ES2909508T3 - Reposición de material líquido a la membrana - Google Patents
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Abstract
Un proceso para efectuar la separación de al menos un material operativo gaseoso filtrado permeado de un material de suministro gaseoso que se está suministrando a un espacio receptor de material de suministro gaseoso que está dispuesto en comunicación de transferencia de masa con un espacio receptor de permeado a través de una membrana, el material de suministro gaseoso que incluye un material operativo que define un material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y la membrana (30) que incluye un gel, que comprende: - suministrar el material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso y mientras se lleva a cabo el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso, efectuar la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto desde el espacio receptor de material de suministro gaseoso, a través de la membrana (30) y hacia el espacio receptor de permeado, donde la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor de permeado efectúa la producción del material operativo del permeado gaseoso dispuesto y en donde la permeación se efectúa en respuesta a una diferencia en el potencial químico del material operativo, entre el espacio receptor del material de suministro gaseoso y el espacio receptor del permeado y en donde la permeación incluye transportar una fracción transportada por el portador del material operativo del material del suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana (30), en donde la fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está definida por al menos una fracción de al menos una fracción de separación del material operativo del material del suministro gaseoso dispuesto y mientras que la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está siendo transportada a través de la membrana (30) y hacia el espacio receptor de permeado y mientras que la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está siendo transportada a través de la membrana (30) y hacia el espacio receptor de permeado, la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está asociada con un material portador que se disuelve dentro de un material líquido que se dispone dentro del gel de membrana; y - efectuar el contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición, en donde el material líquido de reposición incluye un material portador del líquido de reposición dispuesto que se disuelve dentro del material líquido de reposición del material líquido dispuesto, en donde el material líquido de reposición del material líquido dispuesto del material líquido de reposición define el material líquido del material líquido de reposición y en donde el material líquido de reposición del material portador dispuesto que se disuelve dentro del material líquido de reposición del material líquido dispuesto define el material portador disuelto del material líquido de reposición, de modo que, en respuesta al contacto de la membrana (30) con el material líquido de reposición, al menos una fracción del material líquido de reposición se dispone dentro del gel de membrana; en donde la membrana (30) incluye un material polimérico y el material portador se compleja con el material polimérico o se quela con el mismo; en donde el material polimérico es quitosano; en donde el material operativo incluye al menos un compuesto operativo, incluyendo el al menos un compuesto operativo una olefina; en donde el material portador y el material portador dispuesto del material líquido de reposición son el mismo e incluyen al menos uno de iones de plata e iones de cobre; en donde el material líquido incluye agua; y en donde el material líquido de reposición incluye una solución acuosa.
Description
DESCRIPCION
Reposición de material líquido a la membrana
Campo de la invención
Esta se relaciona con la mejora del rendimiento de los procesos de permeación.
Antecedentes de la invención
La separación basada en membranas ha demostrado ser una tecnología eficiente para las separaciones gaseosas. Algunos de los mecanismos para facilitar la permeación selectiva del material a través de la membrana implican la unión con un portador que se disuelve dentro de una solución dispuesta dentro de la matriz polimérica de la membrana. Este portador forma un complejo reversible con al menos un componente de una mezcla determinada y, por lo tanto, permite un mejor portador a través de la membrana. Durante el funcionamiento, el medio líquido dentro de la matriz polimérica de la membrana se agota, lo que afecta el rendimiento de la separación de la membrana.
El documento US 2004/0215045 A1 se refiere a la separación de parafinas de olefinas utilizando membranas semipermeables, deseablemente membranas de polisacáridos, particularmente membranas de quitosano. En una realización, las alfa olefinas y particularmente el etileno o el propileno o sus mezclas, se separan de las parafinas. El documento EP 0458 598 A2 se refiere a membranas líquidas facilitadas y su uso para la separación selectiva de componentes de corrientes de gas y al uso de líquidos de carbonato de alquilo transportados por un miembro de soporte poroso para separaciones de gas olefinas. El documento EP 0 458 598 A2 también proporciona un proceso para la separación selectiva de al menos un gas de una corriente de alimentación. Dicho proceso se puede utilizar en la fabricación o recuperación, donde se busca la separación de olefinas de otros gases.
El documento GB 1431 946 A se refiere a la separación de hidrocarburos alifáticamente insaturados de mezclas que contienen los hidrocarburos a separar junto con otros materiales.
Breve descripción de la invención
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de las figuras
Las realizaciones preferidas se describirán ahora con los siguientes dibujos adjuntos:
la Figura 1 es una ilustración esquemática de una realización de un sistema en donde se practica una realización del proceso; y
La Figura 2 es una ilustración de la asociación efectuada en respuesta al contacto de una olefina (etileno) y un material portador (ión de plata).
Descripción de las realizaciones de la invención
A menos que se indique lo contrario, como en los ejemplos, todas las cantidades y números utilizados en esta memoria descriptiva deben interpretarse como modificados por el término "aproximadamente". Asimismo, todos los compuestos o elementos identificados en esta memoria descriptiva, a menos que se indique lo contrario, pretenden ser no limitativos y representativos de otros compuestos o elementos generalmente considerados por los expertos en la técnica como pertenecientes a la misma familia de compuestos o elementos.
El término "asociado" y sus variaciones gramaticales incluyen cualquier tipo de interacción, incluidos los enlaces químicos (por ejemplo, enlaces covalentes, iónicos y de hidrógeno) y/o fuerzas de Van der Waals y/o interacciones polares y no polares a través de otras restricciones físicas proporcionadas por la estructura molecular y las interacciones a través de la mezcla física.
En un aspecto, se proporciona un proceso para efectuar la separación de al menos un material operativo dispuesto por permeado gaseoso de un material de suministro gaseoso que se está suministrando a un espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 que está dispuesto en comunicación de transferencia de masa con un receptor de espacio de permeado 20 a través de una membrana 30. El material de suministro gaseoso incluye un material operativo que incluye al menos un compuesto operativo, incluyendo el al menos un compuesto operativo una olefina. El material operativo define un material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto. La membrana incluye un gel (un “gel de membrana”). El proceso incluye suministrar el material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 y, mientras se realiza el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro
gaseoso 10, efectuar la transportación (o permeación) de al menos una fracción del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto (en lo sucesivo, dicha fracción se denominará “fracción de separación”) desde el espacio receptor de material de suministro gaseoso 10, a través de la membrana 30 y al espacio receptor de permeado 20. La transferencia (o “permeación”) de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al permeado que recibe el espacio efectúa la producción del material operativo gaseoso permeado dispuesto. La transferencia (o “permeación”) se efectúa en respuesta a una diferencia en el potencial químico del material operativo, entre el espacio receptor del material de suministro gaseoso y el espacio receptor del permeado. A este respecto, mientras se efectúa la transportación (o “permeación”), el potencial químico del material operativo dispuesto en el espacio receptor del material de suministro gaseoso (es decir, el material operativo gaseoso que recibe el material operativo dispuesto en el espacio) es mayor que el potencial químico del material operativo dispuesto dentro del espacio receptor de permeado (es decir, el material operativo dispuesto en el espacio receptor de permeado). En algunas realizaciones, por ejemplo, el potencial químico se define por la presión parcial, de modo que la transferencia (o “permeación”) se efectúa en respuesta a una diferencia en la presión parcial del material operativo, entre el espacio receptor del material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado. A este respecto, mientras se realiza la transportación (o “permeación”), la presión parcial del material operativo dispuesto en el espacio receptor de material de suministro gaseoso (es decir, el material operativo dispuesto en el espacio receptor de material de suministro gaseoso) es mayor que la presión parcial la presión del material operativo dispuesto dentro del espacio receptor de permeado (es decir, el material operativo dispuesto en el espacio receptor de permeado).
La realización de la transferencia (o “permeación”) de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor de permeado 20, incluye efectuar el contacto o la interacción entre al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso: material operativo dispuesto y un material portador que incluye al menos uno de iones de plata e iones de cobre y que se disuelve dentro de un material líquido que incluye agua, la cual se dispone dentro del gel de membrana, para efectuar la asociación entre al menos una fracción transportada por un portador y el material portador. La al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se define por al menos una fracción de la al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto. Una fracción del material operativo del material derivado se deriva del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y el material operativo del material derivado incluye al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y dicha al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se dispone como una fracción del material operativo del material derivado dentro de la membrana 30. Se cree que, en algunas realizaciones, en respuesta al contacto de, o interacción entre, al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y un material portador, se efectúa una reacción química reversible entre al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y el material portador, para efectuar la producción del material operativo del material derivado. En dichas realizaciones donde el material operativo incluye una olefina y el material portador incluye un ion de plata disuelto en una solución acuosa que se incluye con el gel de membrana, se efectúa un proceso reactivo tal, que la olefina se modifica químicamente al unirse con el ion de plata a través de n-complejación.
Debido a la diferencia en el potencial químico del material operativo, entre el espacio receptor del material de suministro gaseoso y el espacio receptor del permeado, la concentración de al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto dentro de esa porción de la membrana próxima al espacio receptor del material de suministro gaseoso 10, es mayor que la concentración de al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto dentro de esa porción de la membrana próxima al espacio receptor del permeado 20 y, por lo tanto, ejerce una fuerza motriz para el portador.
Mientras que al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto (como se define por al menos una fracción de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto) se transporta a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20 y durante al menos una fracción (o al menos una parte) la transportación de al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20, la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está asociada con el material del portador. En algunas realizaciones, por ejemplo, la asociación es una de enlace químico. A este respecto, en dichas realizaciones donde el material operativo incluye una olefina y el material portador incluye un ion de plata disuelto en una solución acuosa que se incluye con el gel de membrana, la asociación entre al menos una fracción transportada por el portador de la olefina y el ion de plata es uno de los enlaces químicos a través de la n-complejación.
Se cree que, en algunas realizaciones, el portador de al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20 incluye el que se efectúa mediante el portador de un material operativo del material derivado a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20. El material operativo del material derivado se produce poniendo en contacto al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto con el material portador. A este respecto, en algunas realizaciones, el portador del material operativo del material derivado a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20 se ve facilitado por la movilidad del material operativo del material derivado dentro de la membrana 30. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo,
el portador del material operativo del material derivado a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20 se ve facilitado por la movilidad del material operativo del material derivado dentro del material líquido del gel de membrana.
También se cree que, en algunas realizaciones, el portador de al menos una fracción transportada por un portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20 incluye el que se efectúa mediante el “salto” de al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto desde la asociación con un material portador al siguiente hasta alcanzar el espacio receptor de permeado 20.
También se cree que, en algunas realizaciones, el portador de al menos una fracción transportada por un portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana 30 y hacia el espacio receptor de permeado 20, incluye el efectuado por una combinación de ambos mecanismos de portador descritos anteriormente.
En algunas realizaciones, por ejemplo, mientras se lleva a cabo la transferencia (o “permeación”) de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor de permeado 20, se descarga un residuo de material operativo gaseoso agotado desde el espacio receptor del material de suministro gaseoso. La concentración molar del material operativo dentro del material de suministro gaseoso, que se está suministrando, es mayor que la concentración molar del material operativo dentro del residuo de material operativo gaseoso agotado, que se está descargando.
En algunas realizaciones, por ejemplo, mientras se lleva a cabo la transferencia (o “permeación”) de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto en el espacio receptor de permeado 20, un residuo de material operativo gaseoso agotado es descargado del espacio receptor de material de suministro gaseoso y, un producto gaseoso permeado, incluyendo el material operativo del permeado gaseoso dispuesto, se descarga del espacio receptor de permeado. La concentración molar del material operativo dentro del material de suministro gaseoso, que se está suministrando, es mayor que la concentración molar del material operativo dentro del residuo de material operativo gaseoso agotado, que se está descargando. La concentración molar del material operativo dentro del producto de permeado gaseoso, que se está descargando, es mayor que la concentración molar del material operativo dentro del material de suministro gaseoso, que se está suministrando.
El proceso incluye además poner en contacto la membrana 30 con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa. El material líquido de reposición incluye un material portador dispuesto de material líquido de reposición que es el mismo que el material portador y que se disuelve dentro del material líquido dispuesto de material líquido de reposición. El material líquido de reposición del material líquido dispuesto del material líquido de reposición define el material líquido del material líquido de reposición. El material portador dispuesto de material líquido de reposición que se disuelve dentro del material líquido dispuesto de material líquido de reposición define el material portador disuelto del material líquido de reposición. En respuesta al contacto de la membrana con el material líquido de reposición, al menos una fracción del material líquido de reposición se dispone dentro de la membrana. Además, en este sentido, cualquier material líquido que se haya agotado, durante la transportación de al menos una fracción del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto, se repone al menos parcialmente en virtud de efectuar la disposición del material líquido de reposición (que incluye el material líquido) dentro de la membrana. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido, dentro de la membrana, se agota durante la transportación de al menos una fracción del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y el contacto de la membrana con el material líquido de reposición produce al menos una reposición parcial del material líquido dentro del gel de membrana.
Tal reposición es deseable ya que el material líquido se agota debido a la transferencia de masa desde la membrana 30 hacia el espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 y el espacio receptor de permeado 20. La velocidad y el alcance del agotamiento del material líquido depende de las condiciones operativas, tales como temperaturas y presiones, tasa de flujo de material a través del espacio receptor de material de suministro gaseoso y tasa de descarga del producto permeado desde el espacio receptor de permeado y también en el contenido de agua dentro de cada uno de los espacios receptores de material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado. Mantener una concentración mínima de material líquido dentro de la membrana ayuda a efectuar una separación y permeación continuas ya que se facilita una movilidad deseable del material operativo del material derivado, mientras se mantiene una integridad estructural deseable de la membrana. El agotamiento completo del material líquido puede provocar tensiones desiguales, fracturas o perforaciones que comprometerían el rendimiento. Al incluir material portador dentro del material líquido de reposición, se mitiga el desprendimiento del material portador de la membrana, durante el contacto de la membrana con el material líquido de reposición.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa se realiza después de que al menos una fracción del material líquido, que se dispone dentro del gel de membrana, se agota. En algunas realizaciones, por ejemplo, la puesta en contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa se realiza en respuesta a la detección de que al menos una fracción del material líquido, que se dispone dentro del gel de la membrana, se agota.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto del material líquido de reposición se efectúa a intervalos de tiempo
predeterminados determinados por varios factores, donde el impacto anticipado de esos factores está determinado por datos experimentales. Estos factores incluyen el volumen de gas que pasa a través de la membrana, la temperatura de operación, el diferencial de presión, el espesor de la membrana de quitosano, la molaridad de la solución de hidratación, las características del sustrato, etc. (algunos de estos, por supuesto, dependen unos de otros). Los experimentos habrían revelado el tiempo de inicio de los cambios en la permeabilidad de la membrana, la selectividad de la membrana o ambos, en una combinación dada de condiciones operativas y composición de la membrana, debido a la deshidratación de la misma. El material líquido se repone a intervalos apropiados para mantener un rendimiento constante y/o proteger la integridad de la membrana.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa se realiza mientras se efectúa el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso. En algunas de estas realizaciones, el contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa es periódico, de modo que la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos uno de los períodos es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se está suministrando durante al menos otro de los períodos. En algunas realizaciones, por ejemplo, la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos uno de los períodos es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos otro de los periodos por un múltiplo de entre 1,05 y 2,0. En algunas implementaciones, es deseable que se suministre un material líquido de reposición que incluya una solución acuosa, que esté más diluida en el material portador disuelto, durante al menos uno de los períodos para promover la disolución de cualquier material portador que pueda haber precipitado sobre la membrana 30 durante el proceso.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa se realiza después de suspender el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo, el proceso incluye además suspender la puesta en contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa de manera que se completa un primer intervalo de tiempo de reposición líquido. Después de suspender la puesta en contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa, la reanudación del suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso se efectúa de tal manera que, mientras se reanuda el suministro del material gaseoso se está efectuando el suministro de material al espacio receptor del material de suministro gaseoso, se efectúa la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto desde el espacio receptor del material de suministro gaseoso, a través de la membrana y hacia el espacio receptor del permeado. Posteriormente, se suspende el suministro reanudado del material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso. Después de suspender el suministro reanudado del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso, la reanudación del contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa se efectúa de tal manera que se produce un segundo intervalo de tiempo de reposición de líquido, durante el cual se efectúa el contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo, la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante uno de los intervalos de tiempo de reposición líquida primero y segundo es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se está suministrando durante los otros intervalos de tiempo de reposición de líquido primero y segundo. En algunas realizaciones, por ejemplo, la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante uno de los intervalos de tiempo de reposición de líquido primero y segundo es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante el otro de los intervalos de tiempo de reposición de líquido primero y segundo, por un múltiplo de entre 1,05 y 2,0. En algunas implementaciones, es deseable que se suministre un material líquido de reposición que incluya una solución acuosa, que esté más diluida en el material portador disuelto, durante uno de los intervalos de tiempo de reposición líquida para promover la disolución de cualquier material portador que pueda haber precipitado sobre la membrana 30 durante el proceso.
En un ejemplo, en otro aspecto, se proporciona un proceso para efectuar la separación de al menos un material operativo gaseoso filtrado de un material de suministro gaseoso que se está suministrando a un espacio receptor de material de suministro gaseoso que está dispuesto en comunicación de transferencia de masa con un espacio receptor de permeado, a través de una membrana. El material de suministro gaseoso incluye un material operativo que define un material operativo dispuesto de material de suministro gaseoso. La membrana incluye un gel. El proceso incluye, mientras se suministra el material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso y se efectúa la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto desde el espacio receptor del material de suministro gaseoso, a través de la membrana y al interior del espacio receptor de permeado, en donde la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor de permeado efectúa la producción del material operativo del permeado gaseoso dispuesto y en donde la permeación se efectúa en respuesta a un diferencial en potencial químico del material operativo, como entre el espacio receptor de material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado, en donde el efectuar la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor de permeado incluye al menos uno de iones de plata e iones de cobre y que se disuelven dentro de un material líquido que se dispone dentro del gel de membrana, para efectuar la asociación entre la
fracción transportada por el portador y el material del portador. La al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se define por al menos una fracción de la al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto. Mientras que al menos una fracción transportada por el portador del material operativo gaseoso de suministro del material operativo (definido por al menos una fracción de al menos una fracción de separación del material operativo gaseoso de suministro del material operativo) se transporta a través de la membrana y hacia el espacio receptor de permeado y durante al menos una fracción de (o al menos parte de) el portador, de al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana y hacia el espacio receptor de permeado, la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se asocia con el material portador, periódicamente, efectuando el contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa. El material líquido de reposición incluye un material portador dispuesto de material líquido de reposición que se disuelve dentro del material líquido dispuesto de material líquido de reposición. El material líquido de reposición del material líquido dispuesto del material líquido de reposición define el material líquido del material líquido de reposición. El material portador del líquido de reposición dispuesto, que se disuelve dentro del material líquido del material líquido de reposición dispuesto, define el material portador disuelto del material líquido de reposición. En respuesta al contacto de la membrana con el material líquido de reposición, al menos una fracción del material líquido de reposición se dispone dentro del gel de membrana. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo, la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos uno de los períodos es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos otro de los periodos. En algunas realizaciones, por ejemplo, la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos uno de los períodos, es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos otro de los periodos en un múltiplo de entre 1,05 y 2,0. En algunas implementaciones, es deseable que se suministre un material líquido de reposición que incluya una solución acuosa, que esté más diluida en el material portador disuelto, durante al menos uno de los períodos para promover la disolución de cualquier material portador que pueda haber precipitado sobre la membrana 30 durante el proceso.
En otro ejemplo, se proporciona un proceso para efectuar la separación de al menos un material operativo del permeado gaseoso dispuesto de un material de suministro gaseoso que se está suministrando a un espacio receptor de material de suministro gaseoso que está dispuesto en comunicación de transferencia de masa con un espacio receptor de permeado, a través de una membrana. El material de suministro gaseoso que incluye un material operativo que define un material operativo dispuesto de material de suministro gaseoso. La membrana incluye un gel. El proceso incluye un conjunto repetitivo de pasos.
El conjunto repetitivo de pasos incluye:
(a) suministrar el material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso y, mientras se realiza el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso, efectuar la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto desde el espacio receptor de material de suministro gaseoso, a través de la membrana y hacia el espacio receptor de permeado, en donde la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor de permeado efectúa la producción del permeado del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y en donde la permeación se efectúa en respuesta a un diferencial de potencial químico (por ejemplo, definido por presión parcial) del material operativo, entre el espacio receptor del material de suministro gaseoso y el espacio receptor del permeado, en donde la realización de la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor del permeado incluye el contacto o la interacción entre al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y un material portador que incluye al menos uno de iones de plata y iones de cobre que se disuelven dentro de un material líquido que se dispone dentro del gel de membrana, para efectuar la asociación entre la fracción transportada por el portador y el material del portador. La al menos una fracción transportada por un portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se define por al menos una fracción de al menos una separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto. Mientras que al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto (como se define por al menos una fracción de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto) se transporta a través de la membrana y hacia el espacio receptor de permeado y durante al menos una fracción de (o, al menos, una parte de) la transportación de al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana y hacia el receptor de permeado en el espacio, la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está asociada con el material portador;
(b) suspender el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso;
(c) después de que se haya efectuado la suspensión del suministro del material de suministro gaseoso, poner en contacto la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa, en donde el material líquido de reposición incluye un material portador de líquido de reposición que se disuelve dentro del líquido de reposición del material líquido dispuesto, el material líquido de reposición del material líquido dispuesto del material líquido de reposición
que define el material líquido del material líquido de reposición y el material líquido de reposición material portador dispuesto que se disuelve dentro del material líquido de reposición del material líquido dispuesto define el material portador disuelto del material líquido de reposición, de modo que, en respuesta al contacto de la membrana con el material líquido de reposición, al menos una fracción del material líquido de reposición se dispone dentro del gel de membrana; y
(d) suspender la puesta en contacto de la membrana con un material líquido de reposición que incluye una solución acuosa.
En algunos de estos ejemplos, el conjunto repetido de pasos se completa al menos dos veces, de modo que se definen al menos dos conjuntos de pasos completados. La concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos uno de los al menos dos conjuntos de pasos completados es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos otro de los al menos dos conjuntos de pasos completados.
En algunas realizaciones, por ejemplo, la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos uno de al menos uno de los al menos dos conjuntos de pasos completados es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del suministro del material líquido de reposición durante al menos otro de los al menos dos conjuntos de pasos completados por un múltiplo de entre 1,05 y 2,0. En algunas implementaciones, es deseable que se suministre un material líquido de reposición que incluya una solución acuosa, que esté más diluida en el material portador disuelto, durante al menos uno de los conjuntos de pasos completados para promover la disolución de cualquier material portador que pueda haberse precipitado sobre la membrana 30 durante el proceso.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana 30 con el material líquido de reposición se efectúa durante un intervalo de tiempo de entre 1 segundo y 100 minutos. En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana 30 con el material líquido de reposición se efectúa durante un intervalo de tiempo de entre 10 segundos y 30 minutos. En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana 30 con el material líquido de reposición se efectúa durante un intervalo de tiempo de entre 15 segundos y 20 minutos.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana 30 con el material líquido de reposición se realiza dentro del espacio receptor de material de suministro gaseoso 10. En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana con el material líquido de reposición se realiza dentro del espacio receptor de permeado 20. En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto de la membrana con el material líquido de reposición se efectúa dentro del espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 y el espacio receptor de permeado 20. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo, el contacto se efectúa mediante una inmersión estacionaria o estancada por el material líquido de reposición.
En algunas realizaciones, por ejemplo, mientras se está efectuando el contacto de la membrana 30 con el material líquido de reposición, se está efectuando el suministro del material líquido de reposición, para efectuar el contacto con la membrana. En algunas realizaciones, por ejemplo, el suministro del material líquido de reposición se efectúa al espacio receptor de material de suministro gaseoso 10. En algunas realizaciones, por ejemplo, el suministro del material líquido de reposición se realiza al espacio receptor de permeado 20. En algunas realizaciones, por ejemplo, el suministro del material líquido de reposición se realiza tanto en el espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 como en el espacio receptor de permeado 20.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el proceso se efectúa dentro de un módulo de membrana 40 y el espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 y el espacio receptor de permeado 20 están definidos por los respectivos compartimentos 12, 22. En algunas de estas realizaciones, el suministro del material líquido de reposición a uno o a ambos compartimentos receptores de material de suministro gaseoso 12 y al compartimiento receptor de permeado 22 se efectúa haciendo fluir el material líquido de reposición en dirección ascendente. Esto produce un contacto mejorado entre el material líquido de reposición suministrado y la membrana 30.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido de reposición se suministra a uno de los espacios receptores de material de suministro gaseoso 10 y el espacio receptor de permeado 20 de modo que la transportación se efectúe a través de la membrana 30 desde el espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 y el espacio receptor de permeado 20, al otro del espacio receptor de material de suministro gaseoso 10 y el espacio receptor de permeado 20 y en donde la presión dentro del otro del espacio receptor de material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado está por debajo de la presión atmosférica. Efectuando la transportación del material líquido de reposición a través de la membrana y hacia un espacio dispuesto por debajo de la presión atmosférica, se mitiga la condensación del material líquido. Tal condensación ejerce una contrapresión sobre la membrana, interfiriendo con la transportación (o permeación) de la fracción de separación del material operativo gaseoso dispuesto del suministro del espacio receptor del material gaseoso del suministro al espacio receptor del permeado.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido de reposición incluye una solución acuosa que incluye una concentración molar de iones de plata de al menos 1,0. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido de reposición incluye una solución acuosa que incluye una concentración molar de iones de plata de entre 2,0 y 10,0. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido de reposición incluye una solución acuosa que incluye una
concentración molar de iones de plata de entre 5,0 y 8,0. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo, la membrana incluye quitosano.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido es agua o incluye agua. A este respecto, en algunas realizaciones, por ejemplo, el material portador se disuelve en agua de manera que se proporciona una solución acuosa que incluye el material portador disuelto.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido de reposición incluye entre un 10 y un 90% en peso de agua, basado en el peso total del material líquido de reposición. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido de reposición incluye entre un 25 y un 75% en peso de agua, basado en el peso total del material líquido de reposición. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido de reposición incluye entre un 30 y un 50% en peso de agua, basado en el peso total del material líquido de reposición.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido del material líquido de reposición también puede incluir otros aditivos, como codisolventes y material higroscópico.
En algunas realizaciones, por ejemplo, la transportación de la fracción de separación se realiza mientras la temperatura dentro de cada uno de los espacios receptores de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado está entre 5 grados Celsius y 70 grados Celsius. En algunas realizaciones, por ejemplo, la transportación de la fracción de separación se realiza mientras la temperatura dentro de cada uno de los espacios receptores de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado está entre 10 grados Celsius y 60 grados Celsius. En algunas realizaciones, por ejemplo, la transportación de la fracción de separación se realiza mientras la temperatura dentro de cada uno de los espacios receptores de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado está entre 15 grados Celsius y 50 grados Celsius.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material de suministro gaseoso tiene una humedad relativa de entre 0 y 100%. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material de suministro gaseoso tiene una humedad relativa de entre 70 y 99%. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material de suministro gaseoso tiene una humedad relativa de entre 95 y 99%.
Según la invención, el material operativo incluye al menos un compuesto operativo que incluye una olefina. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo, el material operativo del material derivado incluye al menos un compuesto de material operativo del material derivado. Para cada uno de los al menos un compuesto de material operativo del material derivado, al menos un fragmento del compuesto de material operativo del material derivado se deriva del material operativo. Cada uno de los al menos un compuesto de material operativo del material derivado incluye al menos un fragmento de uno o más compuestos operativos.
Según la invención, el compuesto operativo es una olefina y las olefinas adecuadas incluyen etileno, propileno, 1-buteno y 2-buteno. La Figura 2 es ilustrativa de la asociación efectuada en respuesta al contacto de una olefina (etileno) y un material portador (ión de plata).
En algunas realizaciones de la invención, el material operativo se define por al menos un compuesto operativo y el al menos un compuesto operativo es una olefina. En algunas realizaciones, por ejemplo, cada uno de los al menos un compuesto operativo es una olefina.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material operativo se define por al menos un compuesto operativo y cada uno de los al menos un compuesto operativo es una olefina. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material operativo se define por al menos un compuesto operativo y el al menos un compuesto operativo es un único compuesto operativo y el único compuesto operativo es una olefina.
En algunas realizaciones, por ejemplo, una olefina adecuada es una olefina que tiene un número total de átomos de carbono de entre dos (2) y ocho (8).
En algunas realizaciones, por ejemplo, una o más de las olefinas es una alfa olefina. De acuerdo con la invención, el material portador incluye al menos uno de iones de plata e iones de cobre. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material portador incluye iones de plata. A este respecto, en algunas realizaciones, por ejemplo, el material líquido incluye nitrato de plata disuelto y el material portador incluye el ion de plata del nitrato de plata. En algunas de estas realizaciones, por ejemplo, el nitrato de plata se disuelve en el material líquido de manera que se proporciona una solución acuosa, que se incluye dentro del gel de membrana, que incluye nitrato de plata disuelto. De acuerdo con la invención, la membrana incluye material polimérico, en donde el material polimérico es quitosano y en donde el material portador forma complejos con el material polimérico o se quela con él.
De acuerdo con la invención, el material polimérico incluye al menos un compuesto polimérico, siendo el al menos un compuesto polimérico quitosano. En algunas realizaciones, por ejemplo, cada uno de los al menos un compuesto polimérico es hidrofílico. En algunas realizaciones, por ejemplo, cada uno de los al menos un compuesto polimérico tiene un peso molecular medio numérico de entre 20.000 y 1.000.000.
Los ejemplos específicos de membranas de polisacáridos incluyen aquellas compuestas de sales de quitosano y sus derivados (incluyendo sales de quitosano) tales como quitosano N-acetilado, quitosano fosfato y quitosano
carbometoxilado. De estos, membranas compuestas de ácido algínico y sus sales y derivados del mismo, quitosano y sus sales y derivados de los mismos, celulosa y derivados de la misma (excepto los derivados de mono-, di- y triacetato de los mismos, que no están destinados a ser incluidos en la presente invención) se prefieren en vista de la formación de su película, resistencia mecánica y funciones de la película.
En algunos ejemplos, la membrana 30 incluye uno o más polisacáridos y también incluye uno o más compuestos poliméricos. A este respecto, en algunas realizaciones, por ejemplo, las membranas se componen de mezclas de una cantidad mayoritaria (por ejemplo, al menos 60% en peso) de uno o más polisacáridos y cantidades menores (por ejemplo, hasta 40% en peso) de uno o más de otros compuestos poliméricos compatibles, tales como, por ejemplo, alcohol polivinílico (PVA), o polisacáridos neutros tales como almidón y pululano. En algunas realizaciones, por ejemplo, la membrana se compone de polisacáridos ionizados injertados obtenidos por injerto de un monómero vinílico hidrofílico tal como ácido acrílico.
En algunas realizaciones, por ejemplo, la fabricación de la membrana 30 incluye moldear una solución de material polimérico (como uno o más polisacáridos) como una película. En algunas realizaciones, por ejemplo, la solución incluye menos del cinco (5) por ciento en peso de agua, basado en el peso total de la solución. En algunas realizaciones, por ejemplo, la solución incluye menos de dos (2) por ciento en peso de agua, basado en el peso total de la solución. En algunas realizaciones, por ejemplo, la solución es una solución acuosa ácida. En algunas realizaciones, el ácido es un ácido orgánico tal como un ácido orgánico que tiene un número total de carbonos de entre uno (1) y cuatro (4). En algunas realizaciones, por ejemplo, el ácido incluye ácido acético. En algunas realizaciones, por ejemplo, la solución resultante se puede moldear como una película sobre una placa plana para efectuar la producción de una membrana intermedia. Las superficies de fundición adecuadas incluyen vidrio o Teflón™ o similares (por ejemplo, un sustrato liso al que la película de polímero tendrá una baja adherencia). La solución luego se seca para formar una película. En otras realizaciones, por ejemplo, la solución resultante se puede moldear como una película sobre un material de sustrato para efectuar la producción de una membrana intermedia soportada sobre un material de sustrato. El material de sustrato adecuado puede ser una película o un soporte no tejido y también puede ser un sustrato de fibra hueca.
Según la invención, la membrana 30 incluye quitosano.
La quitina se puede desacetilar mediante tratamiento con álcali caliente para efectuar la producción de quitosano. A continuación, el polisacárido se puede tratar con una base para generar el derivado protonado (NH3+) o la forma amino no protonada (NH2 ).
El quitosano es un término genérico para los productos de desacetilación de la quitina obtenidos por tratamiento con álcalis concentrados. Se obtiene calentando quitina, el componente principal de las conchas de crustáceos como langostas y cangrejos, a una temperatura de al menos 60 grados C, junto con una solución alcalina que tenga una concentración de álcali de 30 a 50% en peso (como una solución acuosa de hidróxido de sodio) y, por lo tanto, desacetilar la quitina. Químicamente, el quitosano es un polisacárido lineal compuesto de D-glucosamina ligada a p-(1-4) distribuida aleatoriamente (unidad desacetilada) y N-acetil-D-glucosamina (unidad acetilada). El quitosano se disuelve fácilmente en una solución acuosa diluida de un ácido, como el ácido acético y el ácido clorhídrico, con la formación de una sal, pero cuando se pone en contacto nuevamente con una solución alcalina acuosa, nuevamente se coagula y precipita. En algunas realizaciones, por ejemplo, el quitosano tiene un grado de desacetilación de al menos el 50% y en algunas de estas realizaciones, por ejemplo, el quitosano tiene un grado de desacetilación de al menos el 75 %.
Se puede obtener una membrana intermedia de quitosano disolviendo el quitosano en una solución ácida acuosa diluida, vertiendo la solución como una película sobre una placa plana para formar una fracción homogénea de quitosano, o sobre un material de sustrato (como un sustrato de fibra hueca) para formar un membrana compuesta. A continuación, la película moldeada puede ponerse en contacto con una solución alcalina acuosa para neutralizar la acidez y hacerla menos soluble o sustancialmente insoluble en agua, o puede secarse al aire y luego ponerse en contacto con la solución alcalina acuosa.
Para preparar la membrana de polisacárido de tipo quitosano, los grupos amino de la membrana compuesta intermedia se neutralizan al menos parcialmente con uno o más ácidos para formar una sal de amonio. Los ejemplos de ácidos adecuados que se pueden utilizar para la neutralización incluyen ácidos inorgánicos tales como ácido clorhídrico, ácido bromhídrico, ácido sulfúrico y ácido fosfórico; y ácidos orgánicos tales como ácido acético, ácido metanosulfónico, ácido fórmico, ácido propiónico, ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido fórmico, ácido maleico, ácido glutárico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido trimésico, ácido trimelítico ácido, ácido cítrico, ácido aconítico, ácido sulfobenzoico, ácido piromelítico y ácido etilendiaminotetraacético.
La protonación de la membrana intermedia de tipo polisacárido de quitosana usando estos ácidos puede efectuarse, por ejemplo, mediante un método que comprende sumergir la membrana intermedia de tipo polisacárido de quitosana en una solución que contiene el ácido para ionizar los grupos amino en la membrana; o por un método que comprende someter la membrana de polisacárido de tipo quitosano a pervaporación con un líquido mixto que contiene el ácido para convertir los grupos amino en la membrana de polisacárido de tipo quitosano sucesivamente en iones de amonio.
En algunas realizaciones, por ejemplo, la membrana intermedia tiene un grosor de 0,5 a 20 micras, como de tres (3) a diez (10) micras, o de cinco (5) a ocho (8) micras. En algunas realizaciones, por ejemplo, el material del sustrato tiene un
grosor de 30 a 200 mieras, como de 50 a 150 mieras, o de 80 a 110 mieras.
Luego, la membrana intermedia se pone en contacto con una sal de un catión metálico (como un ion de plata o un ion de cobre). En algunas realizaciones, por ejemplo, el contacto incluye sumergir la membrana intermedia en una solución acuosa que incluye una sal de un catión metálico (como una solución acuosa de nitrato de plata de 5 a 8 M). El contacto efectúa la disposición de los cationes metálicos en (a través de la quelación) ya través de la matriz de la membrana y dentro de sus poros y produce la formación de un gel.
La membrana 30 puede incorporarse en cualquiera de varias configuraciones, que incluyen lámina plana, placa y marco, bobinado en espiral, tubular o fibra hueca.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el material de suministro gaseoso incluye además material de permeación más lenta. El material de permeación más lenta incluye al menos un compuesto de permeación más lenta. Un compuesto de permeación más lenta es un compuesto que se caracteriza por una menor permeabilidad a través de la membrana 30 que la de cada uno de los al menos un compuesto operativo. Tal menor permeabilidad puede derivarse de su relativamente menor difusividad en la membrana, su relativamente menor solubilidad en la membrana, o ambas.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el compuesto de permeación más lenta no tiene sustancialmente permeabilidad a través de la membrana 30.
En algunas realizaciones, por ejemplo, la transferencia (o “permeación”) de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se efectúa mientras al menos un compuesto de permeación más lenta se transfiere (o permea) desde el material de suministro gaseoso que recibe el espacio 10, a través de la membrana 30 y dentro del permeado que recibe el espacio 20. Para cada uno de al menos un compuesto operativo de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se proporciona un agente operativo con relación operativa asociada al compuesto definida por la relación entre la tasa molar de permeación del compuesto operativo y la fracción molar del compuesto operativo dentro del espacio receptor del material de suministro gaseoso, de modo que se definen una pluralidad de relaciones operativas asociadas al compuesto operativo y al menos una de la pluralidad de relaciones operativas asociadas al compuesto operativo es una relación operativa asociada al compuesto operativo mínima. Para cada uno de los al menos un compuesto de permeación más lenta que se transfiere (o permea), la relación entre la velocidad molar de permeación del compuesto de permeación más lenta y la fracción molar del compuesto de permeación más lenta dentro del espacio receptor del material de suministro gaseoso es menor que la relación operativa mínima asociada al compuesto operativo, tal que, para cada uno de los al menos un compuesto operativo, la concentración molar del compuesto operativo dentro de un permeado gaseoso, que se transfiere (o permea) desde el espacio receptor de suministro gaseoso, a través de la membrana y en el espacio receptor de permeado, es mayor que la concentración molar del compuesto operativo dentro del material de suministro gaseoso. En algunas realizaciones, por ejemplo, mientras se realiza la transferencia, el permeado gaseoso se descarga del espacio receptor de permeado como producto del permeado gaseoso.
En algunas realizaciones, por ejemplo, cada uno de los al menos un compuesto de permeación más lenta es una parafina.
En algunas realizaciones, por ejemplo, el al menos un compuesto de permeación más lenta es un compuesto único de permeación más lenta y el compuesto único de permeación más lenta es una parafina.
En algunas realizaciones, por ejemplo, una parafina adecuada es una parafina que tiene un número total de átomos de carbono de entre uno (1) y diez (10).
En la descripción anterior, con fines explicativos, se exponen numerosos detalles para proporcionar una comprensión completa de la presente descripción. Sin embargo, será evidente para un experto en la técnica que estos detalles específicos no son necesarios para poner en práctica la presente descripción. Aunque se describen ciertas dimensiones y materiales para implementar las realizaciones de ejemplo descritas, se pueden usar otras dimensiones y/o materiales adecuados dentro del alcance de esta descripción.
Claims (14)
1. Un proceso para efectuar la separación de al menos un material operativo gaseoso filtrado permeado de un material de suministro gaseoso que se está suministrando a un espacio receptor de material de suministro gaseoso que está dispuesto en comunicación de transferencia de masa con un espacio receptor de permeado a través de una membrana, el material de suministro gaseoso que incluye un material operativo que define un material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto y la membrana (30) que incluye un gel, que comprende:
- suministrar el material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso y mientras se lleva a cabo el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso, efectuar la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto desde el espacio receptor de material de suministro gaseoso, a través de la membrana (30) y hacia el espacio receptor de permeado, donde la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto al espacio receptor de permeado efectúa la producción del material operativo del permeado gaseoso dispuesto y en donde la permeación se efectúa en respuesta a una diferencia en el potencial químico del material operativo, entre el espacio receptor del material de suministro gaseoso y el espacio receptor del permeado y en donde la permeación incluye transportar una fracción transportada por el portador del material operativo del material del suministro gaseoso dispuesto a través de la membrana (30), en donde la fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está definida por al menos una fracción de al menos una fracción de separación del material operativo del material del suministro gaseoso dispuesto y mientras que la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está siendo transportada a través de la membrana (30) y hacia el espacio receptor de permeado y mientras que la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está siendo transportada a través de la membrana (30) y hacia el espacio receptor de permeado, la al menos una fracción transportada por el portador del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto está asociada con un material portador que se disuelve dentro de un material líquido que se dispone dentro del gel de membrana; y
- efectuar el contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición, en donde el material líquido de reposición incluye un material portador del líquido de reposición dispuesto que se disuelve dentro del material líquido de reposición del material líquido dispuesto, en donde el material líquido de reposición del material líquido dispuesto del material líquido de reposición define el material líquido del material líquido de reposición y en donde el material líquido de reposición del material portador dispuesto que se disuelve dentro del material líquido de reposición del material líquido dispuesto define el material portador disuelto del material líquido de reposición, de modo que, en respuesta al contacto de la membrana (30) con el material líquido de reposición, al menos una fracción del material líquido de reposición se dispone dentro del gel de membrana;
en donde la membrana (30) incluye un material polimérico y el material portador se compleja con el material polimérico o se quela con el mismo;
en donde el material polimérico es quitosano;
en donde el material operativo incluye al menos un compuesto operativo, incluyendo el al menos un compuesto operativo una olefina;
en donde el material portador y el material portador dispuesto del material líquido de reposición son el mismo e incluyen al menos uno de iones de plata e iones de cobre;
en donde el material líquido incluye agua; y
en donde el material líquido de reposición incluye una solución acuosa.
2. El proceso según la reivindicación 1,
en donde el contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición se realiza mientras se realiza el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso.
3. El proceso según la reivindicación 2,
en donde la puesta en contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición es periódica, de modo que la concentración mínima del material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos uno de los períodos es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante al menos otro de los períodos.
4. El proceso según la reivindicación 1,
en donde el contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición se efectúa después de suspender el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso.
5. El proceso según la reivindicación 4,
que comprende además:
- suspender la puesta en contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición de manera que se complete un primer intervalo de tiempo de reposición de líquido,
- después de que se haya suspendido la puesta en contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición, efectuar la reanudación del suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso de tal manera que, mientras se reanuda el suministro del material de suministro gaseoso al espacio receptor del
material de suministro gaseoso, se está efectuando la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto desde el espacio receptor del material de suministro gaseoso, a través de la membrana (30) y el permeado se efectúa al espacio receptor del permeado;
- suspender el suministro reanudado del material de suministro gaseoso al espacio receptor de material de suministro gaseoso; y
- después de que se haya efectuado la suspensión del suministro reanudado del material de suministro gaseoso al espacio receptor del material de suministro gaseoso, efectuar la reanudación de la puesta en contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición tal, que un segundo intervalo de tiempo de reposición de líquido durante el cual se efectúe el contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición.
6. El proceso según la reivindicación 5,
en donde la concentración mínima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se suministra durante uno de los intervalos de tiempo de reposición líquida primero y segundo es mayor que la concentración máxima de material portador disuelto dentro del material líquido de reposición que se está suministrando durante el otro de los intervalos de tiempo de reposición de líquido primero y segundo.
7. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el material líquido es agua.
8. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la puesta en contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición se efectúa después de que al menos una fracción del material líquido, que se dispone dentro del gel de membrana, se agota.
9. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, efectuado dentro de un módulo de membrana (30), en donde el espacio receptor del material de suministro gaseoso y el espacio receptor del permeado están definidos por compartimentos respectivos, en donde el suministro del material líquido de reposición a uno o ambos del compartimiento receptor de material de suministro gaseoso y el compartimiento receptor de permeado, para efectuar el contacto de la membrana (30) con un material líquido de reposición, se efectúa haciendo fluir el material líquido de reposición en dirección ascendente.
10. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el material líquido de reposición se suministra a uno de los espacios receptores de material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado, de modo que la transportación se efectúe a través de la membrana (30) desde uno de del espacio receptor de material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado, al otro del espacio receptor de material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado y en donde la presión dentro del otro espacio receptor de material de suministro gaseoso y el espacio receptor de permeado es inferior a la presión atmosférica.
11. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el material líquido de reposición incluye entre un 10 y un 90% en peso de agua, basado en el peso total del material líquido de reposición.
12. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la permeación de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto se efectúa mientras al menos un compuesto de permeación más lenta está permeando desde el espacio que recibe el material de suministro gaseoso, a través de la membrana (30) y en el espacio receptor de permeado.
13. El proceso según la reivindicación 12,
en donde al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto incluye al menos un compuesto operativo y en donde, para cada uno de los al menos un compuesto operativo de al menos una fracción de separación del material operativo del material de suministro gaseoso dispuesto, proporciona una relación operativa asociada al compuesto operativo definida por la relación de la tasa molar de permeación del compuesto operativo a la fracción molar del compuesto operativo, dentro del espacio receptor del material de suministro gaseoso tal, que se definen una pluralidad de relaciones operativas asociadas a compuestos operativos y al menos una de la pluralidad de relaciones operativas asociadas a compuestos operativos es una relación operativa asociada a compuestos operativos mínima y en donde para cada uno de los al menos uno de los compuestos permeantes de permeación más lenta, la relación entre la tasa molar de permeación del compuesto de permeación más lenta y la fracción molar o si el compuesto de permeación más lenta dentro del espacio receptor del material de suministro gaseoso es menor que la relación operativa mínima asociada al compuesto operativo, de modo que, para cada uno de los al menos un compuesto operativo, la concentración molar del compuesto operativo dentro de un permeado gaseoso, que se penetra desde el espacio receptor de suministro gaseoso, a través de la membrana (30) y hacia el espacio receptor de permeado, es mayor que la concentración molar del compuesto operativo dentro del material de suministro gaseoso.
14. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en donde cada uno de los al menos un compuesto de permeación más lenta es una parafina.
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