غشاء مدعوم لفصل الغازات الصناعية
العنوان الرسمي للبراءة
غشاء لفصل الغازات
العنوان الإنجليزي: Gas separation membrane
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تكون عمليات فصل الغازات الصناعية كثيفة الاستهلاك للطاقة، بينما تواجه الأغشية البوليمرية غالبًا مفاضلة بين النفاذية والانتقائية وقد تتأثر بالتحلل الكيميائي. وتتميز البولي إيميدات بالثبات، لكن منحها امتزازًا انتقائيًا دون التضحية بالنقل يظل صعبًا.
أهميتها
يمكن للفصل بالأغشية أن يوفر مسارًا أبسط وربما أقل استهلاكًا للطاقة لتنقية مخاليط الغازات مقارنة بتجديد المذيبات أو التقطير المبرد. ومع ذلك يجب التحقق من أداء الفصل الفعلي للكيميائيات الغشائية الجديدة.
النهج
يُكوّن الإفصاح بولي إيميد متناوبًا من 4,4′-diselanediyldianiline وethylenediaminetetraacetic dianhydride، ثم يصب طبقة غشائية مسامية على ركيزة سيراميكية ويستخدم الغشاء لنفاذ أحد الغازات تفضيليًا من خليط.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة معالجي الغازات الصناعية والغاز الطبيعي، ومصنعي مواد الأغشية، وشركات الفصل الكيميائي، والباحثين في تقنيات التقاط الكربون أو تنقية الهيدروجين.
القيمة المحتملة
توفر التقنية كيمياء مميزة لبولي إيميد يحتوي على السيلينيوم، وعملية صب مرحلية قابلة للتكرار، وشكل غشاء مسامي مدعوم بالسيراميك مخصص لفصل مخاليط قد تحتوي على H2 وN2 وCH4 وCO وCO2 وH2S.
الخلفية
الخلفية
يدعم تنقية الغازات الصناعية جودة المنتجات والتحكم البيئي، لكن الأساليب الشائعة لها عيوب. فتتطلب أنظمة الممتزات التجديد، ويستهلك التقطير المبرد طاقة كبيرة ويلائم بعض التغذيات المركزة. ويمكن للأغشية العمل بمعدات أبسط، إلا أن المواد البوليمرية يجب أن توازن بين النفاذية والانتقائية والثبات الكيميائي وقابلية المعالجة. وتوفر البولي إيميدات ثباتًا حراريًا وكيميائيًا مفيدًا، لكن إضافة امتزاز غازي انتقائي دون خفض النقل قد تكون صعبة. وتعالج البراءة هذه المشكلة بغشاء بولي إيميد يحتوي على ثنائي السيلينيد ومدعوم بركيزة سيراميكية.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يُفاعل diselenediyldianiline وethylenediaminetetraacetic dianhydride بنسب مولية متساوية عبر وسيط poly(amic acid)، ثم تُجرى عملية تكوين الإيميد عند 170–200 °م. ويُذاب البوليمر الناتج لتكوين محلول صب بتركيز 10–30% وزنيًا، ويُرسب على ركيزة من السيليكا أو سيراميك آخر، ثم يُسخن تدريجيًا عبر ثلاث مراحل حرارية. ويصف مثال عملي تخليق البوليمر وصب محلول 20% وزنيًا على الزجاج؛ ثم تغطي المطالبات ملامسة الغشاء لتغذية متعددة الغازات لتكوين تيار نافذ مُغنى.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- الإزالة المحتملة لـCO2 أو H2S من تيارات الغازات المختلطة.
- أبحاث فصل الهيدروجين وتنقيته.
- دراسات فصل الميثان أو النيتروجين أو أول أكسيد الكربون بالأغشية.
- أغشية بوليمرية مدعومة بالسيراميك لمعالجة الغازات الصناعية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يقدم كيمياء محددة لبولي إيميد متناوب يحتوي على ثنائي السيلينيد.
- يستخدم طبقة بوليمرية مسامية مدعومة بركيزة سيراميكية.
- يوفر شروطًا محددة للبلمرة والصب والتسخين المرحلي.
- يتضمن مثالًا عمليًا موثقًا لتصنيع البوليمر والغشاء.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يصف مثال عملي تخليق البوليمر وتصنيع الغشاء؛ ولم يثبت أداء فصل الغازات أو الوصول إلى مرحلة تجارية.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن ترخيص كيمياء الغشاء لمطوري مواد أو وحدات فصل الغازات من أجل تقييم الأداء. وتعتمد الجدوى التجارية على قياس النفاذية والانتقائية والمتانة مع مخاليط الغازات ومقاومة الملوثات وتوسيع مساحة الغشاء ودمجه في الوحدات واقتصاديات التشغيل. كما يلزم تقييم التلدن وسلوك التقادم على المدى الطويل.
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 بولي إيميد
- بوليمر ثنائي السيلينيد
- فصل الغازات
- دعامة سيراميكية
- CO2
- H2S
- تنقية الهيدروجين
- صب الأغشية
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.