AT224612B - Trennung und/oder Abtrennung von Dämpfen aus Gas- und/oder Dampfgemischen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung bezieht sich auf die Trennung und/oder Abtrennung von Dämpfen aus einem Dampfgemisch oder aus einem Gemisch mit Gasen mit Hilfe von Membranen. Es ist bekannt, z. B. Uranhexafluorid zu gewinnen, indem man einen mit diesem und gegebenenfalls noch andern Dämpfen beladenen Gasstrom an Membranen oder an porösem Material mit den Eigenschaften von Membranen vorbeiführt. 



  Die   UF6-Dämpfe   permeieren dabei bevorzugt durch die Membranen hindurch und werden dann nach der so erfolgen Anreicherung auf der andern Seite der Membranen weiter aufgearbeitet. Als Membranen eignen sich im allgemeinen für die Zwecke der Permcation von Dämpfen Folien aus hochpolymeren Verbindungen, wie z. B. solchen aus Kautschuk, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Cellulosederivaten u. a. Weiterhin kann man als Membran poröse Medien, wie z. B. gesinterte Metalle, Oxyde (Keramik) usw., benutzen. 



  Die Perm : ation von Dämpfen durch Membranen oder poröse Medien erfolgt aber ziemlich langsam, so dass dieser   Trennprozess   in der Technik noch keine wirtschaftliche Verfahrensweise darstellt. Die technisch   geübte Abtrennung   dts   UF6 ist   nicht unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu betrachten. 



   Es wurde nun gefunden, dass die Geschwindigkeit der Permeation von Dämpfen durch Membranen im allgemeinen und die   Spezifität   dieses Permeationsprozesses gegenüber polaren Dämpfen im besonderen erheblich gesteigert werden können, wenn als Membranen solche verwendet werden, die aus einem polare, austauschaktive Gruppen enthaltenden Kunstharzaustauscher angefertigt werden (Ionenaustauschermembranen). Die Permeation von Dämpfen durch Membranen aus Kunstharz-Ionenaustauschern (Ionen-   austauschermembrancn) erfolgt für eine   jeweils betrachtete Art dampfförmiger Moleküle etwa mit zehnbis etwa tausendfach   grössercr     Geschwindigkeit gegenüber   der analogen Permeation durch die bisher verwendeten Membranen aus schwach oder nicht polaren organischen Hochpolymeren.

   Damit wurde die Möglichkeit geschaffen, Dämpfe mit Hilfe von Membranen in technisch brauchbarem Masse und vorteilhaften Geschwindigkeiten aus Gemischen mit andern Dämpfen oder Gasen zu gewinnen. Die Verwendung von   loncnaustauschcrmembrancn.     zeige   neben der genannten erheblich grösseren Perme-   ationsgcschwindigkeit gcgenüber Membranen   aus andern Materialien noch den bedeutenden Vorteil der Spezifität gegenüber der Permeation polarer Dämpfe ; d. h., polare Dämpfe permeieren durch eine   Ionenaustauschermombran schneller   als weniger oder unpolare Dämpfe. Z. B. permeieren Methanoloder   Äthanolmoleküle   durch eine Ionenaustauschermembran wesentlich seh iller als Benzol-oder Toluolmoleküle.

   Die Alkoholmoleküle enthalten die polaren alkoholischen   Hydroxylgrupper*.   Es sind bisher 
 EMI1.1 
 auf die Polarität der   permeierenden     Moleküle   neben der wesentlich gesteigerten Permeatiorsgeschwindigkeit zeigen. 



   Zur   Durchführung des Trennprozesscs   wird das Dampfgemisch bzw. das Dampf/Gas-Gemisch an der Oberfläche der Ioncnaustauschermembrancn vorbeigeführt,   während   an der andern Seite der Membran ein reiner Gasstrom (z. B. Luft) vorbeigeführt werden kann. Die Membranen können auch zu Paketen hintereinander geschaltet werden, um den Trenneffckt zu erhöhen. 



   Als Kunstharz-Ionenaustauscher für die erfindungsgemäss verwendbaren Membranen kommen z. B. 



  Kondensationsharze aus Phenolen, Phenolsulfonsäuren und Brückenbildnern, wie z. B. Formaldehyd, in Betracht. Auch können Kondensationsharze aus Aminen und einem Brückenbildner, beispielsweise aus Polyäthylenimin und Epichlorhydrin, Verwendung finden. Stützgewebe oder inerte Binder, wie Polyäthylen, können die Ionenaustauschermembran mechanisch stützen oder verstärken. Schliesslich kann man auch Polymerisationsaustauscherharze mit anionen- und kationenaustauschaktiven Gruppen als Membranen verwenden. Beispielsweise sind dies solche auf Basis von mit Divinylbenzol vernetzten Polystyrolsulfonsäuren, oder ebenfalls mit Divinylbenzol vernetzte Polystyrolharze, in die durch Chlormethylierung, Aminierung und Quaternierung stark basische Gruppen eingeführt wurden.

   Die Herstellung sowohl der Ionenaustauscher auf Kunstharzbasis als auch der entsprechenden Membranen aus diesen Harzen ist bereits gut bekannt. Die Herstellungsmethoden für solche Membranen sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Trennung und/oder Abtrennung von Dämpfen aus   Gas-und/oder   Dampfgemischen 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 
 EMI2.3 
 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> sec. <SEP> Dampf <SEP> Membran <SEP> P <SEP> cm2. <SEP> cm
<tb> cm2. <SEP> sec.cm <SEP> Hg
<tb> Wasser <SEP> PVC <SEP> (Polyvinylchorid) <SEP> 12.10-9
<tb> Methan <SEP> Naturkautschuk <SEP> 2, <SEP> 2. <SEP> 10-9 <SEP> 
<tb> Propan <SEP> Naturkautschuk <SEP> 1, <SEP> 4. <SEP> 10-9 <SEP> 
<tb> Methanol <SEP> Polyäthylen <SEP> 7, <SEP> 0. <SEP> 10-9 <SEP> (bei <SEP> 35  <SEP> C) <SEP> 
<tb> Äthanol <SEP> Polyäthylen <SEP> 5, <SEP> 6.

   <SEP> 10-9 <SEP> (bei <SEP> 35  <SEP> C) <SEP> 
<tb> Äthanol <SEP> Celluloseacetat <SEP> 3, <SEP> 0. <SEP> 10-7 <SEP> (bei <SEP> 350 <SEP> C) <SEP> 
<tb> Benzol <SEP> Polyvinylalkohol <SEP> 0, <SEP> 34. <SEP> 10-9 <SEP> (bei <SEP> 35  <SEP> C) <SEP> 
<tb> Wasser <SEP> Celluloseacetat <SEP> 2, <SEP> 2. <SEP> 10-6 <SEP> (bei <SEP> 35  <SEP> C) <SEP> 
<tb> 
 
 EMI2.5 
 
 EMI2.6 
 
 EMI2.7 
 
 EMI2.8 
 
 EMI2.9