Nowe zastosowania technologii membranowej w przemyśle chemicznym
PMR pozwalają na połączenie etapów reakcji i separacji w chemii przemysłowej, radykalnie poprawiając wydajność reaktorów. Są one z powodzeniem stosowane w reakcjach o ograniczonej równowadze, w których jednym z produktów ubocznych jest woda. Nigdy jednak nie badano możliwości zastosowania tej metody do reakcji, w wyniku których powstają produkty organiczne, takie jak metanol czy etanol. Projekt NEW-PMR (New frontiers in (trans)esterification pervaporation membrane reactors) powstał w celu stworzenia podstaw naukowych dla wytwarzania organicznych produktów ubocznych przy pomocy PMR, w oparciu o reakcję między butanolem i octanem metylu, prowadzącą do powstania metanolu i octanu butylu. Badanie rozszerzono ponadto na inne reakcje transestryfikacji, takie jak reakcja między metanolem i octanem etylu, której owocem jest etanol i octan metylu i która jest wzorcem przy wytwarzaniu biodiesla. Wyniki doświadczeń przeprowadzonych na dostępnych na rynku membranach wykazały, że niektóre z nich pozwalają na separację butanolu ze środowiska reakcji ze względu na większą przepuszczalność tego komponentu. Wykorzystanie tych membran na skalę przemysłową pozwoliłoby na znaczące zmniejszenie energii potrzebnej do separacji. Naukowcy włączyli perwaporację do konwencjonalnych procesów, w połączeniu z destylacją oraz jako samodzielną technologię. Oszacowano, że wykorzystanie perwaporacji do separacji metanolu i octanu metylu przyniosło oszczędność energii rzędu ponad 90% w porównaniu z destylacją. Integracja technologii membranowej w celu stworzenia hybrydowego systemu perwaporacji i destylacji pozwoliła na określenie potencjalnych zalet takiego rozwiązania oraz na opracowanie procesu bardziej przyjaznego środowisku. Ponadto opracowano wytyczne dotyczące doboru ekologicznych metod traktowania, zależnie od składu mieszaniny cieczy.
Słowa kluczowe
Reaktory z membraną perwaporacyjną, estryfikacja, metanol, NEW-PMR, octan metylu
