150014. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gázok szétválasztására és elválasztására gáz és/vagy gőzelegyekből

Megjelent: 1963. március 31. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG 4T ^ SZABADALMI LEÍRÁS OKSZAGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 150.014. SZÁM FA—487. ALAPSZÁM Nemzetközi osztály: B—01 d Magyar osztálv: 12 e Eljárás gázok szétválasztására és elválasztására gáz- és/vagy gőzelegyekből VEB Farbenfabrik Wolfen cég, Wolfen (NDK) Feltaláló: Dr. Wolf Friedrich vegyész, Leipzig (NDK) A bejelentés napja: 1961. február 6. Német Demokratikus Köztársaságbeli elsőbbsége: 1960. október 19. A találmány eljárás gőzök szétválasztására és/vagy elválasztására gőzelegyből vagy gázokkal' alkotott elegyből membránok segítségével. Uránhexafluorid pl. ismert módon úgy nyerhető ki, hogy az uránhexakloridot és esetleg más gőzöket tartalmazó gázáramot membránokhoz vagy membrán tulajdonságú porózus anyagokhoz vezetik. Az UF6-gőzÖk ennek során előnyösen a membránon áthatolnak, majd az így létrejövő feldúsulás után a membrán másik oldalán feldolgozásra kerülnek. Általában gőzök áthatolásához nagymoíekulás polimer vegyületekből, pl. kaucsukból, polivinilkloridból, polietilénből, oellulozszarmazekokbol " stb. készült membránok alkalmazhatók. Membránként használhatók továbbá porózus anyagok, pl. szintereit fémek, oxidok (kerámiai anyagok) stb. Gőzök membránokon vagy porózus anyagokon áthatolása azonban meglehetősen lassú folyamat, úgyhogy ez az elválasztó eljárás ma még iparilag nem tekinthető gazdaságosnak. Az UFf, iparilag kivitelezett elválasztását nem lehet gazdaságossági szempontokból tárgyalni. Azt találtuk, hogy gőzök membránokon áthatolásának sebessége általában és az áthatolási folyamat specifikussága poláris gőzökkel szemben különösen jelentékenyen növelhető, ha olyan membránokat alkalmazunk, amelyek poláris, cserélő tulajdonságú csoportokat tartalmazó cserélőgyantából készülnek (ioncserélő membránok). A műgyanta-ioncserélő membránokon történő gőz áthatolás a mindenkori vizsgált gázállapotú molekulafajtára vonatkozóan tíz—százszor nagyobb sebességű, mint az analóg eddig alkalmazott, gyengén vagy egyáltalán nem poláros szerves polimerekből készült membránokon való áthatolás. Ezzel megteremtettük annak lehetőségét, hogy gőzöket iparilag használható mértékben és előnyös sebességgel más gőzökkel vagy gázokkal alkotott elegy ékből membránok segítségével kinyerjünk. Az ioncserélő membránok alkalmazása az említett más anyagokból készült membránokkal szemben az említett lényegesen, nagyobb permeálási sebesség mellett még azzal a jelentős előnnyel is jár, hogy poláris gőzökkel szemben sokkal specifikusabbak; ez annyit jelent, hogy poláris gőzök ioncserélő membránon gyorsabban hatolnak át, mint kevésbé vagy nem poláris gőzök. Pl. metanol- vagy etanoilmolekulák ioncserélő membránon lényegesen gyorsabban hatolnak át, mint benzol- vagy toluolrnolekulák. Az alfcoholmolekuiák tartalmazzák a poláris hidroxilcsoportokat. Eddig még nem ismertek olyan membránok, amelyek az áthatoló molekulák specifikusságával kapcsolatban ezt a meglepő hatást lényegesen megnövekedett áthatolási sebesség mellett tanúsítanák. Az elválasztó folyamat végrehajtásához a gőzelegyet ill. a gőz/gáz-elegyet az ioncserélő membrán felülete előtt elvezetjük, míg a membrán másik oldalán tiszta gázáramot (pl. levegőt) vezethetünk. A membránok az elválasztó hatás fokozása érdekéiben csomagokban egymás mögé kapcsolhatók. A találmány szerinti módon alkalmazható membránokhoz ioncserélő gyantákként pl. fenolokból, fenolszulrfosavakból és hídképzőfcből, pl. formaldehidből készült kondenzációs gyanták használhatók. Alkalmazhatunk aminőkből és egy hídképzőből, pl. polietilénirninfoől és epiklórhidrinből előállított kondenzációs gyantákat is. Merevítőszövetek vagy inert anyagok, pl. polietilén, az ioncserélő membránokat mechanikailag merevít-