ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОЛОВОЛОКОННЫЕ МЕМБРАНЫ И МЕМБРАННЫЕ МОДУЛИ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НИЗШИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Существенный прорыв в проблеме разделения углеводородных фракций может дать разработка половолоконных газоразделительных мембран, селективных по углеводородам С3+. Эффективность технологии газоразделения существенно зависит от конструкции газоразделительного модуля, закономерностей процессов массо- и теплопереноса в модуле, а также от молекулярного транспорта в селективном слое мембраны. Проект имеет значительную научную новизну. Так, в качестве селективного слоя композиционных половолоконных мембран впервые предлагается использовать сшитые полиалкилметилсилоксаны (полисилоксаны с длинными С8+ алкильными заместителями в боковой цепи), обладающие повышенной селективностью по углеводородам С3+ по сравнению с промышленным полидиметилсилоксаном и стабильными во времени транспортными характеристиками. Важно подчеркнуть, что вулканизация полиалкилметилсилоксанов будет проводиться сразу из реакционной массы без стадий выделения и очистки полимера по разработанной авторами проекта оригинальной методике (Патент РФ №2652228, 2018) непосредственно в процессе формования половолоконной мембраны. В качестве подложек будут предварительно сформованы пористые асимметричные половолоконные мембраны из полисульфона с оптимизированной морфологией пористой структуры. Не менее важная задача состоит в разработке теоретической модели для расчета тепло- и массопереноса в половолоконном мембранном газоразделительном модуле, одновременно учитывающей внешнее стесненное течение в системе волокон, внутреннее течение в полых волокнах, и молекулярный транспорт в селективном слое мембраны с учетом тепловых эффектов при разделении углеводородной газовой смеси (эффект Джоуля-Томсона). Высокая научная значимость определяется тем, что в ходе выполнения проекта будет развита не только теоретическая база, но также созданы представительные образцы лабораторных половолоконных композиционных мембран, а также газоразделительных модулей с различной плотностью упаковки мембран в модуле, позволяющие провести верификацию моделей.