ES2922980T3 - Membrana de separación de gases que utiliza polímeros a base de furano - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se describe una membrana de separación de gases que comprende un polímero a base de furano, un aparato que comprende la membrana de separación de gases y un proceso para separar una mezcla de gases utilizando dicha membrana de separación de gases. El proceso comprende poner en contacto un lado de una membrana de separación de gases que comprende un polímero a base de furano con una mezcla de gases que tienen diferentes permeabilidades a los gases, por lo que al menos un gas de la mezcla de gases penetra preferentemente a través de la membrana de separación de gases, separando así al menos un gas de la mezcla de gases. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Membrana de separación de gases que utiliza polímeros a base de furano
Campo de la descripción
La presente descripción se refiere en general a una membrana de separación de gases que comprende un polímero a base de furano y a un procedimiento para separar una mezcla de gases utilizando dicha membrana de separación de gases.
Antecedentes de la descripción
Se ha estudiado una variedad de polímeros para la separación de moléculas pequeñas. Sin embargo, se sabe poco sobre la permeabilidad de las moléculas pequeñas a través de polímeros que contienen furano, en particular gases como hidrógeno, helio, nitrógeno, dióxido de carbono y metano. Las membranas poliméricas actuales tienen limitaciones para lograr una alta selectividad con una alta permeancia.
Se requieren nuevos polímeros para mejorar la eficiencia de las separaciones de gases. Los polímeros a base de furano proporcionan una permeancia excelente con una alta selectividad y superan esta limitación. Por lo tanto, existe la necesidad de nuevas membranas de separación de gases que comprendan polímeros a base de furano. Los documentos JPH03193123A y JPS6311503A describen ambas membranas de separación selectiva de gases. El documento WO 2015/095473A1 describe estructuras multicapa y artículos que comprenden las estructuras multicapa. La estructura multicapa que comprende una capa de barrera de permeación de combustible de hidrocarburo que comprende poliéster a base de furano; una capa estructural; y una capa de unión interpuesta entre la capa de barrera y la capa estructural, en la que la estructura multicapa proporciona una barrera de permeación al combustible de hidrocarburo.
Sumario de la descripción
En un primer aspecto, existe un procedimiento para separar una mezcla de gases como se establece en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
En otro aspecto, hay un aparato para separar una mezcla de gases como se establece de acuerdo con la reivindicación 11.
En otro aspecto, hay una membrana de separación de gases como se establece de acuerdo con la reivindicación 12.
Breve descripción de los dibujos
La invención se ilustra a modo de ejemplo y no se limita a las figuras adjuntas.
La FIG. 1 es un esquema del aparato de prueba de membrana.
La FIG. 2 es un gráfico del aumento de presión en el lado inferior de la membrana de polímero de PTF en función del tiempo.
La FIG. 3 es un diagrama de Robeson para la separación del par de gases H2/N2 que muestra la selectividad del gas ideal (aH2-N2) en función de la permeancia al gas (n0H2) para la membrana de polímero de PTF y el límite superior de Robeson de otras membranas poliméricas conocidas.
La FIG. 4 es un diagrama de Robeson para la separación del par de gases H2/CO2 que muestra la selectividad del gas ideal (aH2-CO2) en función de la permeancia al gas (n0H2) para la membrana de polímero de PTF y el límite superior de Robeson de otras membranas poliméricas conocidas.
La FIG. 5 es un diagrama de Robeson para la separación del par de gases CO2/CH4 que muestra la selectividad del gas ideal (aCO2-CH4) en función de la permeancia al gas (n0CO2) para la membrana de polímero de PTF y el límite superior de Robeson de otras membranas poliméricas conocidas.
La FIG. 6 es un diagrama de Robeson para la separación del par de gases CO2/N2 que muestra la selectividad del gas ideal (aCO2-N2) en función de la permeancia al gas (n0CO2) para la membrana de polímero de PTF y el límite superior de Robeson de otras membranas poliméricas conocidas.
Descripción detallada de la descripción
Las descripciones de toda la literatura de patentes y no patentes citada en esta invención se incorporan aquí como referencia en su totalidad.
Los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene" o cualquier otra variación de los mismos, tal como se utilizan en esta invención, pretenden abarcar una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, un
procedimiento, método, artículo o aparato que comprende una lista de elementos no está necesariamente limitado solo a esos elementos, sino que puede incluir otros elementos no enumerados expresamente o inherentes a dicho procedimiento, método, artículo o aparato. Además, a menos que se indique expresamente lo contrario, "o" se refiere a un o inclusivo o y no a un exclusivo o. Por ejemplo, una condición A o B se cumple con uno cualquiera de los siguientes: A es verdadero (o presente) y B es falso (o no presente), A es falso (o no presente) y B es verdadero (o presente), y tanto A como B son verdaderos (o presentes). La expresión "uno o más" pretende abarcar una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, uno o más de A, B y C implica uno cualquiera de los siguientes: A solo, B solo, C solo, una combinación de A y B, una combinación de B y C, una combinación de A y C, o una combinación de A, B y C.
Asimismo, el uso de "un" o "uno/a" se emplea para describir elementos y se describe en esta invención. Esto se hace simplemente por conveniencia y para dar una idea general del alcance de la invención. Esta descripción debe leerse para incluir uno o al menos uno y el singular también incluye el plural a menos que sea obvio que se entiende de otra manera.
La expresión "permeancia al gas", como se utiliza en esta invención, se refiere y se utiliza indistintamente con "tasa de permeación" o "tasa de permeabilidad" o "tasa de transmisión" para describir las propiedades de barrera contra los gases de una membrana de separación de gases, con baja permeabilidad al gas o baja tasa de transmisión. en un material, lo que implica que el material tiene una alta barrera para ese gas en particular.
Como se utiliza en esta invención, la permeancia al gas se determinó utilizando un modelo simple. Un lado (por ejemplo, el lado superior) de una membrana plana se pone en contacto con un gas, por lo que el gas permea la membrana y se detecta en el otro lado (por ejemplo, el lado inferior) de la membrana. La tasa de cambio de masa en función del tiempo en el lado inferior de la membrana viene dada por la ecuación (1):
donde m (g) es la masa de gas que permea la película polimérica en el tiempo t (s), J (mol-m'2 s'1) es el flujo, Mw es el peso molecular, y A (m2) es el área de la superficie de la membrana. El flujo se puede expresar utilizando un modelo de Fickian como se muestra en la ecuación (2):
donde n' (mol m'1 Pa'1 s'1) se define como la permeabilidad al gas, 5 (m) es el espesor de la membrana polimérica, y Pss y Pcs (Pa) son las presiones en la parte inferior y superior de la membrana plana, respectivamente. Utilizando la ley de los gases ideales, la tasa de cambio en el tiempo en la presión del lado inferior, Pss viene dada por la ecuación (3):
dPss A-R-T
y-(P C S -P S S ) (3)
dt Vss
donde R (m3 Pa mol'1 K'1) es la constante de los gases, T (K) es la temperatura absoluta, Vss (m3) es el volumen del lado inferior. Suponiendo que la presión y la permeabilidad del lado superior son constantes, primero debemos asumir la expresión de que la presión y la permeabilidad del lado superior son constantes. El gas del lado superior se mantiene a una presión constante durante todo el experimento con un regulador de gas y se encontró que la permeabilidad constante era correcta. Por lo tanto, integrando la ecuación (3) a partir de la presión inicial del lado inferior, Psso en el momento to = 0 a la presión final del lado inferior, Pss a tF = t da como resultado la ecuación (4).
Tí' — = 710 Un gráfico del lado izquierdo de la ecuación (4) contra el tiempo da una línea recta con una pendiente de , donde n (mol-m'2 Pa'1 s'1) se define como la permeancia al gas. La permeancia de un gas se mide en mol-m'2-Pa' 1-s'1 y está relacionada con Barrer de la siguiente manera:
La expresión "selectividad ideal", tal como se utiliza en esta invención, se utiliza indistintamente con "selectividad" y se refiere a la selectividad de una membrana de separación de gases para separar una mezcla de gases de dos componentes, y se define como la relación de las permeancias al gas con "ideal" en referencia al hecho de que los efectos de la mezcla no están incluidos. Por ende, una selectividad ideal (aA-B) de una membrana de separación de gases para separar un gas A de un gas B de una mezcla de gases que comprende los gases A y B, se proporciona mediante la ecuación (5).
La selectividad se puede obtener directamente poniendo en contacto una membrana de separación de gases con una mezcla conocida de gases y analizando el permeado. Alternativamente, se obtiene una primera aproximación de la selectividad midiendo la permeancia de los gases por separado en la misma membrana de separación de gases.
La expresión "derivado biológicamente" como se utiliza en esta invención se utiliza indistintamente con "de base biológica" o "derivado biológico" y se refiere a compuestos químicos que incluyen monómeros y polímeros, que se obtienen en su totalidad o en parte, de cualquier recurso renovable, incluyendo, aunque sin limitación, materiales vegetales, animales, marinos o materiales forestales. El "contenido de base biológica" de cualquiera de dichos compuestos se entenderá como el porcentaje del contenido de carbono de un compuesto determinado que se haya obtenido o derivado de dichos recursos renovables.
La expresión "polímero a base de furano" como se utiliza en esta invención se refiere a cualquier polímero que comprende al menos una unidad monomérica que contiene un resto de furano, por ejemplo, ácido furandicarboxílico (FDCA) o un derivado del mismo, como FDME o similar.
La expresión "ácido furandicarboxílico", como se utiliza en esta invención, se utiliza indistintamente con ácido furandicarboxílico y ácido 2,5-furandicarboxílico. Como se utiliza en esta invención, el ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA), también se conoce como ácido deshidromúcico, y es un derivado de furano oxidado, como se muestra a continuación:
Las expresiones "PTF" y "poli(furandicarboxilato de trimetileno)", tal como se utilizan en esta invención, se utilizan indistintamente para referirse a poli(furanoato de trimetileno) y poli(2,5-furandicarboxilato de trimetileno).
En el presente documento se describe una membrana de separación de gases que comprende un polímero a base de furano en el que el polímero a base de furano es un poliéster o copoliéster derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico o un derivado del mismo y un diol alifático C2 a C12, y en el que dicho derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico corresponde a un compuesto en el que uno o ambos restos ácidos están sustituidos por un éster o un haluro.
El polímero a base de furano, como se describe en esta invención, se refiere a cualquier polímero que comprende una unidad monomérica derivada del ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo, como FDME o similar. Los ejemplos adecuados de un polímero a base de furano incluyen poliésteres y copoliésteres a base de furano.
Aunque no está abarcado por la invención reivindicada, también es posible hacer una membrana de separación de gases a partir de un polímero a base de furano que es una poliamida y copoliamida a base de furano, poliimida a base de furano, policarbonato a base de furano, polisulfona a base de furano o polisiloxano a base de furano.
El polímero a base de furano es un poliéster a base de furano obtenido por polimerización de una mezcla de reacción que comprende ácido 2,5-furandicarboxílico o un derivado del mismo, un diol alifático C2 a C12 y opcionalmente al menos uno de polialquilen éter glicol (PAEG), un ácido polifuncional o un ácido hidroxilo polifuncional. El diol alifático C2 a C12 puede ser lineal o ramificado. Se puede preparar un derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico por sustitución de un éster o haluro en la ubicación de uno o ambos de los restos ácidos.
Ejemplos de dioles alifáticos C2-C12 adecuados incluyen, aunque sin limitación, etilenglicol; dietilenglicol; 1,2-propanodiol; 1,3-propanodiol; 1,4-butanodiol; 1,5-pentanodiol; 1,6-hexanodiol; 1,4-ciclohexanodimetanol; y 2,2-dimetil-1,3-propanodiol. En una realización, el diol alifático es un diol C3 derivado biológicamente, como 1,3-propanodiol (BioPDO™).
El poliéster a base de furano puede ser un copoliéster (aleatorio o en bloque) derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo, diol alifático C2 a C12 y al menos uno de un ácido aromático polifuncional o un hidroxiácido. La relación molar de ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo a al menos uno de un ácido aromático polifuncional o un hidroxiácido puede estar en cualquier intervalo, por ejemplo, la
relación molar de cualquiera de los componentes puede ser superior a 1:100 o alternativamente estar en el intervalo de 1:100 a 100:1 o 1:9 a 9:1 o 1:3 a 3:1 o 1:1 en el que el diol se agrega en un exceso de 1,2 a 3 equivalentes al ácido cargado total, incluido el ácido furandicarboxílico y al menos uno de un ácido aromático polifuncional o un hidroxiácido.
Los ejemplos de ácidos polifuncionales adecuados incluyen, aunque sin limitación, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido adípico, ácido acélico, ácido sebácico, ácido dodecanoico, ácido 1,4-ciclohexano dicarboxílico, ácido maleico, ácido succínico, ácido 2,6-naftaleno dicarboxílico y ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico.
Los ejemplos de hidroxiácidos adecuados incluyen, aunque sin limitación, ácido glicólico, ácido hidroxibutírico, ácido hidroxicaproico, ácido hidroxivalérico, ácido 7-hidroxiheptanoico, ácido 8-hidroxicaproico, ácido 9-hidroxinonanoico y ácido láctico; y los derivados de pivalolactona, £-caprolactona o L,L, D,D o D,L lactidas.
Los ejemplos de otros monómeros de diol y poliol que se pueden incluir, además del diol alifático C2-C12 mencionado anteriormente, en la conformación del monómero de polimerización a partir del cual se puede hacer un copoliéster a base de furano incluyen, aunque sin limitación, 1,4-bencenodimetanol, 2,2,4,4-tetrametil-1,3-ciclobutanodiol, ciclohexildimetanol, poli(etilenglicol), poli(tetrahidrofurano), 2,5-di(hidroximetil)tetrahidrofurano, isosorbida, isomanida, glicerol, pentaeritritol, sorbitol, manitol, eritritol y treitol.
La relación molar del diol alifático C2-C12 el a los otros monómeros de dioles y poliol presentes en los copoliésteres a base de furano puede ser de cualquier intervalo, por ejemplo, la relación molar de cualquiera de los componentes puede ser superior a 1:100 o alternativamente estar en el intervalo de 1:100 a 100:1 o 1:9 a 9:1 o 1:3 a 3:1 o 1:1 Los ejemplos de poliésteres a base de furano que son copolímeros derivados del ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo, diol alifático C2 a C12 y al menos uno de un ácido polifuncional o un ácido hidroxilo incluyen, aunque sin limitación, copolímero de 1,3-propanodiol, ácido 2,5-furandicarboxílico y ácido tereftálico; copolímero de 1,3-propanodiol, etilenglicol y ácido 2,5-furandicarboxílico; copolímero de 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol y ácido 2,5-furandicarboxílico; copolímero de 1,3-propanodiol, ácido 2,5-furandicarboxílico y ácido succínico; copolímero de 1,3-propanodiol, ácido 2,5-furandicarboxílico; copolímero de 1,3-propanodiol, ácido 2,5-furandicarboxílico y ácido adípico; copolímero de 1,3-propanodiol, ácido 2,5-furandicarboxílico y ácido sebácico, copolímero de 1,3-propanodiol, ácido 2,5-furandicarboxílico e isosorbida; copolímero de 1,3-propanodiol, ácido 2,5-furandicarboxílico e isomanida.
En una realización, la membrana de separación de gases comprende un poliéster a base de furano, que es un copoliéster derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo, diol alifático C2 a C12 y al menos un polialquilen éter glicol (PAEG), en el que la relación molar de diol o un poliol a polialquilen éter glicol es de al menos 2:0,0008. La cantidad molar de ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo, monómero de diol alifático C2 a C12 y el al menos un polialquilen éter glicol (PAEG) pueden estar en cualquier intervalo adecuado, por ejemplo en el intervalo de 1:2:0,0008 a 1:2:0,145, respectivamente.
El poliéster a base de furano adecuado para su uso en la formación de una membrana de separación de gases de la presente descripción incluye, aunque sin limitación, poli(2,5-furandicarboxilato de trimetileno) (PTF), poli(2,5-furandicarboxilato de butileno) (PBF) o poli(2,5-furandicarboxilato de etileno) (PEF).
En una realización, la membrana de separación de gases está formada por poli(furandicarboxilato de trimetileno) (PTF) derivado de la policondensación de 1,3-propanodiol y ácido 2,5-furandicarboxílico, o dichos derivados. El PTF, como se muestra a continuación, se deriva de la polimerización del ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado de la forma ácida y 1,3-propanodiol:
donde n, el grado de polimerización es superior a 10, o superior a 50 o superior a 60, o superior a 70 o superior a 80 o superior a 85, superior a 90 e inferior a 1.000 o inferior a 800, o inferior a 500, o inferior a 300, o inferior a 200, o inferior a 185.
El poli(furandicarboxilato de trimetileno) (PTF) como se describe en esta invención puede tener un peso molecular medio numérico en el intervalo de 1960-196.000 g/mol, o 1960-98.000 g/mol, o 4900-36.260 g/mol.
En una realización, el polímero a base de furano presente en la membrana de separación de gases es una combinación de polímeros que comprende poli(furandicarboxilato de trimetileno) (PTF) y poli(tereftalato de alquileno) (PAT), en el que la combinación de polímeros comprende 99,9-0,1% en peso de un poli(furandicarboxilato de
alquileno) (PAF) y 0,1-99,9% o al menos 0,1% o al menos 5% o al menos 10% o menos de 99,9% o menos de 75% o menos de 50% en peso de PTF, basado en el peso total de la combinación de polímeros. El poli(tereftalato de alquileno) comprende unidades monoméricas derivadas del ácido tereftálico o un derivado del mismo y un diol alifático C2-C12.
En otra realización, el polímero a base de furano presente en la membrana de separación de gases es una combinación de polímeros que comprende poli(furandicarboxilato de trimetileno) (PTF) y poli(furandicarboxilato de alquileno) (PAF), en el que la mezcla de polímeros comprende y 99,9-0,1% en peso de un poli(tereftalato de alquileno) (PAT) y 0,1-99,9% o al menos 0,1% o al menos 5% o al menos 10% o menos del 99,9% o menos del 75% o menos del 50% en peso de PTF, basado en el peso total de la combinación de polímeros. El poli(furandicarboxilato de alquileno) comprende unidades monoméricas derivadas del ácido furandicarboxílico o un derivado del mismo y un diol alifático C2-C12.
Aunque no está abarcado por la invención reivindicada, también es posible formar una membrana de separación de gases a partir de un polímero a base de furano que se deriva de:
i) uno o más ácidos dicarboxílicos o derivados de los mismos seleccionados del grupo que consiste en diácido alifático, diácido aromático y diácido alquilaromático, en el que al menos uno de los ácidos dicarboxílicos es ácido furandicarboxílico o un derivado del mismo, y
ii) una o más diaminas seleccionadas del grupo que consiste en diamina alifática, diamina aromática y diamina alquilaromática.
Puede utilizarse cualquier ácido dicarboxílico adecuado tal como un diácido alifático lineal, un diácido cicloalifático, un diácido aromático o un diácido alquilaromático o mezclas de los mismos.
El diácido alifático puede incluir de 2 a 18 átomos de carbono en la cadena principal. Los diácidos alifáticos adecuados incluyen, aunque sin limitación, ácido oxálico; ácido fumárico; ácido maleico; ácido succínico; ácido glutárico; ácido adipico; ácido pimélico; ácido subérico; ácido azelaico; ácido sebácico; ácido itacónico; ácido malónico; ácido mesacónico; dodecanodiácido; ácido undecanodioico; ácido 1,12-dodecanodioico; ácido 1,14-tetradecanodioico; ácido 1,16-hexadecanodioico; ácido 1,18-octadecanodioico; ácido diabólico; y mezclas de los mismos. Los diácidos cicloalifáticos adecuados incluyen, aunque sin limitación, ácidos hexahidroftálicos, ácido cis- y trans-1,4-ciclohexanodicarboxílico, ácido cis- y trans-1,3-ciclohexanodicarboxílico, ácido cis- y trans-1,2-ciclohexanodicarboxílico, ácido tetrahidroftálico, ácido trans-1,2,3,6-tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico y ácido dihidrodiciclopentadienodicarboxílico.
Un diácido aromático puede incluir un solo anillo (p. ej., fenilo), múltiples anillos (p. ej., bifenilo) o múltiples anillos condensados en los que al menos uno es aromático (p. ej., 1,2,3,4-tetrahidronaftilo, naftilo, antrilo o fenantrilo), que está opcionalmente mono, di o trisustituido con, p. ej., halógeno, alquilo inferior, alcoxi inferior, alquiltio inferior, trifluorometilo, aciloxi inferior, arilo, heteroarilo e hidroxi. Los diácidos aromáticos adecuados incluyen, aunque sin limitación, ácido ftálico; ácido isoftálico; ácido p-(t-butil)isoftálico; ácido 1,2- o 1,3-fenilendiacético; ácido tereftálico; ácido 2,5-dihidroxitereftálico (DHTA); ácido 4,4'-benzofenondicarboxílico; ácido 2,5 y 2,7-naftalendicarboxílico y mezclas de los mismos.
Los diácidos alquilaromáticos adecuados incluyen, aunque sin limitación, ácidos 1,2- o 1,3-fenilendiacéticos, trimelitilimidoglicina y 1,3-bis(4-carboxifenoxi)propano.
Los haluros de diácido alifático adecuados incluyen, aunque sin limitación, cloruro de diácido de butileno; bromuro de diácido de butileno; cloruro de diácido de hexametileno; bromuro de diácido de hexametileno; cloruro de diácido de octametileno; bromuro de diácido de octametileno; cloruro de diácido de decametileno; bromuro de diácido de decametileno; cloruro de diácido de dodecametileno; bromuro de diácido de dodecametileno; y mezclas de los mismos.
Haluro de diácido aromático adecuado incluye, aunque sin limitación, dicloruro de tereftaloílo; dicloruro de 4,4'-benzoílo; dicloruro de ácido 2,6-naftalendicarboxilo; dicloruro de ácido 1,5-naftaleno dicarboxílico; cloruro de diácido de tolilo; bromuro de diácido de tolilmetileno; cloruro de diácido de isoforona; bromuro de diácido de isoforona; 4,4'-metilenbis(cloruro de ácido fenílico); 4,4'-metilenbis(bromuro de ácido fenílico); 4,4'-metilenbis(cloruro de ácido ciclohexílico); 4,4'-metilenbis(bromuro de ácido de ciclohexílico) y mezclas de los mismos.
Puede utilizarse cualquier comonómero de diamina adecuado (H2N-R-NH2), donde R (R1 o R2) es un grupo lineal alifático, cicloalifático, aromático o alquilaromático.
Puede utilizarse cualquier comonómero de diamina alifática adecuado (H2N-R-NH2), como los que tienen de 2 a 12 átomos de carbono en la cadena principal. Las diaminas alifáticas adecuadas incluyen, aunque sin limitación, 1,2-etilendiamina; 1,6-hexametilendiamina; 1,5-pentametilendiamina; 1,4-tetrametilendiamina; 1,12-dodecanodiamina; trimetilendiamina; 2-metilpentametilendiamina; heptametilendiamina; 2-metil hexametilendiamina; 3-metil hexametilendiamina; 2,2-dimetilpentametilendiamina; octametilendiamina; 2,5-dimetil hexametilendiamina; nometilendiamina; 2,2,4- y 2,4,4-trimetil hexametilendiaminas; decametilendiamina; 5-metilnonanodiamina;
undecametilendiamina; dodecametilendiamina; 2,2,7,7-tetrametil octametilendiamina; cualquier diamina alifática C2-C16 opcionalmente sustituida con uno o más grupos alquilo C a C4; y mezclas de los mismos.
Las diaminas cicloalifáticas adecuadas incluyen, aunque sin limitación, bis(aminometil)ciclohexano; 1,4-bis(aminometil)ciclohexano; mezclas de 1,3- y 1,4-bis(aminometil)ciclohexano, 5-amino-1,3,3-trimetilciclohexanometanamina; bis(p-aminociclohexil) metano, bis(aminometil)norbornano, 1,2-diaminociclohexano, 1,4- o 1,3-diaminociclohexano, 1,2-diaminociclohexano, 1,4- o 1,3-diaminociclohexano, mezclas de isómeros de bis(4-aminociclohexil)metano, y mezclas de los mismos.
Puede utilizarse cualquier comonómero de diamina aromática adecuado (H2N-M-NH2), como los que tienen tamaños de anillo entre 6 y 10. Las diaminas aromáticas adecuadas incluyen, aunque sin limitación, m-fenilendiamina, pfenilendiamina; 3,3'-dimetilbencidina; 2,6-naftilendiamina; 1,5-diaminonaftaleno, éter 4,4'-diaminodifenílico; 4,4'-diaminodifenilsulfona; sulfónico-p-fenilen-diamina, 2,6-diaminopiridina, naftidina diamina, bencidina, o-tolidina y mezclas de los mismos.
Las diaminas alquilaromáticas adecuadas incluyen, aunque sin limitación, 1,3-bis(aminometil)benceno, mxililendiamina, p-xililendiamina, 2,5-bis-aminoetil-p-xileno, 9,9-bis(3-aminopropil)fluoreno, y mezclas de los mismos. Aunque no está abarcado por la invención reivindicada, también es posible hacer una membrana de separación de gases a partir de un polímero a base de furano que es una poliamida a base de furano derivada de una sal que comprende diamina y un ácido dicarboxílico, en el que la relación molar de diamina y el ácido dicarboxílico es 1:1. Es bien conocido en la técnica que las sales de diamina:diácido 1:1 proporcionan un medio para controlar la estequiometría y proporcionar un alto peso molecular en polimerizaciones de crecimiento en etapas tales como las que se utilizan para preparar poliamidas.
El peso molecular promedio en número de la poliamida a base de furano es de al menos 5000 g/mol, o al menos 10.000 g/mol, o al menos 20.000 g/mol o superior.
En una realización de la composición, la composición comprende una combinación de polímeros que comprende una poliamida a base de furano y una segunda poliamida. En una realización, la segunda poliamida comprende una poliamida alifática, una poliamida aromática (poliaramida), una poliamidaimida o mezclas de las mismas. Las segundas poliamidas adecuadas incluyen, aunque sin limitación, nailon 6, nailon 11, nailon 12, nailon 6-6, nailon 6 10, nailon 6-11, nailon 6-12, copolímero de nailon 6/66, terpolímero 6/12/66 de nailon, poli(paraca-tereftalamida de fenileno), poli(mefa-tereftalamida de fenileno), poli(mefa-adipamida de xileno) (MXD6), y mezclas de los mismos. En otra realización de la composición, la composición comprende una combinación de polímeros que comprende poli(furandicarbonamida de trimetileno) (3AF) y poli(furandicarbonamida de alquileno). El poli(furandicarboxilato de alquileno) se puede preparar a partir de ácido 2,5-furandicarboxílico o un derivado del mismo y un hidrocarburo alifático C2-C18 o fluorocarbono diamina, como se ha descrito anteriormente.
La poliimida a base de furano se puede derivar de un monómero que contiene un resto de dianhídrido y un monómero que contiene un resto de diamina, de manera que al menos uno de los monómeros está basado en furano. En otras palabras, la poliimida a base de furano se deriva de monómeros en los que al menos uno de dianhídrido o diamina está basado en furano. También es posible que ambos monómeros estén basados en furano. La poliimida a base de furano a modo de ejemplo se puede derivar de la condensación de un dianhídrido a base de furano tal como dianhídrido de tretrahidrofuran-2,3,4,5-tetracarboxílico y una diamina descrita anteriormente en esta invención para dar primero un ácido poliámico a base de furano, que se puede convertir posteriormente en la poliimida a base de furano.
La polisulfona a base de furano se puede derivar de un monómero que contiene un resto de difenol y un monómero que contiene un resto de sulfona, de manera que al menos uno de los monómeros está basado en furano. En otras palabras, la polisulfona a base de furano se deriva de monómeros en los que al menos uno de un difenol o una sulfona está basado en furano. También es posible que ambos monómeros estén basados en furano.
El policarbonato a base de furano se deriva de un difenol a base de furano.
El polisiloxano a base de furano se deriva de un siloxano a base de furano.
En una realización, la membrana de separación de gases de la presente descripción tiene una selectividad superior a 10 para una mezcla de hidrógeno y nitrógeno, hidrógeno y monóxido de carbono, hidrógeno y dióxido de carbono; una selectividad superior a 1 para la mezcla de dióxido de carbono y nitrógeno; y una selectividad superior a 0,7 para una mezcla de dióxido de carbono y metano.
La membrana de separación de gases de la presente descripción puede comprender aditivos comúnmente empleados en la técnica tales como auxiliares de procedimiento y modificadores de propiedades además del polímero a base de furano. Los aditivos adecuados incluyen, aunque sin limitación, antioxidantes, plastificantes, estabilizadores térmicos, absorbentes de luz ultravioleta, agentes antiestáticos, lubricantes, colorantes, retardadores de llama, nucleantes, eliminadores de oxígeno y rellenos, incluidos nanorellenos.
La membrana de separación de gases de la presente descripción que comprende el polímero a base de furano descrito en esta invención se forma en una forma seleccionada del grupo que consiste en una película plana, una fibra hueca y un módulo enrollado en espiral. Las películas planas pueden ser autoportantes dentro de un marco o estar soportadas por un sustrato que suele ser poroso. La película plana se puede utilizar en configuración plana. Otras configuraciones posibles para películas planas incluyen enrollar la película en forma de espiral o plegar la película para generar un área de superficie transmembrana más alta por unidad de volumen. Las fibras huecas pueden agruparse en disposición de flujo paralelo y encapsularse en una placa de tubos en cada extremo. La placa de tubos se inserta en una caja típicamente cilíndrica para formar un módulo de membrana de separación de gases de fibra hueca como es bien conocido en la técnica. En una realización, la membrana de separación de gases tiene una forma seleccionada del grupo que consta de una película plana, una fibra hueca y un módulo enrollado en espiral.
El polímero a base de furano descrito en esta invención presente en la membrana de separación de gases puede estar no orientado, monoorientado o biorientado.
Es más, la membrana de separación de gases, como se ha descrito anteriormente, puede ser una sola capa o puede incluir múltiples capas, en la que cada capa de las múltiples capas puede tener una composición química diferente y en la que al menos una capa de las múltiples capas está formada por el polímero a base de furano. descrito en esta invención.
Las membranas de separación de gases, como se ha descrito anteriormente, tienen amplias aplicaciones en la industria. Por ejemplo:
• Separación de H2 y CO2 en las áreas de síntesis, producción de gas, fabricación de catálisis con metales, reformado de metano con vapor.
• Separación de H2 y N2 en las áreas de fabricación de amoníaco, síntesis de química orgánica, recuperación de H2 de refinería.
También se describe en esta invención un aparato para separar una mezcla de gases, comprendiendo el aparato una membrana de separación de gases de la presente descripción, en el que la membrana de separación de gases comprende un polímero a base de furano como se ha descrito anteriormente.
En esta invención se describe un procedimiento para separar una mezcla de gases que comprende poner en contacto un lado de una membrana de separación de gases, como se describe anteriormente, que comprende un polímero a base de furano como se describe en esta invención con una mezcla de gases que tiene diferentes permeabilidades a los gases, por lo que al menos un gas de la mezcla de gases permea preferentemente la membrana de separación de gases, separando así el al menos un gas de la mezcla de gases.
En una realización, el procedimiento comprende además utilizar un diferencial de presión a través de la membrana de separación de gases para separar el al menos un gas.
En una realización del procedimiento, la mezcla de gases comprende dos o más gases seleccionados del grupo que consiste en hidrógeno, helio, oxígeno, nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano.
En una realización, el al menos un gas que preferentemente permea la membrana de separación de gases es hidrógeno o helio.
En otra realización, el procedimiento comprende separar hidrógeno y/o helio de una mezcla de gases que comprende al menos uno de metano, oxígeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y nitrógeno.
En otra realización más del procedimiento, la mezcla de gases comprende al menos una de las siguientes mezclas: hidrógeno y nitrógeno; hidrógeno y monóxido de carbono; hidrógeno y dióxido de carbono; dióxido de carbono y nitrógeno; o dióxido de carbono y metano.
A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en esta invención tienen el mismo significado que entienden comúnmente los expertos en la técnica a la que pertenece esta invención. Aunque se pueden utilizar métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en esta invención en la práctica o ensayo de realizaciones de las composiciones descritas, a continuación se describen métodos y materiales adecuados. En caso de conflicto, prevalecerá la presente memoria descriptiva, incluidas las definiciones. Además, los materiales, métodos y ejemplos son solo ilustrativos y no pretenden ser limitativos.
En la memoria descriptiva anterior, los conceptos se han descrito con referencia a realizaciones específicas.
Los beneficios, otras ventajas y soluciones a problemas se han descrito anteriormente con respecto a realizaciones específicas. Sin embargo, los beneficios, las ventajas, las soluciones a los problemas y cualquier característica que pueda hacer que se produzca o se acentúe cualquier beneficio, ventaja o solución no deben interpretarse como una característica crítica, requerida o esencial de cualquiera o todas las realizaciones.
Ejemplos
La presente descripción se ejemplifica adicionalmente en los siguientes Ejemplos. Debe entenderse que estos Ejemplos, aunque indican ciertos aspectos preferidos en esta invención, se proporcionan únicamente a modo de ilustración.
Métodos de prueba
Aparato de membrana para medir la permeabilidad
En la Figura 1 se muestra el diseño de un aparato para medir con precisión la permeación de gases puros a través de un material de membrana semipermeable.
El aparato de prueba de membrana fue diseñado para contener películas de membrana circulares, de 95 mm de diámetro y aproximadamente 0,0762 a 0,127 mm (3 a 5 mils) de espesor, en condiciones de temperatura ambiente y en un intervalo de presión de 0 a 2,74 bar (-14,7 psig). a 25 psig). La membrana polimérica se apoyó en el aparato sobre un disco de metal sinterizado de acero inoxidable de 3,66 pulgadas de diámetro con una porosidad de 0,2 micrómetros. El aparato de membrana se conectó a un colector de gases que incluyen helio (He), hidrógeno (H2), dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y metano (CH4). La presión del gas en el lado superior de la membrana se puede variar de 0 a 25 psig. El aparato de membrana se puede evacuar utilizando una bomba de vacío de (0 a -14,7 psig). El aumento de presión en la parte inferior del soporte de la membrana se midió en función del tiempo con un manómetro electrónico que se registra en un ordenador portátil.
Materiales
Helio (He), hidrógeno (H2), dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y metano (CH4) se obtuvieron de Air Products con una pureza del 99,9%.
Se preparó una película de poli(2,5-furandicarboxilato de trimetileno) (PTF) con un IV de 1,032 dl/g según el método siguiente.
Síntesis de 2,5-furandicarboxilato de politrimetileno de alto peso molecular
Etapa 1: Preparación de un prepolímero de PTF por policondensación de BioPDO™ y FDME
2,5-furandimetiléster (2557 g), 1,3-propanodiol (1902 g), isopropóxido de titanio (IV) (2 g), Dovernox-10 (5,4 g) se cargaron en un autoclave agitado de acero inoxidable de 10 libras (Delaware Valley Steel 1955, recipiente n.°: XS 1963) equipado con varilla agitadora y condensador. Se aplicó una purga de nitrógeno y se comenzó a agitar a 30 rpm para formar una suspensión. Mientras se agitaba, el autoclave se sometió a tres ciclos de presurización a 50 psi de nitrógeno seguido de evacuación. Luego se estableció una purga de nitrógeno débil (~0,5 L/min) para mantener una atmósfera inerte. Mientras se calentaba el autoclave hasta el punto de referencia de 240 °C, comenzó el desprendimiento de metanol a una temperatura del lote de 185 °C. La destilación de metanol continuó durante 120 minutos durante los cuales la temperatura del lote aumentó de 185 °C a 238 °C. Cuando la temperatura se estabilizó a 238 °C, se añadió una segunda carga de isopropóxido de titanio (IV) (2 g). En este momento se inició una rampa de vacío que durante 60 minutos redujo la presión de 760 torr a 300 torr (bombeo a través de la columna) y de 300 torr a 0,05 torr (bombeo a través de la trampa). La mezcla, cuando estaba a 0,05 torr, se dejó al vacío y se agitó durante 5 horas, después de lo cual se utilizó nitrógeno para presurizar el recipiente de nuevo a 760 torr.
El polímero formado se recuperó empujando la masa fundida a través de una válvula de salida en el fondo del recipiente y dentro de un baño de enfriamiento rápido con agua. La hebra así formada se pasó a través de un peletizador, equipado con un chorro de aire para secar el polímero libre de humedad, cortando la hebra de polímero en chips de ~1/4 pulgada de largo y ~1/8 pulgada de diámetro. El rendimiento fue de aproximadamente 2724 g (~5 libras). Tg fue aprox. 58 °C (DSC, 5 °C/min, segundo calentamiento), la Tm fue aprox. 176 °C (DSC, 5 °C/min, segundo calentamiento). 1H-RMN (TCE-d) 5: 7,05 (s, 2H), 4,40 (m, 4H), 2,15 (m, 2H). Mn (SEC) ~ 10300 D, PDI 1,97. IV ~ 0,55 dl/g.
Etapa 2: Preparación de polímero de PTF de alto peso molecular mediante polimerización en fase sólida del prepolímero de PTF de la Etapa 1
Para aumentar el peso molecular del prepolímero de PTF descrito anteriormente, se llevó a cabo la polimerización en fase sólida utilizando un lecho de nitrógeno fluidizado calentado. El prepolímero de PTF enfriado y granulado se cristalizó inicialmente colocando el material en un horno, calentando posteriormente los gránulos bajo una purga de nitrógeno a 120 °C durante 240 minutos. En este momento, la temperatura del horno se aumentó a ~ 168 °C y los gránulos se dejaron en condiciones de purga de nitrógeno para aumentar el peso molecular durante una duración total de 96 horas. El horno se apagó y los gránulos se dejaron enfriar.
Preparación de membranas de gas utilizando poli(2,5-furandicarboxilato de trimetileno) (PTF)
Las membranas de gas se produjeron mediante dos métodos: 1) PTF prensado en caliente; y 2) orientando biaxialmente la película de PTF fundida.
1) Película de PTF prensada en caliente:
Los gránulos de PTF se secaron a 110 °C durante la noche antes de los ensayos. La temperatura de la prensa se fijó entre 230 °C y 240 °C. Los gránulos secos se prensaron entre dos placas de metal con una presión entre 5k y 20k psi durante 5 min. A continuación, la película prensada se templó en un baño de agua helada justo después de sacarla de la prensa.
2) Película de PTF orientada biaxialmente:
Los gránulos de PTF se secaron a 110 °C durante la noche antes de los ensayos. La temperatura de la extrusora se estableció entre 210 °C y 240 °C. Los gránulos de PTF se extruyeron a la temperatura establecida y se transfirieron a rodillos. El rodillo de enfriamiento se estableció entre 30 °C y 50 °C. La temperatura y la velocidad de los rodillos se ajustaron durante la colada para proporcionar los espesores deseados. Los rodillos de película fundida se mantuvieron en un frigorífico hasta su procesamiento posterior. Se fabricaron películas de PTF orientadas biaxialmente a partir de películas coladas de PTF (15 mil de espesor). Se cortó una película fundida de PTF tal como estaba hecha en dimensiones de 15 (cm) X 15 (cm) y se recoció previamente en un horno a 117 °C durante 20 minutos con un estiramiento muy ligero para evitar la deformación. Se utilizó un calentador de infrarrojos para calentar la película a 90 °C durante 40 segundos. La película se estiró biaxialmente en las direcciones de los ejes X e Y a 90 °C al 23% por segundo con una relación de estiramiento de 2X2 para alcanzar un alargamiento del 200% en las direcciones X e Y. Luego, la película estirada se mantuvo en un refrigerador para posteriores caracterizaciones.
Ejemplo 1 Experimento de membrana de gas con presión de entrada constante
Se cargó una membrana de polímero de PTF prensado en caliente de 3 mil de espesor en el aparato de membrana. El lado superior del soporte de la membrana se lavó con He durante 3 horas y luego la presión se fijó en 5 psig (1,36 bar). El lado inferior del soporte de la membrana se evacuó a una presión de -14,7 psig (0 bar). El aumento de presión en el lado inferior de la membrana se midió en función del tiempo y los resultados se muestran en la Figura 2. Las pruebas se realizaron durante aproximadamente 24 horas (1440 minutos). El cambio de presión con el tiempo se puede utilizar para calcular la permeancia de He a través de la membrana de PTF. Este procedimiento se repitió para cada uno de H2, CO2 , N2 , O2 , y CH4 con el lado superior de la membrana mantenido a una presión constante de 5 psig (1,36 bar) y el lado inferior del soporte de la membrana evacuado a una presión de -14,7 psig (0 bar).
La permeancia calculada a partir de la Figura 2 para cada gas puro se muestra en la Tabla 1. Como puede verse en la Figura 2 y la Tabla 1, He y H2 tienen una permeancia de gas mucho más alta que CH4 , O2 , CO2 , N2 lo que demuestra que la membrana de PTF podría utilizarse para separación de H2 y He de otros gases (CH4, O2, CO2 , N2).
Tabla 1. Permeancia al gas a través de PTF prensado en caliente con una presión de membrana en el lado superior de 1,36 bar (5 psig).
Ejemplo 2 Experimento de membrana de gas con presión de alimentación variable
Siguiendo el procedimiento descrito en el Ejemplo 1, también se calculó la permeancia del PTF prensado en caliente para presiones variables de la membrana del lado superior. Los resultados de permeancia para presiones de membrana en el lado superior de 2,74 bar y 1,01 bar (25 psig y 0 psig, respectivamente) se muestran en la Tabla 2. Dado que la permeancia a través de la membrana de PTF prensada en caliente parece independiente de la presión, la permeabilidad se controla mediante la difusión del gas a través del polímero de PTF prensado en caliente.
Tabla 2. Permeancia al gas a través de PTF prensado en caliente con varias presiones de membrana en el lado superior.
La selectividad ideal, o la relación de la permeancia de dos gases, se calculó a partir de los resultados del Ejemplo 1 para pares seleccionados de gases de interés. Las selectividades ideales calculadas para las membranas de polímero de PTF prensadas en caliente se muestran en la Tabla 3. La selectividad del gas ideal (también conocida como permselectividad) se define como la relación de las permeancias al gas con la referencia ideal al hecho de que los efectos de la mezcla no están incluidos. Por ejemplo, la selectividad del gas ideal de hidrógeno (H2) a nitrógeno (N2) viene dada por la ecuación (5).
7T0h 2
CCH2-N2 = _
7T OiV (5)
2
Tabla 3. Valores de selectividad ideal para PTF prensado en caliente con una presión de membrana en el lado superior de 1,36 bar (5 psig).
Los valores de selectividad ideal para PTF prensado en caliente que se muestran en la Tabla 3 para varios pares de gases se compararon con el límite superior de Robeson de otras membranas poliméricas conocidas (L.M. Robeson, "The Upper Bound Revisited", Journal of Membrane Science, 2008, 320, 390-400). La línea límite superior de Robeson establece un límite por encima del cual se dice que la membrana es "excepcionalmente altamente selectiva". Las Figuras 3-6 ilustran la comparación entre las selectividades para PTF prensado en caliente y el límite superior de Robeson determinado a partir de una base de datos de membranas poliméricas conocidas para cada par de gases.
Según las Figuras 3 y 4, la membrana de separación de gases que comprende el polímero de PTF parece ser altamente selectiva para el gas H2 , especialmente con respecto a las separaciones de N2 y CO2 y significativamente mayor en selectividad frente a los materiales de membrana actuales para H2. Las Figuras 5 y 6 muestran que la membrana de polímero PTF tiene baja selectividad para separar CO2/CH4 y CO2/N2.
Ejemplo 3 Permeabilidad y selectividad para películas de PTF prensadas en caliente frente a orientadas biaxialmente
Siguiendo el mismo procedimiento que se describe en el Ejemplo 1, se analizó la permeabilidad de una muestra de membrana de PTF preparada con una orientación biaxial. Los valores de selectividad y permeancia al gas resultantes se muestran en las Tablas 4 y 5, respectivamente, con una comparación con los resultados de la película de PTF prensada en caliente.
Tabla 4. Valores de permeancia al gas para PTF orientado biaxialmente en comparación con los resultados del Ejemplo 1.
El procedimiento de preparación de películas tiene un impacto en la permeancia al gas. La permeancia al gas para He, H2 , O2 y CO2 fue mayor para las películas orientadas biaxialmente en comparación con las películas prensadas en caliente. La permeabilidad al gas para CH4 y N2 fue peor para las películas orientadas biaxialmente en comparación con las películas prensadas en caliente.
Tabla 5. Valores de selectividad ideal para PTF orientado biaxialmente en comparación con los resultados de los Ejemplos 9-12.
Como resultado del cambio en la permeancia, la selectividad ideal de los pares de gases es diferente para las películas preparadas con orientación biaxial en comparación con las películas prensadas en caliente. La selectividad ideal para H2/N2, CO2/N2, y CO2/CH4 fue mayor para las películas orientadas biaxialmente en comparación con las películas prensadas en caliente. La selectividad ideal de H2/CO2 fue peor para las películas orientadas biaxialmente en comparación con las películas prensadas en caliente.
Ejemplo 4
Prueba de reproducibilidad de membrana de gas
Para confirmar la reproducibilidad de los resultados y la validez del aparato de membrana descrito en el Ejemplo 4, la prueba de gas de permeancia al H2 del Ejemplo 4 se repitió cinco veces más, para un total de seis ensayos. En cada ensayo, se midió la permeabilidad de gas H2 a través de una película de PTF orientada biaxialmente, con una presión de membrana en el lado superior de 5 psig (1,36 bar). Los resultados de cada ensayo se muestran en la Tabla 6.
Tabla 6. Reproducibilidad de resultados de permeancia al H2 para PTF orientado biaxialmente.
Con un promedio de n = 6 ensayos, se determinó el promedio que la permeancia al H2 a través de la membrana de PTF orientada biaxialmente era de 3938 Barrers con una desviación estándar porcentual de 7,85%.
Claims (13)
1. Un procedimiento para separar una mezcla de gases que comprende:
poner en contacto un lado de una membrana de separación de gases que comprende un polímero a base de furano con una mezcla de gases que tiene diferentes permeabilidades a los gases,
por lo que al menos un gas de la mezcla de gases permea preferentemente la membrana de separación de gases, separando así el al menos un gas de la mezcla de gases;
en el que el polímero a base de furano es un poliéster o copoliéster derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico o un derivado del mismo y un diol alifático C2 a C12, y en el que dicho derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico corresponde a un compuesto en el que uno o ambos restos ácidos están sustituidos por un éster o un haluro.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además utilizar un diferencial de presión a través de la membrana de separación de gases para separar el al menos un gas de la mezcla de gases.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero a base de furano se deriva del ácido 2,5-furandicarboxílico o un poli(furandicarboxilato de trimetileno) derivado del mismo y 1,3-propanodiol.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero a base de furano es una combinación de polímeros que comprende 0,1-99,9% en peso de poli(furandicarboxilato de trimetileno) y 99,9-0,1% en peso de un poli(tereftalato de alquileno), basado en el peso total de la combinación de polímeros, en el que el poli(tereftalato de alquileno) comprende unidades monoméricas derivadas del ácido tereftálico o un derivado del mismo y un diol alifático C2-C12.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero a base de furano es una combinación de polímeros que comprende 0,1-99,9% en peso de poli(furandicarboxilato de trimetileno) y 99,9-0,1% en peso de un poli(furandicarboxilato de alquileno), basado en el peso total de la combinación de polímeros, en el que el poli(furandicarboxilato de alquileno) comprende unidades monoméricas derivadas del ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo y un diol alifático C2-C12.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero a base de furano es un copoliéster derivado de: a) ácido 2,5-furandicarboxílico o dicho derivado del mismo;
b) un diol alifático C2 a C12; y
c) al menos uno de un ácido aromático polifuncional o un hidroxiácido; en el que la relación molar de ácido 2,5-furandicarboxílico a al menos uno del ácido aromático polifuncional o del hidroxiácido está en el intervalo de 1:100 a 100:1, y en el que la relación molar de diol a contenido total de ácido está en el intervalo de 1,2:1 a 3:1.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la mezcla de gases comprende dos o más gases seleccionados del grupo que consiste en hidrógeno, helio, oxígeno, nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que al menos un gas que permea preferentemente la membrana de separación de gases es hidrógeno o helio.
9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la mezcla de gases comprende al menos una de las siguientes mezclas: hidrógeno y nitrógeno; hidrógeno y monóxido de carbono; hidrógeno y dióxido de carbono; dióxido de carbono y nitrógeno; o dióxido de carbono y metano.
10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la membrana de separación de gases tiene una forma seleccionada del grupo que consiste en una película plana, una fibra hueca y un módulo enrollado en espiral.
11. Un aparato para separar una mezcla de gases que comprende una membrana de separación de gases en una forma seleccionada del grupo que consiste en una película plana, una fibra hueca y un módulo enrollado en espiral, en el que la membrana de separación de gases comprende un poliéster o copoliéster a base de furano derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico o un derivado del mismo y un diol alifático C2 a C12, y en el que dicho derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico corresponde a un compuesto en el que uno o ambos restos ácidos están sustituidos por un éster o un haluro.
12. Una membrana de separación de gases en una forma seleccionada del grupo que consiste en una película plana, una fibra hueca y un módulo enrollado en espiral, en la que la membrana de separación de gases comprende un poliéster o copoliéster a base de furano derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico o un derivado del mismo y un diol alifático C2 a C12, y en la que dicho derivado del ácido 2,5-furandicarboxílico corresponde a un compuesto en el que uno o ambos restos ácidos están sustituidos por un éster o un haluro.
13. La membrana de separación de gases de la reivindicación 12, en forma de película plana plegada.
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