Uçucu Organik Bileşiklerin Geri Kazanımı için ZIF - METU-ChE

Uçucu Organik Bileşiklerin Geri Kazanımı için ZIF Dolgulu PDMS Karışık Matrisli Membranların Hazırlaması
ve Karakterizasyonu
Atmosferdeki uçucu organik bileşik (UOB)’lerin 35 %’ini çözücüler oluşturur. Endüstriyel uygulamalarda kullanılan
alkol ve ester bazlı çözücüler kolayca buharlaşmaları nedeniyle büyük oranda çevresel kirliliğe neden olurken
ekonomik olarak da katma değeri yüksek kimyasalların kaybına neden olmaktadır. Havadan UOB’lerin geri kazanımı
genellikle aktif karbon dolgulu adsorpsiyon kolonları ile yapılmaktadır. Rejenerasyon için uygulanan yöntemlerden
birisi de kolon sıcaklığını yükseltmek ve yüksek debide sıyırıcı bir gaz (genellikle azot) ile UOB’lerin kolondan
uzaklaştırmaktır. Azot gazı içerisinde düşük derişime sahip UOB’ler soğutularak sıvılaştırıldıktan sonra damıtma
kolonlarında ayrıştırılarak geri kazanılır. Ancak azot içerisinde UOB’lerin kısmi basıncının çok düşük olması
yoğuşturma sürecinin zorluğunu ve maliyetini önemli miktarda artırmaktadır.
Bu proje kapsamında çözücü geri kazanım tesislerinde adsorsiyon kolonunun rejenrasyonu sırasında bir sıyırıcı gaz
ile taşınan ve miktarı çok düşük olan (N2:UOB+su buharı=100:0.07) UOB’lerin membran süreçleriyle ayırımı
hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda yüksek performanslı (yüksek geçirgenlik ve seçiciliğe sahip) karışık matrisli
membranlar sentezlenecek ve membran esaslı ayırma prosesi geliştirilecektir. Ayırımı hedeflenen karışım etil
alkol/isopropil alkol/etil asetat/su buharı ve azottan oluşacaktır. Geliştirilecek membranların çözücülere seçici olması,
böylece süzüntü kısmında toplanacak UOB’lerin kısmi basınçlarının arttırılarak gere kazanım için daha kolay
yoğuşturulabilir bir seviyeye ulaşması hedeflenmektir.
Preparation and Characterization of ZIF filled PDMS Mixed Matrix Membranes for Recovery of Volatile
Organic Compounds
Volatile Organic Compounds (VOCs) composes 35% of all solvent in the atmosphere. Alcohol and ester based
solvents that are commonly used in many industrial processes are volatile, expensive and environmentally hazardous
species. Current solvent recovery processes commonly use activated carbon filled columns. One of the methods to
regenerate the adsorption columns is to increase column temperature and to sweep VOCs from the column by a
high-flow-rate sweeping gas (usually nitrogen). The VOCs swept from the adsorption column are cooled to condense
and fed to the distillation columns to recover and separate the VOC mixture into its components. Nevertheless, very
low partial pressure of VOCs in nitrogen make condensation process difficult and expensive. The efficiency of solvent
recovery processes can be enhanced by increasing the partial pressure of VOCs in weeping gas.
Recovering VOCs from very dilute mixtures (N2:VOC+water vapor=100:0.07) is the major objective of this project. For
this purpose, mixed matrix membrane (MMMs) will be synthesized and membrane based purification process will be
developed. The VOC mixtures to be separated will contain ethyl alcohol/isopropyl alcohol/ethyl acetate, water vapor
and nitrogen. The membranes will be to developed to obtain permeate streams with higher VOCs concentrations,
which can be condensed at higher temperatures. Hence t the condenser in the solvent recovery process is expected
to be economically more feasible.