o cm cn >, :rd Ο ·Ή Ο ·Α o rH cm " " " " " "C 5vH Ai f0 co co C w η ίο 5 loo £ co σ> cm o cm cn>,: rd Ο · Ή Ο · Α o rH cm "" "" ""
T3 μ CUMQ>v-<MOcm LO cm zt CM LOT3 μ CUMQ> v- <MOcm LO cm zt CM LO
03 μ > >,03 μ>>,
:rcJ: RCJ
nd Ai •n 1 •h I <ond Ai • n 1 • h I <o
IT3 a Ο Λ Λ 3 GIT3 a Λ Λ Λ 3 G
μ :rö (ft 0> G G μ ··μ: rö (ft 0> G G μ ··
03 rH 03 CM (fl oö 03 03 0) OO03 rH 03 CM (fl oö 03 03 0) OO
(tj /-N03KCOT-iQ3:(tiO)rö GO(tj / -N03KCOT-iQ3: (tiO) rö GO
EC 3 *H ·Η μ -η μ 03 0) (—i cd ωιο·Α>^Α<:μ:·Γ-ι^:>. cm •Η ·η iflCm>0)CA;3>, >.κ ο Γτ3.Ημο3μο3θ)ω>μ 'c’coa Αίβωιομαιμ-Η >,μ OC*i-tCCcoccoQ3io >) α) μ φ :m μ ·· c ·· ·η μ μ > α; >,>,α3ρ,οομθ8β·Η ο) ·ιΗ ο3μμ:Φ5-ιθθοα<^3 ιο μ ο3μμ;μο)μ:ο3:ο3θ) • Η μ ·Η 0) d CM 03 CM rl :Ί> 03 »dc »o μ co G G K κ £ μEC 3 * H · Η μ -η μ 03 0) (—i cd ωιο · Α> ^ Α <: μ: · Γ-ι ^:>. Cm • Η · η iflCm> 0) CA; 3>,> .κ ο Γτ3.Ημο3μο3θ) ω> μ 'c'coa Αίβωιομαιμ-Η>, μ OC * i-tCCcoccoQ3io>) α) μ φ: m μ ·· c ·· · η μ μ> α; >,>, α3ρ, οομθ8β · Η ο) · ιΗ ο3μμ: Φ5-ιθθοα <^ 3 ιο μ ο3μμ; μο) μ: ο3: ο3θ) • Η μ · Η 0) d CM 03 CM rl: Ί> 03 » dc »o μ co GGK κ £ μ
CO 03 ft-HOOCCrCCO 03 ft-HOOCCrC
:rt) C Ό :rö G G > > *H O -H O G 3: rt) C Ό: rö G G>> * H O -H O G 3
rH o :n3 Hrt- H HHl>®> 'HIOrH o: n3 Hrt- H HHl> ®> 'HIO
pL, E ^»ΰοΜφιΰμμμμμpL, E ^ »ΰοΜφιΰμμμμμ
C E rH fiSAiAiojmoiCC E rH fiSAiAiojmoiC
03 O nd 0) 3 03 cOCAiCAi (fl ··03 O nd 0) 3 03 cOCAiCAi (fl ··
(A, Ai ·η μ CO c CM 3 3 03 ·Η 03 ·Η μ CM(A, Ai · η μ CO c CM 3 3 03 · Η 03 · Η μ CM
(ötho ο) ΐΰο)ομμο3μο)μ οιζ ϊ c > o c cc <υ — ο ομμμμ 03(ötho ο) ΐΰο) ομμο3μο) μ οιζ ϊ c> o c cc <υ - ο ομμμμ 03
03 Ai G C G G rC G ,3 C tOCM03 Ai G C G G rC G, 3 C tOCM
C £ :0 ·Η 03 03/--- 033 033 03^ ΙΟ M O CO μ 3 nd 0) 03 CMCOCCOCCMITJw •h 03 >.μμo)oc5μcEC o o E co o Ai μ μ κι μ μ*Γ->Λ <d φ g fA c cg o ^C £: 0 · Η 03 03 / --- 033 033 03 ^ ΙΟ MO CO μ 3 nd 0) 03 CMCOCCOCCMITJw • h 03> .μμo) oc5μcEC oo E co o Ai μ μ κι μ μ * Γ-> Λ < d φ g fA c cg o ^
Ai Ai 03 CO >, 03 03 ·Η 3 CO ·Η CO ·· B ·· β ·Η 003 CAi Ai 03 CO>, 03 03 · Η 3 CO · Η CO ·· B ·· β · Η 003 C
Ai G >, >1 CO μ >>Ai CO *Hf0 *H CM o CM O i) Ή »ti 03 3 03 H rH 3 CO H 03 OVOZXCSX-V 3'ro Φ rH £γ-η μο3ΐομμΕΑίΑ;·Η·ΗΗ·ΗμAi G>,> 1 CO μ >> Ai CO * Hf0 * H CM o CM O i) Ή »ti 03 3 03 H rH 3 CO H 03 OVOZXCSX-V 3'ro Φ rH £ γ-η μο3ΐομμΕΑίΑ; · Η · · ΗΗ Ημ
3 ·Η »0 :rdnJA::o3co**OCMOCMqcMCCMrHAi,C3 · Η »0: rdnJA :: o3co ** OCMOCMqcMCCMrHAi, C
(Ö CO :nd irO H) ·Η JÖ 3 O 30 30 OO OO 03 03 3 H w cu cu x x cu u> u X^ ^ 's: ^ X, ^ en u> tn U8 ^ , ( 61636 I :0 ^(Ö CO: nd irO H) · Η JÖ 3 O 30 30 OO OO 03 03 3 H w cu cu xx cu u> u X ^ ^ 's: ^ X, ^ en u> tn U8 ^, (61636 I: 0 ^
G —I tuOG —I tuO
O rH 3 33 I I MOO rH 3 33 I I MO
G 3 -m 3 C ·Η -HG 3 -m 3 C · Η -H
C £ C « :(0 O I c/3 :3 I O O :<0 G (0 :(0 C C 3 I 3 rH 3 Ai μ •r-π 3 3 3 3 O rH £ r0 at c (d I λ: η «o >> -r-to)C £ C «: (0 OI c / 3: 3 IOO: <0 G (0: (0 CC 3 I 3 rH 3 Ai μ • r-π 3 3 3 3 O rH £ r0 at c (d I λ: η «o >> -r-to)
fclC-HC^OrH+J rH rHfclC-HCl · OrH + J rH rH
•μ ·Η μ £ M—) O -H o G rH• μ · Η μ £ M—) O -H o G rH
01(¾ -HO 33 3 (¾ (0301 (¾ -HO 33 3 (¾ (03
£ > "·* 3 :(0 · (0 M£> "· * 3: (0 · (0 M
•H G :3 oo ·γ-> X A! " GOO• H G: 3 oo · γ-> X A! "GOO
μ 3 rH £ G ·Η (0 3 3 3 (J w >, O X H ^ μ 3 3 Ai G (0 Ui rH 3 Ai 3 0) ·Η G π Ό :(0 +-1 Ή 0) 3 Ρ O O ,C ·π 0) :3 (0 Η Ο :<0 > =0 X Μ > -η Αί Η •HrHrHX ·Η 3 Ο Ο0> +j(0^Grr;+->^GT-iw 3 G Ai ·Η (0 ·Η 3 ·Η 30 10 £ Ή 3 C Ή "Ο X > Μ Λ +J Ο >; 0) ,Χ·Η-μ γη κ >, ω ο) a; to (0(0 <ο -μ cn rH g λ; μομ 3 rH £ G · Η (0 3 3 3 (J w>, OXH ^ μ 3 3 Ai G (0 Ui rH 3 Ai 3 0) · Η G π Ό: (0 + -1 Ή 0) 3 Ρ OO , C · π 0): 3 (0 Η Ο: <0> = 0 X Μ> -η Αί Η • HrHrHX · Η 3 Ο Ο0> + j (0 ^ Grr; + -> ^ GT-iw 3 G Ai · Η (0 · Η 3 · Η 30 10 £ Ή 3 C Ή "Ο X> Μ Λ + J Ο>; 0), Χ · Η-μ γη κ>, ω ο) a; to (0 (0 < ο -μ cn rH g λ; μο
G Ai £ G W G rH il) rt HG Ai £ G W G rH il) rt H
3 0 3 0) G O £5 G rH3 0 3 0) G O £ 5 G rH
-μ -μ Ό 0) £ -.H Ό ·Η :(0 0) 3 3 τ- >> Ο Ρ Ai (0 (0 rt ο •H G >, μ O G Ο £ >, 3 Ο 3 > μ ι-Η Ο :(0 3 >> £ Ai 3 ο ο ο £ μ <^ω> ιΗ ιΗ 3 3 3 > ·Η ·Η Μ Ο Ο 3 3 Ο ·Η μ Ο 3 ·μ > 3 ^ Ä H rt QU G X G ·Η rH (¾ (0 = :(0 :(0 ••(0 G O MO -μ · MO O MO (¾ GO P O " r Ai X μ1 :(0-μ -μ Ό 0) £ -.H Ό · Η: (0 0) 3 3 τ- >> Ο Ρ Ai (0 (0 rt ο • HG>, μ OG Ο £>, 3 Ο 3> μ ι -Η Ο: (0 3 >> £ Ai 3 ο ο ο £ μ <^ ω> ιΗ ιΗ 3 3 3> · Η · Η Μ Ο Ο 3 3 Ο · Η μ Ο 3 · μ> 3 ^ Ä H rt QU GXG · Η rH (¾ (0 =: (0: (0 •• (0 GO MO -μ · MO O MO (¾ GO PO "r Ai X μ1: (0
MO G ^ ·π CO r-v ·Η X, Q) i—IMO G ^ · π CO r-v · Η X, Q) i — I
:(0(0(0 co oo 0) 3-μ £ Ai £ · " O r- H -HO): (0 (0 (0 co oo 0) 3-μ £ Ai £ · "O r- H -HO)
3 O 0) ·Η r-\ ro σ> :(0 3 G H3 O 0) · Η r- \ ro σ>: (0 3 G H
CO ·η G -μ ίο I r- μ OMOrHCO · η G -μ ίο I r- μ OMOrH
(0 0) G ·< o w ·Η -μ :(0 G(0 0) G · <o w · Η -μ: (0 G
(0 Λ H O CM oo 0) v-/ £ cn X /-n (0 X i bO -μ (0 (0 -J-G to G >i 0) (0 GCOC MO G-C-H <0 <0 -> rH Ai(0 Λ H O CM oo 0) v- / £ cn X / -n (0 X i bO -μ (0 (0 -J-G to G> i 0) (0 GCOC MO G-C-H <0 <0 -> rH Ai
O (0 0) :θ ^.C CO)--1 HO (0 0): θ ^ .C CO) - 1H
•H 0) Ai 3 Ht 3 Ai O ·Η O• H 0) Ai 3 Ht 3 Ai O · Η O
3 3 G Ai μ -μ rt h μ g h3 3 G Ai μ -μ rt h μ g h
i—I μ* ·ιΗ ·Η CO μ Oh co :(0 *Ή (0 ι—Ii — I μ * · ιΗ · Η CO μ Oh co: (0 * Ή (0 ι — I
rH ,G 3 3 3 G Ο 3 ·γ~) 3 Ρ 3 3 3 (¾ Ai O O CO 0) 013(0 (O to (0 >, -H (¾ :(0 G to ·Η ίOOcocoμα)G μ o G 3 :3 3 H O 3 3 Ρ Ο μ to O (0 £rH, G 3 3 3 G Ο 3 · γ ~) 3 Ρ 3 3 3 (¾ Ai OO CO 0) 013 (0 (O to (0>, -H (¾: (0 G to · Η ίOOcocoμα) G μ o G 3: 3 3 HO 3 3 Ρ Ο μ to O (0 £
Aio 3 3 μ ω·μ Ai £ 3 3 3 μ μ 3 μ £ g ·η O) G to Ai -rl (0 S ·Η :3 ·Ή G 3Aio 3 3 μ ω · μ Ai £ 3 3 3 μ μ 3 μ £ g · η O) G to Ai -rl (0 S · Η: 3 · Ή G 3
rH ·μ CO (0 μ G > μ ·Η ·Η GrH · μ CO (0 μ G> μ · Η · Η G
μ 3 ·Η Ρ 3 ·Η ,G 0) to £ Ai CUμ 3 · Η Ρ 3 · Η, G 0) to £ Ai CU
3 Ph G Λ U CO H >, H d)3 Ph G Λ U CO H>, H d)
μ G :Ό 3 -G HiUHCOμ G: Ό 3 -G HiUHCO
p (0 3 to co [3 Ai μ μ μ μ >, G -n a: 3 ^ co o 3 »d 3 o >> G 3 *H 0 3 > :3 G ·(-> > 3 1 CO μ ·Η G O (¾ 3 3 3 :3 μ G CQ £ :3 3 w i—I ·H > μ :3 :3 μ 3 co -ro ·Η >> ·Η μ 3 £ G 3 3 μ >> ·Η :3 >,μμ;α3ιΗ0330 4->Α;ΡΗ > :θ Ο 3 μ 3 U 3 μ Ό C0 3 :3 3 ρ Ai μ ο μ ό 3 ·η >» μ γη 3£ 03333>i3rH3 •Η :3 :3 3 3 C ·Η > rH ·μ Η 3 G 3 :3 Η ·Η Ρ, 1 3 3 γΗ μ M3 μ Ο μ Ρ G 3 3 £ Ο :3 :3 3 :3 Ο > 3 :3 3 μ 3 3 £ 3 :3 ·Η Ρ G Η ·Ηp (0 3 to co [3 Ai μ μ μ μ>, G -na: 3 ^ co o 3 »d 3 o >> G 3 * H 0 3>: 3 G · (->> 3 1 CO μ · Η GO (¾ 3 3 3: 3 μ G CQ £: 3 3 wi — I · H> μ: 3: 3 μ 3 co -ro · Η >> · Η μ 3 £ G 3 3 μ >> · Η: 3>, μμ; α3ιΗ0330 4-> Α; ΡΗ>: θ Ο 3 μ 3 U 3 μ Ό C0 3: 3 3 ρ Ai μ ο μ ό 3 · η> »μ γη 3 £ 03333> i3rH3 • Η: 3 : 3 3 3 C · Η> rH · μ Η 3 G 3: 3 Η · Η Ρ, 1 3 3 γΗ μ M3 μ Ο μ Ρ G 3 3 £ Ο: 3: 3 3: 3 Ο> 3: 3 3 μ 3 3 £ 3: 3 · Η Ρ G Η · Η
P3330U33PG 3 3 GP3330U33PG 3 3 G
3£μθμθ:3 3 Αί 3 G Ή ·Η G ι—I μ £ Ή ·γΗ ^ G Ρ Ο 3μ> 3:3 3 ·Η Αί 3 μ Ο 3 3 > I—I μ ·Η .—I G 3 Ρ Ai μ ·Η > I—I 3 μ 3 C 3 ι—ι rG G £ Η ι—I rH r—13 333P333 M0 33 QJ333 ^E(i)3MAi>HXOWy;EA!3 £ μθμθ: 3 3 Αί 3 G Ή · Η G ι — I μ £ Ή · γΗ ^ G Ρ Ο 3μ> 3: 3 3 · Η Αί 3 μ Ο 3 3> I — I μ · Η. — IG 3 Ρ Ai μ · Η> I — I 3 μ 3 C 3 ι — ι rG G £ Η ι — I rH r — 13 333P333 M0 33 QJ333 ^ E (i) 3MAi> HXOWy; EA!
OS /-N /-N S~\ /-SOS / -N / -N S ~ \ / -S
3 Λ O Ό 3 S-/ s./ S»/ N*/ 493 Λ O Ό 3 S- / s. / S »/ N * / 49
Esimerkit 4-10 616 3 6Examples 4-10 616 3 6
Esimerkit 4-10 kuvaavat erilaisia nestepäällysteitä huokoisilla ontoilla polysulfoni-kuituerotuskalvoilla hapen selektiivisesti erottamiseksi ilmasta ja ne on esitetty taulukossa II. Huokoiset erotuskalvot eivät erota happea typestä. Käytetyt päällyste-aineet ovat edustavia suurmolekyylipainoisia orgaanisia ja siliko-ninesteitä, joilla on riittävän alhaiset höyrynpaineet, niin että ne eivät helposti haihdu päällystetyltä pinnalta ja niiden erotus-tekijät hapelle typen suhteen ovat yleensä pienempiä kuin n. 2,5. Päällysteiden molekyylikoot ovat riittävän pieniä antamaan suljetun kosketuksen huokoisen erotuskalvon kanssa, mutta eivät ole liian pieniä, niin että päällystysaine voi kulkea huokosten läpi päällystys- ja/tai erotusolosuhteissa. Havaitut erotustekijät monikom-ponenttikalvoille ovat suurempia kuin sekä huokoisen erotuskalvon erotustekijä (1,0 kaikissa esimerkeissä) että päällystysaineen erotustekijä (2,5 tai pienempi esimerkkien päällystysaineille).Examples 4-10 illustrate various liquid coatings with porous hollow polysulfone fiber separation films for the selective separation of oxygen from air and are shown in Table II. Porous separation membranes do not separate oxygen from nitrogen. The coating materials used are representative high molecular weight organic and silicone fluids with sufficiently low vapor pressures so that they do not easily evaporate from the coated surface and generally have oxygen-nitrogen separation factors of less than about 2.5. The molecular sizes of the coatings are small enough to make closed contact with the porous separation film, but are not too small so that the coating material can pass through the pores under coating and / or separation conditions. The observed separation factors for multicomponent films are greater than both the porous separation film separation factor (1.0 in all examples) and the coating agent separation factor (2.5 or less for the coating materials of the examples).
50 6 1 6 3 650 6 1 6 3 6
I I II I I
I <υ a> to -=f voI <υ a> to - = f vo
co a> s ed I Ico a> s ed I I
G H S» to o o -P S H <H r- ΤΟ a -ρ ο eG H S »to o o -P S H <H r- ΤΟ a -ρ ο e
in i- to ft 3 I Xin i- to ft 3 I X
V >4-- -p g I Η ·Η l/N O 0O LTV 3 •H O'HOtl) * * * « C ft β h P PQ Ov <- _* CV1 rj fi Vf * .—( I >> I '0 1-5 3 I <u -r-a O t- to σ\β}α}·ΗΗ >» i I—I to sO X "V> 4-- -pg I Η · Η l / NO 0O LTV 3 • H O'HOtl) * * * «C ft β h P PQ Ov <- _ * CV1 rj fi Vf * .— (I >> I '0 1-5 3 I <u -ra O t- to σ \ β} α} · ΗΗ> »i I — I to sO X"
rH tOiHCC COOlAOrH tOiHCC COOlAO
O cd <L· to 4) ·> » * ·> ft Kft>g < CVJ f-O cd <L · to 4) ·> »* ·> ft Kft> g <CVJ f-
03 11 "f VO03 11 "f VO
•rl 0) Ο O r— 'O T• rl 0) Ο O r— 'O T
0) C <U ft-H t— O0) C <U ft-H t— O
•h a) jh ·η u τ ο oo rj ft tl) J) x u ,X Cd O <3J <D ” O 3 CO I S <M O T- T- G cd ·η ·η ?>4 "«·*·'• ha) jh · η u τ ο oo rj ft tl) J) Xu, X Cd O <3J <D ”O 3 CO IS <MO T- T- G cd · η · η?> 4" «· * · '
tt)·^ C H <ON<--a-vOtt) · ^ C H <ON <- a-vO
GG
ω to - I Iω to - I I
•td G T- G >> -=t t/N• td G T- G >> - = t t / N
-p ·Η H I I-p · Η H I I
-p a ·η o o o S (η Ό C ft >- «- :cd C— O X Ο ·Η-p a · η o o o S (η Ό C ft> - «-: cd C— O X Ο · Η
X O cd ,Χ to ·η X XX O cd, Χ to · η X X
bO-H a* ρbO-H a * ρ
•H > H Η I 0) OOOOO• H> H Η I 0) OOOOO
ft Ο >^·Η ·Η <L> * · ·» *> ted O W CO a B Ο T- T- j- «-ft Ο> ^ · Η · Η <L> * · · »*> ted O W CO a B Ο T- T- j-« -
rHrH
e to I —e to I -
0 G >4 I -rt VO0 G> 4 I -rt VO
> -π ^>.h g I I> -π ^>. h g I I
rH C G H ® O OrH C G H ® O O
td β iu X oi T- r- X vo O <h Is, totd β iu X oi T- r- X vo O <h Is, to
•H Uv--p A! X X• H Uv - p A! X X
-P >> 4) O-P >> 4) O
-P >H SH O nr Ov £ Ο Ο ·Η ·Η #» λ #» λ 0) OPMHW < t— i- -3“ -d* 1 ; Ύο Υ0 Ο Ό «- X LA td ·Η X *-P> H SH O nr Ov £ Ο Ο · Η · Η # »λ #» λ 0) OPMHW <t— i- -3 “-d * 1; Ύο Υ0 Ο Ό «- X LA td · Η X *
H to e WH to e W
G .X «5 irv O O trv o SCÖ <1)C0 Λ #» r. *v a-p « ,x <ccvj*-_3-voG .X «5 irv O O trv o SCÖ <1) C0 Λ #» r. * v a-p «, x <ccvj * -_ 3-vo
HB
ted 4) nr VOted 4) No VO
-P -P III I I-P -P III I I
to M ·Η ·Η I cd O Oto M · Η · Η I cd O O
to ϊη I i—i *h td ·— ·—to ϊη I i — i * h td · - · -
-P rH -p »H i>4 (—I CO-P rH -p »H i> 4 (—I CO
:Orj — G >a >».X X X: Orj - G> a> ». X X X
Sted nt >> o ft >4 o cg ttd H G o -P H — co o <- -=r e) ft O r-H G O ·Η Ή r· r. η τ* fttflft g II) fi < r- 1- -3- OvSted nt >> o ft> 4 o cg ttd H G o -P H - co o <- - = r e) ft O r-H G O · Η Ή r · r. η τ * fttflft g II) fi <r- 1- -3- Ov
rH idj •H *HrH idj • H * H
ww
OÖ »HOÖ »H
-P I-P I
o a oi Ό 0) to to |o a oi Ό 0) to to |
>4 -Ρ ·Η G to I> 4 -Ρ · Η G to I
to ted -p G -h >0 ft o +o ted <D G ted G O Ot to rH 0) G tedto ted -p G -h> 0 ft o + o ted <D G ted G O Ot to rH 0) G ted
•H od O rH• H od O rH
;g ·ο G G; g · ο G G
Pt O O G GPt O O G G
ted cd Ό t> f> o Oted cd Ό t> f> o O
rH ·Ι"3 ted rH rH > >rH · Ι "3 ted rH rH>>
O a cd cd rH HO a cd cd rH H
G >· H ,Χ ,Χ r-- ed td ••H <D tn CO <ΛΙ ,Χ Ai CM cd -p G G Ä ή -—- ·η O Λ! 4J -Ρ -P ^ -P CVI -Ρ o g o o oj -p s -p ••tM 4> G -—· PO G'— eG> · H, Χ, Χ r-- ed td •• H <D tn CO <ΛΙ, Χ Ai CM cd -p G G Ä ή -—- · η O Λ! 4J -Ρ -P ^ -P CVI -Ρ o g o o oj -p s -p •• tM 4> G -— · PO G'— e
IH G ·> g V dl 1)^ 1) U VIH G ·> g V dl 1) ^ 1) U V
IH O to a G O eIH O to a G O e
-HtU >j G H GbO O — O-HtU> j G H GbO O - O
O X +3 HtOIHtprftft ,Μ ,Χ to to tn - totu a V ΘO X +3 HtOIHtprftft, Μ, Χ to to tn - totu a V Θ
rX M >> t»> ·Η ·η ttd O ted OrX M >> t »> · Η · η ttd O ted O
G to H rHO'GO’Gtpei-O^ rH a rH rH rX CO X ·Η Ή ·Η ·ΗG to H rHO'GO’Gtpei-O ^ rH a rH rH rX CO X · Η Ή · Η · Η
G Ή trt ttd Or>jOP<i CrX CG Ή trt ttd Or> jOP <i CrX C
cd tn ted todGSGOJOOOcd tn ted todGSGOJOOO
Eh WO. ftte&K+JSP-SEh WO. ftte & K + S JSP
51 6163651 61636
G IG I
(U I H(U I H
ifl I Ό HI (Uifl I Ό HI (U
CO Η ·Η cfl HCO Η · Η cfl H
CO O CU G H P :<flCO O CU G H P: <fl
H p G 0) G scfl -PH p G 0) G scfl -P
> <D ·Η CO (ti ΪΠ3 CO> <D · Η CO (ti ΪΠ3 CO
to g et -h e ε -hto g et -h e ε -h
cfl >> 3 scfl cfl Hcfl >> 3 scfl cfl H
PH rH g CO C > 3 0 3 CU cfl ·Η CU (¾ > Ή Λ > ·Η co co scfl CU μPH rH g CO C> 3 0 3 CU cfl · Η CU (¾> Ή Λ> · Η co co scfl CU μ
«> sd O 01 H«> Sd O 01 H
•H CO μ G ω O <fl G -μ -μ -h g O CU CU LO CU CÖ 3• H CO μ G ω O <fl G -μ -μ -h g O CU CU LO CU CÖ 3
H -P Ai CO -PH -P Ai CO -P
H 0) " :cO P CO +->H 0) ": cO P CO + ->
3 > G co (U cu CO3> G co (U cu CO
co O cfl co 6 Ό P>co O cfl co 6 Ό P>
>, X cO -H ·Ρ 3 -H>, X cO -H · Ρ 3 -H
rH -P ^ CO 3 ε o c o p o corH -P ^ CO 3 ε o c o p o co
(3, <U Ai CU H O(3, <U Ai CU H O
CU CO ε CO rH «CU CO ε CO rH «
G rH 3 H CO rH CjOG rH 3 H CO rH CjO
OH CO CO COOH CO CO CO., LTD
CU Cfl PJ · rl *n ·CU Cfl PJ · rl * n ·
r Ό -P 3 P Gr Ό -P 3 P G
scfl CU -P · ε Hscfl CU -P · ε H
-μ 3 cu Ai G-μ 3 cu Ai G
CU SCO ε H CO OCU SCO ε H CO O
-P -P H CO G-P -P H CO G
•rl H r ·· CO cfl (U• rl H r ·· CO cfl (U
CO "rl id (M 'rl Id HCO "rl id (M 'rl Id H
CU G CO 2 Ai H HCU G CO 2 Ai H H
dl \ -rl dl Ήdl \ -rl dl Ή
G scfl Ai <m Ό -P GG scfl Ai <m Ό -P G
•rl Ai ‘rl o 2 -H O• rl Ai ‘rl o 2 -H O
CO ·Η Ifl O Ή H (U > m . ε · h 0 r CM H 3CO · Η Ifl O Ή H (U> m. Ε · h 0 r CM H 3
μ SCO G CM H " COμ SCO G CM H "CO
CO O · CN >, H CO · G *> hCO O · CN>, H CO · G *> h
CU CU ·Η G scfl I OCU CU · Η G scfl I O
i—I scO * ft Ci G Oii — I scO * ft Ci G Oi
rH -PC SCO CU cfl H OrH -PC SCO CU cfl H O
Φ -PCU H H > CU »> <UΦ -PCU H H> CU »> <U
CU CU H CU -P CM rHCU CU H CU -P CM rH
cO μ Ai c fö H CO HcO μ Ai c fö H CO H
•c-ι -H H CU O CU · ”• c-ι -H H CU O CU · ”
> scO Ό -P G G CM> scO Ό -P G G CM
r CU I—I ‘rl Cfl G Zr CU I — I ‘rl Cfl G Z
O H CU > ·Η -rl SCO 'MO H CU> · Η -rl SCO 'M
O G -P O ·Η Cfl -p CMO G -P O · Η Cfl -p CM
LT) SCO CU CO -P-PHOLT) SCO CU CO-P-PHO
00 -μ CO CU -μ -P "rt00 -μ CO CU -μ -P "rt
1 ·Η ·Η G afl ifl cfl H SCO1 · Η · Η G afl ifl cfl H SCO
CP CU ε ·η -P G SCO M-»CP CU ε · η -P G SCO M- »
μ scfl G ·<π Ή H > Hμ scfl G · <π Ή H> H
r CO μ CU Λί ε 3 -¾ CU <UCO G CU -p-pcu Ό G >> H μ G H scfl μr CO μ CU Λί ε 3 -¾ CU <UCO G CU -p-pcu Ό G >> H μ G H scfl μ
•rl rH ε CO scfl O ·π CO• rl rH ε CO scfl O · π CO
J3 -PH cfl G ti p *H 3 P (OSIO cfl μ H CU Ai -P · cfl > scfl -P O Ai ε <U O cfl o · o ft μ ρ <u μ P μJ3 -PH cfl G ti p * H 3 P (OSIO cfl μ H CU Ai -P · cfl> scfl -P O Ai ε <U O cfl o · o ft μ ρ <u μ P μ
• O · ‘"HCU-PHCOCUCO• O · '"HCU-PHCOCUCO
ΜΡσ-Ρΐ0ΗΗεωωΟ3Μ·Ρ O co CU μ ·Η 3 ft -P ·Η OΜΡσ-Ρΐ0ΗΗεωωΟ3Μ · Ρ O co CU μ · Η 3 ft -P · Η O
Cfl H 00 (UOCfl Ifl G lö -p O Cfl > COG I -POCOCOCUGO r G q rH m 3 P C0 H CO CO Ό ·Η p Cfl (UH Ifl o >,ωοο·Ηε<υΗ(οεΑίCfl H 00 (UOCfl Ifl G lö -p O Cfl> COG I -POCOCOCUGO r G q rH m 3 P C0 H CO CO Ό · Η p Cfl (UH Ifl o>, ωοο · Ηε <υΗ (οεΑί
Ai 1 scfl H H Ai Ai SO O H H O P U) <-t 4-> P P ·Γ1 G H Cfl COAi 1 scfl H H Ai Ai SO O H H O P U) <-t 4-> P P · Γ1 G H Cfl CO
H G CO SCO CO i—li—I H -P cu CU G >>-PH G CO SCO CO i — li — I H -P cu CU G >> - P
3 O H SCO H 3 3 Ai >1 CU G H -P CO3 O H SCO H 3 3 Ai> 1 CU G H -P CO
(OH CU ftp cfl (O (U-P-PH ε “P H(OH CU ftp cfl (O (U-P-PH ε “P H
-μ H Ai HHHCUmcOOCUCO-μ H Ai HHHCUmcOOCUCO
3 P h h co μ >, -μ h CCOCUAicflCCGHHifl-PHO CU >, ε a; U <U CUP* p H H >, P Ai -μ H H H μ μ O SCO 30 H μ SCO o 3 O CO fl cfl 3 3 P SCO SCO H CU SCO 3 2ft cu 2 ”3 2 2 W ε ft co μ S 2 \ /-“v /"S /«—'s /““S > co o ό <u μ bo W W P/ W w N-/3 P h h co μ>, -μ h CCOCUAicflCCGHHifl-PHO CU>, ε a; U <U CUP * p HH>, P Ai -μ HHH μ μ O SCO 30 H μ SCO o 3 O CO fl flfl 3 3 P SCO SCO H CU SCO 3 2ft cu 2 ”3 2 2 W ε ft co μ S 2 \ / - “v /" S / «- 's /“ “S> co o ό <u μ bo WWP / W w N- /
Esimerkit 11-15 616 3 6 52Examples 11-15 616 3 6 52
Esimerkit 11-15 kuvaavat eri päällysteitä, jotka joko levitetään huokoisille erotuskalvoille nesteinä ja saatetaan reagoimaan paikoillaan muuttumaan jähmeiksi polymeeripäällysteiksi (jälkivul-kanointi) tai levitetään, kuten tavallisesti jähmeitä polymeerejä liuotettuina liuottimeen. Tulokset on esitetty taulukossa III. Esimerkeissä happi rikastetaan ilmasyötöstä monikomponenttikalvolla ja käytetään joukkoa erilaisia käsiteltyjä onttoja kuitumaisia, huokoisia polysulfoni-erotuskalvoja.Examples 11-15 illustrate various coatings that are either applied to porous separating films as liquids and reacted in place to form solid polymer coatings (post-vulcanization) or applied, as is usually the case with solid polymers dissolved in a solvent. The results are shown in Table III. In the examples, oxygen is enriched from the air supply with a multicomponent film and a variety of treated hollow fibrous, porous polysulfone separation films are used.
53 61 63653 61 636
I Met I II Met I I
Λ C OO P -rl P lO tp • Η ·Ρ τ- * i—I OI I 1 c c: η -h p ° ° 0 ^ 5¾ ? m g T- T-Λ C OO P -rl P lO tp • Η · Ρ τ- * i — I OI I 1 c c: η -h p ° ° 0 ^ 5¾? m g T- T-
Qj r Oh?Qj r Oh?
-Η ϋ8·Η^ X X-Η ϋ8 · Η ^ X X
3 bfl * P -d _ ω ΪΗΗΉ C cn cm j-r~ >. O O O ·» ^ · »> " r-t flffl'nCX h w T- C lo σι 8,3 bfl * P -d _ ω ΪΗΗΉ C cn cm j-r ~>. O O O · »^ ·»> "r-t flffl'nCX h w T- C lo σι 8,
bpji I Ibpji I I
p C co 1) ·Η 3 to • Η *rl t ΛΙ H W I t 01 C -Η Ή -H o o •H ^ 5·ρ 3 M 5 T- T-p C co 1) · Η 3 to • Η * rl t ΛΙ H W I t 01 C -Η Ή -H o o • H ^ 5 · ρ 3 M 5 T- T-
O τ- O C E> PO τ- O C E> P
• U (C ·Η 3 X X X• U (C · Η 3 X X X
O bO * P ·Ρ 3 SHH'H c 00 V- o co enO bO * P · Ρ 3 SHH'H c 00 V- o co en
Xl O >> :P O O *> Λ ~ *» ^ Q C/D ·Π C X tM CM CM r- LO coXl O >>: P O O *> Λ ~ * »^ Q C / D · Π C X tM CM CM r- LO co
CC
OJOJ
:p I =f «O: p I = f «O
H CO I I IH CO I I I
4-1 ·γΗ O C-~ O O4-1 · γΗ O C- ~ O O
S O 01 ·Η Λ V- r- :rd oo -Hei cm v! X r- >0 I QJ I * *S O 01 · Η Λ V- r-: rd oo -Hey cm v! X r-> 0 I QJ I * *
r-H 4t QJ m <N C3 CO COr-H 4t QJ m <N C3 CO CO
•H O^H Λ Λ Λ C\ Λ CX p_ t- CX Q CM CD T- J- en• H O ^ H Λ Λ Λ C \ Λ CX p_ t- CX Q CM CD T- J- en
:P: P
r—t Λr — t Λ
hOLO i IhOLO i I
C e oo p ·Η p 4i enC e oo p · Η p 4i en
dl ·Η T- x H 01 I Idl · Η T- x H 01 I I
•ro C ΗΉ +j O O• ro C ΗΉ + j O O
0 CM fit) 3 0) P r- T-0 CM fit) 3 0) P r- T-
d ^ O |! -H 3 * X Xd ^ O |! -H 3 * X X
p bO* P *Hp bO * P * H
X Sr-lH-HC co oo O 4* 4t •VI n >,« o O Λ " *> * +J Q CO *n G * W CM v r- en r- 1 »X , , C :rd e co n) ·Η 3 4t enX Sr-1H-HC co oo O 4 * 4t • VI n>, «o O Λ" *> * + JQ CO * n G * W CM v r- en r- 1 »X,, C: rd e co n) · Η 3 4t en
S P -H v Λ .H 01 I IS P -H v Λ .H 01 I I
£X -H C i—! ·Η +4 O O£ X -H C i—! · Η +4 O O
O P e— O C ί> PO P e— O C ί> P
XX en υ P ·Η p * X XXX en υ P · Η p * X X
•H >, bOX P -P• H>, bOX P -P
C rH S H H ·Η C CO CO O 00 CMC rH S H H · Η C CO CO O 00 CM
Or-f O >PP 0 O - - «· " " E :p ö 00 ·η C * W CM v- r— 4f r-Or-f O> PP 0 O - - «·" "E: p ö 00 · η C * W CM v- r— 4f r-
M SM S
» « ;0 -ro»«; 0 -ro
V 3 :Q PV 3: Q P
11 8 “ H H H11 8 “H H H
P g QJ X) •H >·, 01 p :p Ό <ϋ Iti Iti r-l ·Η 01 ·!-) SO (Ö 010103P g QJ X) • H> ·, 01 p: p Ό <ϋ Iti Iti r-l · Η 01 ·! -) SO (Ö 010103
•V a S δ 2 Ή £ g 8 S• V a S δ 2 Ή £ g 8 S
$co Ί s ^ -¾ I* ^ ^ ·ι—ι δ oi oi p qj ddd$ co Ί s ^ -¾ I * ^ ^ · ι — ι δ oi oi p qj ddd
S -v p oi oi P g PS -v p oi oi P g P
> p >> :P P 3 ·Η P P P> p >>: P P 3 · Η P P P
QJ -ro -P & O P :P P P PQJ -ro -P & O P: P P P P
OIO P :p C Q CX _OIO P: p C Q CX _
H > GJ H Q) h :rÖ OQJbOH> GJ H Q) h: rÖ OQJbO
:p H P QJ H · M: p H P QJ H · M
Ö, (Γ) -H CC 1—I M 01 CO 01 f S o ä § 5 g s s s s g §Ö, (Γ) -H CC 1 — I M 01 CO 01 f S o ä § 5 g s s s s g §
C irOiröi—I*—oi 01 p p CC irOiröi — I * —oi 01 p p C
CP EE P ro H H οι oi P P PCP EE P ro H H οι oi P P P
••O H X ix r-' P r-N p O O E E E•• O H X ix r- 'P r-N p O O E E E
CM s QJ C e ω C X C X * * o o 5 o a) +j Qj p p o e ai m depppCM s QJ C e ω C X C X * * o o 5 o a) + j Qj p p o e ai m deppp
QJ QJ P P QJ P QJ PQJ QJ P P QJ P QJ P
o cc p p P -H td P 22335 M ·· QJ ·Η C £ ±3 C ,G G pp-HrHrpo cc p p P -H td P 22335 M ·· QJ · Η C £ ± 3 C, G G pp-HrHrp
H C Ε Ό 53 QJ 3 OJ G 53 +4 V P P PH C Ε Ό 53 QJ 3 OJ G 53 +4 V P P P
M HO) 03 C 01 C „ _ _ _ O X f! £ 6 Se |c | § § s § sM HO) 03 C 01 C „_ _ _ O X f! £ 6 Se | c | § § s § s
x *01 01 CO <1-1 M 03 ·· £T ·· E +4+J+J+J-Px * 01 01 CO <1-1 M 03 ·· £ T ·· E + 4 + J + J + J-P
2 C >, >, >,·Η ·Η ^ ·Η cm O CM O 3 3 Ρ 3 3 2 § S *****2 C>,>,>, · Η · Η ^ · Η cm O CM O 3 3 Ρ 3 3 2 § S *****
p -H ;p :p:p+JOrPOCMCCMCCMp -H; p: p: p + JOrPOCMCCMCCM
p 03 :p :p:p01DM3O0OPO PÄUOPp 03: p: p: p01DM3O0OPO PÄUOP
H UI CU U U p £v Kv gv 5*4 61636H UI CU U U p £ v Kv gv 5 * 4 61636
Esimerkit 16-18Examples 16-18
Esimetki 16, 17 ja 18 osoittavat, että monikomponenttikalvot käyttäen onttoja, kuitumaisia huokoisia polysulfoni-erotuskalvoja voivat myös tehokkaasti erottaa CO/t^-seoksista keksinnön mukaisesti. Huokoisen erotuskalvon erotustekijää ei mitattu ennen päällystämistä esimerkeillä 16 ja 18, mutta lukuisat kokeet samanlaisilla huokoisilla erotuskalvoilla osoittavat, että erotustekijöi-den voidaan odottaa olevan välillä n. 1,3 - n. 2,5. Tämä odotus vahvistetaan esimerkissä 17, jossa huokoisen erotuskalvon erotusteki-jäksi H2:lle C0:n suhteen mitattiin 1,3. Näillä huokoisilla erotus-kalvoilla on siten jonkin verran erotuskykyä H^in ja CO:n välillä Knudsen-diffuusion vaikutuksesta. Näissä esimerkeissä kuvataan mo-nikomponentti- ja huokoisten erotuskalvojen erilaisia päällysteitä, päällystysmenetelmiä, läpäisevyyksiä ja erotustekijöitä valmistettaessa keksinnön monikomponenttikalvoja. Esimerkit 14 ja 17 sekä esimerkit 15 ja 18 suoritetaan samalla monikomponenttikalvo'1]a ja näiden esimerkkien vertailu osoittaa, että monikomponenttikalvon käyttö yhtä erotusta varten tai yhdellä kaasuseoksella ei estä sen myöhempää toimintaa toisella kaasuyhdistelmällä. Esimerkit on esitetty taulukossa IV.Examples 16, 17 and 18 show that multicomponent films using hollow, fibrous porous polysulfone separation films can also be efficiently separated from CO / t 2 mixtures in accordance with the invention. The separation factor of the porous separation film was not measured before coating with Examples 16 and 18, but numerous experiments with similar porous separation films show that the separation factors can be expected to be between about 1.3 and about 2.5. This expectation is confirmed in Example 17, where the separation factor of the porous separation film for H 2 with respect to CO was measured to be 1.3. These porous separation films thus have some resolution between H 2 and CO due to Knudsen diffusion. These examples describe various coatings, coating methods, permeabilities, and separation factors for multicomponent and porous separation films in the preparation of the multicomponent films of the invention. Examples 14 and 17 and Examples 15 and 18 are performed simultaneously on a multicomponent membrane, and a comparison of these examples shows that the use of a multicomponent membrane for one separation or with one gas mixture does not prevent its subsequent operation with another gas combination. Examples are shown in Table IV.
55 61 6 3655 61 6 36
' 1 +J'1 + J
Ο Ή <ΰ 3 O I ·ηΟ Ή <ΰ 3 O I · η
JZ bOJ- COJZ bOJ- CO., LTD
C 03 <0 rV LO XJC 03 <0 rV LO XJ
C ·Η r- X *H I CC · Η r- X * H I C
Q) OO q h C O 3Q) OO q h C O 3
Si r T- -PSi r T- -P
-μ o q > rH 3 -p p Ο Ιί·Η·Η M X X) >, bO,X ω P P> aö CrHrHCcn Ο ·Η-μ o q> rH 3 -p p Ο Ιί · Η · Η M X X)>, bO, X ω P P> aö CrHrHCcn Ο · Η
M O >PX) 3 X) " SM O> PX) 3 X) "S
OW-nVM Uht- I oo to •H £ o, a)OW-nVM Uht- I oo to • H £ o, a)
at) Oat) O
rH I P> •H Ä C O I c a) bo J- C ·Ρ w n c oo a) C ιλrH I P> • H Ä C O I c a) bo J- C · Ρ w n c oo a) C ιλ
O -H r- λ; O I GO -H r- λ; O I G
>C-CrHry LO O> C-CrHry LO O
rH t~ q TJ 3 *P I OrH t ~ q TJ 3 * P I O
It) OP>rHC O CJIt) OP> rHC O CJ
,X CJ Xj ·Ρ -P CO r- X, X CJ Xj · Ρ -P CO r- X
•p βο,χ to p cm ω• p βο, χ to p cm ω
H-Ι 3 rH rH 3 CD X " CTi rHH-Ι 3 rH rH 3 CD X "CTi rH
-P 0 >> SX) 3 X) " or rH-P 0 >> SX) 3 X) "or rH
C Ο(Λ·Γ-ι-ΡΧΡ-.·5-Ο00ιΧ>C Ο (Λ · Γ-ι-ΡΧΡ-. · 5-Ο00ιΧ>
<U CM<U CM
C XC X
0 cx o0 cx o
6 I J6 I J
O j- •X "O j- • X "
•p t— L-O C• p t— L-O C
c I -p Ic I -p I
o cd co c o Co cd co c o C
£ *P (l) ^— O£ * P (l) ^ - O
O 0) Π3 —- SP X cO 0) Π3 —- SP X c
+-> >. CX =t *P+ ->>. CX = t * P
CO X) rH O CO rj- o •p TO 0 to r m r q COO (X, ·Ρ Q CO Ι-Γ- oo q * > sCO X) rH O CO rj- o • p TO 0 to r m r q COO (X, · Ρ Q CO Ι-Γ- oo q *> s
0 rH -X0 rH -X
OX) ω to ,Χ «"M 3OX) ω to, Χ «" M 3
1 to I CM r-~ P1 to I CM r- ~ P
CM 3 O PC CM 0 pc p q'-'ajcc h h q \ O CD r w (1) o q to Ό Ό χ) xJ toCM 3 O PC CM 0 pc p q '-' ajcc h h q \ O CD r w (1) o q to Ό Ό χ) xJ to
Ο a) - p to :ro <xJ co ω *PΟ a) - p to: ro <xJ co ω * P
I X) >, ·π CO CO to ro to rQ CPo-P>, ooq -P ·Ρ ·Ρ > X >, χ x ·Η tuq £ <ι> a> > a a eI X)>, · π CO CO to ro to rQ CPo-P>, ooq -P · Ρ · Ρ> X>, χ x · Η tuq £ <ι> a>> a a e
Ό O O CO P CD rPrHOΌ O O CO P CD rPrHO
>, ιρ ·ρ to to aa >^rH >, aO 3 *P X) X) >ι X)>, ιρ · ρ to to aa> ^ rH>, aO 3 * P X) X)> ι X)
>3 pc+psifl PPPC> 3 pc + psifl PPPC
t) 01 psiOOft POt) 01 psiOOft PO
CO >, CD rH q :tt) XJ <D CD P>CO>, CD rH q: tt) XJ <D CD P>
•P rH POrHH+JrH• P rH POrHH + JrH
:ro O “P q M m co to ·Ρ rt) q q qoqq 3 3 q -x :rO Ο :ι0 > O O i0 X) P P srö H ro :it) :<0 rH > > CO to 3 3 :<0 »d •p £ £ r-v rö «—I i—I C0C0itJt0£q qto rHOrXioto ooee-p •••p a) c u ω x x ,χ ,x o o q -p cm O Ρ0)"^3·Ρ·Ρ 3333 ·Ρ> PC-X (Dcdcmppp ppjqjqq-p o q q pc ο +-1 p 33<t)rdo-p: ro O “P q M m co to · Ρ rt) qq qoqq 3 3 q -x: rO Ο: ι0> OO i0 X) PP srö H ro: it): <0 rH>> CO to 3 3: < 0 »d • p £ £ rv rö« —I i — I C0C0itJt0 £ q qto rHOrXioto ooee-p ••• pa) cu ω xx, χ, xooq -p cm O Ρ0) "^ 3 · Ρ · Ρ 3333 · Ρ> PC-X (Dcdcmppp ppjqjqq-p oqq pc ο + -1 p 33 <t) rdo-p
tU-PwfnC q fltOrHrPPPtU-PwfnC q fltOrHrPPP
> c £ X) CD CD CD ppctJcOrH> c £ X) CD CD CD ppctJcOrH
m co coo q q 3 <o •po >> >>:to qo o qqqqtoq O ,Χ P P P ·(-> <D CX CX tD CD CD <D >Ί X) AC AC CO CO CO *P CO £ r-s g: P P P P rH > X q Pb > >>X -POOO 333303 3 o) «h rHrHa)o.xcj,x ^ y; X Μ Λ ,¾ i—l £ i—I 1—li—I P AC ·Ρ M- -h a -p:r0 SrÖSfÖCOOqCMC r-v rM r-vm co coo qq 3 <o • po >> >>: to qo o qqqqtoq O, Χ PPP · (-> <D CX CX tD CD CD <D> Ί X) AC AC CO CO CO * P CO £ rs g : PPPP rH> X q Pb> >> X -POOO 333303 3 o) (h rHrHa) o.xcj, x ^ y; X Μ Λ, ¾ i — l £ i — I 1 — li — I P AC · Ρ M- -h a -p: r0 SrÖSfÖCOOqCMC r-v rM r-v
X) to at) :x) :x) 3 3 O PC O x) Λ O U <DX) to at): x): x) 3 3 O PC O x) Λ O U <D
E-r MCL, X O, p K Sm 2E-r MCL, X O, p K Sm 2
Esimerkit 19-21 56 6 1 6 3 6Examples 19-21 56 6 1 6 3 6
Esimerkit 19,20 ja 21 (taulukko V) esittävät monikomponent-tikalvojen, jotka koostuvat eri päällysteaineista huokoisilla, ontoilla kuitumaisilla kopoly(styreeni-akryylinitriili)erotuskalvoil-la, läpäisyominaisuudet ilman ja C0/H2:n erotukselle. Jokaisessa esimerkissä monikomponenttikalvolla on suurempi erotustekijä kuin yhdelläkään päällysteistä ja huokoisista erotuskalvoista yksinään. Esimerkki 21 esittää huokoista erotuskalvoa, jonka erotustekijä H^’-He CO:n suhteen on 15 ennen päällysteen levittämistä, ts. huokoisessa erotuskalvossa on suhteellisen harvoja huokosia ja keskimääräinen huokosläpimitta on pieni. Esimerkkien 20 ja 21 vertailu osoittaa, että esimerkin 20 monikomponenttikalvolla on suurempi lä-päisynopeus ja suurempi erotustekijä kuin esimerkin 21 huokoisella erotuskalvolla, silloinkin, vaikka tällä kalvolla on suurempi erotustekijä kuin esimerkin 20 huokoisen erotuskalvon erotustekijä. Siten tämän keksinnön mukaisilla monikomponenttikalvoilla voi olla suurempi läpäisynopeus kuin kalvolla, jolla on yhtä suuri tai suurempi erotustekijä ja joka koostuu pääasiallisesti huokoisen erotuskalvon aineesta.Examples 19, 20 and 21 (Table V) show the permeation properties for air and CO 2 H2 of multicomponent films consisting of different coating materials with porous, hollow fibrous copoly (styrene-acrylonitrile) separation films. In each example, the multicomponent film has a higher separation factor than any of the coatings and porous separation films alone. Example 21 shows a porous separating film having a separation factor of H 2 O '- He CO of 15 before application of the coating, i.e. the porous separating film has relatively few pores and a small average pore diameter. A comparison of Examples 20 and 21 shows that the multicomponent film of Example 20 has a higher penetration rate and a higher separation factor than the porous separation film of Example 21, even though this film has a higher separation factor than the separation factor of the porous separation film of Example 20. Thus, the multicomponent films of the present invention may have a higher penetration rate than a film having an equal or greater separation factor and consisting essentially of a porous separation film material.
57 616 3 657 616 3 6
O IIO II
Id) ιο • H iti ·Η cm μ -μ ·γ-ι η -μ μ> Ο >> ωμ C > >,·Η Cd) U3 ^ 3 d> ι—ι μ c ·η d) ϊ ι 3Id) ιο • H iti · Η cm μ -μ · γ-ι η -μ μ> Ο >> ωμ C>>, · Η Cd) U3 ^ 3 d> ι — ι μ c · η d) ϊ ι 3
C m <- <υ (ti c μ ο ο XC m <- <υ (ti c μ ο ο X
ο χ cm g ιϋ c μ τ- τ- μ ft ιο μ co ο co ft (0 g 3 ό λ; ο ο ο ο χ χ ^ ο μ >> ο χ ο χ ο μ μ !3 co ο ^ σ> co co •μ μ 0·ΗΟ·Ηο cncni·' ~ m ld ^ οο χ cm g ιϋ c μ τ- τ- μ ft ιο μ co ο co ft (0 g 3 ό λ; ο ο ο ο χ χ ^ ο μ >> ο χ ο χ ο μ μ! 3 co ο ^ σ > co co • μ μ 0 · ΗΟ · Ηο cncni · '~ m ld ^ ο
Cd) &,lOQ>i- lIIXKr en τ- CM <χ> Ο ^Cd) &, lOQ> i- lIIXKr en τ- CM <χ> Ο ^
6 ·Η I6 · Η I
μ ο ιι (Ö ·Η ΙΟ μ μ Ή CN Ή co c μ μ n3 μ >ι Μ μμ ο ιι (Ö · Η ΙΟ μ μ Ή CN Ή co c μ μ n3 μ> ι Μ μ
g ·Η >ϊ*Η Cd) lO COg · Η> ϊ * Η Cd) lO CO
μ C μ C ·Η d) I ι •Η μ O O) (ti C μ ο ° ι—ι cxi g iti μ ή τ * co >, μ m ο η ftμ C μ C · Η d) I ι • Η μ O O) (ti C μ ο ° ι — ι cxi g iti μ ή τ * co>, μ m ο η ft
ί^>> Ό X O O O O X Xί ^ >> Ό X O O O O X X
>, fi >> ο χ ο > χ μ μ 3 co ο ^ oloo cm>, fi >> ο χ ο> χ μ μ 3 co ο ^ oloo cm
Olit) ο μ Ο μ o cm cm ^ «· « lo " oOlit) ο μ Ο μ o cm cm ^ «·« lo "o
en ι ftcoQSii-CQKKT- to o esi O COen ι ftcoQSii-CQKKT- to o esi O CO
♦H ·Η♦ H · Η
:<ti C: <ti C
ft d)ft d)
:iti d) I: iti d) I
μ μ μ >, o ι c μ ω c ·η • •co c oo (ti C CO oμ μ μ>, o ι c μ ω c · η • • co c oo (ti C CO o
cm w μ τ- X O ι Icm w μ τ- X O ι I
O >> en C μ X cd o μ τ~ C Ό 3 Ή V- r- rö o o c > μ 3 •n ft ο fti μ μ cd χ χ ο mx co μ iti rti fti 3 μ μ 3 g ooiooooj-o μ o >> ati 3 iti μ cm »· «· *> ·» *· * cniti ΟΜ·ομχΡΜΗΟοΜ ο τ- o o r- •Η ·ι—ί 10 to χ μ ο ο α) χ 1 ω ο +-* ι 3 <ν cm χ ιο μ χ tn iti ati Ο μ μ> c μ en ·μ »ti (ti βO >> en C μ X cd o μ τ ~ C Ό 3 Ή V- r- rö ooc> μ 3 • n ft ο fti μ μ cd χ χ ο mx co μ iti rti fti 3 μ μ 3 g ooiooooj-o μ o >> ati 3 iti μ cm »·« · *> · »* · * cniti ΟΜ · ομχΡΜΗΟοΜ ο τ- oo r- • Η · ι — ί 10 to χ μ ο ο α) χ 1 ω ο + - * ι 3 <ν cm χ ιο μ χ tn iti ati Ο μ μ> c μ en · μ »ti (ti β
Od) 3 Iti >1 ·Η ·μ CD »ti O :iti CO C >i X -H >, :(ti μ (θμ<~·> d) X Γ>ι g ιο μ iti g o d> μ d) > co >, χοοιοωμο)β >, :iti 'm μ 3 co co d)Od) 3 Iti> 1 · Η · μ CD »ti O: iti CO C> i X -H>,: (ti μ (θμ <~ ·> d) X Γ> ι g ιο μ iti god> μ d) > co>, χοοιοωμο) β>,: iti 'm μ 3 co co d)
>, X μ >, CN Hti μ 3 μ <D>, X μ>, CN Hti μ 3 μ <D
> >,μΕΛθμ:ιΠβ d) μ co μ au C O ft ·Η co ft co d) μ r—l d) C ati iti •H :tti μ μ rti d) μ Ό ati μ aö μ μ C C C -Tti ft ftCOOCCO-μ :iti C Λ ati :(ti cm > > O O > μ μ d> ati H:rdiz;r-ir-i>>r-ix •ι—) g ·—· g m iti ιο ι—ι μ iti d) co μ cmx ,¾ m m χ μ>>, μΕΛθμ: ιΠβ d) μ co μ au CO ft · Η co ft co d) μ r — ld) C ati iti • H: tti μ μ rti d) μ Ό ati μ aö μ μ CCC -Tti ft ftCOOCCO -μ: iti C Λ ati: (ti cm>> OO> μ μ d> ati H: rdiz; r-ir-i >> r-ix • ι—) g · - · gm iti ιο ι — ι μ iti d) co μ cmx, ¾ mm χ μ
·· > d) 3 CO CO CO O -X o X COCO··> d) 3 CO CO CO O -X o X COCO
ομ μ co α) ^ 3 30 μα μ 33 cm ie d) ιΰιυμμ^μ^μμμ XX o C π33ΟΟ^Ο0ΜμΓΜμ oo d) X-HatiCcMCKCKC CC C g S3 iti ·π d) X d) d) 0) ^ d> ti) > co μ 3 co μ μ β μ e cm co μ d) >> μ μ >iX C-c c iti o <0 ok C-h o χ μ μ:ομμο)ΰ)(θ<υμο.μρ< o) iti χ χ co ω>,<μωμωμω g g-Hcoc X C >> >i co μ >» co μ μ cm o cm o (ti μ μ 3 d) μ μ3coμ30ιoo2:x:^Γχμog μ g μ μωιΰμμχ:βΧ^·Η'Μ·Η χοομ μ co α) ^ 3 30 μα μ 33 cm ie d) ιΰιυμμ ^ μ ^ μμμ XX o C π33ΟΟ ^ Ο0ΜμΓΜμ oo d) X-HatiCcMCKCKC CC C g S3 iti · π d) X d) d) 0) ^ d > ti)> co μ 3 co μ μ β μ e cm co μ d) >> μ μ> iX Cc c iti o <0 ok Ch o χ μ μ: ομμο) ΰ) (θ <υμο.μρ <o) iti χ χ co ω>, <μωμωμω g g-Hcoc XC >>> i co μ> »co μ μ cm o cm o (ti μ μ 3 d) μ μ3coμ30ιoo2: x: ^ Γχμog μ g μ μωιΰμμχ: βΧ ^ · Μ'Μ · Η χο
3 μ ati ati iti X ati Ο Ομ O cm C cm C cm O3 μ ati ati iti X ati Ο Ομ O cm C cm C cm O
Iti CO ati ati iti μ ati C 3 μ 30 OO OO 3 >1 h w ft α,χοίΚΦΚ'-'Κ'^^'-^Κ'-^κμ 61 6 3 6 58Iti CO ati ati iti μ ati C 3 μ 30 OO OO 3> 1 h w ft α, χοίΚΦΚ '-' Κ '^^' - ^ Κ '- ^ κμ 61 6 3 6 58
•H I• H I
CX Iti e >CX Iti e>
e 3 -He 3 -H
•H 33• H 33
•H 3 X• H 3 X
> 3 • H C/D o\°> 3 • H C / D o \ °
•H•B
μ T- LOμ T- LO
CM »> «. o C 3 cm 3 iti τη en > · en 3 o 3 ·· A cm o o μ* o o iti :rfl μ o •i—> en O r—CM »>«. o C 3 cm 3 iti τη en> · en 3 o 3 ·· A cm o o μ * o o iti: rfl μ o • i—> en O r—
en 3 Ien 3 I
C μ g o iti 3 3 > a μ eC μ g o iti 3 3> a μ e
3 3 -H -H3 3 -H -H
μ <u 3 -h en 6 a μ O ·Η μ o tn e e A 3 O 3μ <u 3 -h en 6 a μ O · Η μ o tn e e A 3 O 3
O HO H
iti ~ μ 3 μ :io μ bo en m—i e 3iti ~ μ 3 μ: io μ bo en m — i e 3
CD ID O OCD ID O O
CD k ΑίCD k Αί
3 <D >> I3 <D >> I
•H ID μ ·Η iti £ μ tn• H ID μ · Η iti £ μ tn
>i :iti <D> i: iti <D
:iti μ 3 > μ o ,3 en (¾ a) iti :tfl Iti Ai en μ Ai en: iti μ 3> μ o, 3 en (¾ a) iti: tfl Iti Ai en μ Ai en
CD Ή *ACD Ή * A
3 m A! ti3 m A! Tue
O Ai -HO Ai -H
:iti -H £ »ti ·ιΗ iti 3 •μ C Ai g •H CD 3: iti -H £ »ti · ιΗ iti 3 • μ C Ai g • H CD 3
A CD · OA CD · O
CD 3 en IfHCD 3 in IfH
M H μ >> T- ·Η en μ μ iti 3 3 en :3 >, tn tn μ en >, tn en o <jp en μ 0 0 3 -h cd A A ID t" A e 3 3 ω to 3 ·Η μ μ ·η id Ό 3 3 iti 3 £ 3 3 C ·μ ·Η 3 μ μ ·η en e £ :3 3 ,3 Ό 3 Ο ·Η 3 :3 μ 3 μ m en en >, ·μ ·Η ·Η 3 3 μ ·Η ·Η 3 :3 3μμμΑ 3Α > CO 3 3 3 ID μ :3 ιη33μμ·πομ 0££·Ηΐη33μ Α Ο Ο 3 3 ·Η ·Η .-3 333:3 μιΗ3ω μ ί ί mi ο >ι λ ·ηMH μ >> T- · Η en μ μ iti 3 3 en: 3>, tn tn μ en>, tn en o <jp en μ 0 0 3 -h cd AA ID t "A e 3 3 ω to 3 · Η μ μ · η id Ό 3 3 iti 3 £ 3 3 C · μ · Η 3 μ μ · η en e £: 3 3, 3 Ό 3 Ο · Η 3: 3 μ 3 μ m en en>, · μ · Η · Η 3 3 μ · Η · Η 3: 3 3μμμΑ 3Α> CO 3 3 3 ID μ: 3 ιη33μμ · πομ 0 ££ · Ηΐη33μ Α Ο Ο 3 3 · Η · Η.-3 333: 3 μιΗ3ω μ ί ί mi ο> ι λ · η
333£3>ι·Ηΐη 3 ι—I ι—I 3 3'—I333 £ 3> ι · Ηΐη 3 ι — I ι — I 3 3'— I
μ 3 3 3 A >1 3 3 3 3 >. μ 3 3 3 μ ο Α μ 333cn>ctf>33 μ μ μ 3 η μ 3 333Η3οοθ·Η as a as < a co £ 3 ----\ *—\ f—* 3 Λ U Ό 3 ν—· *—* V—* w 59 6 1 6 3 6μ 3 3 3 A> 1 3 3 3 3>. μ 3 3 3 μ ο Α μ 333cn> ctf> 33 μ μ μ 3 η μ 3 333Η3οοθ · Η as a as <a co £ 3 ---- \ * - \ f— * 3 Λ U Ό 3 ν— · * - * V— * w 59 6 1 6 3 6
Esimerkki 22Example 22
Kaasuvirtaa, jossa on viisi komponenttia, käytetään syöttönä esimerkkien 15 ja 18 monikomponenttikalvolle, Kaasuvirta sisältää vetyä, hiilidioksidia, hiilimonoksidia, typpeä ja metaania sekä vesi- ja metanolimääriä kyllästysarvoihin asti. Syöttövirta johdetaan 4,5 kg/cm2:n paineessa ja 40°C:seen lämpötilassa monikomponent-tikalvon päällystepuolelle. Ontelopaine on yksi ilmakehä. Havaitaan seuraavat kaasun läpäisevyydet ja erotustekijät suhteessa vetyyn: Läpäisevyys : Erotustekijä H^n suhteen H2(8,5 x 1 O-5):lie CO^(3,7 x 1 O-5):lie C02 2,3 CCKO,27 x 10"5):lle CO 31,0 N2(0,68 x 10-5):lle N? 12,4 CH^(0,23 x 1 o”5):lie CH4 36,9 *Yksikkönä cm3 (NPT)/cm2-s-cm Hg.A gas stream having five components is used as a feed to the multicomponent membrane of Examples 15 and 18. The gas stream contains hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen and methane, and amounts of water and methanol up to saturation values. The feed stream is directed at a pressure of 4.5 kg / cm 2 and a temperature of 40 ° C to the coating side of the multicomponent film. Cavity pressure is one atmosphere. The following gas permeabilities and separation factors in relation to hydrogen are observed: Permeability: Separation factor for H 2 H2 (8.5 x 10 0-5): CO 2 (3.7 x 10-5): CO 2 2.3 CCKO, 27 for x 10 "5) CO 31.0 N 2 (0.68 x 10-5) for N? 12.4 CH 2 (0.23 x 10 5) CH 4 36.9 * In cm 3 ( NPT) / cm2-s-cm Hg.
On selvää, että tässä esimerkissä vedyn erottaminen kaasu-seoksista, jotka sisältävät ainakin jonkin C0:sta, N^sta ja CH^: stä, voidaan helposti suorittaa. Yhden tai useamman muun kaasun läsnäolo kaasuseoksessa, kuten kyllästetyn vesi- ja metanolihöyryn läsnäolo, ei ilmeisesti haittaa monikomponenttikalvon erotussuori-tusta. On myös selvää, että seoksen muita eri kaasuja voidaan erottaa toisistaan, esimerkiksi erotustekijä C02:lle C0:n suhteen olisi läpäisevyyksien suhde, ts. n. 14. Esimerkki 22 kuvaa myös huokoisen erotuskalvon tehoa antamaan suhteelliset läpäisynopeudet monikomponentt ikalvon läpi. Siten päällysteaineen (Sylgard 184) määritetty ominaiserotustekijä on n. 0,3 - 0,4 H2:lle C02:n suhteen (ts. C02 on nopeampi kuin H2), mutta monikomponenttikalvon erotus-tekijä H2:lle C02*.n suhteen on 2,3. Tämä arvo on pääasiallisesti yhtä suuri, koevirheiden puitteissa, kuin polysulfonin määritetty ominaiserotustekijä H2:lie C02:n suhteen.It will be appreciated that in this example, the separation of hydrogen from gas mixtures containing at least one of CO, N 2 and CH 2 can be readily performed. The presence of one or more other gases in the gas mixture, such as the presence of saturated water and methanol vapor, does not appear to interfere with the separation performance of the multicomponent film. It will also be appreciated that other different gases in the mixture may be separated from each other, for example the separation factor for CO2 with respect to CO2 would be the permeability ratio, i.e. about 14. Example 22 also illustrates the effect of a porous separation film to provide relative permeation rates through a multicomponent membrane. Thus, the determined specific separation factor of the coating material (Sylgard 184) is about 0.3 to 0.4 for H2 with respect to CO2 (i.e., CO2 is faster than H2), but the separation factor of the multicomponent film for H2 with respect to CO2 * is 2. , 3. This value is essentially equal, within the limits of the experimental errors, to the determined specific separation factor of polysulfone for H2 with respect to CO2.
Esimerkki 23Example 23
Esimerkissä 23 (taulukko VI) esitetään läpäisevyydet (P/ii) joukolle kaasuja monikomponenttikalvon läpi käyttäen onttoa, huokoista polysulfonikuituerotuskalvoa. Esimerkki 23 esittää samat arvot samoille kaasuille myös polysulfoniaineesta tehdyn jatkuvan 60 6 1 6 3 6 tiiviin kalvon läpi. Minkä tahansa kahden P:n tai Ρ/ί?:η arvon suhde määrittelee likimääräisen erotustekijän näille kaasuille tiiviin kalvon tai vastaavasti monikomponenttikalvon läpi. Esimerkki kuvaa selvää taipumusta siihen, että läpäisevyydet monikomponenttikäi-voille yleensä vaihtelevat kaasusta toiseen samassa järjestyksessä kuin läpäisevyydet tiiviille polysulfoni-kalvolle. Tämä taipumus osoittaa, että huokoisen erotuskalvon aine aikaansaa huomattavan osan monikomponenttikalvon erotuksesta. Tämä esimerkki osoittaa myös, että monikomponenttikalvoa voidaan käyttää erottamaan joku joukosta kaasuja toisistaan. Taulukosta nähdään esimerkiksi, että ΝΗ^ voitaisiin helposti erottaa H^sta tai N2:sta, He CH^tsta, N20 N2:sta, 02 N^sta tai H2S CH^:sta käyttäen tätä monikomponent-tikalvoa. Monikomponenttikalvojen läpäisynopeuksien etu on osoitettu taulukossa VI esitetyillä arvoilla.Example 23 (Table VI) shows the permeabilities (P / ii) for a number of gases through a multicomponent film using a hollow, porous polysulfone fiber separation film. Example 23 also shows the same values for the same gases through a continuous 60 6 1 6 3 6 dense film made of polysulfonic material. The ratio of any two values of P or Ρ / ί?: Η determines the approximate difference factor for these gases through a dense membrane or a multicomponent membrane, respectively. The example illustrates the clear tendency for permeabilities for multicomponent curves to generally vary from gas to gas in the same order as permeabilities for a dense polysulfone film. This tendency indicates that the porous separating film material provides a significant portion of the multicomponent film separation. This example also shows that a multicomponent membrane can be used to separate any of a number of gases from each other. For example, it can be seen from the table that voitaisiin 2 could be easily separated from H 2 or N 2, He 2 CH 2, N 2 O, N 2, O 2 N 2 or H 2 S CH 2 using this multicomponent film. The advantage of the permeation rates of multicomponent films is demonstrated by the values shown in Table VI.
61 61636 0 >61 61636 0>
1 -I1 -I
(d ft)(d ft)
μ Eμ E
ω ι •Η ΙΌ Ο ·Η λ; c ο ο 3 Μη X: rH rö 3 ^• ι • Η ΙΌ Ο · Η λ; c ο ο 3 Μη X: rH rö 3 ^
£ [f) V— LOLOCNJCDOJ£ [f) V— LOLOCNJCDOJ
(1) ^"Ί V*" ϋζ f' S'(1) ^ "Ί V *" ϋζ f 'S'
Kfl rHOOOOCNCDv-t-J-Csloo^-CNl 3Kfl rHOOOOCNCDv-t-J-Csloo ^ -CNl 3
-μ o t— co co i_n oo to oo v- X-μ o t— co co i_n oo to oo v- X
+-> CM tn μ >1 X ,α1 :r0 QJ '—' > X X1 ω Dh •h 3 *h+ -> CM tn μ> 1 X, α1: r0 QJ '-'> X X1 ω Dh • h 3 * h
Cm O >Cm O>
:r0 > -H: r0> -H
rH ι—ι ·μ 3 μ»rH ι — ι · μ 3 μ »
G EG E
O I 3 > O > ι—I ·Η 3 3 c x E ο μ •Η Μη 3 μ μ ι-d μ 3 c tfl cu >, c μ o o a CmO I 3> O> ι — I · Η 3 3 c x E ο μ • Η Μη 3 μ μ ι-d μ 3 c tfl cu>, c μ o o a Cm
BB
O :rd E μ O tnO: rd E μ O tn
G -HG -H
O > ΛO> Λ
g -H Og -H O
•H > 3 μ ι—ι ω 3• H> 3 μ ι — ι ω 3
>, td E>, td E
>, ·Γ"> ·Η 3 > μ ω Λ μ to M n) CO μ μ μ j3- -ί μ •H o Q) μ *> * * " " * :3 > c ομμμοο*— οομμιμτ-ν>, · Γ "> · Η 3> μ ω Λ μ to M n) CO μ μ μ j3- -ί μ • H o Q) μ *> * *" "*: 3> c ομμμοο * - οομμιμτ-ν
Cm μ οΧ'ί-'μ’^’^-μμCm μ οΧ'ί-'μ '^' ^ - μμ
:rd 3 CM '-η CM: rd 3 CM '-η CM
μ χ 0-¾) tn ο μ c 3 χχ α> μ μ •μ ο c ci μ ο ω <ρ s 3 ι 3 ·μ x e ο c μ ω μ •μ 3 > ω > >.μ χ 0-¾) tn ο μ c 3 χχ α> μ μ • μ ο c ci μ ο ω <ρ s 3 ι 3 · μ x e ο c μ ω μ • μ 3> ω>>.
ω μ >, Ο cc Cm μ μ μ > •r-1 ο .χω μ>, Ο cc Cm μ μ μ> • r-1 ο .χ
Ai -XAi -X
,γ μ 3 a) ci -=* μ g (λ μ ο μ cc J- Ε 3 μ g :ημ<ι>μομμμΕομμ, γ μ 3 a) ci - = * μ g (λ μ ο μ cc J- Ε 3 μ g: ημ <ι> μομμμΕομμ
3 to -ι e E E E u E o < o o E O3 to -ι e E E E u E o <o o E O
μ ω e 62 , 61636μ ω e 62, 61636
3 I3 I
Α Ή 3 3 ·Η 3 3 nd >—f I o LD ·π μ 3 10 r 3 I -μ to 3 CM μ :3 3Α Ή 3 3 · Η 3 3 nd> —f I o LD · π μ 3 10 r 3 I -μ to 3 CM μ: 3 3
P E ·Η to fOP E · Η to fO
-μ 3 o to to a 3 -h > to g 3 a 3 3 0 0 3 3 X X I Ό 3 Ό Ή ε Ή 3 - Η Ο ·Η 3 0 3 A 3 to g •r-ι 2 ro <υ •μ Ο ^ A 3 to d* I—13 ·Η X 3 co 3 0) 3 μ 3 6 > -μ Ai to I ο ·Η 3 a; 3, a: Ai 3 >1 μ μ ai μ 3 :3 " 0) 3 3 > ·η O to-μ 3 o to to a 3 -h> to g 3 a 3 3 0 0 3 3 XXI Ό 3 Ό Ή ε Ή 3 - Η Ο · Η 3 0 3 A 3 to g • r-ι 2 ro <υ • μ Ο ^ A 3 to d * I — 13 · Η X 3 co 3 0) 3 μ 3 6> -μ Ai to I ο · Η 3 a; 3, a: Ai 3> 1 μ μ ai μ 3: 3 "0) 3 3> · η O to
0) > O > -H0)> O> -H
Ό O J- rH ε •H μ oo 3 :3 •h 0) :θ T- X μ 3 rH A to μ rH ·Η Ό 3 ·Η 3 O to 3 μ 3 η > A 3 0 :3 Ή >ι W) 3 :3 3 3 Η 0) έ •η A 3 >, ·Η Ο ι tn 3 3 > ·Η Α Ο 0) 3 3 S μ Ό 3 Ο Ο >Η >, 1 μ 3 0 3 >, "μ μ to to > ^33 :3 >1 0) C3 to Η :3 μ to >ι > μ ο -η μ μ 3 μ Ο :3 >, 3 ο μ ·η μ μ > ο μ to 3 :3 μ Ο 3 :3 α) μ 3 μ μ A3 ι μ 0) 0) ·Η -Η CM >, μ-οε ooh 0:3Ό O J- rH ε • H μ oo 3: 3 • h 0): θ T- X μ 3 rH A to μ rH · Η Ό 3 · Η 3 O to 3 μ 3 η> A 3 0: 3 Ή> ι W) 3: 3 3 3 Η 0) έ • η A 3>, · Η Ο ι tn 3 3> · Η Α Ο 0) 3 3 S μ Ό 3 Ο Ο> Η>, 1 μ 3 0 3> , "μ μ to> ^ 33: 3> 1 0) C3 to Η: 3 μ to> ι> μ ο -η μ μ 3 μ Ο: 3>, 3 ο μ · η μ μ> ο μ to 3 : 3 μ Ο 3: 3 α) μ 3 μ μ A3 ι μ 0) 0) · Η -Η CM>, μ-οε ooh 0: 3
Η >, > A > AΗ>,> A> A
o >, ·η μοχΗ3 >>μ 33 μ Ο 3 μωιο αο3 > ο 3 to ο ·η ω 3 μ α ·η α μ >, to to 3 3 •Η^ομ μ μ ο to a 0) μ A 3 3 μ α ο 0) μ:3 0 0) 0) 3 Α :3 10 30 3μμ3μ·π 3 3 O to 3 μ to ε 3 · Ο Οι >1 3 3 ·Η :3 03 6 μ μ 3 > μ a to to ομ μ·πμ e to 3 A :3 μ ·Η ·Η Ο ·Η 3 ·Η :3 Λ μ 3 A to to 3 (A :3 :3 •HAA O m) to 3 :3 333 6 c ε 3 μ ε o μ A o μ μ to 6 3 3 3 3 -H 3 33 ·Η 3 μ 3 3 3 μεο a μ 3 ε μ ·η 3 o > 0 μ 3 Ο ·η to Ό 3 μ 30333Α >> Α 3 6 ·μ 6 Λ 3 >ι >ι 3 A ·Η 3 >, >Η to 3 μ >, > 333 3 3 3 3 μ 3 to ·Η 3 :3 μ to •Η Η ·Η bo 3 to μ 3 3 ·Η •·3 > tr: :3 μ μ 3 μ :3 α 3 ·η ε 3 >, μ >, α :3 Ο ·Η ε :3 3 :3 3 :3 :3 Ο Α μ ΟΗΑΑΑΑμ N /-Ν /—Ν 3 Α) Ο Κ 63 61636o>, · η μοχΗ3 >> μ 33 μ Ο 3 μωιο αο3> ο 3 to ο · η ω 3 μ α · η α μ>, to to 3 3 • Η ^ ομ μ μ ο to a 0) μ A 3 3 μ α ο 0) μ: 3 0 0) 0) 3 Α: 3 10 30 3μμ3μ · π 3 3 O to 3 μ to ε 3 · Ο Οι> 1 3 3 · Η: 3 03 6 μ μ 3> μ a to to ομ μ · πμ e to 3 A: 3 μ · Η · Η Ο · Η 3 · Η: 3 Λ μ 3 A to to 3 (A: 3: 3 • HAA O m) to 3: 3 333 6 c ε 3 μ ε o μ A o μ μ to 6 3 3 3 3 -H 3 33 · Η 3 μ 3 3 3 μεο a μ 3 ε μ · η 3 o> 0 μ 3 Ο · η to Ό 3 μ 30333Α >> Α 3 6 · μ 6 Λ 3> ι> ι 3 A · Η 3>,> Η to 3 μ>,> 333 3 3 3 3 μ 3 to · Η 3: 3 μ to • Η Η · Η bo 3 to μ 3 3 · Η • · 3> tr:: 3 μ μ 3 μ: 3 α 3 · η ε 3>, μ>, α: 3 Ο · Η ε: 3 3: 3 3: 3: 3 Ο Α μ ΟΗΑΑΑΑμ N / -Ν / —Ν 3 Α) Ο Κ 63 61636
Vertailuesimerkit 2*1-26 (eivät ole keksinnön mukaisia)Comparative Examples 2 * 1-26 (not according to the invention)
Esimerkit 24-26 on esitetty taulukossa VII ja ne o so i. i; i rivat, että eivät kaikki yhdistelmäkalvot kuulu keksinnön piiriin, tn. ,(tina monikomponenttikalvoa, jonka erotustekijä on merkittävästi suurempi kuin päällystysaineen määritetty ominaiserotustckijä, vaikku ne koostuisivatkin huokoisista erotuskalvoista ja päällystysaL-neista, joista jokaista voidaan käyttää muiden päällystysaiaie iden tai huokoisten erotuskalvojen kanssa antamaan monikomponentt i ka 1 -voja tämän keksinnön mukaisesti.Examples 24-26 are shown in Table VII and are so i. I; i find that not all composite films are within the scope of the invention, i.e. , (tin multicomponent film having a separation factor significantly greater than the determined specific separation factor of the coating material, even if they consist of porous separating films and coating l-sheets, each of which can be used with other coating compositions or porous separating films according to the invention.
Esimerkki 24 tarjoaa monikomponenttikalvon, jossa on esi-vulkanoitu silikonikautsupäällyste huokoisella polysulfoni-erotus-kalvolla. Koska esivulkanoidulla silikonikautsulla voi oltu .liian suuret molekyyliulottuvuudet, että voitaisiin odottaa sen sulkevan huokoset mallin mukaisesti, esimerkiksi, molekyylit voivat ainoastaan yhdistää huokoset, päällyste ei muuta huokosten vastusta ilmavirtaukselle. Esimerkissä 24 päällysteyhdiste on esivulkanoi-tu polymeeri, jolla on sama pääasiallinen polymeerirunko kuin Sylgard 184:llä, jota on kuvattu esimerkiksi esimerkeissä 11, 14 ja 15 taulukossa III. Esivulkanoidulla silikonikautsulla on kuitenkin paljon suurempi molekyylipaino ja -koko kuin Sylgard 184: itä, mikä johtuu esivulkanoinnista, eikä siten ilmeisesti voi täyttää huokosia ja niinmuodoin yhdistelmäkalvon erotustekijä on yhtä suuri (koevirheiden puitteissa) kuin päällysteaineen erotustekijä.Example 24 provides a multicomponent film having a pre-vulcanized silicone rubber coating with a porous polysulfone separation film. Since the pre-vulcanized silicone rubber may have too large molecular dimensions to be expected to close the pores according to the pattern, for example, the molecules can only connect the pores, the coating does not change the resistance of the pores to air flow. In Example 24, the coating compound is a pre-vulcanized polymer having the same major polymer backbone as Sylgard 184, described, for example, in Examples 11, 14 and 15 in Table III. However, the pre-vulcanized silicone rubber has a much higher molecular weight and size than Sylgard 184 due to the pre-vulcanization and thus apparently cannot fill the pores and thus the composite film separation factor is as high (within test errors) as the coating separation factor.
Esimerkki 25 kuvaa monikomponenttikalvoa, jossa Sylgard 184 on käytetty päällysteaineena ja huokoista polyakryylinitri.il iä erotuskalvona. Polyakryylinitriilin läpäisevyys kaasuille on hyvin alhainen, kun se on jatkuvassa, huokosettomassa muodossa. Malliin viitaten tällaisella huokoisella erotuskalvolla on hyvin suuri vastus virtaukselle sen kiinteiden osien läpi, niin että, kun suuren läpäisevyyden omaava päällysteaine, kuten Sylgard 184, on suljetussa kosketuksessa sen kanssa, tapahtuu kaasuvirtaus vallitsevasti päällysteen ja tukittujen huokosten läpi, ja siten monikomponentt ikalvon erotustekijä on yhtä suuri tai pienempi kuin päällys-tekalvon erotustekijä.Example 25 illustrates a multicomponent film in which Sylgard 184 has been used as a coating material and porous polyacrylonitrile as a separating film. The permeability of polyacrylonitrile to gases is very low when it is in a continuous, non-porous form. Referring to the model, such a porous separating film has a very high resistance to flow through its solid parts, so that when a high permeability coating material such as Sylgard 184 is in closed contact with it, gas flow predominantly through the coating and the clogged pores, and thus the multicomponent large or smaller than the cover-membrane separation factor.
Esimerkissä 26 kuvatun monikomponenttikä 1 von erotus!ek i jä 64 616 3 6 on pienempi kuin päallysteaineen määritetty ominaiserotust ok i ]ä. Tämä tilanne on samanlainen kuin esimerkissä ?4 esitetty sikäli, että päällysteaineena käytetyllä polyvinyylibutyrauli]la on suuri molekyylipaino. Lisäksi se ei kostuta polysulfonia yhtä hyvin kuin monet silikonit ja muut edulliset päällysteet. EdelTeen polyvinyy-libutyraalilla on suhteellisen alhainen läpäisevyys. Havainto, tätä monikomponenttikalvon erotustekijä on pienempi kuin päällysle-aineelta odotettu erotustekijä, tuo mieleen, että päällysteessä itsessään on puutteita.The difference between the multicomponent 1 described in Example 26 and 64 616 3 6 is less than the determined specific separation of the topcoat. This situation is similar to that shown in Example 4 in that the polyvinyl butyral] 1a used as a coating material has a high molecular weight. In addition, it does not wet polysulfone as well as many silicones and other inexpensive coatings. EdelTeen polyvinyl libutyral has a relatively low permeability. The finding that this multi-component film has a lower separation factor than that expected from the coating material is reminiscent of the shortcomings of the coating itself.
Taulukko VII (ei keksinnön mukainen)Table VII (not according to the invention)
Esimerkki 24 Päällyste General Electric 4164 esivulkanoi- tu silikonikautsuExample 24 Coating General Electric 4164 pre-vulcanized silicone rubber
Huokoinen ontto kuitukalvo Polysulfoni P-3600 Union CarbidePorous hollow fiber film Polysulfone P-3600 Union Carbide
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Päällystysmenetelmäa ECoating Method E
Päällysteaineen määritetty Olille N^:n suhteen 1,/ omi nais erotus teki jä*3 -4The coefficient determined for Olille with respect to N 2 was 1, the characteristic difference was * 3 -4
Huokoisen erotuskalvon läpäi- Ilmalle HB x l] e sevyysPermeability of the porous separation membrane to air HB x l] e
Huokoisen erotuskalvon ero- Olille n suhteen 1,0 tustekijThe difference between the porosity of the porous separating film and the ol is n
Monikomponenttikalvon ero- Olille suhteen 1,61 tustekijä*3The difference factor of 1.61 for the multicomponent membrane is 3 *
Monikomponenttikalvon lä- C^Hle 4>1 x ^ c paisevyysThe swellability of the multicomponent film is C ^ Hle 4> 1 x ^ c
Esimerkki 25 65 61 6 3 6 Päällyste Dow Corning Sylgard 184 jälkivul- kanoitu silikonikautsuExample 25 65 61 6 3 6 Coating Dow Corning Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber
Huokoinen, ontto kuitukalvo Polyakryylinitrii1iPorous, hollow fibrous film Polyacrylonitrile
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Päällystysmenetelmäa FCoating method F
Päällysteaineen määritetty O^.'lle N^n GU^teen 7 , 8 ominaiserotustekij ä^ -3Coating agent assigned to O ^. N ^ n GU ^ te 7, 8 characteristic resolution factor ^ -3
Huokoisen erotuskalvon lä- Ilmalle ? x 10 c paisevyysThrough the porous separating membrane? x 10 c swelling
Huokoisen erotuskalvon ero- 0„:lle N9:n suhteen 1,0 . . , . . „b tusteki]aThe difference in porosity of the porous separation film with respect to N9 is 1.0. . ,. . „B tusteki] a
Monikomponenttikalvon ero- Olille N^in suhteen 1,9 tustekij ä^ -r>The difference in the multicomponent membrane with respect to N 2 is 1.9
Monikomponenttikalvon lä- Olille 1,7 x 10 läpäisevyys0Transparency of the multicomponent membrane 1.7 x 10
Esimerkki 26 Päällyste PolyvinyylibufyraallExample 26 Coating Polyvinyl buffer
Huokoinen, ontto kuitukalvo Polysulfoni P-3800 Union CurhidePorous, hollow fiber film Polysulfone P-3800 Union Curhide
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Päällystysmenetelmäa CCoating method C
Päällysteaineen määritetty Olille N?:n suhteen 4,7 ominaiserotusteki j ä^ -4The coating material was determined to have a specific resolution factor of 4.7 for Olille N? -4
Huokoisen erotuskalvon lä- Ilmalle 1,8 x 10 c paisevyysThe porosity of the porous separating film is 1.8 x 10 c
Huokoisen erotuskalvon ero- 0 :lle N :n suhteen 1,0 e + V· · -b tusteki]aThe difference between the porosity of the porous separating film with respect to N is 1.0 e + V · · -b
Monikomponenttikalvon ero- 0 :lle N :n suhteen 4,0 4- +. i · · -b 1 7 t u s t e k i j aThe difference between the multicomponent membrane and N with respect to N is 4.0 4- +. i · · -b 1 7 t u s t e k i j a
Monikomponent t ikalvon lä- Ovelle 1,4 x 1 ^The multicomponent membrane is 1.4 x 1 ^
OO
paisevyys“ 66 _ - 6 '1 6 3 6swelling “66 _ - 6 '1 6 3 6
(a) kuten alahuomautus d taulukossa I(a) as footnote (d) in Table I.
(b) kuten alahuomautus e taulukossa I(b) as in footnote (e) to Table I.
(c) kuten alahuomautus a taulukossa I(c) as footnote (a) in Table I.
Esimerkit 27-34Examples 27-34
Esimerkit 27-34 on esitetty taulukossa VIII ja ne kuvaavat sarjaa huokoisen erotuskalvon käsittelyjä kehruun jälkeen ja tapaa, jolla nämä käsittelyt vaikuttavat monikomponen11ikä 1vojen, jotka on tehty tällaisista jälkikäsitellyistä huokoisista erotus-kalvoista, erotusominaisuuksiin. Taulukossa VIII päällysteaine ja levitysmenetelmä ovat pääasiallisesti samat sen korostamiseksi, että muutokset monikomponenttikalvon läpäisevyysuopeudessa ja ero-tustekijässä (sekä ilman että CO/H^-kaasuseoksen syötössä) ilmeisesti johtuvat muutoksista huokoisen erotuskalvon suhteellisen tiheällä alueilla. Käsittelyjen uskotaan vaikuttavan käytettävissä olevaan huokosten poikkileikkauspinta-alaan (Ag) suhteessa huokoisen erotuskalvon kokonaispinta-alaan (A£ + A^). A^:n lisäys suhteessa kokonaispinta-alaan aiheuttaa lisäyksen suhteelliseen vastukseen virtaukselle huokosten läpi huokoisessa erotus- ja moni-komponenttikalvossa. Tämä puolestaan pakottaa enemmän läpäissyttä kaasua virtaamaan huokoisen erotuskalvoaineen läpi ja monikompo-nenttikalvon erotustekijä tulee lähemmäksi huokoisen erotuskalvon aineen ominaiserotustekijää.Examples 27-34 are shown in Table VIII and describe a series of porous separation film treatments after spinning and the manner in which these treatments affect the separation properties of multicomponent ages made from such post-treated porous separation films. In Table VIII, the coating material and the application method are essentially the same to emphasize that changes in the permeability rate and separation factor of the multicomponent film (both air and CO / H 2 gas mixture feed) are apparently due to changes in the relatively dense pores of the porous separation film. The treatments are believed to affect the available pore cross-sectional area (Ag) relative to the total area of the porous separating film (A £ + A 2). The increase in N 1 relative to the total area causes an increase in the relative resistance to flow through the pores in the porous separation and multi-component film. This, in turn, forces more permeable gas to flow through the porous separation film material, and the separation factor of the multicomponent membrane becomes closer to the specific separation factor of the porous separation film material.
Kaikissa taulukon VIII esimerkeissä käytetty huokoinen ero-tuskalvo on huokoinen, ontto polysulfoni-kuitukalvo (Union Carbide, P-3500) samalta puolelta, joka märkäkehrättiin liuoksesta, jossa oli 25 % kiintoainetta dimetyyliformamidi-liuottimessa vesi-koa-guloimisaineeseen n. 3°C:ssa putkiaukkoisen suuttimen läpi, jossa reikään suihkutettiin vettä ja kuitupuolattiin nopeudella 21,4 m/ min. Huokoista erotuskalvoa, jota käytettiin kussakin esimerkissä, varastoidaan deionoidussa vedessä huoneen lämpötilassa kehruun jälkeen, kunnes ne joutuvat jälkikäsittelyprosessiin.The porous separating film used in all the examples in Table VIII is a porous, hollow polysulfone fibrous film (Union Carbide, P-3500) on the same side that was wet-spun from a solution of 25% solids in dimethylformamide solvent to a water coagulant at about 3 ° C. through a tubular orifice in which water was sprayed into the hole and the fibers were spooled at a speed of 21.4 m / min. The porous separating film used in each example is stored in deionized water at room temperature after spinning until they enter the post-treatment process.
Taulukko VIIITable VIII
Esimerkit 27-34Examples 27-34
Onton kuitukalvon jälkikäsittelyPost-treatment of hollow fibrous film
Esimerkkien 27-34 monikomponenttikalvoissu käytetään pää!- 67 61 636 lysteenä Dow Corning Sylgard 184 jälkivulkano i tua silikonikuut suu, seuraten taulukossa XVI esitettyä päällystysmenetelmää F. J.'il k i käsittely suoritettiin ontolle kuitukalvolle kehruun jälkeen, mutta ennen päällysteen levittämistä.The multicomponent films of Examples 27-34 are used as a headstock for Dow Corning Sylgard 184 post-vulcanized silicone fibers, following the coating method shown in Table XVI. The treatment was performed on the hollow fiber film after spinning but before coating.
Esimerkki 27 Jälkikäsittely Veden ilmahaihdutusExample 27 Post-treatment Evaporation of water
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Monikomponenttikalvon lä- 02:lle 1,5 x 10 a paisevyys1.5 x 10 a swelling for the multicomponent film
Monikomponenttikalvon ero- Ojille Njin suhteen 4,7 tustekij ä^ -4 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- Ilmalle 3,7 x 10 tuskalvon läpäisevyys3 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- Ojille N^rn suhteen 1,0 tuskalvon erotustekijDifference in the multicomponent membrane with respect to Oj 4.7 N-factor ^ -4 Post-treated porous difference- Air permeability 3.7 x 10 Transparency of the post-treated porous film
Esimerkki 28 Jälkikäsittely Veden ilmahaihdutusExample 28 Post-treatment Evaporation of water
Kaasusyöttö CO, H2Gas supply CO, H2
Rikastunut kaasu (läpäissyt Hj kaasu) r - 5Enriched gas (passed Hj gas) r - 5
Monikomponenttikalvon lä- Heille 7,6 x 10 a · a päisevyys7.6 x 10 a · a permeability of the multicomponent film
Monikomponenttikalvon ero- H-:lie CO:n suhteen 23,1 . . . . ...b tustekija -4 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- Heille n. 2,0 x 10 . a tuskalvon läpäisevyys Jälkikäsitellyn huokoisen ero- H_:lle CO:n suhteen n. 2,6 tuskalvon erotustekijä 68 61 63 6The difference H of the multicomponent film with respect to CO is 23.1. . . . ... b tust factor -4 After-treated porous difference- For them about 2.0 x 10. membrane permeability for post-treated porous difference H_ with respect to CO approx. 2.6 membrane separation factor 68 61 63 6
Esimerkki 29 Jälkikäsittely Veden ilmahaihdutus; mitä seuraa altistaminen asetoni höyry 1 le ?5°0: ssa ontelotyhjöllä; mitä seuraa ve-siupotuksen ja metanoliupotuksen vuorottelu ontelotyhjöllä (3 kertaa); mitä seuraa vesiupotuksen ja iso-propyy1ia1koholiupotuksen vuorottelu (2 kertaa)Example 29 Post-treatment Evaporation of water; followed by exposure to acetone vapor at 1 ° C at 5 ° C; followed by alternation of water immersion and methanol immersion with a cavity vacuum (3 times); followed by alternation of immersion in water and isopropyl immersion (2 times)
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Monikomponenttikalvon lä- 0?:lle 7,7 x 10~G7.7 x 10 ~ G for the multicomponent film
paisevyyspermeability
Monikomponenttikalvon ero- 0o:lle N0:n suhteen 5,3 . . b il tustekijä . -5 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- 09:lle 3,5 x 10 • 3. ^ tuskalvon läpäisevyys Jälkikäsitellyn huokoisen ero- 0„:lle N0:n suhteen 1,0 v cc tuskalvon erotustekijäD Esimerkki 30 Jälkikäsittely Veden ilmahaihdutus; mitä seuraa altistaminen asetonihöyrylle 25 C: ssa ontelotyhjöllä; mitä seuraa vesiupotuksen ja metanoliupotuksen vuorottelu ontelotyhjöllä (3 kertaa); mitä seuraa vesiupotuksen ja isopropyylialkoholiupotuksen vuorottelu (2 kertaa)The difference of the multicomponent film with respect to NO0 is 5.3. . b il tust factor. -5 Permeability of the post-treated porous membrane to 3.5 x 10 • 3. ^ permeability of the post-treated porous membrane to N0 1.0 v cc membrane separation factor D Example 30 Post-treatment Evaporation of water; followed by exposure to acetone vapor at 25 ° C under vacuum; followed by alternation of immersion in water and immersion in methanol with a cavity vacuum (3 times); followed by alternation of immersion in water and immersion in isopropyl alcohol (2 times)
Kaasusyöttö CO, H2Gas supply CO, H2
Rikastunut kaasu (läpäissyt kaasu)Enriched gas (gas passed)
Monikomponenttikalvon lä- Heille k,5 x 10 SFor the multicomponent membrane k, 5 x 10 S
.. · a paisevyys.. · a swelling
Monikomponenttikalvon ero- Heille C0:n suhteen 30,4 tustekij ä^ -4 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- f^lle 1,5 x 10 tuskalvon läpäisevyys3 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- H ‘.lie C0:n suhteen 5,1 c tuskalvon erotustekijäuPermeability of the multicomponent film with respect to C0 30.4 tact factor ^ -4 Permeability of the post-treated porous diffuser
Esimerkki 31 69 61636 Jälkikäsittely Veden ilmahaihdutus; mihä seuraa kuumentaminen kuumassa ilmauunissa 80-9S°C:ssa n. 3 tuntiaExample 31 69 61636 Post-treatment Evaporation of water; followed by heating in a hot air oven at 80-9 ° C for about 3 hours
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
. . — C. . - C
Monikomponenttikalvon lä- CL·:lie 1,6 x 10 ... a ^ paisevyysThe permeability of the multicomponent film is 1.6 x 10 ... a ^
Monikomponenttikalvon ero- 0„:lle N„:n suhteen 5,0 . . b ^ ^ tustekijä Jälkikäsitellyn huokoisen ero- Ilmalle 3,7 x 10~4 tuskalvon läpäisevyys3 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- CL· :lie N :n suhteen 1,0 L C. C.The difference of the multicomponent film with respect to N is 5.0. . b ^ ^ transduction factor Permeability of post-treated porous air to air permeability 3.7 x 10 ~ 4 Transparency of post-treated porous difference- 1.0 L C. C.
tuskalvon erotustekijäD Esimerkki 32 Jälkikäsittely Veden ilmahaihdutus; mitä seuraa kuumentaminen kuumailmauunissa 80-95°C:ssa n. 3 tuntiamembrane separation factor D Example 32 Post-treatment Evaporation of water; followed by heating in a hot air oven at 80-95 ° C for about 3 hours
Kaasusyöttö CO, H2Gas supply CO, H2
Rikastunut kaasu (läpäissyt kaasu)Enriched gas (gas passed)
Monikomponenttikalvon lä- 1^:Ile 9,8 x 10 5 päisevyys3The permeability of the multicomponent film to 9.8 x 10 5 permeability3
Monikomponenttikalvon ero- H^-'lle CO:n suhteen 23 tustekijä^ _ Jälkikäsitellyn huokoisen ero- H?:lle n, 2,5 x 10 e ^ tuskalvon läpäisevyysPermeability of the multicomponent film to H 2 with respect to CO 23 permeability of the post-treated porous difference to H 2, 2.5 x 10
Jälkikäsitellyn huokoisen ero- H_:lle CO:n suhteen n. 1,3 tuskalvon erotustekijäDFor the post-treated porous difference H_ with respect to CO, a separation factor D of about 1.3
Esimerkki 33 70 61 636 Jälkikäsittely Kuivataan vaihtamalla vesi isopro- pyylialkoholiin; mitä seuraa iso-propyylin vaihtaminen pantaaniin, mitä seuraa pentaanin ilmahaihdutusExample 33 70 61 636 Post-treatment Dry by exchanging water for isopropyl alcohol; followed by exchange of isopropyl for pantane, followed by evaporation of pentane
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Monikomponenttikalvon lä- 0?:lie 2,0 x 10-5 ... a ^ paxsevyysThe multicomponent film has a thickness of 2.0 x 10-5 ... a ^
Monikomponenttikalvon ero- O0:lle N„:n suhteen 4,2 ^ 2 2 tustekijäuThe difference factor of the multicomponent membrane with respect to N 2 is 4.2 ^ 2 2
. . . _ O. . . _ O
Jälkikäsitellyn huokoisen ero- Ilmalle 1,5 x 10 tuskalvon läpäisevyys3 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- CL·:lie N0:n suhteen 1,0 2 2 tuskalvon erotustekijäD Esimerkki 34 Jälkikäsittely Kuivataan vaihtamalla vesi isopro- pyylialkoholiin; mitä seuraa iso- propyylialkoholin vaihtaminen pen-taaniin, mitä seuraa pentaanin ilmahaihdutusPermeability of the post-treated porous membrane to air 1.5 x 10 Permeability of the post-treated porous membrane to the · · · · to N0 of the post-treated porous membrane Example 2 Post-treatment Dry by exchanging water for isopropyl alcohol; followed by conversion of isopropyl alcohol to pentane, followed by evaporation of the pentane
Kaasusyöttö CO, H2Gas supply CO, H2
Rikastunut kaasu (läpäissyt H2 kaasu)Enriched gas (passed H2 gas)
Monikomponenttikalvon lä- Heille 1,2 x 10-'4 u · a 1 päisevyys1.2 x 10-'4 u · a 1 permeability of the multicomponent film
Monikomponenttikalvon ero- H0:lle CO:n suhteen 15,9The difference of the multicomponent membrane for H0 with respect to CO is 15.9
tustekijäDtustekijäD
. , · — il Jälkikäsitellyn huokoisen ero- H2:lle n. 2,5 x 10 tuskalvon läpäisevyys3 Jälkikäsitellyn huokoisen ero- H^lle CO:n suhteen n. 1,3 tuskalvon erotustekijä^. , · - il Permeability of the post-treated porous difference H 2 to about 2.5 x 10 Tissue membrane3 Post-treated porous difference H 2 to CO about 1.3 Tissue separation factor ^
(a) kuten alahuomautus a taulukossa I(a) as footnote (a) in Table I.
(b) kuten alahuomautus e taulukossa I(b) as in footnote (e) to Table I.
71 6163671 61636
Esimerkit 35-39Examples 35-39
Taulukossa IX esitetyt esimerkit 35-39 kuvaavat vaikutusta, joka lisäaineilla päällysteaineessa on monikomponenttikalvon erotustekijään kaksikaasuseosten syöttövirroille (ilma ja CO/H^). Näitä lisäaineita yhdistetään päällysteaineeseen pienissä määrissä ennen päällysteen levittämistä huokoiselle erotuskalvolle. Tällaiset lisäaineet voivat muuttaa monikomponenttikalvojen erotus-ominaisuuksia, esimerkiksi muuttamalla päällysteaineen kostutus-ominaisuuksia ja vaikuttaen siten sen kykyyn olla suljetussa kosketuksessa huokoisen erotuskalvon kanssa. Jos lisäaine parantaa suljettua kosketusta, odotetaan monikomponenttikalvon erotusteki-jän tällaisen lisäaineen kanssa olevan lähempänä huokoisen erotus-kalvon aineen ominaiserotustekijää kuin samanlaisen monikomponenttikalvon erotustekijä ilman tällaista lisäainetta.Examples 35-39 in Table IX illustrate the effect that additives in the coating material have on the multicomponent film separation factor for the feed streams of the bi-gas mixtures (air and CO / H 2). These additives are combined with the coating material in small amounts before the coating is applied to the porous separating film. Such additives can alter the separating properties of multicomponent films, for example, by altering the wetting properties of the coating material and thus affecting its ability to be in closed contact with the porous separating film. If the additive improves sealed contact, the multicomponent film separation factor with such an additive is expected to be closer to the specific separation factor of the porous separation film material than that of a similar multicomponent film without such an additive.
Huokoiset, ontot erotuskuitukalvot, joita esimerkeissä 35-39 käytettiin, olivat kaikki samalta puolalta ja ne oli tehty polysulfonista (P-3500) erittäin huokoisessa muodossa (ks. ala-huomautus a) kehräämällä saman menetelmän mukaisesti kuin esimerkkien 27 — 3<4 ontot kuidut. Polysulfonin määritetty ominaiserotuste-kijä Olille N2:n suhteen ilmasyötöstä on n. 6,0 ja Heille CO:n suhteen CO/H^-seoksesta n. 40.The porous, hollow separation fiber films used in Examples 35-39 were all from the same spool 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 27-3 <4. . The determined specific separation factor of polysulfone for Olille N2 from the air supply is about 6.0 and for Heille CO for the CO / H 2 mixture is about 40.
17 6163617 61636
I I II I I
Μ ·Η ·Η J- ·Η IΜ · Η · Η J- · Η I
C O C 00 (/3 ·Η •H CO 3 V ^ m ·ΗC O C 00 (/ 3 · Η • H CO 3 V ^ m · Η
C J- P 02 δ <U S-IC J- P 02 δ <U S-I
03 (3 bp c I (1)03 (3 bp c I (1)
CD Oi-HH d ίΡ·Η -H PCD Oi-HH d ίΡ · Η -H P
οο Ο οο P -H CO dP -H +J C E p 5(0+-1 C OJ O ?1 in c/j p > - χ _ 5M?ip "OOflOJ ο -μ C QWQl-PrV JO^rl ft CM p *§ ^οο Ο οο P -H CO dP -H + JCE p 5 (0 + -1 C OJ O? 1 in c / jp> - χ _ 5M? ip "OOflOJ ο -μ C QWQl-PrV JO ^ rl ft CM p * § ^
•n tap I• n tap I
H C -rl PH C -rl P
λ: ·η i γη en P C 3- Ifl Ή + +J 03 C 3,¾ CO 3 CO 00 Ο T- H 0) p ro (_> oo p p A<λ: · η i γη en P C 3- Ifl Ή + + J 03 C 3, ¾ CO 3 CO 00 Ο T- H 0) p ro (_> oo p p A <
+-> > +J -Γ-i CD CO+ ->> + J -Γ-i CD CO
P g > ·η ·μ c m OH K O O oo 3- 03 0 ¾ 0) CX I r-P g> · η · μ c m OH K O O oo 3- 03 0 ¾ 0) CX I r-
(0 I(0 I
C bO CC bO C
O CPO CP
> I '•H C> I '• H C
H 0) I -r-t C 03 P C" E -H C p in o2 oo ·η co p o p •V) Ό ·Η P O dP ·Η +j >vH (0 C 00 Γ- μ» -π >,>; 3 o j- a) * - C O So oo >M1) j- o 0) Oh +J i—I Q CSJ o +-i τ αH 0) I -rt C 03 PC "E -HC p in o2 oo · η co pop • V) Ό · Η PO dP · Η + j> vH (0 C 00 Γ- μ» -π>,>; 3 o j- a) * - CO So oo> M1) j- o 0) Oh + J i — IQ CSJ o + -i τ α
R, bp IR, bp I
E q I, -HO) δ I τ'-H r—t r—I Ή x dj I ·η c P >>r-jE q I, -HO) δ I τ'-H r — t r — I Ή x dj I · η c P >> r-j
•H CD g >H C μ bO>iP• H CD g> H C μ bO> iP
C oo'HcoPO cop Q -n-HPO dP ,¾ E >,H(0 0·η cdlo iH Χ,Υ 3 o CNJ £ ΌC oo'HcoPO cop Q -n-HPO dP, ¾ E>, H (0 0 · η cdlo iH Χ, Υ 3 o CNJ £ Ό
to O >i O Q O ''•rt P 3- CDto O> i O Q O '' • rt P 3- CD
pi Oh -μ j—I O (N O > ^ t— *Ί 1pi Oh -μ j — I O (N O> ^ t— * Ί 1
rQ ·Η * ·Μ OrQ · Η * · Μ O
> (0 -H C> (0 -H C
CO I ·Η C μ ΟΟ C οο ·Η ι—I Ρ Ο o; ό Smu ι Ό >> >, C0 •η η + ί! 3 ο οοο Ρ Ο 51 Ο Ο ο τ' τ α 0η £ ι—I Ο cm ι οο οο •γΗ Ρ :p (0 •Η ι—tCO I · Η C μ ΟΟ C οο · Η ι — I Ρ Ο o; ό Smu ι Ό >>>, C0 • η η + ί! 3 ο οοο Ρ Ο 51 Ο Ο ο τ 'τ α 0η £ ι — I Ο cm ι οο οο • γΗ Ρ: p (0 • Η ι — t
CC
ρ •Η > ϋ_ (13 :Ρ :Ρ ι—I το το Ο ·Η ·Ηρ • Η> ϋ_ (13: Ρ: Ρ ι — I το το Ο · Η · Η
X XX X
Ρ Ρ Ρ (0 +-> +-1 (0 (0 (0 $ 5 5Ρ Ρ Ρ (0 + -> + -1 (0 (0 (0 $ 5 5
•S S S• S S S
Ρ Ρ Ρ Ρ +-1 λ α α 1/3 Ρ Ο Ο > α > > r~i Ή γΗ γ—( ι—I Ρ Ρ Ρ -—' S :S S .-¾ δ Οι ·Η +-> Ρ +-> Ρ Ο -Η ++ + +Ρ Ρ Ρ Ρ + -1 λ α α 1/3 Ρ Ο Ο> α>> r ~ i Ή γΗ γ— (ι — I Ρ Ρ Ρ -— 'S: SS.-¾ δ Οι · Η + -> Ρ + -> Ρ Ο -Η ++ + +
α λ α Sα λ α S
χ α α ρ ρ ρ ρ μ ρ c co α ρ ρ ρ ο g ο λ, μ μ ο,α&α 2 co (o E ·· E ·· 0s μ >, >c o cm o σ P PrH m ,2 s ,2 cj ι—I Ε 1 1—t *rs rt Ρ ·Ρ :p :p C cm C cm Ρ co :p :p O O O 03 E- W0h Oh ' 73 61 6 36 φχ α α ρ ρ ρ ρ μ ρ c co α ρ ρ ρ ο g ο λ, μ μ ο, α & α 2 co (o E ·· E ·· 0s μ>,> co cm o σ P PrH m, 2 s , 2 cj ι — I Ε 1 1 — t * rs rt Ρ · Ρ: p: p C cm C cm Ρ co: p: p OOO 03 E- W0h Oh '73 61 6 36 φ
#\ ι—I# \ ι — I
αι η X) <ο •Η > ™ X) 3 Ο ί-ι (0 γ0 :3 3 °° Ο μ 3 ω αι ^αι η X) <ο • Η> ™ X) 3 Ο ί-ι (0 γ0: 3 3 °° Ο μ 3 ω αι ^
C ·Η COC · Η CO
o e :fö •H :3 C ·Π e μ ο ·Η Ο μ η ν ·η ω ω > G μ •μα; £ co c γη cd 3 Ο X +-1 μ c (0 ο μ ω k k 3 α; 3 ω μ 3 φ >, co X ·Η rH A 3 3 ο <—ι ο £ (¾ μ ·η ·Ηo e: fö • H: 3 C · Π e μ ο · Η Ο μ η ν · η ω ω> G μ • μα; £ co c γη cd 3 Ο X + -1 μ c (0 ο μ ω k k 3 α; 3 ω μ 3 φ>, co X · Η rH A 3 3 ο <—ι ο £ (¾ μ · η · Η
:3 G: 3 G
Η :3 3 Ο 3 (¾ *ι > οο > ^ οο >, 3 3 μ οο '-'μ -μα; tn no οο μ co c ο ο „ X 3 ο 3 ·η ^ ο μ ο ω 6 cj il ~ ·η η ω b 3 η Τ τ :<t co ·μ ο =3 οο co ε ι ·η n V- χ LO ο υ 3 m -s ΐ Τ »0 3 Ο X »0 ω η μ ο οΗ C0 < ΉΗ: 3 3 Ο 3 (¾ * ι> οο> ^ οο>, 3 3 μ οο '-'μ -μα; tn no οο μ co c ο ο „X 3 ο 3 · η ^ ο μ ο ω 6 cj il ~ · η η ω b 3 η Τ τ: <t co · μ ο = 3 οο co ε ι · η n V- χ LO ο υ 3 m -s ΐ Τ »0 3 Ο X» 0 ω η μ ο οΗ C0 <Ή
•μ c « C• μ c «C
ο; ·μ 3 3 S Φ η :3 μ 3 μ ο; k μ co μ ω μ ο; μ ο μ μη g ·μ 3 Η Ο (0 3 •μ 3 ·μ 3 *3 (ο ra o m m μ οο 1 ό α; cii co ^ m ne μ C0 3 οο f ^ >ι ·· μ 3 3 ο μ n οο ιο ο > μ η ο ο η 3ο > ο μ 3 ·γ-> ^ o co μ α; μ ο ^ ^ μ α; 3 3 η 3 " ο 3 ήο; · Μ 3 3 S Φ η: 3 μ 3 μ ο; k μ co μ ω μ ο; μ ο μ μη g · μ 3 Η Ο (0 3 • μ 3 · μ 3 * 3 (ο ra omm μ οο 1 ό α; cii co ^ m ne μ C0 3 οο f ^> ι ·· μ 3 3 ο μ n οο ιο ο> μ η ο ο η 3ο> ο μ 3 · γ-> ^ o co μ α; μ ο ^ ^ μ α; 3 3 η 3 "ο 3 ή
η ·Γ-> C0 3 ·μ 3 rHη · Γ-> C0 3 · μ 3 rH
•μ 3 μ rH X ·· μ 3 μ 3 Ο ·μ esi• μ 3 μ rH X ·· μ 3 μ 3 Ο · μ esi
μ μ 3 3 G Xμ μ 3 3 G X
3 co 3 X O3 co 3 X O
α; ·μ o co ·μ X τ- C o 3 0 ·μ o > μ μ 3 Hv- (¾ μ ·μ 3 e ·η g 3 μ 3 I Cο :3 o n c ε ·η η n co ω ο .—ι 3 3 •μ 3 co 3 >ι ·μ to c μ ο η α 3 o o e 3 co η 3 g 3 α, -η η 3 μ α> 3 ο η μ •μ ι ·μ c ή ·· λ; n c ·μ 3 ο; λ, ο η 3 > ε η ·(-> ο · rH 4—* ι-Η Ρ χ υο 3 3 3 3 3 ><ί οο χ η ο η ·π *~Ν /^S /—·, /-Ν 3 noo 3 'w' ^ ·»-✓ ^α; · Μ o co · μ X τ- C o 3 0 · μ o> μ μ 3 Hv- (¾ μ · μ 3 e · η g 3 μ 3 I Cο: 3 onc ε · η η n co ω ο .— ι 3 3 • μ 3 co 3> ι · μ to c μ ο η α 3 ooe 3 co η 3 g 3 α, -η η 3 μ α> 3 ο η μ • μ ι · μ c ή ·· λ; nc · μ 3 ο; λ, ο η 3> ε η · (-> ο · rH 4— * ι-Η Ρ χ υο 3 3 3 3 3> <ί οο χ η ο η · π * ~ Ν / ^ S / - ·, / -Ν 3 noo 3 'w' ^ · »-✓ ^
Esimerkit 40-43 74 616 3 6Examples 40-43 74 616 3 6
Esimerkit 40-43 taulukossa X kuvaavat monikomponenttikalvo-ja, joissa huokoiset erotuskalvot valmistetaan erilaisissa kehruu-olosuhteissa. Esimerkkien 40-43 monikomponenttikalvoissa käytetään Dow Corning Sylgard 184 jälkivulkanoitua silikonikautsupäällystettä (päällystysmenetelmä F, taulukko XVI) huokoisilla polysulfoni (Union Carbide P-3500) -erotuskalvoilla. Huokoiset ontot polysul-foni-kuitusubstraattikalvot kehrätään märkäsuutinmenetelmällä esitetyistä liuoksista vesikoaguloimisaineeseen osoitetussa lämpötilassa ja esitetyllä kehruunopeudella onton kuitukehruusuuttimen avulla, jossa on aukko koaguloimisaineen ruiskuttamiseksi kuiturei-kään, kun se on muodostunut. Esimerkeissä 40-43 esitetyt monikom-ponenttikalvojen läpäisevyydet (0^ ja ) ja erotustekijät (0^Examples 40-43 in Table X illustrate multicomponent films in which porous separation films are prepared under different spinning conditions. The multicomponent films of Examples 40-43 use Dow Corning Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber coating (coating method F, Table XVI) with porous polysulfone (Union Carbide P-3500) release films. The porous hollow polysulfone fibrous substrate films are spun from the solutions shown by the wet nozzle method into the water coagulant at the indicated temperature and at the indicated spinning speed by means of a hollow fiber spinning nozzle having an opening for injecting the coagulant into the fiber hole. The permeabilities (0 ^ and) and separation factors (0 ^) of the multicomponent films shown in Examples 40-43
Ngin suhteen ja CO:n suhteen) joko ilmasyötölle tai CO/H^-seossyötölle voivat olla suhteessa huokoisten erotuskalvojen huokosten ja aineen suhteellisten vastusten muuttuvuuteen kaasuvir-ralle. Olosuhteet, joissa huokoinen substraattiaine kehrätään, määräävät suuresti huokoisuusominaisuudet ja tehokkaan erotuspaksuu-den, joka substraatilla tulee olemaan. Lisäksi näitä ominaisuuksia voidaan muunnella huokoisen substraatin kehruun jälkeisin käsittelyin (ks. esimerkit 27-34).With respect to Ng and with respect to CO) for either the air supply or the CO / H 2 mixture supply may be proportional to the variability of the relative resistances of the pores of the porous separation membranes and the substance to the gas flow. The conditions under which the porous substrate material is spun will largely determine the porosity properties and the effective separation thickness that the substrate will have. In addition, these properties can be modified by post-spinning treatments of the porous substrate (see Examples 27-34).
Taulukko XTable X
Kehruuolosuhteet ontoille, huokoisille P-3500 polysulfoni-erotuskuitukalvoilleSpinning conditions for hollow, porous P-3500 polysulfone separating fiber films
Esimerkki 40Example 40
Liuotin DimetyyliformamidiSolvent Dimethylformamide
Koaguloitumislämpötila °C 3°Coagulation temperature ° C 3 °
Kehruunopeus, m/min 21,4 m/minSpinning speed, m / min 21.4 m / min
Kehruunesteen väkevyys paino-% polymeeriä 25 %Spinning liquid concentration% by weight polymer 25%
Monikomponenttikalvon erotustekijä, 4,5 02:lle N2 suhteen^ Läpäisevyys Olille3 7,7 x 10 ^Multicomponent membrane resolution factor, 4.5 for O 2 relative to N 2 ^ Permeability to Ol 3 3 7.7 x 10 ^
Monikomponenttikalvon erotustekijä, 16,7 H^tlle C0:n suhteen*5 Läpäisevyys H„:llea 5,0 x 10 ^ ^ a _ 14Multicomponent film separation factor, 16.7 for H 2 with respect to C 0 * 5 Permeability to H 2 5.0 x 10 2
Huokoisen erotuskalvon läpäisevyys ilmalle 6x10 616 3 6 75Air permeability of the porous separating film 6x10 616 3 6 75
Esimerkki 41Example 41
Liuotin Dimetyyli formamidiSolvent Dimethyl formamide
Koaguloitumislämpötila °C 5°Coagulation temperature ° C 5 °
Kehruunopeus, m/min 21,4 m/minSpinning speed, m / min 21.4 m / min
Kehruuliuoksen väkevyys paino-% polymeeriä 25 %Spinning solution concentration% by weight polymer 25%
Monikomponenttikalvon erotustekijä, 5,09 C^He suhteen15 Läpäisevyys O^tlle3 6,2 x 10 6Multicomponent membrane separation factor, 5.09 C ^ He ratio15 Permeability O ^ tlle3 6.2 x 10 6
Monikomponenttikalvon erotustekijä, 25 H^tlle C0:n suhteen15Multicomponent membrane separation factor, 25 for H 2 with respect to CO 15
^ o _ C^ o _ C
Läpäisevyys H?:lle 4,9 x 10 * a -4Permeability to H? 4.9 x 10 * a -4
Huokoisen erotuskalvon läpäisevyys ilmalle 9x10Air permeability of the porous separating film 9x10
Esimerkki 42Example 42
Liuotin DimetyyliformamidiSolvent Dimethylformamide
Koaguloitumislämpötila °C 4°Coagulation temperature ° C 4 °
Kehruunopeus, m/min 33 m/minSpinning speed, m / min 33 m / min
Kehruunesteen väkevyys paino-% polymeeriä 28 %Spinning liquid concentration% by weight polymer 28%
Monikomponenttikalvon erotustekijä, 5,9Multicomponent membrane separation factor, 5.9
Olille ^in suhteen15Olille ^ in relation to15
Läpäisevyys Olille 8,0 x 10 GPermeability Olille 8.0 x 10 G
Monikomponenttikalvon erotustekijä 30 H9:lle CO:n suhteen15 ^ a -5 Läpäisevyys H9:lie 5,9 x 10 cl 4Multicomponent film separation factor 30 for H9 with respect to CO15 ^ a -5 Permeability to H9 5.9 x 10 cl 4
Huokoisen erotuskalvon läpäisevyys ilmalle 2x10 76 61 636Air permeability of the porous separating film 2x10 76 61 636
Esimerkki 4 3Example 4 3
Liuotin DimetyyliasetamidiSolvent Dimethylacetamide
Koaguloitumislämpötila °C 5°Coagulation temperature ° C 5 °
Kehruunopeus, m/min 33 m/minSpinning speed, m / min 33 m / min
Kehruunesteen väkevyys paino-% polymeeriä 27 %Spinning liquid concentration% by weight polymer 27%
Monikomponenttikalvon erotustekijä, 5,6 02=116 N2 = n suhteen** Läpäisevyys Ojille 6,0 x 10~6Multicomponent membrane separation factor, 5.6 02 = 116 for N2 = n ** Permeability to ditches 6.0 x 10 ~ 6
Monikomponenttikalvon erotustekijä, 27Multicomponent membrane separation factor, 27
Hjille CO : n suhteen*5 Läpäisevyys3 H2:lie 3,8 x 10~5For CO with respect to CO * 5 Permeability3 to H2 3.8 x 10 ~ 5
Huokoisen erotuskalvon läpäisevyys3 ilmalle 4,5 x 1 O-4Permeability of the porous separating film3 to air 4.5 x 1 O-4
(a) kuten taulukossa I(a) as in Table I.
(b) kuten alahuomautus e taulukossa I(b) as in footnote (e) to Table I.
Esimerkit 44-51Examples 44-51
Esimerkit 44-47 taulukossa XI kuvaavat monikomponenttikal-voja, joissa huokoinen erotuskalvo on anisotrooppisen kalvon muodossa, joka on akryylinitriili/styreeni-sekapolymeeri, jonka määritetty ominaiserotustekijä Η2=11β CO:n suhteen on 76. Kalvot oli valettu liuottimista, jotka käsittivät dimetyyliformamidin ja ei-liuottimista, kuten taulukossa on osoitettu, levylle, liuotin poistettiin ilmassa 5-45 sekunnissa, koaguloitiin, kuten seuraavassa on esitetty ja upotettiin veteen 25°C:ssa pesua varten, poistettiin tästä ja kuivattiin. Esimerkit 48-51 kuvaavat monikomponent-tikalvoja tiiviiden kalvojen muodossa. Nämä esimerkit kuvaavat keksinnön mukaisia monikomponenttikalvoja, jotka ovat kalvojen muodossa ja voivat sisältää huokoisia erotuskalvoja, joilla on päällyste kummallakin pinnalla.Examples 44-47 in Table XI illustrate multicomponent films in which the porous separation film is in the form of an anisotropic film which is an acrylonitrile / styrene copolymer having a determined specific separation factor Η2 = 11β for CO 76. The films were cast from solvents and dimethylform solvents, as shown in the table, on a plate, the solvent was removed in air for 5-45 seconds, coagulated as follows and immersed in water at 25 ° C for washing, removed therefrom and dried. Examples 48-51 illustrate multicomponent films in the form of dense films. These examples illustrate the multicomponent films of the invention which are in the form of films and may include porous release films coated on each surface.
77 61 63677 61 636
Taulukko XITable XI
Monikomponenttikalvoja kalvon muodossa Esimerkki 44 Päällyste Dow Corning Sylgard 184 jälkivulka- noitu silikonikautsuMulticomponent films in film form Example 44 Coating Dow Corning Sylgard 184 post-cured silicone rubber
Huokoinen erotuskalvo Kopoly(akryylinitriili/sLyreeni), 32 %/68 paino-%Poroly separating film Kopoly (acrylonitrile / sLyrene), 32% / 68% by weight
Kaasusyöttö COGas supply CO., LTD
Päällystysmenetelmäa BCoating method B
Päällysteaineen määritetty 1,9 ominaiserotustekijä*3, Heille CO:n suhteenCoating agent determined 1.9 specific separation factor * 3, For them with respect to CO
Huokoisen erotuskalvon ero- 13 tustekijä*3, H2:lle CO:n suhteenPorous separation film separation factor * 3, for H2 with respect to CO
Monikomponenttikalvon ero- 34,8 tustekijä*3, H2:lle Esimerkki 45 Päällyste Dow Corning 200 polydimetyylisilok- saaniMulticomponent Membrane Separation Factor 34.8 for H2 Example 45 Coating Dow Corning 200 Polydimethylsiloxane
Huokoinen erotuskalvo Kopoly(akryylinitriili/styreeni), 32 %/68 paino-%Poroly separating film Kopoly (acrylonitrile / styrene), 32% / 68% by weight
Kaasusyöttö H2, COGas supply H2, CO
Päällystysmenetelmäa BCoating method B
Päällysteaineen määritetty 1,9 ominaiserotustekijä*3, Η2:1ΐ6 CO:n suhteenSpecified resolution factor 1.9 for the coating material * 3, Η2: 1ΐ6 for CO
Huokoisen erotuskalvon ero- 12,2 tustekijä*3 H2:lle CO : n suhteen Monikomponenttikalvon ero- 23,8 tustekijä^, Hpille C0:n suhteen 78 616 3 612.2 separation factor of the porous separation membrane * 3 for H2 with respect to CO Multiplication factor of the multicomponent membrane with respect to CO 2 78 616 3 6
Esimerkki 46 Päällyste Dow Corning Sylgard 184 vulkanoitu silikonikautsuExample 46 Coating Dow Corning Sylgard 184 Vulcanized Silicone Rubber
Huokoinen erotuskalvo Kopoly(akryylinitriili/styreeni), 32 %/68 paino-%Poroly separating film Kopoly (acrylonitrile / styrene), 32% / 68% by weight
Kaasusyöttö , COGas supply, CO
Päällystemenetelmäa BCoating method B
Päällysteaineen määritetty 1,9 ominaiserotustekijä*5, H^rlle CO:n suhteenCoating agent determined 1.9 specific separation factor * 5, for H 2 with respect to CO
Huokoisen erotuskalvon ero- 4,0 tustekijä^, H2:lle C0:n suhteenA separation factor of 4.0 for the porous separation film for H 2 with respect to CO
Monikomponenttikalvon ero- 23,5 tustekijä^, H2:lle CO:n suhteenMulticomponent membrane separation factor for H 2 with respect to CO
Esimerkki 47 Päällyste Dow Corning 200 polydimetyylisilok- saaniExample 47 Coating Dow Corning 200 polydimethylsiloxane
Huokoinen erotuskalvo Kopoly(akryylinitriili/styreeni), 32 %/68 paino-% Päällyste Dow Corning 200 polydimetyylisilok- saaniPoroly separating film Kopoly (acrylonitrile / styrene), 32% / 68% by weight Coating Dow Corning 200 polydimethylsiloxane
Kaasusyöttö H-, COGas supply H-, CO
Päällystysmenetelmä BCoating method B
Päällystysaineen määritetty 1 ,9 ominaiserotustekijäb, H2:lle CO:n suhteenCoating agent determined for the specific separation factor b, 1, 9, H2 with respect to CO
Huokoisen erotuskalvon ero- 3,4 tustekijä^ Hjille CO:n suhteenParticulate Separation Film Separation Factor 3.4 for CO
Monikomponenttikalvo, pääl- 7,6 lyste yhdellä puolella, ero-tustekijä^, H0:lle CO:n suhteenMulticomponent film, coating 7.6 on one side, differentiation factor for H0 with respect to CO
Jatkuu 79 61 636Continued 79 61 636
Monikomponenttikalvo, pääl- 34 lyste kummallakin puolella, erotustekij, H^lle CO:n suhteen (a) kuten taulukossa XVI on selitettyMulticomponent film, coating on each side, separation factor for H 2 with respect to CO (a) as described in Table XVI
(b) kuten alahuomautus e taulukossa I(b) as in footnote (e) to Table I.
(c) koaguloitu eteeniglykoli/vesiseoksessa (50/50, tilav.) 30 minuuttia 25°C:ssa (d) koaguloitu isopropyylialkoholi/vesiseoksessa (90/10, tilav.) 30 minuuttia 25°C:ssa (e) koaguloitu isopropyylialkoholi/vesiseoksessa (10/90, tilav.) 30 minuuttia 25°C:ssa (f) koaguloitu vedessä 25°C:ssa(c) coagulated ethylene glycol / in aqueous mixture (50/50, v / v) 30 minutes at 25 ° C (d) coagulated isopropyl alcohol / in aqueous mixture (90/10, v / v) 30 minutes at 25 ° C (e) coagulated isopropyl alcohol / in aqueous mixture (10/90, v / v) for 30 minutes at 25 ° C (f) coagulated in water at 25 ° C
Esimerkki 48 Päällyste Dow Corning Sylgard 184 jälkivulka- noitu silikonikautsuExample 48 Coating Dow Corning Sylgard 184 post-cured silicone rubber
Huokoinen erotuskalvo Kopoly(akryylinitriili/styreeni), 25 %/75 paino-%Poroly porous separating film (acrylonitrile / styrene), 25% / 75% by weight
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 02 kaasu)Enriched gas (passed 02 gas)
Päällystysmenetelmäa ECoating Method E
Päällysteaineen määritetty 2,3 ominaiserotustekij ä^A specific separation factor of 2.3 determined for the coating material
Huokoisen erotuskalvon ero- Civile N2:n suhteen 3,6 tustekijä*5Difference factor 3.6 for Civile N2 in the porous separation membrane * 5
Monikomponenttikalvon ero- 02:lle N2:n suhteen 5,4 tustekijä^ 80 61 6 3 6Factor 5.4 for multicomponent membrane difference 02 relative to N2 ^ 80 61 6 3 6
Esimerkki 49 Päällyste Dow Corning 200 polydimetyylisilok saaniExample 49 Coating Dow Corning 200 polydimethylsiloxane
Huokoinen erotuskalvo Kahden akryylinitriili/styreeni-ko- polymeerin polyseosPorous Separation Film Poly Acrylonitrile / Styrene Copolymer Polymer Blend
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Päällystysmenetelmäa ACoating method A
Päällysteaineen määritetty 2,3 ominaiserotusteki j ä^5The determined 2.3 specific separation factor of the coating material is
Huokoisen erotuskalvon ero- O^-.lle N2:n suhteen 4,9 tusteki jä*5The difference in porosity of the porous separating membrane with respect to N2 is 4.9.
Monikomponenttikalvon ero- Olille N^in suhteen 6,1 tusteki jä13The difference in the multicomponent membrane with respect to N
Esimerkki 50 Päällyste Dow Corning 200 polydimetyyl.i silok- saaniExample 50 Coating Dow Corning 200 polydimethyl.i siloxane
Huokoinen erotuskalvo Kopoly(akryylinitriili/styreeni), 32 %/68 paino-%, suspensiopolyme-roituPoroly separating film Kopoly (acrylonitrile / styrene), 32% / 68% by weight, suspension polymerized
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 02 kaasu)Enriched gas (passed 02 gas)
Päällystysmenetelmä3 ACoating method3 A
Päällysteaineen määritetty 2,3 ominaiserotustekijä^The specific separation factor of 2.3 determined for the coating material ^
Huokoisen erotuskalvon ero- 0 «lie N_:n suhteen 1,0 b & & tustekij äuThe difference between the porosity of the porous separation film and the
Monikomponenttikalvon ero- 0„:lle N»:n suhteen 6,3 t) ^ ^The difference in the multicomponent film with respect to N »is 6.3 t)
tustekijäDtustekijäD
81 61 63681 61 636
Esimerkki 51 Päällyste Dow Corning 200 polydiinetyyi jS3· }0)<_ saaniExample 51 Coating Dow Corning 200 polydiinethyl jS3 ·} 0) <_ sane
Huokoinen erotuskalvo Kopoly(akryylinitriil.I/styreeni ) , 32 %/68 paino-%, massapolymeroi+nPoroly separating film Kopoly (acrylonitrile / styrene), 32% / 68% by weight, bulk polymerized + n
Kaasusyöttö IlmaGas supply Air
Rikastunut kaasu (läpäissyt 0^ kaasu)Enriched gas (passed 0 ^ gas)
Päällystysmenetelmäa ACoating method A
Päällysteaineen määritetty 2,3 ominaiserotustekijä^The specific separation factor of 2.3 determined for the coating material ^
Huokoisen erotuskalvon ero- C^lle N2:n suhteen 3,6 tustekijä^The difference in porosity of the porous separation film from C2 to N2 is 3.6
Monikomponenttikalvon ero- 0„:lle N„:n suhteen 4,9 V. t tThe difference of the multicomponent membrane with respect to N „is 4.9 V. t t
tustekijäDtustekijäD
(a) kuten taulukossa XVI on selitetty(a) as explained in Table XVI
(b) kuten alahuomautus e taulukossa I(b) as in footnote (e) to Table I.
Esimerkit 52-57Examples 52-57
Esimerkit 52-57 kuvaavat useita monikomponenttikalvoja ontossa kuitumuodossa. Huokoisia onttoja kalvoja voidaan valmistaa märkäkehruulla, kuten edellä yleisesti on kuvattu. Esimerkkien 52 ja 53 polykarbonaattikuitu kehrättiin märkäsuulakemenetelmällä keh-ruunesteestä, jossa oli 27,5 paino-% polykarbonaattia N-metyyli-pyrrolidonissa, vesi-koaguloimisaineeseen 25°C:ssa nopeudella 21,4 m/min. Esimerkin 54 ontto polysulfonikuitu kehrättiin kehruunestees-tä, jossa oli 27,5 paino-% polysulfonia (P-3500) sekoitetussa 80/20-dimetyy1iasetamidi/asetöni-liuottimessa vesi-koaguloimisaineeseen 2°C:ssa nopeudella 21,4 m/min. Esimerkin 55 akryylinitriili/styree-ni-sekapolymeerikuitu kehrättiin kehruunesteestä, jossa oli 27,5 paino-% sekapolymeeriä sekaliuottimessa 80/20-dimetyyliformamidi/ formamidi vesikoaguloimisaineeseen 3°C:ssa nopeudella 21,4 m/min. Esimerkkien 56-57 akryylinitriili/styreeni-sekapolymeerikuitu kehrättiin kehruunesteestä, jossa oli 25 paino-% sekapolymeeriä samaa- 82 61 6 ό 6 sa sekaliuottimessa kuin esimerkissä 55 vesi-koaguloimisaineeseen n. 20°C:ssa nopeudella 21,4 m/min. Tulokset onttojen monikomponent-tikuitujen testauksista erotettaessa vety/hiilimonoksidikaasuseos-ta, on esitetty seuraavassa taulukossa XII: 83 61 6 3 6Examples 52-57 illustrate several multicomponent films in hollow fiber form. Porous hollow films can be prepared by wet spinning, as generally described above. The polycarbonate fiber of Examples 52 and 53 was spin-wetted from a spinning liquid containing 27.5% by weight of polycarbonate in N-methylpyrrolidone into a water coagulant at 25 ° C at a speed of 21.4 m / min. The hollow polysulfone fiber of Example 54 was spun from a spinning liquid containing 27.5% by weight of polysulfone (P-3500) in a mixed 80/20 dimethylacetamide / acetone solvent to a water coagulant at 2 ° C at a rate of 21.4 m / min. The acrylonitrile / styrene copolymer fiber of Example 55 was spun from a spinning fluid containing 27.5% by weight of the copolymer in a mixed solvent 80/20-dimethylformamide / formamide in a water coagulant at 3 ° C at a rate of 21.4 m / min. The acrylonitrile / styrene copolymer fiber of Examples 56-57 was spun from a spinning liquid containing 25% by weight of the copolymer in the same mixed solvent as in Example 55 to a water coagulant at about 20 ° C at a rate of 21.4 m / min. The results of the tests on hollow multicomponent fibers separated from the hydrogen / carbon monoxide gas mixture are shown in Table XII below: 83 61 6 3 6
MJ- Il '— IMJ- Il '- I
C co η) ·Η 3 I J ·Η :p I J-C co η) · Η 3 I J · Η: p I J-
•Hi-XHWQJHv <Ί >ι OI• Hi-XHWQJHv <Ί> ι OI
aH'H P ft >,·Η ·Η -H H 1-0 t) d i/i 3 O τΐ >,m c M o *-aH'H P ft>, · Η · Η -H H 1-0 t) d i / i 3 O τΐ>, m c M o * -
r- O H > P X C M* rl 0 -H O Xr- O H> P X C M * rl 0 -H O X
λ cjiÖT/dY aiiTijiKni-t-1 O X o bO-X -P ·Ή X φ X e, G ·η·Η t£ o 3MH-HC<g-P>itg " o cm jjj- το >>:P O O X >>co M P *H :n3 cm " " e~~ " f QM'nc,y>Hwc:M(i)i; x x ·<- co i- j-oλ cjiÖT / dY aiiTijiKni-t-1 OX o bO-X -P · Ή X φ X e, G · η · Η t £ o 3MH-HC <gP> itg "o cm jjj- το >>: POOX >> co MP * H: n3 cm "" e ~~ "f QM'nc, y> Hwc: M (i) i; x x · <- co i- j-o
MJ II I IMJ II I I
e® n)'W 3 i j-h i fö fe® n) 'W 3 i j-h i fö f
tn Q JHN »"H +j Itn Q JHN »" H + j I
e H ·η -μ Λ >>·Ρ -H en Φ « p <=> C ·ρ 3 ω 3 O -H >,rH Crtgup „ 1- lo o ρ ·η p ,k ai S -h 4) ·γ1 >, m id o x o ωχΡ·νΐ:ζφχρ£,ν-μ·ΓΗ> *λ o S H H Ή C < g -P >,H ΗΗΉ · O0 * σ> i- 0>ιΊΐ00ϊ>ιΐο·Η^3Ι)»03 cm 1 t" « >e H · η -μ Λ >> · Ρ -H en Φ «p <=> C · ρ 3 ω 3 O -H>, rH Crtgup„ 1- lo o ρ · η p, k ai S -h 4) · Γ1>, m id oxo ωχΡ · νΐ: ζφχρ £, ν-μ · ΓΗ> * λ o SHH Ή C <g -P>, H ΗΗΉ · O0 * σ> i- 0> ιΊΐ00ϊ> ιΐο · Η ^ 3Ι ) »03 cm 1 t" «>
ö c/Po e x £ H to C tn -o-μ (3 Ä X X 1- I o 1- Iö c / Po e x £ H to C tn -o-μ (3 Ä X X 1- I o 1- I
bOJ- I I IbOJ- I I I
C OO p -H 3 II ΙΠ} LOJ- •H 1- X rt B I I >iQ 'H+J Il d rl'H+jiiJpft »to® "3 oo S,p3(n3™'Htno,HatlE,ep t- i- LO oä> P Ρ^,ΧΡ,Χ^(ηΡρC OO p -H 3 II ΙΠ} LOJ- • H 1- X rt BII> iQ 'H + J Il d rl'H + jiiJpft »to®" 3 oo S, p3 (n3 ™' Htno, HatlE, ep t - i- LO oä> P Ρ ^, ΧΡ, Χ ^ (ηΡρ
LO C_> Π3 ·Γ-| P 3X M 'rl M 0) ’rl P·» CO Ρ Ο XXLO C_> Π3 · Γ- | P 3X M 'rl M 0)' rl P · »CO Ρ Ο XX
ΰΟΛί |j H CD H H C 51 X -P Ή > 3 ι—f i—I *rl Cd M d>i*H Φ e ι—I r~I t—I Ή r CTl O CM CJlΰΟΛί | j H CD H H C 51 X -P Ή> 3 ι — f i — I * rl Cd M d> i * H Φ e ι — I r ~ I t — I Ή r CTl O CM CJl
5 >RP O O CO >,·Η Φ PotP Φ Q P CM r- «> CM r r LO5> RP O O CO>, · Η Φ PotP Φ Q P CM r- «> CM r r LO
Q cJy-r-1 £Ärn Cd SH-ntJ CÄ X X r- CO co co cm oo e? I o; Ö I ‘Λ jQ cJy-r-1 £ Ärn Cd SH-ntJ CÄ X X r- CO co co cm oo e? I o; Ö I ‘Λ j
•H I ·Η I (—I φ Q *ri I I• H I · Η I (—I φ Q * ri I I
C/<l'rlr-lp!P(l)XC oo SG-rlC^PXgO Λ ΌΤ- j oooH(up,m2 Sioin O _C / <l'rlr-lp! P (l) XC oo SG-rlC ^ PXgO Λ ΌΤ- j oooH (up, m2 Sioin O _
Λ ow SMpyflHOH C_) „ XXΛ ow SMpyflHOH C_) „XX
CM^kdlOcOJlJCM ^ kdlOcOJlJ
s j- -h >, ε i-t I efteo en * τ- o * oo § I φ p ·Η ·Η ·Η ο I >1 CM *> r LO r 1 os j- -h>, ε i-t I efteo en * τ- o * oo § I φ p · Η · Η · Η ο I> 1 CM *> r LO r 1 o
Q X E (OO (» XQcm co r- co j- jJQ X E (OO (»XQcm co r- co j- jJ
If, Ιί g».i-ass||s3'i „ ^ ° co o co η φ >i en S Q ι ·Η p X _If, Ιί g ».i-ass || s3'i„ ^ ° co o co η φ> i en S Q ι · Η p X _
ο(ϋο^φ-Η^:θ<Η&,0·Ρ O Xο (ϋο ^ φ-Η ^: θ <Η &, 0 · Ρ O X
ΝλΜΟΕΟ· Äf o cm 3RR5oEHIP.Wi-CP " 1- co =t co co »ΝλΜΟΕΟ · Äf o cm 3RR5oEHIP.Wi-CP "1- co = t co co»
5 | a) +J -p .rl -rl o * LO fd CD CM r r ·> r». OO5 | a) + J -p .rl -rl o * LO fd CD CM r r ·> r ». OO
Q X g (OT) (0 exeir X C X Q CM 1- CT) cnuo CMQ X g (OT) (0 exeir X C X Q CM 1- CT) cnuo CM
bOJ- Il o JfbOJ- Il o Jf
C co ifl Ή 3 C IIC co ifl Ή 3 C II
η ι- λ; h ra δ ι OOη ι- λ; h ra δ ι OO
e H -H -μ X >, 1-1- ~§'Η?“3ίΙ'ο,·Η O χ * " °ässä .»at: u ^ „ e- S H rl Ή e W r G Ρ " CO CM LO J-lO ·> 0>>:P00*LOpp cm « ·> Λ ro ooe H -H -μ X>, 1-1- ~ §'Η? “3ίΙ'ο, · Η O χ *" ° ace. »at: u ^„ e- SH rl Ή e W r G Ρ "CO CM LO J-lO ·> 0 >>: P00 * LOpp cm «·> Λ ro oo
OeOTiCilWryC X X i- co t" j-cm cm 0)OeOTiCilWryC X X i- co t "j-cm cm 0)
rHrH
pHpH
Q) CM ι—!Q) CM ι—!
' X Ή C'X Ή C
en »0 en ·· Oen »0 en ·· O
•η to en >> cm>• η to en >> cm>
PCI *rj >> >1 PC rHPCI * rj >>> 1 PC rH
e a> a) M > nje a> a) M> nj
•g Φ +J d> > Q) :iMM• g Φ + J d>> Q): iMM
d4_)M +j o) en Tien o X p tn en -h -h p g· ” I i 'ä Ί I g XCeUGH :ee5 ι—ι en cu (U·· <D Φ ι—I p H O C CU C Pc •HCJO-PC CO ΟΦ e >XO 0> cen :ffl :rri 0) >H 3 > C > rH Q) ·Ηd4_) M + jo) en Tien o X p tn en -h -hpg · ”I i 'ä Ί I g XCeUGH: ee5 ι — ι en cu (U ·· <D Φ ι — I p HOC CU C Pc • HCJO-PC CO ΟΦ e> XO 0> cen: ffl: rri 0)> H 3> C> rH Q) · Η
E:(flrM li tn H dl H eO in OE: (flrM li tn H dl H eO in O
-H g ιΗ X ca Φ fO ,X 'HX-H g ιΗ X ca Φ fO, X 'HX
Φ en C X -H P en POΦ en C X -H P en PO
+j e cm i X X X p Cp+ j e cm i X X X p Cp
m eueuxPo-pD-pP-HXm eueuxPo-pD-pP-HX
mo cppo-p^-ppg^ x - ocatipc^c&ocmo cppo-p ^ -ppg ^ x - ocatipc ^ c & oc
* c S g -3:3 "Λ Sfi S « hS* c S g -3: 3 "Λ Sfi S« hS
^ 2 .1 & S3 g.8 g. S PS «^ 2 .1 & S3 g.8 g. S PS «
vv >,cnen-HencMggena)PrHvv>, cnen-HencMggena) PrH
1 e ra >1>11Ι1·ΗΧ OH) 0'3d) PUlrl Ρφ pMMpOrXMXOM-Η^Φ t0(—IrH'PXiP'HrHMXrHCCOj1 e ra> 1> 11Ι1 · ΗΧ OH) 0'3d) PUlrl Ρφ pMMpOrXMXOM-Η ^ Φ t0 (—IrH'PXiP'HrHMXrHCCOj
2 -R P :p :p p O -o C ·· C Q ·· :§ " C2 -R P: p: p p O -o C ·· C Q ··: § "C
Pen p :p :p C P ·Η O cm o P cm afl O ·π h w ^χχφχλ;χχχχχχορPen p: p: p C P · Η O cm o P cm afl O · π h w ^ χχφχλ;
Esimerkki 58 84 616 36 Tämä keksintö kuvaa monikomponenttikalvoa, jossa on moninkertaiset päällystykset halutun erotustekijän saamiseksi. Huokoinen ontto erotuskuitukalvo, joka koostuu sekapolymeeristä, jossa oli 63 % akryylinitriiliä ja 37 % styreeniä, märkäkehrättiin liuoksesta, jossa oli 27,5 paino-% sekapolymeeriä 93/7-dimetyyliformamidi/ formamidi-sekaliuottimessa 2°C:seen veteen nopeudella 21,4 m/min. Tätä kuitua käsiteltiin ensin kastamalla metanoliin samalla, kun reikään imettiin tyhjö, kuivattiin ja metanolikäsittely ja kuivaaminen toistettiin. Kuivattu substraattikuitu päällystettiin sitten käyttäen menetelmää D poly(cis-isopreenillä) pentaani-liuottimessa, kovetettiin 30 minuuttia 85°C:ssa ja päällystettiin sitten Sylgard 184:n 10-%:isella liuoksella pentaanissa menetelmällä F. Päällystetty substraatti päällystettiin uudelleen poly(cis-isopreeni)1iu-oksella, kuivattiin ja päällystettiin uudelleen Sylgard 184 -liuoksella ja kovetettiin sen jälkeen 30 minuuttia 90°C:ssa, 30 minuuttia 100°C:ssa ja lopuksi 30 minuuttia 105°C:ssa. Tulokset, jotka on saatu testattaessa päällystämätöntä huokoista ja moninkertaisesti päällystettyä monikomponenttikalvoa, on esitetty taulukossa XIII.Example 58 84 616 36 The present invention describes a multicomponent film having multiple coatings to obtain a desired resolution factor. A porous hollow separation fiber film consisting of a copolymer of 63% acrylonitrile and 37% styrene was wet-spun from a solution of 27.5% by weight copolymer in a 93/7-dimethylformamide / formamide copolymer at 2 ° C in water at a rate of 21 m / min. This fiber was first treated by dipping in methanol while vacuuming the hole, drying, and repeating the methanol treatment and drying. The dried substrate fiber was then coated using Method D in poly (cis-isoprene) pentane solvent, cured for 30 minutes at 85 ° C, and then coated with a 10% solution of Sylgard 184 in pentane by Method F. The coated substrate was recoated with poly (cis-isoprene). isoprene), dried and recoated with Sylgard 184 solution and then cured for 30 minutes at 90 ° C, 30 minutes at 100 ° C and finally for 30 minutes at 105 ° C. The results obtained when testing an uncoated porous and multi-coated multicomponent film are shown in Table XIII.
Taulukko XIIITable XIII
Päällysteaineen määritetty ominaiserotus- Cis-isopreeni 3,5 tekijä H2:lle C0:n suhteen Sylgard 184 1,9Characteristic specificity of the coating - Cis-isoprene 3.5 factor for H2 with respect to C0 Sylgard 184 1.9
Huokoisen erotuskalvon erotustekijä 5,09Porous separation film separation factor 5.09
Heille CO:n suhteenFor them in terms of CO
Monikomponenttikalvon erotustekijä 82 H_:lle CO:n suhteen 1 . -7Multicomponent membrane separation factor 82 for H_ with respect to CO 1. -7
Monikomponenttikalvon läpäisevyys H?:lie 6,5 x 10 1 -5The permeability of the multicomponent film to H? 6.5 x 10 1 -5
Huokoisen erotuskalvon läpäisevyys Heille 2,65 x 10 Määritetty ominaiserotustekijä H^^lle 320 CO:n suhteen huokoisen erotuskalvon aineellePermeability of the porous separation membrane For them 2.65 x 10 Determined specific separation factor for H ^ ^ for 320 CO for the porous separation membrane material
Esimerkit 59 ja 60 85 6'! 6 36Examples 59 and 60 85 6 '! 6 36
Esimerkit 59 ja 60 kuvaavat monikomponenttikä 1voja käyttäen huokoista bromattua polyksylyleenioksidi-erotuskalvoa ontossa kui-tumuodossa päällystettynä. Ontto kuitu märkäkehrätt:i :in kehruuliuok-sesta, jossa oli 30 paino-% polymeeriä N-metyylipyrrolidonissa, ve-si-koaguloimisaineeseen 85°C:ssa nopeudella 14,8 m/min. Esimerkissä 59 bromattu polyksylyleenioksidi, jossa bromaus on pääasiallisesti metyyliryhmissä, päällystetään ilman kehruunjälkeistä käsittelyä. Esimerkissä 60 bromattu polyksylyleenioksidi jälkikäsitellään imeyttämällä 20 tuntia trimetyyliamiinin 10-%:isessa vesiliuoksessa. Päällyste oli kaikissa tapauksissa Dow Corning Sylgard 184 siliko-nikautsua levitettynä menetelmällä B (ks. taulukko XVI). Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa XIV.Examples 59 and 60 illustrate a multicomponent using a porous brominated polyxylylene oxide separation film coated in a hollow fiber form. A hollow fiber from a spinning solution of wet spinning containing 30% by weight of polymer in N-methylpyrrolidone to a water coagulant at 85 ° C at a rate of 14.8 m / min. In Example 59, brominated polyxylylene oxide in which the bromination is predominantly in methyl groups is coated without post-spinning treatment. In Example 60, the brominated polyxylylene oxide is post-treated by impregnation for 20 hours in a 10% aqueous solution of trimethylamine. In all cases, the coating was Dow Corning Sylgard 184 silicone rubber applied by Method B (see Table XVI). The results are shown in Table XIV below.
Taulukko XIVTable XIV
59 6059 60
Dow Corning Dow CorningDow Corning Dow Corning
Sylgard 184 Sylgard 184 jälkivulkanoitu jälkivulkanoitu silikonikautsu silikonikautsu Bromattu poly- Bromattu poly-ksylyleenioksi- ksylyleenioksidi, di jälkikäsitelty (CH3)3N:lla Päällysteaineen määritetty 1,9 1,9 ominaiserotustekijä, Heille CO:n suhteenSylgard 184 Sylgard 184 post-vulcanised post-vulcanised silicone rubber silicone rubber Brominated poly- Brominated poly-xylyleneoxy-xylylene oxide, di post-treated with (CH3) 3N Coating material determined 1.9 1.9 specific separation factor, For them for CO
Huokoisen erotuskalvon erotus- 1,48 2,85 tekijä, Heille CO:n suhteenPorous separation membrane separation factor 1.48 2.85, for them for CO
Monikomponenttikalvon erotus- 11,1 9,59 tekijä H9:lle CO:n suhteen 1 -5 -5Multicomponent membrane separation factor 11.1 9.59 for H9 with respect to CO 1 -5 -5
Monikomponenttikalvon läpäi- 9,58 x 10 1,27 x 10 sevyys H9:lle . 1 . -3 -5Multi-component membrane permeability 9.58 x 10 1.27 x 10 for H9. 1. -3 -5
Huokoisen erotuskalvon läpäi- 1,25 x 10 3,83x10 sevyys H^:lle Määritetty ominaiserotustekijä 15 34Permeability of the porous separation film to 1.25 x 10 3.83x10 for H 2 Determined specific separation factor 15 34
He CO:n suhteen huokoisen erotuskalvon aineelleThey're CO with respect to the porous separation membrane material
Esimerkki 61 86 61 636 Tämä esimerkki kuvaa monikomponenttikalvoa käyttäen erilaista modifioitua huokoista bromattua polyksylyleenioksidi-erotuskal-voa ontossa kuitumuodossa. Esimerkin 59 ontto bromattu polyksylylee-nioksidi-kuitu jälkikäsiteltiin imeyttämällä n. 70 tuntia 50°C:ssa tiourean 5-paino-%:isessa liuoksessa liuotettuna 95/5, tilavuus-osia, vesi/metanoliin. Kuivaamisen jälkeen ontto kuitukalvo päällystettiin Dow Corning Sylgard 184:n 5-%:isella liuoksella pentaa-nissa käyttäen menetelmää F (ks. taulukko XVI). Jälkikäsitellyn onton, huokoisen kuituerotuskalvon ja päällystetyn monikomponentti-kalvon testaus antoi seuraavat tulokset: Päällysteaineen määritetty ominaiserotustekijä 1,9 P^lle CO: n suhteenExample 61 86 61 636 This example illustrates a multicomponent film using a different modified porous brominated polyxylylene oxide separation film in hollow fiber form. The hollow brominated polyxylylene oxide fiber of Example 59 was post-treated by soaking for about 70 hours at 50 ° C in a 5% w / w solution of thiourea dissolved in 95/5, v / v, water / methanol. After drying, the hollow fibrous film was coated with a 5% solution of Dow Corning Sylgard 184 in pentane using Method F (see Table XVI). Testing of the post-treated hollow, porous fiber separation film and the coated multicomponent film gave the following results: The determined specific separation factor of the coating material for 1.9 P ^ for CO
Huokoisen erotuskalvon erotustekijä H2:lle C0:n 5,6 suhteenParticle separation film separation factor for H2 with respect to C0 5.6
Monikomponenttikalvon erotustekijä H2:lle CO:n 46,1 suhteenMulticomponent membrane separation factor for H2 with respect to CO 46.1
_ C_ C
Monikomponenttikalvon läpäisevyys H?:lle 7,2 x 10The permeability of the multicomponent membrane to H 2 is 7.2 x 10
Huokoisen erotuskalvon läpäisevyys H2:lie 3,9 x 10 Määritetty ominaiserotustekijä H2:lle CO:n suhteen n. 150 huokoisen erotuskalvon aineellePermeability of the porous separation membrane to H2 3.9 x 10 Determined specific separation factor for H2 with respect to CO for about 150 porous separation membrane substances
Esimerkit 62 ja 63 Näiden esimerkkien tehtävänä on kuvata keksinnön joustavuutta, kun päällyste voi olla läsnä onton, kuitumaisen huokoisen erotuskalvon sisäpinnalla ja sekä sisä- että ulkopinnoilla. Ne kuvaavat keksintöä myös prosessissa, jossa kaasumainen syöttövirta saatetaan kosketukseen monikomponenttikalvon pinnan kanssa päällystettä vastapäätä. Esimerkissä 62 huokoinen, ontto polysulfoni-kuitu-erotuskalvo päällystettiin sisäpinnaltaan Sylgard 184 jälkivulka-noidun silikonikautsun 3-%:isella liuoksella pentaanissa pumppaamalla tällaista liuosta hitaasti onton kuitusubstraatin reiän läpi ja antamalla kuidun kuivua ilmassa. Läpäisevyys määritettiin saattamalla H2/C0-seos läpäisemään syntynyt yhdistelmäkalvo ulkopinnalta sisäonteloon. Esimerkissä 63 esimerkin 62 sisäontelosta päällystetty kuitu päällystettiin lisäksi samalla Sylgard 184 -liuok- 87 61636 sella käyttäen menetelmää F. Tulokset näiden monikomponenttikalvo-jen testauksesta on esitetty seuraavassa taulukossa XV.Examples 62 and 63 The purpose of these examples is to illustrate the flexibility of the invention when the coating may be present on the inner surface of the hollow, fibrous porous separating film and on both the inner and outer surfaces. They also illustrate the invention in a process in which a gaseous feed stream is brought into contact with the surface of a multicomponent film opposite the coating. In Example 62, a porous, hollow polysulfone fiber separating film was coated on its inner surface with a 3% solution of Sylgard 184 post-vulcanized silicone rubber in pentane by slowly pumping such a solution through a hole in the hollow fibrous substrate and allowing the fiber to air dry. The permeability was determined by causing the H 2 / CO 2 mixture to penetrate the resulting composite film from the outer surface to the inner cavity. In Example 63, the fiber coated from the inner cavity of Example 62 was further coated with the same Sylgard 184 solution using Method F. The results of testing these multicomponent films are shown in Table XV below.
Taulukko XVTable XV
62 6362 63
Dow Corning Dow CorningDow Corning Dow Corning
Sylgard 184 Sylgard 184 jälkivulkanoitu jälkivulkanoitu silikonikau tsu silikonikautsuSylgard 184 Sylgard 184 post-vulcanized post-vulcanized silicone rubber tsu silicone rubber
Polysulfoni a Polysulfoni. d (ainoastaan rei- (sisäreikä ja kä päällystetty) ulkopinta päällystetty ) Päällysteaineen määritetty omi- 2,3 2,3 naiserotustekijä H2:lle CO:n suhteenPolysulfoni a Polysulfoni. d (only hole (inner hole and hand coated) outer surface coated) Determined specific characteristic of the coating material 2,3 2,3 female separation factor for H2 with respect to CO
Huokoisen erotuskalvon erotus- 3,23 3,23 tekijä H2:lle CO:n suhteenPorous separation membrane separation factor 3.23 3.23 for H2 with respect to CO
Monikomponenttikalvon erotus- 22,0 21,2 tekijä H2:lle CO:n suhteenMulticomponent membrane separation 22.0 21.2 factor for H2 with respect to CO
Monikomponenttikalvon läpäi- 3,6 x 10-5 2,31 x 10 5 sevyys H»:lie ^ - U -Li3.6 x 10-5 2.31 x 10 5 permeability of the multicomponent membrane H »: lie ^ - U -Li
Huokoisen erotuskalvon lä- 2,06 x 10 2,06 x 10 päisevyys H2:lle (a) Polysulfoni, Union Carbide, P-3500, märkäkehrätty 30 paino-%:isesta kehruuliuoksesta 50/50 dimetyyliformamidi/N-metyyli-pyrrolidoni-liuotinseoksessa veteen 2°C:ssa nopeudella 21,4 m/min ja puolattiin pesun ja venytyksen jälkeen nopeudella 33 m/minPermeability of the porous separating film to 2.06 x 10 2.06 x 10 permeability to H2 (a) Polysulfone, Union Carbide, P-3500, wet-spun from a 30% by weight spinning solution in a 50/50 dimethylformamide / N-methyl-pyrrolidone solvent mixture in water at 2 ° C at a speed of 21.4 m / min and spun after washing and stretching at a speed of 33 m / min
Esimerkki 64 Tämä esimerkki kuvaa menetelmää monikomponenttikalvon valmistamiseksi ontossa kuitumuodossa käyttäen huokoista polysulfoni-erotuskalvoa ja Sylgard 184 -päällystettä. Polysulfoni-polymeeriä (P-3500, jota tuottaa Union Carbide) kuivataan 100°C:ssa 125 mm Hg:n paineessa n. 25 tuntia. Kuivattu polysulfoni sekoitetaan n. 65-70°C:n lämpötilassa dimetyyliasetamidin (kosteussisältö vähemmän kuin n. 0,1 paino-%) kanssa antamaan liuos, joka sisältää 27,5 paino-% polysulfonia. Liuos siirretään pidätyssäiliöön, jossa on 2 88 61 636 typpiatmosfääri n. 1,4 kg/cm paineessa. Liuosta ei kuumenneta sen ollessa pidätyssäiliössä ja siten se saa jäähtyä ympäristön lämpötilaan .Example 64 This example illustrates a process for preparing a multicomponent film in a hollow fiber form using a porous polysulfone separation film and a Sylgard 184 coating. The polysulfone polymer (P-3500 produced by Union Carbide) is dried at 100 ° C at 125 mm Hg for about 25 hours. The dried polysulfone is mixed with dimethylacetamide (moisture content less than about 0.1% by weight) at a temperature of about 65-70 ° C to give a solution containing 27.5% by weight of polysulfone. The solution is transferred to a holding tank with a nitrogen atmosphere of 2 88 61 636 at a pressure of about 1.4 kg / cm. The solution is not heated while in the holding tank and is thus allowed to cool to ambient temperature.
Polymeeriliuos pumpataan pidätyssäiliöstä onttoon kuitukeh-ruusuuttimeen, joka on upotettu n. 4°C:n vesikylpyyn. Kehruusuutti-men ulomman aukon läpimitta on 0,0559 cm ja sisemmän neulan läpimitta 0,0229 cm ja neulassa olevan ruiskutusaukon läpimitta 0,0127 cm. Polymeeriliuos pumpataan ja mitataan kehruusuuttimeen nopeudella n. 7,2 ml/min ja poistetaan suuttimelta nopeudella n. 33 m/min. Polymeeriliuos koaguloituu onton kuidun muotoon joutuessaan kosketukseen vesikylvyn kanssa. Suuttimen ruiskutusaukon läpi johdetaan tislattua vettä onton kuidun sisäpuolen koaguloimiseksi. Kuitu kulkee vesikylvyn läpi n. 1 m matkan. Tietty määrä vesikylvystä tyhjennetään jatkuvasti dimetyyliasetamidi-pitoisuuden pitämiseksi pienempänä kuin n. 4 paino-% kylvyssä.The polymer solution is pumped from the retention tank into a hollow fiber-spinning nozzle immersed in a water bath at about 4 ° C. The diameter of the outer opening of the spinning nozzle is 0.0559 cm and the diameter of the inner needle is 0.0229 cm and the diameter of the injection opening in the needle is 0.0127 cm. The polymer solution is pumped and measured into the spinneret at a rate of about 7.2 ml / min and removed from the nozzle at a rate of about 33 m / min. The polymer solution coagulates into a hollow fiber upon contact with a water bath. through the nozzle injection port is passed distilled water to coagulate the hollow fiber interior. The fiber passes through a water bath for a distance of about 1 m. A certain amount of water bath is continuously emptied to keep the dimethylacetamide content below about 4% by weight in the bath.
Kuitu upotetaan sitten toiseen vesikylpyyn, jota pidetään n. 4°C:n lämpötilassa n. 5 m:n pituudelta. Poistuessaan toisesta vesikylvystä, kuitu sisältää jonkin verran dimetyyliasetamidia.The fiber is then immersed in another water bath maintained at a temperature of about 4 ° C for a length of about 5 m. Leaving the second water bath, the fiber contains some dimethylacetamide.
Toisesta vesikylvystä tuleva kuitu upotetaan kahteen ]isä-vesikylpyyn huoneen lämpötilassa, kumpaankin n. 5 m:n pituudelta, ja kuitu puolataan ainoastaan riittävällä jännityksellä puolauk-sen suorittamiseksi. Kuitu pidetään märkänä vedellä puolauksen aikana ja puolauksen jälkeen puola upotetaan vesisäiliöön ja varastoidaan huoneen lämpötilassa. Sen jälkeen kuitu kuivataan ympäristön olosuhteissa, edullisesti n. 20°C:ssa ja 50 %:n suhteellisessa kosteudessa. Kuivattu kuitu päällystetään sitten liuoksella, jossa on n. 5 % dimetyylisiloksaania sisältävää silinikautsu-esi-polymeeriä (Sylgard 184, jota tuottaa Dow Corning) ja kovetusainet-ta n-pentaanissa. Päällysteen levittäminen suoritetaan upottamalla kuitu esipolymeeriliuokseen samalla, kun liuos pidetään positiivisen paineen alaisena. Kuidun annetaan ilmakuivua ja ristisitoutua antamaan silikonikautsupäällyste.The fiber from the second water bath is immersed in two father-water baths at room temperature, each about 5 m in length, and the fiber is spun only with sufficient tension to perform the spooling. The fiber is kept wet with water during spooling and after spooling the spool is immersed in a water tank and stored at room temperature. The fiber is then dried at ambient conditions, preferably at about 20 ° C and 50% relative humidity. The dried fiber is then coated with a solution of a silicone rubber prepolymer containing about 5% dimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) and a curing agent in n-pentane. The application of the coating is carried out by immersing the fiber in the prepolymer solution while keeping the solution under positive pressure. The fiber is allowed to air dry and crosslink to provide a silicone rubber coating.
Taulukko XVI - Päällystysmenetelmät A. Huokoinen, ontto kuitukalvo kastettiin laimentamattomaan nestemäiseen päällystysaineeseen. Nesteylimäärän annettiin tippua pois.Table XVI - Coating Methods A. The porous, hollow fibrous film was dipped in undiluted liquid coating material. Excess liquid was allowed to drip off.
89 6 1 6 3 6 B. Huokoinen, ontto kuitukalvo kastettiin la i.mentamattomaan nestemäiseen päällystysaineeseen, samalla, kun huokoisen, onton kuidun sisäontelo saatettiin tyhjöön. Sen jälkeen, kun kuitu oli poistettu, tyhjö päästettiin ja ylimääräisen nesteen annettiin tippua pois.89 6 1 6 3 6 B. The porous, hollow fibrous film was immersed in an uncoated liquid coating material while the inner cavity of the porous, hollow fiber was evacuated. After the fiber was removed, the vacuum was released and the excess liquid was allowed to drip off.
C. Huokoinen, ontto kuitukalvo kastettiin nestemäiseen pääi-lystysaineeseen, joka oli laimennettu hiilivetyliuottimellä. Liuottimen annettiin haihtua.C. The porous, hollow fibrous film was dipped in a liquid finishing agent diluted with a hydrocarbon solvent. The solvent was allowed to evaporate.
D. Huokoinen, ontto kuitukalvo kastettiin nestemäiseen päällystysaineeseen, jossa oli hiilivetyliuotin, samalla, kun onton kuidun sisäontelo saatettiin tyhjöön. Sen jälkeen, kun kuitu oli poistettu, tyhjö päästettiin ja liuottimen annettiin haihtua.D. The porous, hollow fibrous film was dipped in a liquid coating material having a hydrocarbon solvent while vacuuming the inner cavity of the hollow fiber. After the fiber was removed, the vacuum was released and the solvent was allowed to evaporate.
E. Huokoinen, ontto kuitukalvo kastettiin liuokseen, joka sisälsi päällysteainetta polymeroituvan esipolymeerin muodossa, sopivaa kovetinta ja hiilivetyliuottimen. Liuottimen annettiin haihtua ja kalvoesipolymeeri kovetettiin paikoillaan.E. The porous, hollow fibrous film was dipped in a solution containing a coating material in the form of a polymerizable prepolymer, a suitable hardener, and a hydrocarbon solvent. The solvent was allowed to evaporate and the film prepolymer cured in place.
F. Käytettiin kohdassa E kuvattua menettelyä, paitsi, että onton kuidun sisäonteloon saatettiin tyhjö samalla, kun se kastettiin päällystysliuokseen.F. The procedure described in E was used, except that a vacuum was applied to the inner cavity of the hollow fiber while immersing it in the coating solution.
Claims (39)
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 |
---|---|
FI773439A FI773439A (en) | 1978-05-16 |
FI61636B true FI61636B (en) | 1982-05-31 |
FI61636C FI61636C (en) | 1982-09-10 |
Family
ID=27113975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI773439A FI61636C (en) | 1976-11-15 | 1977-11-14 | FLOW COMPONENT FOER GASSEPARATIONER OCH FOERFARANDE FOERDESS ANVAENDNING |
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)
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 |
US4367135A (en) * | 1981-03-12 | 1983-01-04 | Monsanto Company | Processes |
US4362613A (en) * | 1981-03-13 | 1982-12-07 | Monsanto Company | Hydrocracking processes having an enhanced efficiency of hydrogen utilization |
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 |
US4749487A (en) * | 1984-04-11 | 1988-06-07 | Syrinx Research Pty. Ltd. | High flux membrane |
JPS61408A (en) * | 1984-06-11 | 1986-01-06 | Toyobo Co Ltd | Hollow yarn composite membrane |
DE3567809D1 (en) * | 1985-02-14 | 1989-03-02 | 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)
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 |
AU412451B1 (en) * | 1966-02-21 | 1971-04-21 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Process and apparatus for 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 |
-
1977
- 1977-11-10 FR FR7734031A patent/FR2410501A1/en active Granted
- 1977-11-11 ES ES464048A patent/ES464048A1/en not_active Expired
- 1977-11-11 NL NLAANVRAGE7712432,A patent/NL175387C/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-11 BR BR7707583A patent/BR7707583A/en unknown
- 1977-11-14 DE DE2750874A patent/DE2750874C2/en not_active Expired
- 1977-11-14 RO RO7792112A patent/RO76391A/en unknown
- 1977-11-14 MX MX171323A patent/MX148173A/en unknown
- 1977-11-14 FI FI773439A patent/FI61636C/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-14 NO NO773882A patent/NO149019C/en unknown
- 1977-11-14 GB GB47269/77A patent/GB1590813A/en not_active Expired
- 1977-11-14 MX MX193977A patent/MX172537B/en unknown
- 1977-11-14 AU AU30607/77A patent/AU504016B2/en not_active Expired
- 1977-11-14 CA CA290,702A patent/CA1107203A/en not_active Expired
- 1977-11-14 DD DD7700202073A patent/DD133298A5/en unknown
- 1977-11-14 CS CS777473A patent/CS257751B2/en unknown
- 1977-11-14 PL PL1977202124A patent/PL125022B1/en unknown
- 1977-11-14 AR AR269964A patent/AR224102A1/en active
- 1977-11-14 AT AT0812477A patent/AT374375B/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-14 IL IL53379A patent/IL53379A/en unknown
- 1977-11-14 JP JP52137219A patent/JPS5951321B2/en not_active Expired
- 1977-11-14 DK DK503277A patent/DK148735C/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-14 PT PT67269A patent/PT67269B/en unknown
- 1977-11-14 IT IT29640/77A patent/IT1089058B/en active
- 1977-11-14 BE BE182612A patent/BE860811A/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-14 SE SE7712818A patent/SE440744B/en not_active IP Right Cessation
- 1977-11-15 PH PH20438A patent/PH14682A/en unknown
- 1977-11-15 YU YU2722/77A patent/YU41572B/en unknown
- 1977-11-15 EG EG639/77A patent/EG13082A/en active
- 1977-11-16 TR TR19886A patent/TR19886A/en unknown
-
1978
- 1978-01-30 ES ES466474A patent/ES466474A1/en not_active Expired
- 1978-12-01 ES ES475666A patent/ES475666A1/en not_active Expired
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI61636B (en) | FLASH COMPONENT FOER GASSEPARATIONER OR FOER FARANDE FOER DESS ANVAENDNING | |
US4230463A (en) | Multicomponent membranes for gas separations | |
US4728345A (en) | Multicomponent gas separation membranes having polyphosphazene coatings | |
US7819956B2 (en) | Gas transfer membrane | |
US4868222A (en) | Preparation of asymmetric membranes by the solvent extraction of polymer components from polymer blends | |
US4654055A (en) | Asymmetric gas separation membranes | |
US4157960A (en) | Method for enhancing membrane separation | |
US4530703A (en) | Cross-linked polyarylene oxide membranes | |
EP0257011B1 (en) | Permeation modified asymmetric gas separation membranes having graded density skins | |
JPH0647058B2 (en) | Gas selective permeable membrane | |
JPS6051526A (en) | Asymmetrical gas separating membrane | |
JPS6154222A (en) | Composite separation membrane | |
GB2047162A (en) | Anisotropic membranes | |
US5061301A (en) | Process for the preparation of surface modified, multilayered, composite membranes for oxygen enrichment and the gas separation membranes | |
US5091216A (en) | Reactive post treatment for gas separation membranes | |
US4783202A (en) | Polyphosphazene membrane separation of polar from non-polar fluids | |
Madaeni et al. | The influence of membrane formation parameters on structural morphology and performance of PES/PDMS composite membrane for gas separation | |
CN106621853B (en) | (per) fluoropolymer composite membrane and its preparation method and application | |
US20080114087A1 (en) | Method for fabrication of elastomeric asymmetric membrances from hydrophobic polymers | |
JPS6154204A (en) | Composite fluid separation membrane | |
US3810814A (en) | Asymmetric polymer membranes of reduced elastic modulus | |
EP0336999B1 (en) | Reactive posttreatment for gas separation membranes | |
KR820000171B1 (en) | Method for gas separation by multicomponent membranes | |
KR20020011593A (en) | Method for forming gas separation membraines | |
KR102637321B1 (en) | Gas separation membrane, gas separation membrane module comprising the same and preparation method for the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: PERMEA, INC. |