Selección de membranas pervaporativas mediante criterios termodinámicos

A thermodynamic approach to choosing pervaporatives membranes

Este trabajo describe la separación de una mezcla de varios componentes obtenidos como productos del proceso de termo-degradación del polimetacrilato de metilo (PMMA). Se purificó el monómero de metacrilato de metilo, obtenido por degradación térmica 95% en masa, mediante el proceso de pervaporación hasta obtener una concentración máxima de 99.5%. El objetivo de este trabajo consistió en realizar una revisión conceptual sobre pervaporación y en la aplicación de los principales criterios termodinámicos para la selección de membranas poliméricas para la separación de la mezcla MMA/PRP/ISB. Estos criterios termodinámicos se basan en pará- metros de interacción y solubilidad de los monómeros sobre la membrana. La ventaja principal de la utilización de esta técnica de separación reside en el balo consumo de energía comparado con otros procedimientos, tales como la destilación o la cristalización.

Introducción

En la separación de mezclas orgánicas por pervaporación, la elección de la composición adecuada de la membrana es interesante y compleja. Para ello, es interesante establecer criterios termodinámicos que permitan elegir, entre una multitud de polímeros, de forma preliminar algunas composiciones de membranas útiles para separaciones específicas. Uno de los criterios básicos para la elección de una membrana de pervaporación es el valor de la interacción disolvente-polímero X_AB. Este valor se calcula a partir de los datos de los parámetros de solubilidad de los componentes a separar y de los polímeros utilizados según sus propiedades físico-químicas.

En este trabajo se propone y estudia un conjunto de criterios termodinámicos útiles para la elección de la membrana adecuada para la separación de metacrilato de metilo (MMA) de una mezcla de MMA, isobutinato de metilo (MIB) y propionato de metilo (MP).

En este trabajo, utilizamos modelos termodinámicos y datos de la literatura para calcular los parámetros que definen los criterios básicos para la elección de la membrana de pervaporación. Teniendo en cuenta la importancia de la separación del monómero MMA, la elección de la membrana adecuada y la complejidad del proceso, se han desarrollado criterios generales para facilitar y preparar el trabajo experimental. La pervaporación es un proceso de separación de mezclas líquidas a través de una membrana orgánica. La separación de los derivados del ácido acrílico, a saber, MMA, ISB y PRP, se produce principalmente por la degradación térmica del poli(metilmetacrilato) PMMA. Deseamos purificar el monómero MMA, obtenido en fase líquida a una concentración de masa aproximada del 95% tras la degradación térmica.

La pervaporación es un método de separación alternativo que no requiere una gran cantidad de energía en comparación con la destilación. Al separar a través de membranas, el proceso es generalmente selectivo a uno o más constituyentes dependiendo del tamaño, forma, carga, afinidad o estructura química de cada constituyente presente en la mezcla de alimentación.