公开(公告)号：US06755900B2

公开(公告)日：2004-06-29

申请号：US10323090

申请日：2002-12-18

申请人： William J. Koros ,  David Wallace ,  John D. Wind ,  Stephen J. Miller ,  Claudia Staudt-Bickel ,  De Q. Vu

发明人： William J. Koros ,  David Wallace ,  John D. Wind ,  Stephen J. Miller ,  Claudia Staudt-Bickel ,  De Q. Vu

IPC分类号： B01D6908

CPC分类号： B01D67/0093 ,  B01D53/22 ,  B01D53/228 ,  B01D63/02 ,  B01D63/021 ,  B01D69/08 ,  B01D69/141 ,  B01D71/64 ,  B01D71/82 ,  B01D2313/18 ,  B01D2323/30 ,  Y02C20/20 ,  Y10S55/05

摘要： A composition of and a method of making high performance mixed matrix hollow fiber membranes is described. The membranes have a high resistance to plasticization by use of a predetermined amount of crosslinking. The preferred polymer material for the membrane is a polyimide polymer continuous phase comprising ester crosslinks and a molecular sieve material dispersed within the polymer continuous phase. The resultant mixed matrix hollow fiber membrane exhibits a high permeance of CO2 in combination with a high CO2/CH4 selectivity. Another embodiment provides a method of making the mixed matrix hollow fiber membrane from a monesterified polymer followed by final crosslinking after hollow fiber formation.

摘要翻译： 描述了制备高性能混合基质中空纤维膜的组合物和方法。 膜通过使用预定量的交联具有高的增塑性。 用于膜的优选聚合物材料是包含酯交联的聚酰亚胺聚合物连续相和分散在聚合物连续相中的分子筛材料。 所得到的混合基质中空纤维膜表现出高的CO 2渗透性和高CO 2 / CH 4选择性。 另一个实施方案提供了从单酯化聚合物制备混合基质中空纤维膜，然后在中空纤维形成之后进行最终交联的方法。

公开(公告)号：US06585802B2

公开(公告)日：2003-07-01

申请号：US09834857

申请日：2001-04-12

申请人： William J. Koros ,  De Q. Vu ,  Rajiv Mahajan ,  Stephen J. Miller

发明人： William J. Koros ,  De Q. Vu ,  Rajiv Mahajan ,  Stephen J. Miller

IPC分类号： B01D5322

CPC分类号： B01D69/08 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0067 ,  B01D67/0083 ,  B01D69/141 ,  B01D71/021 ,  B01D2323/08 ,  B01J20/20 ,  B01J20/28026 ,  B01J20/28033 ,  B01J20/2808 ,  Y10S977/778 ,  Y10S977/783 ,  Y10S977/786 ,  Y10S977/788 ,  Y10S977/882

摘要： Mixed matrix membranes capable of separating carbon dioxide from mixtures including carbon dioxide and methane, and processes for purifying methane using the membranes, are disclosed. The membranes are preferably polymer membranes that include discrete carbon-based molecular sieve particles with sizes of between about 0.5 microns to about 5.0 microns. The particles are formed by pyrolyzing a precursor polymer in the form of a powder or film. The pyrolyzed polymer is then ideally milled to desired small size particles. The preferred ratio of particles to polymer is about 0.25 to about 1.0 by volume. A preferred method for preparing the mixed matrix membrane is by dispersing the particles in a solvent, adding a small quantity of the desired polymer or “sizing agent” to “size” or “prime” the particles, adding a polymer, casting a film of the polymer solution, and evaporating the solvent to form a mixed matrix membrane film. The mixed matrix membrane film permits passage of carbon dioxide and methane, but at different permeation rates, such that the ratio of the relative permeation rates of carbon dioxide to methane is larger through the mixed matrix membrane film than through the original polymer. The mixed matrix membrane is preferably in the form of a dense film or a hollow fiber. A mixture containing carbon dioxide and methane can be enriched in methane by selective passage of carbon dioxide over methane in a gas-phase process through the membrane.

摘要翻译： 公开了能够从包括二氧化碳和甲烷在内的混合物中分离二氧化碳的混合基质膜，以及使用膜净化甲烷的方法。 膜优选是聚合物膜，其包括尺寸在约0.5微米至约5.0微米之间的离散碳基分子筛颗粒。 颗粒通过以粉末或膜的形式热解前体聚合物形成。 然后将热解的聚合物理想地研磨成所需的小尺寸颗粒。 颗粒与聚合物的优选比例为约0.25至约1.0体积％。 制备混合基质膜的优选方法是通过将颗粒分散在溶剂中，将少量所需的聚合物或“施胶剂”加入到“尺寸”或“填充”颗粒中，加入聚合物，浇铸 聚合物溶液，并蒸发溶剂以形成混合基质膜膜。 混合基质膜膜允许二氧化碳和甲烷通过，但是以不同的渗透速率通过，使得二氧化碳相对于甲烷的相对渗透速率的比例通过混合基质膜膜比通过原始聚合物更大。 混合基质膜优选为致密膜或中空纤维的形式。 含有二氧化碳和甲烷的混合物可以通过在气相过程中选择性地通过二氧化碳在甲烷上通过膜富集甲烷。

公开(公告)号：US06562110B2

公开(公告)日：2003-05-13

申请号：US09834808

申请日：2001-04-12

申请人： William J. Koros ,  De Q. Vu ,  Rajiv Mahajan ,  Stephen J. Miller

发明人： William J. Koros ,  De Q. Vu ,  Rajiv Mahajan ,  Stephen J. Miller

IPC分类号： B01D5322

CPC分类号： B01D69/08 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0067 ,  B01D67/0083 ,  B01D69/141 ,  B01D71/021 ,  B01D2323/08 ,  B01J20/20 ,  B01J20/28026 ,  B01J20/28033 ,  B01J20/2808 ,  Y10S977/778 ,  Y10S977/783 ,  Y10S977/786 ,  Y10S977/788 ,  Y10S977/882

摘要： Mixed matrix membranes capable of separating carbon dioxide from mixtures including carbon dioxide and methane, and processes for purifying methane using the membranes, are disclosed. The membranes are preferably polymer membranes, that include discrete carbon-based molecular sieve particles with sizes of between about 0.5 microns to about 5.0 microns. The particles are formed by pyrolyzing a precursor polymer in the form of a powder or film. The pyrolyzed polymer is then ideally milled to desired small size particles. The preferred ratio of particles to polymer is about 0.25 to about 1.0 by volume. A preferred method for preparing the mixed matrix membrane is by dispersing the particles in a solvent, adding a small quantity of the desired polymer or “sizing agent” to “size” or “prime” the particles, adding a polymer, casting a film of the polymer solution, and evaporating the solvent to form a mixed matrix membrane film. The mixed matrix membrane film permits passage of carbon dioxide and methane, but at different permeation rates, such that the ratio of the relative permeation rates of carbon dioxide to methane is larger through the mixed matrix membrane film than through the original polymer. The mixed matrix membrane is preferably in the form of a dense film or a hollow fiber. A mixture containing carbon dioxide and methane can be enriched in methane by selective passage of carbon dioxide over methane in a gas-phase process through the membrane.

摘要翻译： 公开了能够从包括二氧化碳和甲烷在内的混合物中分离二氧化碳的混合基质膜，以及使用膜净化甲烷的方法。 膜优选是聚合物膜，其包括尺寸在约0.5微米至约5.0微米之间的离散碳基分子筛颗粒。 颗粒通过以粉末或膜的形式热解前体聚合物形成。 然后将热解的聚合物理想地研磨成所需的小尺寸颗粒。 颗粒与聚合物的优选比例为约0.25至约1.0体积％。 制备混合基质膜的优选方法是通过将颗粒分散在溶剂中，将少量所需的聚合物或“施胶剂”加入到“尺寸”或“填充”颗粒中，加入聚合物，浇铸 聚合物溶液，并蒸发溶剂以形成混合基质膜膜。 混合基质膜膜允许二氧化碳和甲烷通过，但是以不同的渗透速率通过，使得二氧化碳相对于甲烷的相对渗透速率的比例通过混合基质膜膜比通过原始聚合物更大。 混合基质膜优选为致密膜或中空纤维的形式。 含有二氧化碳和甲烷的混合物可以通过在气相过程中选择性地通过二氧化碳在甲烷上通过膜富集甲烷。

公开(公告)号：US06503295B1

公开(公告)日：2003-01-07

申请号：US09666392

申请日：2000-09-20

申请人： William J. Koros ,  De Q. Vu ,  Rajiv Mahajan ,  Stephen J. Miller

发明人： William J. Koros ,  De Q. Vu ,  Rajiv Mahajan ,  Stephen J. Miller

IPC分类号： B01D5322

CPC分类号： B01D69/08 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0067 ,  B01D67/0083 ,  B01D69/141 ,  B01D71/021 ,  B01D2323/08 ,  B01J20/20 ,  B01J20/28026 ,  B01J20/28033 ,  B01J20/2808 ,  Y10S977/778 ,  Y10S977/783 ,  Y10S977/786 ,  Y10S977/788 ,  Y10S977/882

摘要： Mixed matrix membranes capable of separating carbon dioxide from mixtures including carbon dioxide and methane, and processes for purifying methane using the membranes, are disclosed. The membranes are polymer membranes with a selective layer thickness of between about 1000 Angstroms to about 0.005 inch, that include discrete carbon-based molecular sieve particles with sizes of between about 0.5 microns to about 5.0 microns. The preferred ratio of particles to polymer is about 20% to about 50% by volume. A preferred method for preparing the mixed matrix membrane is by dispersing the particles in a solvent, adding a small quantity of the desired polymer or “sizing agent” to “size” or “prime” the particles, adding a polymer, casting a film of the polymer solution, and evaporating the solvent to form a mixed matrix membrane film. The mixed matrix membrane film permits passage of carbon dioxide and methane, but at different permeation rates, such that the ratio of the relative permeation rates of carbon dioxide to methane is larger through the mixed matrix membrane film than through the original polymer. The polymer is preferably a rigid, glassy polymer, more preferably, with a glass transition temperature above about 150° C. The mixed matrix membrane is preferably in the form of a dense film or a hollow fiber. A mixture containing carbon dioxide and methane can be enriched in methane by selective passage of carbon dioxide over methane in a gas-phase process through the membrane.

摘要翻译： 公开了能够从包括二氧化碳和甲烷在内的混合物中分离二氧化碳的混合基质膜，以及使用膜净化甲烷的方法。 膜是选择性层厚度在约1000埃至约0.005英寸之间的聚合物膜，其包括尺寸在约0.5微米至约5.0微米之间的离散的碳基分子筛颗粒。 颗粒与聚合物的优选比例为约20体积％至约50体积％。 制备混合基质膜的优选方法是通过将颗粒分散在溶剂中，将少量所需的聚合物或“施胶剂”加入到“尺寸”或“填充”颗粒中，加入聚合物，浇铸 聚合物溶液，并蒸发溶剂以形成混合基质膜膜。 混合基质膜膜允许二氧化碳和甲烷通过，但是以不同的渗透速率通过，使得二氧化碳相对于甲烷的相对渗透速率的比例通过混合基质膜膜比通过原始聚合物更大。 聚合物优选是刚性的玻璃状聚合物，更优选玻璃化转变温度高于约150℃。混合基质膜优选为致密膜或中空纤维的形式。 含有二氧化碳和甲烷的混合物可以通过在气相过程中选择性地通过二氧化碳在甲烷上通过膜富集甲烷。

公开(公告)号：US07138006B2

公开(公告)日：2006-11-21

申请号：US10745976

申请日：2003-12-24

申请人： Stephen J. Miller ,  Alexander Kuperman ,  De Q. Vu

发明人： Stephen J. Miller ,  Alexander Kuperman ,  De Q. Vu

IPC分类号： B01D53/22

CPC分类号： B01D69/148 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0079 ,  B01D71/024 ,  B01D71/025 ,  B01D71/028 ,  B01D71/06 ,  B01D71/64 ,  Y02C10/10 ,  Y10S55/05

摘要： A mixed matrix membrane is provided which comprises a continuous phase organic polymer and small pore alumina containing molecular sieves dispersed therein. The molecular sieves have a silica-to-alumina molar ratio of less than 1.0, more preferably, less than 0.3, and most preferably less than 0.1. In some cases, the molecular sieves have no appreciable amounts of silica. Exemplary compositions include aluminophosphates (AlPO) and silicoaluminophosphates (SAPO). When these molecular sieves are properly interspersed with a continuous phase polymer, the membrane will exhibit a mixed matrix membrane effect, i.e., a selectivity increase of at least 10% relative to a neat membrane containing no molecular sieves. The molecular sieves have pores with a largest minor crystallographic free diameter of 4.0 Angstroms or less. Finally, methods for making and using such mixed matrix membranes to separate gases from a mixture containing two or more gases are also disclosed.

摘要翻译： 提供了一种混合基质膜，其包含连续相有机聚合物和分散在其中的分子筛的小孔氧化铝。 分子筛的二氧化硅与氧化铝的摩尔比小于1.0，更优选小于0.3，最优选小于0.1。 在某些情况下，分子筛没有明显量的二氧化硅。 示例性组合物包括铝磷酸盐（AlPO）和硅铝磷酸盐（SAPO）。 当这些分子筛适当地散布有连续相聚合物时，膜将表现出混合的基质膜效应，即相对于不含分子筛的纯净膜的选择性增加至少为10％。 分子筛具有最小次晶界自由直径为4.0埃或更小的孔。 最后，还公开了制造和使用这种混合基质膜从含有两种或多种气体的混合物中分离气体的方法。

公开(公告)号：US20120048109A1

公开(公告)日：2012-03-01

申请号：US12862215

申请日：2010-08-24

申请人： Daniel Chinn ,  De Q. Vu ,  Stephen J. Miller ,  Paul F. Bryan ,  Curtis L. Munson

发明人： Daniel Chinn ,  De Q. Vu ,  Stephen J. Miller ,  Paul F. Bryan ,  Curtis L. Munson

IPC分类号： B01D53/14 ,  B01J20/28

CPC分类号： B01D69/148 ,  B01D53/228 ,  B01D63/10 ,  B01D67/0079 ,  B01D69/02 ,  B01D69/08 ,  B01D71/028 ,  B01D71/64 ,  B01D2323/12 ,  B01D2325/20

摘要： Disclosed herein are mixed matrix membranes which include a continuous phase organic polymer with molecular sieves interspersed therein, the molecular sieves comprising one or more zeolites having an HEU structure type; wherein the membrane exhibits a mixed matrix effect and further wherein the membrane has a N2/CH4 selectivity of greater than about 5, at 35° C. and a pressure of 100 psia (690 kPa). Methods for their preparation and use are also disclosed.

摘要翻译： 本文公开了混合基质膜，其包括分散有分子筛的连续相有机聚合物，所述分子筛包含一种或多种具有HEU结构类型的沸石; 其中所述膜表现出混合基质效应，并且进一步其中所述膜在35℃和100psia（690kPa）的压力下具有大于约5的N 2 / CH 4选择性。 还公开了其制备和使用方法。

公开(公告)号：US07166146B2

公开(公告)日：2007-01-23

申请号：US10745992

申请日：2003-12-24

申请人： Stephen J. Miller ,  Alexander Kuperman ,  De Q. Vu

发明人： Stephen J. Miller ,  Alexander Kuperman ,  De Q. Vu

IPC分类号： B01D53/22

CPC分类号： B01D69/148 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0079 ,  B01D71/028 ,  Y10S55/05

摘要： A mixed matrix membrane is provided which comprises a continuous phase organic polymer and small pore molecular sieves dispersed therein. The molecular sieves have a largest minor crystallographic free diameter of 3.6 Angstroms or less. When these molecular sieves are properly interspersed with a continuous phase polymer, the membrane will exhibit a mixed matrix membrane effect, i.e., a selectivity increase of at least 10% relative to a neat membrane containing no molecular sieves. Finally, methods for making and using such mixed matrix membranes to separate gases from a mixture containing two or more gases are also disclosed.

摘要翻译： 提供了一种混合基质膜，其包含分散在其中的连续相有机聚合物和小孔分子筛。 分子筛的最小次晶界自由直径为3.6埃或更小。 当这些分子筛适当地散布有连续相聚合物时，膜将表现出混合的基质膜效应，即相对于不含分子筛的纯净膜的选择性增加至少为10％。 最后，还公开了制造和使用这种混合基质膜从含有两种或多种气体的混合物中分离气体的方法。

公开(公告)号：US07306647B2

公开(公告)日：2007-12-11

申请号：US10994063

申请日：2004-11-19

申请人： Stephen J. Miller ,  Alexander Kuperman ,  De Q. Vu

发明人： Stephen J. Miller ,  Alexander Kuperman ,  De Q. Vu

IPC分类号： B01D53/22

CPC分类号： B01D67/0079 ,  B01D53/228 ,  B01D69/02 ,  B01D69/145 ,  B01D69/148 ,  B01D71/028 ,  Y02C10/10 ,  Y10S95/902 ,  Y10S95/903

摘要： A mixed matrix membrane for separating gas components from a mixture of gas components is disclosed. The membrane comprises a continuous phase polymer with inorganic porous particles, preferably molecular sieves, interspersed in the polymer. The polymer has a CO2/CH4 selectivity of at least 20 and the porous particles have a mesoporosity of at least 0.1 cc STP/g. The mixed matrix membrane exhibits an increase in permeability of least 30% with any decrease in selectivity being no more than 10% relative to a membrane made of the neat polymer. The porous particles may include, but are not limited to, molecular sieves such as CVX-7 and SSZ-13, and/or other molecular sieves having the required mesoporosity. A method for making the mixed matrix membrane is also described. Further, a method is disclosed for separating gas components from a mixture of gas components using the mixed matrix membrane with mesoporous particles.

摘要翻译： 公开了一种用于从气体组分的混合物中分离气体组分的混合基质膜。 该膜包括连续相聚合物，其具有散布在聚合物中的无机多孔颗粒，优选分子筛。 聚合物的CO 2 / CH 4选择性至少为20，多孔颗粒具有至少0.1cc STP / g的介孔度。 混合基质膜相对于由纯聚合物制成的膜，选择性的任何降低都不超过10％，渗透率增加至少为30％。 多孔颗粒可以包括但不限于分子筛例如CVX-7和SSZ-13，和/或具有所需介孔性的其它分子筛。 还描述了制备混合基质膜的方法。 此外，公开了一种使用具有介孔颗粒的混合基质膜从气体组分的混合物中分离气体组分的方法。

公开(公告)号：US20110155666A1

公开(公告)日：2011-06-30

申请号：US12650299

申请日：2009-12-30

申请人： Prakhar Prakash ,  Randall Boyd Pruet ,  De Q. Vu

发明人： Prakhar Prakash ,  Randall Boyd Pruet ,  De Q. Vu

IPC分类号： C02F1/44 ,  B01D61/18 ,  C02F101/30 ,  C02F101/10 ,  C02F101/32

CPC分类号： C02F1/445 ,  B01D61/002 ,  B01D61/005 ,  B01D61/027 ,  B01D61/04 ,  B01D61/58 ,  C02F1/442 ,  C02F2101/10 ,  C02F2101/108 ,  C02F2101/30 ,  C02F2101/32 ,  C02F2103/365

摘要： A method and system using hybrid forward osmosis and nanofiltration is disclosed for treating produced water containing contaminant species. The system comprises a forward osmosis cell and a downstream nanofiltration cell. A draw solution fluid cycles between the forward osmosis cell and the nanofiltration cell. The draw solution contains polyvalent osmotic agents producing polyvalent ions in the draw solution. The passage of monovalent ions through the nanofiltration membrane is hindered due to the presence of conjugate polyvalent ions.

摘要翻译： 公开了一种使用混合正向渗透和纳滤的方法和系统，用于处理含有污染物质的生产水。 该系统包括正向渗透池和下游纳滤膜。 拉伸溶液在正向渗透细胞和纳滤膜之间循环。 拉伸溶液含有在拉伸溶液中产生多价离子的多价渗透剂。 由于存在共轭多价离子，一元离子通过纳滤膜的流动受到阻碍。

公开(公告)号：US07527775B2

公开(公告)日：2009-05-05

申请号：US11408294

申请日：2006-04-20

申请人： Daniel Chinn ,  De Q. Vu ,  Michael S. Driver ,  Laura C. Boudreau

发明人： Daniel Chinn ,  De Q. Vu ,  Michael S. Driver ,  Laura C. Boudreau

IPC分类号： B01D53/14

CPC分类号： B01D53/1475 ,  B01D53/04 ,  B01D53/14 ,  B01D53/1493 ,  B01D2252/2041 ,  B01D2252/30 ,  B01D2252/504 ,  B01D2257/504 ,  B01D2258/0283 ,  C10L3/104 ,  Y02A50/2342 ,  Y02C10/06 ,  Y02C10/08

摘要： A process and method for separating CO2 from a gaseous stream such as natural gas. An ionic liquid comprising an anion having a carboxylate function and an effective amount of water is used as an adsorbent to selectively complex the CO2 yielding a gaseous stream with a greatly reduced CO2 content. The ionic liquid can then be readily be regenerated and recycled.

摘要翻译： 用于从天然气等气流中分离CO 2的方法和方法。 使用包含具有羧酸盐官能度的阴离子和有效量的水的离子液体作为吸附剂，以选择性地复合产生具有大大降低的CO 2含量的气流的CO 2。 离子液体可以容易地被再生和再循环。