Perwaporacja

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Perwaporacja, proces membranowy – technika rozdziału mieszanin ciekłych związków chemicznych za pomocą (zwykle) polimerowych membran nieporowatych, nazywanych potocznie gęstymi, lub membran ceramicznych o średnicy porów poniżej 5 nm. W przypadku membran polimerowych separacja wynika z różnic rozpuszczalności poszczególnych składników w membranie (sorpcja) oraz różnic w szybkości ich dyfuzji poprzez tę membranę. Jest to proces alternatywny do odwróconej osmozy. Nie wymaga zmniejszania ciśnienia po stronie permeatu, jednak często obniża się je w celu usprawnienia procesu. Praktykowane jest również wymywanie permeatu gazem obojętnym. Czynnikiem rozdzielającym jest membrana i energia (praca przeniesienia pod wpływem gradientu prężności par).

Odwrócona osmoza – wymuszona dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. W przeciwieństwie do osmozy spontanicznej, odwrócona osmoza zachodzi od roztworu o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o stężeniu niższym, czyli prowadzi do zwiększenia różnicy stężeń obu roztworów.Węglowodory aromatyczne, areny – cykliczne węglowodory, w których istnieją sprzężone wiązania wielokrotne, czyli zamknięty układ naprzemiennie położonych wiązań podwójnych i pojedynczych między atomami węgla. We wszystkich atomach pierścienia aromatycznego zachodzi hybrydyzacja sp2, dzięki czemu cząsteczki są płaskie (o ile dodatkowe czynniki stereochemiczne nie wymuszają odchyłek, jak np. dla fullerenu C60).

Perwaporację stosuje się głównie do rozdziału mieszanin tworzących azeotropy (na przykład woda–etanol), do usuwania lub odzyskiwania lotnych związków organicznych z wody (np. odzyskiwanie i zatężanie związków zapachowych) oraz do rozdziału mieszanin związków organicznych różniących się polarnością (na przykład metanol–eter metylowo-t-butylowy, węglowodory aromatycznewęglowodory alifatyczne). W związku z wprowadzaniem paliw odnawialnych perwaporacja od kilku lat znajduje zastosowanie jako najtańsza i najmniej skomplikowana metoda odwadniania etanolu. Perwaporacja w porównaniu z innymi metodami jest wysoce selektywna, efektywna dla roztworów rozcieńczonych i przyjazna dla środowiska; przy produkcji bezwodnego etanolu pozwala obniżyć koszty o 25–50% w porównaniu z destylacją z dodatkiem czynnika azeotropującego, czy odwadnianiem z użyciem sit molekularnych (absorpcja zmiennociśnieniowa), głównie dzięki mniejszym wymaganiom energetycznym.

Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji:Sorpcja – pochłanianie jednej substancji (gazów, par cieczy, par substancji stałych i ciał rozpuszczonych w cieczach), zwanej sorbatem, przez inną substancję (ciało porowate), zwaną sorbentem.
Mieszanina azeotropowa (azeotrop) – ciekła mieszanina (roztwór) dwóch lub więcej związków chemicznych, która jest w równowadze termodynamicznej z parą nasyconą powstającą z tej mieszaniny. Skład pary i cieczy jest taki sam. Gdy mówimy o azeotropie w kontekście wykresu fazowego, parametry takie określamy nazwą punktu azeotropowego.




Reklama