طراحی، ساخت و بهینه سازی ساختار چند لایه غشای کامپوزتی جهت خالص سازی جریان هیدروکربنهای ارزشمند از گاز نیتروژن

یکی از کاربردهای تکنولوژی غشایی در جداسازی نیتروژن از جریان های گازی شامل متان و هیدروکربنهای سنگین تر می باشد. در این مقاله، غشایی چند لایه شامل لایه نگهدارنده، لایه محافظ میانی و لایه جداساز طراحی و ساخته شده است. مبنای انتخاب مواد بر اساس نوع جداسازی با قابلیت عبوردهی بالا برای هیدروکربن‌ها و گازهای با قطر مولکولی بزرگ‌تر بوده است. در این راستا از لایه جداساز سیلیکونی با ضخامت کمتر از 5 میکرون استفاده شده است. همچنین به منظور لایه نشانی هر چه نازک‌تر و عاری از نقص، فرمولاسیونی بهینه برای ساخت پایه میانی طراحی شد. در ادامه جهت بررسی مورفولوژی غشای کامپوزیتی و طراحی های دقیق‌تر ساختار، تصاویر fesem از سطح و سطح مقطع غشا گرفته شد. نتایج fesem نشان دهنده ساختاری عاری از نقص و ایجاد لایه فعال جداساز چند میکرونی (حدود 3 میکرون) روی سطح پایه است. در نهایت جهت بررسی عملکرد غشای کامپوزیتی،‌ تست عبورپذیری گاز های خالص متان، نیتروژن، اتیلن و پروپیلن صورت گرفت. نتایج عبورپذیری و انتخابگری بالای غشای کامپوزیتی ساخته شده، حاکی از توان رقابت بالای این غشا با نمونه های صنعتی موجود در شرکت های آمریکایی است.