NL8303110A - Asymmetrical membranes for liq.-vapour and vapour-vapour permeation - made by immersing layer of polymer soln. and substrate in non-aq. coagulation bath of defined solubility parameter - Google Patents
Asymmetrical membranes for liq.-vapour and vapour-vapour permeation - made by immersing layer of polymer soln. and substrate in non-aq. coagulation bath of defined solubility parameter Download PDFInfo
- Publication number
- NL8303110A NL8303110A NL8303110A NL8303110A NL8303110A NL 8303110 A NL8303110 A NL 8303110A NL 8303110 A NL8303110 A NL 8303110A NL 8303110 A NL8303110 A NL 8303110A NL 8303110 A NL8303110 A NL 8303110A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- vapour
- liquid
- solvent
- coagulation bath
- layer
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 19
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 11
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 10
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 5
- 229940113088 dimethylacetamide Drugs 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 4
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXPDNDHCMMOJPC-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxybutanedinitrile Chemical compound N#CC(O)CC#N JXPDNDHCMMOJPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100165177 Caenorhabditis elegans bath-15 gene Proteins 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N N-methylacetamide Chemical compound CNC(C)=O OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- IRBFQENXOFCNSG-UHFFFAOYSA-N carbamic acid;prop-1-ene Chemical compound CC=C.NC(O)=O IRBFQENXOFCNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- CZHYKKAKFWLGJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl phosphite Chemical compound COP([O-])OC CZHYKKAKFWLGJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000000302 ischemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000003021 water soluble solvent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/362—Pervaporation
-
- 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
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
- B01D67/0016—Coagulation
- B01D67/00165—Composition of the coagulation baths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/022—Asymmetric membranes
-
- 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
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
- B01D67/0011—Casting solutions therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
* N.0. 31954 χ* N.0. 31954 χ
Werkwijze voor de vervaardiging van asymmetrische membranen voor vloeistof-damp of damp-damp pemeat ie.Process for the production of asymmetric membranes for liquid-vapor or vapor-vapor permeation.
Aanvraagster noemt als uitvinders: C.A. Smolders en M.H.V. Mulder, Afdeling Chemische Technologie T.H. Twente.Applicant mentions as inventors: C.A. Smolders and M.H.V. Mulder, Department of Chemical Technology T.H. Twente.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van membranen voor vloeistof-damp- respectievelijk damp-damp per-meatie, door een dispersie van een macromoleculaire stof in ten minste éên organisch oplosmiddel (1) op een oppervlak aan te brengen en aan-5 sluitend dat oppervlak met de daarop aangebrachte laag in een coagula— tiebad uit een watervrij niet-oplosmiddel (2) voor de macromuleculaire stof te brengen. Onder een membraanscheidingsproces door middel van vloeistof-damp of damp-damp permeatie wordt een proces verstaan waarbij het te scheiden mengsel zich als vloeistofmengsel of als dampmengsel 10 aan de raffinaatzijde van een membraan bevindt, terwijl aan de perme-aatzijde een dusdanige onderdruk gehandhaafd wordt, dat het permeaat in de dampvorm onttrokken wordt aan de onderzijde van het membraan. De selectieve permeatie van een (of meerdere) van de vloeistof- of damp-componenten doof het membraan leidt tot een permeaat dat aan een (of 15 meerdere) van die componenten verrijkt is.The invention relates to a process for the production of membranes for liquid-vapor or vapor-vapor perception, by applying a dispersion of a macromolecular substance in at least one organic solvent (1) and applying it to a surface. 5 closing the surface with the layer applied thereon in a coagulation bath of an anhydrous non-solvent (2) for the macromulecular substance. A membrane separation process by means of liquid-vapor or vapor-vapor permeation is understood to mean a process in which the mixture to be separated is present as a liquid mixture or as a vapor mixture 10 on the raffinate side of a membrane, while such a negative pressure is maintained on the permeate side, that the permeate in the vapor form is withdrawn from the bottom of the membrane. The selective permeation of one (or more) of the liquid or vapor components through the membrane results in a permeate enriched in one (or more) of those components.
Voor een verdere beschrijving van dit type membraanproces wordt verwezen naar Amerikaans octrooischrift 3,726,934 (kolom 2).For a further description of this type of membrane process, reference is made to U.S. Patent 3,726,934 (column 2).
Membranen die voor vloeistof-damp en damp-damp permeatie geschikt zijn, kunnen worden verkregen door een dispersie van een macromolecu-20 laire stof in een oplosmiddelsysteem, dat een met water mengbaar oplosmiddel bevat, op een oppervlak aan te brengen en aansluitend dat oppervlak met de daarop aangebrachte laag in een waterrijke vloeistof te dompelen. Zie hiervoor "Proceedings of the first international symposium on water desalination" Washington D.C. (1965), Vol. 2, 159-173.Membranes suitable for liquid-vapor and vapor-vapor permeation can be obtained by applying a dispersion of a macromolecular substance in a solvent system containing a water-miscible solvent and then applying that surface with dipping the layer applied thereon into a water-rich liquid. See "Proceedings of the first international symposium on water desalination" Washington D.C. (1965), Vol. 2, 159-173.
25 Zo is daaruit een cellui os e-acetaat membraan voor membraanfiltra tie bekend, waarbij een oplossing van cellulose-acetaat in aceton en formamide op een glasplaat wordt aangebracht- en de aangebrachte laag door dompelen in water wordt gecoaguleerd. Een dergelijk membraan levert echter geen of slechts geringe separatie op van vloeistof-damp en 30 damp-damp systemen. De oorzaak daarvan is o.a. dat de oppervlaktelaag van het membraan niet compact genoeg is.Thus, a cellulose o-acetate membrane for membrane filtration is known therefrom, in which a solution of cellulose acetate in acetone and formamide is applied to a glass plate and the applied layer is coagulated by immersion in water. However, such a membrane provides no or only minor separation of liquid-vapor and vapor-vapor systems. The reason for this is, among other things, that the surface layer of the membrane is not compact enough.
Voorts is uit het DOS 2.123.433 een werkwijze voor de vervaardiging van membranen bekend, waarbij van een oplossing van een polymeer 83 0 3 1 1 0 ψ 2 in een organisch oplosmiddel (1), vermengd met een organisch oplosmiddel (2) dat minder vluchtig is en een slechter oplosmiddel voor het polymeer is dan oplosmiddel (1) een laag op een oppervlak wordt aangebracht, waarna men laat desolvateren. Dan wordt met een vloeistof waar-5 in oplosmiddel (1) en oplosmiddel (2) oplosbaar zijn, doch het polymeer niet oplosbaar is, uitgeloogd en het verkregen membraan gedroogd.Furthermore, DOS 2.123.433 discloses a method for the production of membranes, in which a solution of a polymer is 83 0 3 1 1 0 ψ 2 in an organic solvent (1), mixed with an organic solvent (2) which is less is volatile and is a worse solvent for the polymer than solvent (1), a layer is applied to a surface and desolvated. Then, with a liquid in which solvent (1) and solvent (2) are soluble, but the polymer is not soluble, it is leached and the resulting membrane dried.
Gevonden werd, dat asymmetrische membranen met een zeer dichte op-pervlaktelaag, waarvan de dikte ten hoogste 1 /ma bedraagt, en een daaronder liggende poreuze steunlaag, waarbij alleen de dunne opper-10 vlaktelaag de weerstand voor het stoftransport bepaalt, vervaardigd kunnen worden door een dispersie van een macromoleculaire stof in ten minste een organisch dispergeexmiddel (1) waarin de macromoleculaire stof oplosbaar mag zijn, op een oppervlak aan te brengen en dat oppervlak met de daarop aangebrachte laag te brengen in een coagulatiebad 15 uit een oplosmiddel (2), waarin de macromoleculaire stof niet oplosbaar mag zijn, en waarbij het verschil van de oplosbaarheidsparameters y* ^ ica J niet-oplosmiddel (2) voor het polymeer minus ·£ dispergeermiddel (1) voor het polymeer ^ (6 cal/cm3)^ - 12,24 x 103(J/m3)^.It has been found that asymmetric membranes with a very dense surface layer, the thickness of which is at most 1 / ma, and an underlying porous support layer, in which only the thin surface layer determines the resistance for the material transport, can be manufactured by apply a dispersion of a macromolecular substance in at least one organic dispersant (1) in which the macromolecular substance may be soluble, to a surface and to apply that surface with the layer applied thereon in a coagulation bath 15 of a solvent (2), in which the macromolecular substance must not be soluble, and wherein the difference of the solubility parameters y * ^ ica J non-solvent (2) for the polymer minus · dispersant (1) for the polymer ^ (6 cal / cm3) ^ - 12 , 24 x 103 (J / m3) ^.
Dergelijke membranen zijn bij 6 MPa -in geval van vloeistof- vloei-20 stof permeatie, i.c. hyperfiltratie of omgekeerde osmose niet doorlatend voor water.Such membranes are impermeable to water at 6 MPa in the case of liquid-liquid permeation, i.c. hyperfiltration or reverse osmosis.
Voorbeelden van dispergeermiddel (1) zijn: J -butyrolacton, propyleencarbamaat, -1 -caprolactam, dimethylsul- \J - - foxide, dimethylfosfiet, N-methylaceetamide, malonitril, dimethyl-form-25 amide, dimethylaceetamide, N-methylpyrrolidon, pyridine, tetrahydro-furan, dioxaan, aceton, dichloormethaan, chloroform, trichloorethy-leen.Examples of dispersant (1) are: J-butyrolactone, propylene carbamate, -1-caprolactam, dimethylsulfon-J -foxide, dimethylphosphite, N-methyl acetamide, malonitrile, dimethyl-form-amide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, pyridine, tetrahydrofuran, dioxane, acetone, dichloromethane, chloroform, trichlorethylene.
Bij voorkeur worden als dispergeermiddel (1) toegepast voor poly-sulfon: tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylaceetamide; voor 30 polyacrylonitrile: dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylaceetamide; voor cellulose-acetaat (Eastman Chemicals E 398-6): aceton; voor polyfenyleenoxide: trichloorethyleen.Preferred dispersant (1) for polysulfone are: tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl acetamide; for polyacrylonitrile: dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide; for cellulose acetate (Eastman Chemicals E 398-6): acetone; for polyphenylene oxide: trichlorethylene.
Voorbeelden van het niet-oplosmiddel voor het polymeer zijn: alcoholen en koolwaterstoffen.Examples of the non-solvent for the polymer are: alcohols and hydrocarbons.
35 Bij voorkeur worden als niet-oplosmiddel (2) alcoholen met 1 tot 8 koolstofatomen toegepast.Alcohols with 1 to 8 carbon atoms are preferably used as the non-solvent (2).
Bij systemen uit een macromoleculaire stof en een in water oplosbaar oplosmiddel (1), wordt de opgebrachte massa eerst in een watervrij oplosmiddel gedompeld, dat aan de oplosbaarheidsparameter-voorwaarde .3303110 > 3 voldoet, waardoor de compacte structuur van de oppervlaktelaag wordt gevormd en aansluitend in een water-bevattende vloeistof gedompeld om die structuur in de dunne oppervlaktelaag te fixeren.In systems of a macromolecular substance and a water-soluble solvent (1), the applied mass is first immersed in an anhydrous solvent, which satisfies the solubility parameter condition .3303110> 3, whereby the compact structure of the surface layer is formed and subsequently dipped in a water-containing liquid to fix that structure in the thin surface layer.
Om de gewenste compacte dunne oppervlaktelaag te verkrijgen ver-5 dient het aanbeveling de onderdompeling in de eerste watervrije, fase aanmerkelijk korter te laten duren dan in de tweede, water-bevattende vloeistof, d.w.z. onderdompeling in de eerste, watervrije, fase duurt bij voorkeur 1 tot 60 seconden, terwijl de onderdompeling in het tweede bad, welke de water-bevattende vloeistof bevat, bij voorkeur ten minste 10 1 minuut bedraagt.In order to obtain the desired compact thin surface layer, it is recommended that the immersion in the first anhydrous phase lasts considerably shorter than in the second water-containing liquid, ie immersion in the first anhydrous phase preferably lasts 1 up to 60 seconds, while the immersion in the second bath containing the aqueous liquid is preferably at least 10 minutes.
De voor het gieten gebruikte polymeeroplossing bevat bij voorkeur 8 tot 40 gew.% macromoleculaire stof. Als voorkeursoplossingen van macromoleculaire stoffen worden genoemd 10 tot 20 gew.-procents oplossingen van polysulfon, 15 tot 25 gew.-procents oplossingen van poly-15 acrylonitrile, 20 tot 30 gew.-procents oplossingen van cellulose-ace-taat.The polymer solution used for casting preferably contains 8 to 40% by weight of macromolecular substance. As preferred solutions of macromolecular substances are mentioned 10 to 20% by weight solutions of polysulfone, 15 to 25% by weight solutions of poly-15 acrylonitrile, 20 to 30% by weight solutions of cellulose acetate.
Een belangrijke toepassing van de membranen volgens -de uitvinding is het scheiden van vloeibare of dampvormige ethanol-water mengsels van elke gewenste samenstelling.An important application of the membranes according to the invention is the separation of liquid or vaporous ethanol-water mixtures of any desired composition.
20 Andere geschikte toepassingen zijn het scheiden van isomeren meng-· seis, zoals bijvoorbeeld het afscheiden van p-xyleen uit een mengsel van xyleen isomeren en het scheiden van ethylbenzeen van styreen.Other suitable applications are the separation of isomeric mixture requirements, such as, for example, the separation of p-xylene from a mixture of xylene isomers and the separation of ethylbenzene from styrene.
Verder kunnen de verkregen membranen toegepast worden voor het scheiden van alifat ische-aromat ische mengsels, zoals bijvoorbeeld 25 cydohexaan van benzeen.Furthermore, the membranes obtained can be used to separate aliphatic ischemic mixtures, such as, for example, cydohexane from benzene.
Een andere belangrijke toepassing voor de membranen volgens de uitvinding is het ontwateren van organische oplosmiddelen of oplosmid-delsystemen, welke bij voorkeur lage concentraties water bevatten.Another important application for the membranes according to the invention is the dewatering of organic solvents or solvent systems, which preferably contain low concentrations of water.
Hoewel in het bovenstaande slechts enkele macromoleculaire stoffen 30 ter sprake zijn gekomen, zoals polysulfon, polyfenyleenoxide, polyacrylonitrile en cellulose-acetaat, kunnen ook andere macromoleculaire stoffen gebruikt worden om membranen volgens de uitvinding te vormen. VOORBEELD IAlthough only a few macromolecular substances have been discussed above, such as polysulfone, polyphenylene oxide, polyacrylonitrile and cellulose acetate, other macromolecular substances can also be used to form membranes according to the invention. EXAMPLE I
Men bereidt een polymeeroplossing van 30 gew.% polysulfon (P 3500 35 van Union Carbide) in dimethylaceetamide (oplosbaarheidsparameter - = (10.8 cal/cm?)^.A polymer solution of 30 wt.% Polysulfone (P 3500 35 from Union Carbide) in dimethylacetamide (solubility parameter - = (10.8 cal / cm 2)) was prepared.
Na het uitstrijken van de oplossing op een glazen plaat, waarbij een vloeistof laag met een dikte van 150 /um ontstaat, dompelt men de 83Cö 1 10 4 glasplaat met de daarop aangebrachte laag van polysulfonoplossing direct in n-propanol (& * (11.9 cal/cm2)%). Er treedt dan coagulatie op onder vorming van een asymmetrisch membraan met een dunne oppervlak-* telaag ( ^ 1/um) en een poreuze steunlaag (20/urn).After the solution has been spread on a glass plate, resulting in a liquid layer with a thickness of 150 µm, the 83Cö 1 10 4 glass plate with the layer of polysulfone solution applied to it is immediately immersed in n-propanol (& * (11.9 cal / cm2)%). Coagulation then occurs to form an asymmetric membrane with a thin surface layer (1 / µm) and a porous backing layer (20 µm).
5 Het verkregen membraan is bijzonder geschikt voor het scheiden van vloeibare en dampvormige mengsels uit ethanol en water. Bij permeatie van een 50-50 gew.% ethanol-water mengsel bij 20°C bleek de selectivi-teitsfactor α=250 (a is de verhouding van de concentraties van twee stoffen, A en B in het permeaat, gedeeld door de verhouding van de 10 concentraties van de overeenkomstige stoffen in het raffinaat; [Ca / Cg] in permeaat α ·' ...... -----— [Ca / CB] In rafinaat (zie ook Amerikaans octrooischrift 3*726.934, kolom 2).The resulting membrane is particularly suitable for separating liquid and vaporous mixtures from ethanol and water. Permeation of a 50-50 wt% ethanol-water mixture at 20 ° C showed the selectivity factor α = 250 (a is the ratio of the concentrations of two substances, A and B in the permeate, divided by the ratio of the 10 concentrations of the corresponding substances in the raffinate; [Ca / Cg] in permeate α · '...... -----— [Ca / CB] In raffinate (see also US patent 3 * 726,934, column 2).
Het percentage water in het permeaat bedraagt derhalve 99.6% en er werd een flux van 0.01 l/m2/uur waargenomen.The percentage of water in the permeate is therefore 99.6% and a flux of 0.01 l / m2 / hour was observed.
15 VOORBEELD IIAEXAMPLE IIA
Men bereidt een polymeeroplossing van 15 gew.% polysulfon in tetrahydrofuran ( <T » (9.1 cal/cm2)^). Na het uitstrijken van de oplossing op een glazen plaat, waarbij een vloeistoflaag met een dikte van 150 /urn ontstaat, dompelt men de glasplaat met de daarop 20 aangebrachte laag van polysulfonoplossing in een methanolbad. ( <S » (14.5 cal/cm?)^). Het verkregen asymmetrisch membraan is uitstekend geschikt voor het scheiden van vloeibare en dampvormige mengsels uit ethanol en water waarbij een selectiviteitsfactor van 67 (d.w.z. het percentage water in het permeaat is 98.5%) en een flux van 0.01 25 l/m^/uur werden waargenomen. De dunne oppervlaktelaag van dit membraan is minder dan 1/um terwijl de poreuze steunlaag 35/um dik is.A polymer solution of 15% by weight of polysulfone in tetrahydrofuran (<T »(9.1 cal / cm2) ^) is prepared. After the solution has been spread on a glass plate, whereby a liquid layer with a thickness of 150 µm is formed, the glass plate with the layer of polysulfone solution applied thereon is immersed in a methanol bath. (<S »(14.5 cal / cm?) ^). The resulting asymmetric membrane is excellent for separating liquid and vaporous mixtures from ethanol and water with a selectivity factor of 67 (ie the percentage of water in the permeate is 98.5%) and a flux of 0.01 25 l / m ^ / hour. . The thin surface layer of this membrane is less than 1 µm while the porous backing layer is 35 µm thick.
VOORBEELD IIs (vergelijkend)EXAMPLE IIs (comparative)
Men bereidt een polymeeroplossing van 15 gew.% polysulfon in dimethylaceetamide (<dT * 10.8 cal/cm2)^. Na het uitstrijken van de 30 oplossing op de onderlaag, dompelt men de uitgestreken laag in een waterbad (^ =23.4 (cal/cm^)^. Het verkregen asymmetrisch membraan vertoont geen enkele scheiding ten aanzien van ethanol-water mengsels, aangezien Δ £ groter is dan 6 (cal/cm2)^.A polymer solution of 15% by weight of polysulfone in dimethylacetamide (<dT * 10.8 cal / cm 2) is prepared. After the solution has been spread on the substrate, the spread layer is immersed in a water bath (^ = 23.4 (cal / cm ^) ^. The asymmetric membrane obtained does not show any separation with respect to ethanol-water mixtures, since Δ £ is greater than 6 (cal / cm2) ^.
VOORBEELD IIIEXAMPLE III
35 Men bereidt een mengsel van 30 gew.% cellulose-acetaat (EastmanA mixture of 30% by weight of cellulose acetate (Eastman
Chemicals E 398-6) in aceton (6 * (9.7 cal/cm2)^). De op een 83 03 t 10 5 glasplaat uitgestreken dispersie met een dikte van 150 /um wordt gedompeld in een methanolbad ( o *» (14.5 cal/cm^)^). Men verkrijgt een membraan met uitstekende eigenschappen voor het scheiden van p-xyleen uit een mengsel van xyleen isomeren.Chemicals E 398-6) in acetone (6 * (9.7 cal / cm2) ^). The dispersion spread on a 83 03 t 10 5 glass plate with a thickness of 150 µm is immersed in a methanol bath (0 * (14.5 cal / cm2) ^). A membrane with excellent properties for separating p-xylene from a mixture of xylene isomers is obtained.
5 VOORBEELD· IV5 EXAMPLE IV
Men bereidt een oplossing van 20 gew.Z polyfenyleenoxide (General Electric) in trichloorethyleen ( ~ (9.3 cal/cm3)%). Na uitstrijken van de oplossing op een glazen plaat, waarbij een vloeistoflaag met een dikte van 150 /um ontstaat, dompelt men de glasplaat met de daarop 10 aangebrachte polyfenyleenoxide-oplossing in een methanolbad ( ö (14.5 cal/cnP)^). Het op deze wijze verkregen membraan is zeer geschikt voor het verwijderen van water uit organische vloeistoffen. Ook dit membraan bezit een oppervlaktelaag die minder dan 1 /um dik is terwijl de poreuze steunlaag 20/um dik is.A solution of 20 wt.% Polyphenylene oxide (General Electric) in trichlorethylene (~ (9.3 cal / cm3)%) is prepared. After the solution has been spread on a glass plate, whereby a liquid layer with a thickness of 150 µm is formed, the glass plate with the polyphenylene oxide solution applied thereon is immersed in a methanol bath (ö (14.5 cal / cnP) ^). The membrane obtained in this way is very suitable for removing water from organic liquids. This membrane also has a surface layer that is less than 1 µm thick, while the porous support layer is 20 µm thick.
15 VOORBEELD VEXAMPLE V
Men bereidt een oplossing van 20 gew.Z polyacrylonitril in dimethylformamide (^ * (12.1 cal/caP)^). Deze oplossing wordt bij kamertemperatuur op een glazen plaat uitgestreken en vervolgens wordt de plaat met de daarop aangebrachte vloeistoflaag 3 seconden in een 20 isopropanolbad (c (11.5 cal/cm?)^) gedompeld. Vervolgens wordt het membraan overgebracht in een tweede bad dat water bevat. De vorming en compactheid van de dunne oppervlaktelaag wordt alleen bepaald door het eerste (isopropanol) bad. Bij een verblijftijd van 1 tot 10 seconden in het eerste bad blijven de eigenschappen constant, terwijl vanaf een 25 tijd van meer dan 10 seconden de selectiviteit van het verkregen membraan afneemt en de flux constant blijft. De verkregen membranen bezitten uitstekende eigenschappen voor het scheiden van ethanol-water mengsels bij kamertemperatuur waarbij een selectiviteitsfactor van 47 en een flux van 0.19 1/m?/ uur wordt waargenomen.A solution of 20 wt.% Polyacrylonitrile in dimethylformamide (^ * (12.1 cal / caP) ^) is prepared. This solution is spread on a glass plate at room temperature and then the plate with the liquid layer applied thereon is immersed for 3 seconds in an isopropanol bath (c (11.5 cal / cm 2) ^). The membrane is then transferred to a second bath containing water. The formation and compactness of the thin surface layer is determined only by the first (isopropanol) bath. With a residence time of 1 to 10 seconds in the first bath, the properties remain constant, while from a time of more than 10 seconds the selectivity of the obtained membrane decreases and the flux remains constant. The membranes obtained have excellent properties for separating ethanol-water mixtures at room temperature with a selectivity factor of 47 and a flux of 0.19 l / m 2 / hour.
83 0 3 1 1083 0 3 1 10
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8303110A NL8303110A (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Asymmetrical membranes for liq.-vapour and vapour-vapour permeation - made by immersing layer of polymer soln. and substrate in non-aq. coagulation bath of defined solubility parameter |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8303110 | 1983-09-08 | ||
| NL8303110A NL8303110A (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Asymmetrical membranes for liq.-vapour and vapour-vapour permeation - made by immersing layer of polymer soln. and substrate in non-aq. coagulation bath of defined solubility parameter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8303110A true NL8303110A (en) | 1985-04-01 |
Family
ID=19842373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8303110A NL8303110A (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Asymmetrical membranes for liq.-vapour and vapour-vapour permeation - made by immersing layer of polymer soln. and substrate in non-aq. coagulation bath of defined solubility parameter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL8303110A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0361085A1 (en) * | 1988-09-01 | 1990-04-04 | Akzo N.V. | Integral asymmetric polyether sulfone membrane, process for its manufacture and its use in ultrafiltration and microfiltration |
-
1983
- 1983-09-08 NL NL8303110A patent/NL8303110A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0361085A1 (en) * | 1988-09-01 | 1990-04-04 | Akzo N.V. | Integral asymmetric polyether sulfone membrane, process for its manufacture and its use in ultrafiltration and microfiltration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Böddeker et al. | Pervaporation of isomeric butanols | |
| US2953502A (en) | Separation of azeotropic mixtures | |
| US5681433A (en) | Membrane dehydration of vaporous feeds by countercurrent condensable sweep | |
| CA1231985A (en) | Selective extraction solvent recovery using regenerated cellulose membrane under reverse osmosis conditions | |
| US4591440A (en) | Membranes for liquid separations | |
| US5611930A (en) | Cellulose ester blend membranes, process for making same and their use | |
| JPH069645B2 (en) | Separation method of mixed solution | |
| MXPA06007238A (en) | Process for the separation of olefins and paraffins. | |
| JPH0334969B2 (en) | ||
| KR100224471B1 (en) | Stable polyon complex membrance with a double structure | |
| JPS6253395A (en) | Separation of solvent from hydrocarbon dissolved in solvent | |
| US5849195A (en) | Composite membrane, process of manufacturing it and process of using it | |
| NL8303110A (en) | Asymmetrical membranes for liq.-vapour and vapour-vapour permeation - made by immersing layer of polymer soln. and substrate in non-aq. coagulation bath of defined solubility parameter | |
| US5707423A (en) | Substituted polyacetylene separation membrane | |
| US3789079A (en) | Process for the separation of diene from organic mixtures | |
| Netke et al. | Sorption and permeation of aqueous picolines in elastomeric membranes | |
| EP0254359A1 (en) | Process for separating a fluid mixture containing hydrocarbons and an organic solvent | |
| Yoshikawa et al. | Specialty polymeric membranes: 4. Pervaporation separation of acetic acid/water mixtures through modified polybutadiene membranes | |
| NL9200624A (en) | COMPOSITE MEMBRANE, USE THEREOF AND METHOD FOR DEWATERING ORGANIC SOLVENTS. | |
| CN109157986B (en) | Pervaporation composite membrane with step crosslinking degree and preparation method thereof | |
| JPS6260924B2 (en) | ||
| JPH0157604B2 (en) | ||
| EP0255747B1 (en) | Process for separating a fluid feed mixture hydrocarbon oil and an organic solvent | |
| US3720717A (en) | Concentrating aqueous acetone | |
| JPH01207101A (en) | Process and apparatus for producing concentrated liquid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |