Odzyskiwanie etanolu z niskostężonych roztworów wodnych za pomocą kontaktorów membranowych z udziałem cieczy jonowej

• Autorzy: Snochowska K. , Tylman M. , Kamiński W.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2015.9(1)039

Warianty tytułu

EN

Ethanol recovery from low-concentration aqueous solution using membrane contactors with ionic liquids

• Konferencja: ECOpole’14 Conference (15-17.10.2014, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odzyskiwanie alkoholu z rozcieńczonych roztworów wodnych jest procesem wysoko energochłonnym. W celu obniżenia kosztów do zatężania rozcieńczonych roztworów alkoholi wykorzystuje się procesy membranowe, między innymi ekstrakcję membranową. W pracy przedstawiono wyniki badań procesu zatężania rozcieńczonych wodnych roztworów etanolu w kontaktorze membranowym z zastosowaniem cieczy jonowej. W przeprowadzonych eksperymentach wykorzystano kontaktor membranowy z mikroporowatymi membranami kapilarnymi stanowiącymi barierę między roztworem surowym a ekstrahentem, a jednocześnie zapewniającymi dużą powierzchnię wymiany masy. W procesie jako ekstrahenta użyto cieczy jonowej wykazującej selektywność w stosunku do etanolu. Omówiono wyniki badań procesu zatężania roztworów etanolu o stężeniach od 1 do 5% masowych i natężeniach przepływu nadawy zmienianych w zakresie 1-8 dm³/h.

EN

Recovery of alcohol from diluted aqueous solutions is a highly energy-intensive process. In order to reduce the costs of concentration of alcohols, membrane processes (including membrane extraction) are used. This paper reports the results of ethanol concentration from diluted water solutions using a membrane contactor with ionic liquid. The studies were performed using a membrane contactor with microporous capillary membranes. The membrane is a barrier between the raw and the extractant solution, also providing a large mass transfer area. In the process ionic liquids having different selectivity to ethanol as extractant were used. Results were obtained for concentration of ethanol solutions in the range of 1 to 5 wt.% and for the different feed flow rates ranges from 1 to 8 dm³/h.

Słowa kluczowe

PL

kontaktor membranowy; ciecz jonowa; ekstrakcja membranowa

EN

membrane contactor; ionic liquid; membrane extraction

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 9, No. 1
• Strony: 301--309
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Snochowska K.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel. [phone]

autor

Tylman M.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel. [phone]

autor

Kamiński W.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Yang M, Cussler E. Designing hollow-fiber contactors. AIChE J. 2004;32(11):1910-1916. DOI: 10.1002/aic.690321117.
• [2] Drioli E, Giorno L. Comprehensive Membrane Science and Engineering, 1st ed. Kidlington, United Kingdom: Elsevier B.V.; 2010; 311-337.
• [3] Gabelman A, Hwang S. Hollow fiber membrane contactors. J Membr Sci. 1999;159(1-2):61-106. DOI: 10.1016/S0376-7388(99)00040-X.
• [4] Kreulen H, Versteeg GF, Smolders CA, van Swaaij WPM. Microporous hollow fibre membrane modules as gas-liquid, Part 1. Physical mass transfer in highly viscous liquids. J Membr Sci. 1993;78:197-216. DOI: 10.1016/0376-7388(93)80001-E.
• [5] Drioli E, Curcio E. Membrane engineering for process intensification: a perspective. J Chem Technol Biotechnol B. 2007;82(3):223-227. DOI: 10.1002/jctb.1650.
• [6] Wickramansinghe SR, Semmens MJ, Cussler EL. Mass transfer in various hollow fiber geometrie. J Membr Sci. 1992;69(3):235-250. DOI: 10.1016/0376-7388(92)80042-I.
• [7] Mansourizadeh A, Ismail A. Hollow fiber gas-liquid membrane contactors for acid gas capture: A review. J Hazard Mater. 2009;171(1-3):38-53. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.06.026.
• [8] De Montigny D, Tontiwachwuthikul P. Comparing the absorption performance of packed columns and membrane contactors. Ind Eng Chem Res. 2005;44(15):5726-5732. DOI: 10.1021/ie040264k.
• [9] Simons K, Nijmeijer K. Wessling M. Gas-liquid membrane contactors for CO2 removal. J Membr Sci. 2009;340:1-2:214-220. DOI: 10.1016/j.memsci.2009.05.035.
• [10] Drioli E, Curcio E. State of the art and recent progresses in membrane contactors. Chem Eng Res Design. 2005;83(3):223-23. DOI: 10.1205/cherd.04203.
• [11] Drioli E, Curcio E. Membrane distillation and related operations - A review. Sep Purif ReV B. 2005;34(1):35-86. DOI:10.1081/SPM-200054951.
• [12] Drioli E, Criscuoli A, Curcio E. Membrane contactors: fundamentals, applications and potentialities, Membrane Sci Technol Series 11, 1st ed. Amsterdam, Netherlands: Elsevier B.V.; 2006;5-31.
• [13] Noble R, Gin D. Perspective on ionic liquids and ionic liquid membranes. J Membrane Sci. 2011;369(1-2):1-4. DOI: 10.1016/j.memsci.2010.11.075.
• [14] Dhanalakshmi J, Sai PST, Balakrishnan AR. Study of ionic liquids as entrainers for the separation of methyl acetate-methanol and ethyl acetate-ethanol systems using the COSMO-RS model. Ind Eng Chem Res. 2013;52:16396-16405. DOI: 10.1021/ie402854k.
• [15] Han D, Ho Row KH. Recent applications of ionic liquids in separation technology. Molecules. 2010;15:2405-2426., DOI: 10.3390/molecules15042405.
• [16] Kamiński W, Rdzanek P. Immobilisation of ionic liquid (IL) on a flat pervaporation membrane. Monographs of the Environmental Engineering Committee Polish Acad of Sci. 2014;118:21-30.
• [17] Albo J, Luis P, Irabien A. Absorption of coal combustion flue gases in ionic liquids using different membrane contactors. Desalin Water Treat. 2011;27(1-3):54-59. DOI: 10/5004/dwt.2011.2050.
• [18] Luis P, Garea A, Irabien A. Zero solvent emission process for sulfur dioxide recovery using a membrane contactor and ionic liquids. J Membrane Sci. 2009;330(1-2):80-89. DOI: 10.1016/j.memsci.2008.12.046.
• [19] Won J, Kim DB, Kang YS, Choi DK, Kim HS, Kim CK, et al. An ab initio study of ionic liquid silver complexes as carriers in facilitated olefin transport membranes. J Membr Sci. 2005;260(1-2):37-44. DOI: 10.1016/j.memsci.2005.03.040.
• [20] Ortiz A, Gorri D, Irabien A, Ortiz I. Separation of propylene/propane mixtures using Ag+-RTIL solutions. Evaluation and comparison of the performance of gas-liquid contactors. J Membrane Sci. 2010;360(1-2):130-141. DOI: 10.1016/j.memsci.2010.05.013.