غشاء مزدوج الوظيفة لتنقية الغازات
العنوان الرسمي للبراءة
غشاء بوليميد متعدد الوظائف قائم على ثنائي السيلينيد لفصل الغازات وتنقيتها
العنوان الإنجليزي: Multifunctional diselenide-based polyimide membrane for gas separation and purification
الاختراع
الاختراع
المشكلة
تواجه أغشية فصل الغازات غالبًا مفاضلة بين النفاذية والانتقائية، في حين قد تتطلب عمليات المذيبات أو المواد المازة أو التقطير المبرد طاقة كبيرة أو تجديدًا للنظام.
أهميتها
يرتبط الفصل الفعال لغازات مثل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين والهيدروجين والنيتروجين والميثان بالتنقية الصناعية وإدارة الانبعاثات وضبط جودة المنتجات.
النهج
يصف المنشور تصنيع بوليميد من 4,4′-ثنائي سيلانيديل ثنائي الأنيلين وثنائي أنهيدريد حمض إيثيلين ثنائي أمين رباعي الأسيتيك، ثم صبه غشاءً واستخدامه لإثراء غاز مختار في تيار النفاذ مع إمكانية امتزاز غاز آخر.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد معالجي الغازات الصناعية وباحثي الغاز الطبيعي والهيدروجين ومطوري التحكم في الانبعاثات ومصنعي مواد الأغشية.
القيمة المحتملة
توفر التقنية كيمياء بوليميد محددة تحتوي على ثنائي السيلينيد ومسارًا لتصنيع غشاء مصبوب ووظيفتي النفاذ والامتزاز ضمن مفهوم غشائي واحد.
الخلفية
الخلفية
يزيل فصل الغازات الصناعي الشوائب ويستعيد مكونات مفيدة، لكن عمليات المذيبات والمواد المازة التقليدية قد تتطلب التجديد وطاقة عالية. كما أن التقطير المبرد كثيف الاستهلاك للطاقة ويلائم تراكيب تغذية محددة. وتوفر الأغشية البوليمرية تشغيلًا أبسط وأقل طاقة، لكن المواد العملية يجب أن توازن بين نفاذية الغاز وانتقائيته وأن تقاوم التحلل الحراري أو الكيميائي. يعالج المنشور هذا التحدي المادي ببوليميد يحتوي على ثنائي السيلينيد ومصمم لصب الأغشية والتلامس مع مخاليط غازية متعددة المكونات.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يتفاعل ثنائي أمين يحتوي على ثنائي السيلينيد مع ثنائي أنهيدريد حمض إيثيلين ثنائي أمين رباعي الأسيتيك لتكوين بوليميد متناوب. ويُذاب البوليمر في مذيب قطبي ويُصب على ركيزة ثم يُسخن تدريجيًا لتشكيل الغشاء. وفي طريقة الفصل المطالب بها يلامس خليط غازي الغشاء وينفذ مكون واحد على الأقل لتكوين تيار نفاذ مُثرى، ويمكن أن يوفر الامتزاز تفاعل فصل إضافيًا.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- فصل ثاني أكسيد الكربون أو كبريتيد الهيدروجين من تيارات غاز صناعية مختلطة بعد التحقق من الأداء.
- دراسات تنقية مخاليط تشمل الهيدروجين أو النيتروجين أو الميثان أو أول أكسيد الكربون.
- أبحاث استرداد الغازات بالأغشية حيث يمكن الجمع بين النفاذ والامتزاز.
- تطوير أغشية بوليميد مصبوبة لوحدات الفصل الصناعية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يجمع مفهوم الغشاء النفاذ الانتقائي مع آلية امتزاز اختيارية.
- توفر كيمياء البوليميد سياق الثبات الحراري والكيميائي الموصوف لهذه الفئة من الأغشية.
- يقدم المنشور إجراءً محددًا لتخليق البوليمر وصب الغشاء على مراحل.
- تعالج الطريقة المطالب بها مخاليط تحتوي على عدة غازات ذات صلة صناعية.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يوثق المنشور تخليق البوليميد مختبريًا وصب غشاء؛ ولم يثبت أداء فصل الغازات أو الوصول إلى مرحلة تجارية.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن تقييم الغشاء مع شركاء في الغازات الصناعية وإدارة الكربون ووحدات الأغشية. وتعتمد جاهزية الترخيص على قياس النفاذية والانتقائية ومتانة التشغيل مع الغازات المختلطة والمقاومة الكيميائية وسماكة الغشاء ودمجه في الوحدات ومقارنته بمواد الفصل الحالية. كما يجب إثبات مردود التصنيع وتكلفته على نطاق واسع.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- B01D71/64الفصل
- B01D53/22الفصل
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01D53/228الفصل
- B01D67/0011الفصل
- B01D67/0013الفصل
- B01D71/64الفصل
- C08G73/1057المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G73/1078المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08G73/1085المركبات الجزيئية الضخمة المحضرة بغير تفاعلات الروابط غير المشبعة بين الكربون والكربون وحدها
- C08J5/18تجهيز المركبات الجزيئية الضخمة؛ عمليات الخلط العامة؛ المعالجة اللاحقة
- B01D2053/221الفصل
- B01D2323/081الفصل
- C08J2379/08تجهيز المركبات الجزيئية الضخمة؛ عمليات الخلط العامة؛ المعالجة اللاحقة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولطارق أحمد يوسف
- مخترعسعد شعبان
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- غشاء بوليميد
- ثنائي السيلينيد
- فصل الغازات
- تنقية الغازات
- النفاذ
- الامتزاز
- ثاني أكسيد الكربون
- كبريتيد الهيدروجين
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.