能量密集的低温蒸馏是石油化工设施的标准实践，可提供数千家消费品 - 从食物添加剂到塑料和包装。正在研究涉及通过膜的分子筛分的新技术，其中可以通过膜中的多孔吸附剂来利用分子尺寸的差异。基于蒸馏的石化气体分离是烯烃和石蜡分离，这是由于这些分子之间相对较近的沸点和动力学直径来尤其具有挑战性，而且这些分子之间的动力学直径，来自丙烷的丙烯的分离是最难解决的。
频道几何体（左）和扫描电子显微镜图像（右）的分层Ayrsorb™F250。图片信用：Framergy，Inc。
为了减少对低温蒸馏的需求，并利用固体吸附剂实现能量密集型分离，框架研究了金属有机框架(通常称为MOFs)。MOFs是晶体三维结构，具有极高的内表面积和独特的、可定制的化学性能。物理分析表明，作为PCN-250和MIL-127 MOFs的商标，AYRSORB™F250在几何上是很有前途的丙烯/丙烷分离器。AYRSORB™F250单晶中独特的分层微孔和介孔比扩散受限的MOF具有优势，因为MOF的介孔作为通道，可以增强分子的扩散。
通过首先测试单组分气体摄取等温线，Framergy调查了选择性丙烯/丙烷分离中的使用Ayrsorb™F250。这两个结果用于通过使用理想的吸附溶液理论（IAST）来计算气体选择性，这是一种预测混合气吸附的热力学模型。丙烯和丙烷之间最显着的差异是碳对丙烯的碳双键（π键）的存在，其能够与独特的MOF结构的芳族接头相互作用，从而提高吸附的基位热量。靶向烯烃/石蜡对之间吸附的旁边热量的差异表明选择性分离。
丙烯和丙烷重量摄取结果在1.2巴压范围内超过25重量％和22重量％。％。这远远超过常见的吸附剂，如沸石和活性炭。通过在室温下与丙烯和丙烷气体相积分的部分压力等温数据来编制结果。遵循，使用Langmuir和Freundlich分析等温线方程建模实验数据，结果，鉴定了IAST选择性值。结果表明，基于12°的极高IAST选择性值，可以使用Ayrsorb TM F250实现选择性丙烯/丙烷分离。
不幸的是，找到特定气体分离的正确MOF只是问题的一部分。一个人必须解决应用程序的平台，并了解MOF是否足够稳定，以便工业用途。MOF晶体本身不能被构造为膜，因为它们缺乏机械强度以克服膜穿过膜的压力差异。因此，它们以混合基质膜（MMM）的形式分散在多孔聚合物中。通过传统填料（例如沸石和金属氧化物）的MMMS对基于MMM的卓越分离效率呈现出优异的分离效率，尚不满足工业需求，必须实现化学稳定性和更高的性能。基于MOF的MMMS的渗透率是由于聚合物组分的存在和通过聚合物和MOF之间的粘附不足而产生的界面缺陷。
为了解决这个问题，FRAMERGY验证了基于在微孔无机基材（如氧化铝，二氧化硅或多孔钛矿）上生长的MOF晶体的连续层的MOF基膜配置。将Ayrsorb TM F250粘附到多孔基板上作为连续的功能层可以消除界面缺陷。只有几种MOF，才能实现连续层膜的生产，但仍然申请化学和热稳定性相关要求。事实上，追溯到2015年的Framergy的早期台式测试已经鉴定了在合成期间无机底物和Ayrsorb TM F250之间的优先相互作用。当将熔融的二氧化硅基材浸入溶剂热反应器中时，在特定的播种条件下，在基材表面上连续生长Ayrsorb TM F250。
板凳规模到石化分离的飞行员规模测试是Framergy的专业，其实验室和经验是对MOF技术的工业规模无与伦比的。考虑到Ayrsorb™F250已知最稳定的MOF，Framergy在测试丙烯/丙烷上的工作表明，MOF作为层状膜是烯烃和石蜡中的理想培养基。Ayrsorb™F250可用于研究目的胸部化学品试点示范将在2021年进行。
该信息的来源、审查和改编来自frame, Inc.提供的材料。欧洲杯足球竞彩欲了解更多信息，请访问framergy公司。