Введение
2. Обзор литературы 11
2.1. Структура и методы синтеза силикатных и керамических мембран 11
2.1.1. Стекла «Викор» 11
2.1.2. Цеолиты 13
2.1.3. Керамические мембраны 17
2.1.4. Углеродные мембраны 21
2.1.5. Анодный оксид алюминия 22
2.2. Механизмы массопереноса через мембранные материалы 25
2.2.1. Массоперенос в непористых мембранных материалах 26
2.2.2. Массоперенос в пористых мембранных материалах 30
Вязкостный поток 30
Кнудсеновская диффузия 32
Конфигурационная диффузия 33
Поверхностная диффузия 34
Капиллярная конденсация 36
2.3. Проблема подготовки попутного нефтяного газа 41
2.4. Постановка задачи 47
3. Экспериментальная часть 50
3.1. Получение мембран анодного оксида алюминия 50
3.1.1. Химическая модификация мембран анодного оксида алюминия 53
3.2. Методы исследования 53
3.2.1. Просвечивающая электронная микроскопия 53
3.2.2. Растровая электронная микроскопия 53
3.2.3. Метод капиллярной конденсации газов 53
3.2.4. Измерение газопроницаемости по индивидуальным газам 54
3.2.5. Измерение газопроницаемости при разделении газовых смесей 55
3.2.6. Исследование механических свойств мембран 56
4. Результаты и обсуждение 57
4.1. Микроструктура мембран 57
4.1.1. Микроструктура асимметричных мембран, полученных в потенциостатическом режиме 63
4.2.1. Микроструктура асимметричных мембран, полученных в гальваностатическом режиме 67
4.3. Масштабирование технологии формирования мембран. 69
4.4. Оптимизация методики удаления барьерного слоя 72
4.5. Газопроницаемость мембран 75
4.7. Теоретическое описание процессов массопереноса и газоразделения в режиме капиллярной конденсации 76
4.7.1. Теоретическое описание транспорта индивидуального конденсирующегося газа в режиме капиллярной конденсации 76
4.7.2. Моделирование процесса разделения смесей в режиме капиллярной конденсации 81
4.8. Разделение газовых смесей в режиме капиллярной конденсации 87
4.8.1. Разделение газовых смесей, имитирующих по составу попутный нефтяной газ, в режиме капиллярной конденсации 87
4.8.2. Разделение газовых смесей, имитирующих по составу влажный попутный нефтяной газ, при разных температурах конденсора 89
4.9 Технико-экономическое обоснование подготовки попутного газа с использованием разделения углеводородов в режиме капиллярной конденсации 94
5. Выводы 100
Список литературы
