Парофазное разделение водно-спиртовых смесей промышленной нанофильтрационной мембраной
ВВЕДЕНИЕ
Низшие алифатические спирты являются перспективными компонентами жидкого топлива для двигателей внутреннего сгорания, обеспечивая более высокое октановое число и пониженную экологическую нагрузку. Наиболее отработанным процессом в этом направлении можно считать получение этанола (биоэтанола) посредством ферментативного брожения биомассы, который уже широко применяется в качестве добавки к моторному топливу CITATION Yan21 \l 1049 \m Sch201 [1, 2]. В целом, отмечается повышенный интерес к процессам получения спиртов биогенным путем, в частности, из лигноцеллюлозного сырья CITATION Boj18 \l 1049 \m Dev21[3, 4]. Также спирты широко применяют в нефтехимической промышленности, например, метанол используется в качестве эффективного ингибитора гидратообразования на местах добычи газа в северных районах CITATION Шип16 \l 1049 \m Tei18[5, 6].
Содержание не найдено
Список литературы
1. Yang Y., Tian Z., Lan Y., Wang S., Chen H. An overview of biofuel power generation on policies and finance environment, applied biofuels, device and performance // J. Traf. Transport. Engineer. (English Edition). 2021. Vol. 8. №. 4. P. 534-553.
2. Schubert T. Production routes of advanced renewable C1 to C4 alcohols as biofuel components – a review // Biofuels. Bioprod. Bioref. 2020. Vol. 14. №. 4. P. 845-878.
3. Bojic S., Martinov M., Brcanov D., Djatkov D., Georgijevic M. Location problem of lignocellulosic bioethanol plant – Case study of Serbia // J. Clean. Product. 2018. Vol. 172. P. 971-979.
4. Devi A., Singh A., Bajar S., Pant D., Din Z.U. Ethanol from lignocellulosic biomass: An in-depth analysis of pre-treatment methods, fermentation approaches and detoxification processes // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2021. Vol. 9. №. 5. P. 105798.
5. Шиповалов А.Н., Дудин С.М., Подорожников С.Ю., Воронин К.С. Определение количества метанола, закачиваемого в ПХГ, для предотвращения гидратообразования // Современные наукоемкие технологии. 2016. №. 1-3. C. 85-89.
6. Teixeira A.M., Arinelli L., Medeiros J.L. Recovery of thermodynamic hydrate inhibitors methanol, ethanol and MEG with supersonic separators in offshore natural gas processing // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2018. Vol. 52. P. 166-186.
7. Patel S.K.S., Kumar V., Mardina P., Li J., Lestari R., Kalia V.C., Lee J.K. Methanol production from simulated biogas mixtures by co-immobilized Methylomonas methanica and Methylocella tundrae // Bioresource Technology. 2018. Vol. 263. P. 25-32.
8. Ma K., Ruan Z., Shui Z., Wang Y., Hu G., He M. Open fermentative production of fuel ethanol from food waste by an acid-tolerant mutant strain of Zymomonas mobilis // Bioresource Technology. 2016. Vol. 203. P. 295-302.
Модельные водные растворы спиртов имели состав, соответствующий содержанию компонентов в промышленных и ферментационных смесях: метанола и этанола – около 10 масс. %, пропанола и бутанола – около 1 масс. %. Эксперименты проводили при температуре 60 °С с использованием лабораторной диффузионной ячейки проточного типа, рабочая площадь образца мембраны составляла 25 см2. Для получения и подачи паров в ячейку использовали барботёр, поток газа-носителя (азот) с парами циркулировал между барботёром и ячейкой с расходом около 15 см3/с, что обеспечивало невысокую степень извлечения паров из потока питания для корректного определения проницаемости. Диффузионная ячейка, барботер, ротаметр, циркуляционный насос и соответствующие соединительные трубопроводы размещали в воздушном термостате (ВТ) с целью предотвращения конденсации паров в циркуляционном контуре между барботером и ячейкой.