Том 4, номер 3, 2014

В обзоре рассмотрены типы и особенности проведения мембранной экстракции. Приведены свойства объемных, импрегнированных и эмульсионных мембран. Рассмотрены основные принципы жидкостной мембранной экстракции, типы переносчиков, устойчивость систем при проведении процесса. Обсуждено использование жидких мембран для разделения газовых смесей. Преимуществом мембранной экстракции является возможность достижения высоких степеней извлечения и концентрирования за одну стадию. В то же время организация процесса мембранной экстракции является более сложной, чем традиционные процессы.

The separation of mixtures of gases and liquids is a topic of great interest in the oil industry, which in many cases still has not found a technology that could be really efficient, environmentally friendly and technically feasible to obtain pure gases as well as for the removal of pollutants in liquid feedstocks. In this sense, one of the most promising alternatives for the solution of both problems is the use of membrane technology. Particularly, supported-ionic-liquid-membrane-based technology has prompted great interest due to the combined characteristics of this system. On the one hand, supported membranes, using conventional solvents, are more stable and feature long-term performance; on the other hand, ionic liquids are environmental friendly solvents that can be designed for every specific application. In this work, an overview of recent research on supported ionic liquid membranes with special emphasis in potential applications for the Petroleum Industry is offered. Both, gas and liquid separations are highlighted.

Приводятся коэффициенты проницаемости фтора, фторида водорода и гексафторидов урана и вольфрама через фторполимеры. Показано, что фторполимеры винилиденфторида обладают высокой селективностью по фториду водорода. Наихудшие газопроницаемые характеристики присущи материалам, полученным прессованием. Для экструзионных материалов существенно влияние молекулярной массы.

Предложен способ измерения потенциала поверхности мембран, изготовленных в виде полого волокна, методом потенциала течения при тангенциальном потоке раствора. Проведены измерения ζ-потенциала и заряда поверхности нанофильтрационных мембран, изготовленных из полиакрилнитрила в виде полого волокна. Измерения проводились на мембранах с разной пористостью, которые получались при частичном высушивании исходно сырых мембран. Пористость оценивалась по скорости фильтрации раствора через поры мембраны под действием приложенного давления. Получена формула, позволяющая учитывать влияние течения раствора в пористом слое. Показано, что применение полученной формулы дает возможность рассчитать более корректные значения потенциала поверхности мембран.

происходит также перенос паров компонентов раствора абсорбента. При этом концентрация ДЭА в конденсате составила 0.5% масс., что соответствует составу насыщенной паровой фазы над 30% масс. водным раствором ДЭА при 100°C. Учитывая химическую устойчивость ПТМСП к раствору ДЭА при температуре регенерации, снижение транспортных характеристик композиционной мембраны ПТМСП/МФФК (ПЭТФ) во времени в процессе регенерации абсорбента связано с химической деструкцией нетканой подложки из ПЭТФ под действием проникших паров ДЭА при температуре 100°C. Сделан вывод о необходимости использования более химически и термически стойких пористых подложек, например, керамических микрофильтрационных мембран. 0° C, давлении абсорбента 10 атм. и варьировании скорости его подачи. В качестве мембран были использованы лабораторные образцы композиционных мембран, полученные нанесением тонких разделительных слоев поли[1-(триметилсилил)-1-пропина] (ПТМСП) на пористую подложку, в качестве которой использовали микрофильтрационную мембрану марки МФФК-1 (ЗАО НТЦ “Владипор”) с фильтрующим пористым слоем из фторопласта Ф-42 (сополимер тетрафторэтилена и винилиденфторида), нанесенным на нетканую подложку из лавсана (полиэтилентерефталата(ПЭТФ)). После первых 10 дней испытаний поток СО₂ на выходе из мембранного контактора снижается в 3 раза, а затем стабилизируется на уровне 2 м³/м² ч в течение последующих 80 дней. Установлено, что наряду с переносом через мембрану СО₂ происходит также перенос паров компонентов раствора абсорбента. При этом концентрация ДЭА в конденсате составила 0.5% масс., что соответствует составу насыщенной паровой фазы над 30% масс. водным раствором ДЭА при 100°C. Учитывая химическую устойчивость ПТМСП к раствору ДЭА при температуре регенерации, снижение транспортных характеристик композиционной мембраны ПТМСП/МФФК (ПЭТФ) во времени в процессе регенерации абсорбента связано с химической деструкцией нетканой подложки из ПЭТФ под действием проникших паров ДЭА при температуре 100°C. Сделан вывод о необходимости использования более химически и термически стойких пористых подложек, например, керамических микрофильтрационных мембран.

В статье приведены результаты исследования рентгеновской степени кристалличности мембраны МГА-95. Получены рентгеновские дифрактограммы от образцов полимерной мембраны в сухом и набухшем виде. Рассчитаны и проанализированы степени кристалличности мембраны.

Исследованы сорбционные и транспортные процессы в электромембранных системах, содержащих водные растворы хлоридов натрия и ртути(II) и ионообменные мембраны МК-40, МА-40, МА-41. Рассчитаны концентрации комплексных частиц, присутствующих в контактирующих растворах. Показано, что ртуть поглощается только анионообменными мембранами в составе нейтральных и отрицательно заряженных комплексных частиц. Наличие специфического взаимодействия ртути с функциональными группами анионообменной мембраны МА-40 подтверждено ИК-спектроскопией, кондуктометрией, измерением гидратных свойств мембран.

Исследовано влияние присутствия объемных органических катионов в фазе перфторированных сульфокатионообменных мембран на чувствительность ПД-сенсоров к ионам витаминов (никотиновой кислоты, пиридоксина и тиамина) и гидроксония в водных растворах. Три перекрестно чувствительных ПД-сенсора на основе перфторированных мембран использованы для совместного определения ионов никотиновой кислоты, пиридоксина и тиамина в водных растворах. Относительная погрешность определения витаминов не превышала 12%, относительное стандартное отклонение результатов определения не превышало 0.04, предел обнаружения и предел определения составили 4.9 ? 10^-6 М и 1.6 ? 10^-5 М соответственно.