Обзор первапорации: теория, характеристики мембран и применение для интенсификации реакции этерификации

Реакция этерификации является обратимой и характеризуется низким выходом. Для повышения выхода реакции необходимо одновременно удалять продукт реакции. Мембраны представляют собой перспективный подход для решения этой задачи. Первапорационные мембраны успешно применяются для удаления компонентов, присутствующих в разбавленных концентрациях. Рабочие характеристики мембран оценивают по величине потока, коэффициенту сорбции, коэффициенту разделения и проницаемости. Эти параметры зависят от толщины мембраны, температуры и концентрации в исходной смеси. Более высокий поток наблюдается при меньшей толщине мембраны и большей концентрации воды в исходной смеси, тогда как при повышении температуры селективность снижается вследствие увеличения свободного объёма, уменьшения вязкости и повышения давления со стороны исходной смеси. На работу реактора этерификации, совмещённого с первапорацией, влияют различные факторы, включая начальные мольные соотношения реагентов, концентрацию катализатора, площадь мембраны и температуру. Мембрана большей площади может обеспечить большую поверхность для переноса кислоты, однако риск разрыва мембраны остаётся проблемой в подобных исследованиях. В настоящем обзоре предпринята попытка комплексно рассмотреть исследования, посвящённые всей схеме первапорационного процесса — от поведения мембраны до поведения процесса. Также рассмотрены несколько перспективных направлений, требующих дальнейшего изучения.