Membrantechnologie Da liegt was in der Luft: So helfen Membranen, VOCs abzutrennen

Redakteur: Dominik Stephan

Flüchtige organische Verbindungen (kurz VOCs für "volatile organic compounds") - also kohlenstoffhaltige Substanzen, die bei Raumtemperatur "verdampfen" (wie etwa Lösemitteldämpfe, Kältemittel oder Benzingase) - können nicht nur die Umwelt schädigen, sondern belasten Menschen, die wegen einer Vorerkrankung empfindlich sind. Betreiber von Tanklagern oder Gasaufbereitungsanlagen stehen vor der Herausforderung, diese Dämpfe sicher abzutrennen. Wie das geht? Etwa mit entsprechenden Membranen.

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Die Standarddimension von acht Zoll Durchmesser, die flexible Dichtung oder der integrierte Kwik-Flange-Adapter machen einen reibungslosen Plug-in-Einsatz sowie Ersatz der Puramem VOC Module in bestehenden Anlageninstallationen möglich.
Die Standarddimension von acht Zoll Durchmesser, die flexible Dichtung oder der integrierte Kwik-Flange-Adapter machen einen reibungslosen Plug-in-Einsatz sowie Ersatz der Puramem VOC Module in bestehenden Anlageninstallationen möglich.
(Bild: Evonik)

Wie bekommt man flüchtige Kohlenwasserstoffe sicher aus der Gasphase abgetrennt? Hochselektive Membranen könnten helfen, ist man beim Spezialchemiekonzern Evonik überzeugt. Das Unternehmen präsentiert unter dem Produktnamen Puramem VOC eine polymerbasierte Membrantechnologie zur effizienten Separation von langkettigen Kohlenwasserstoffen aus Erdgas- bzw. Stickstoffgemisch. Das spiralförmig gewickelte Membranmodul wurde für spezielle Anwendungen, wie etwa in der Erdgasaufbereitung, bei der Emissionskontrolle in Tanklagern oder in der Chemie- und Prozessindustrie, optimiert und zeichnet sich durch eine konstant hohe Selektivität über einen langen Zeitraum aus.

Das Trennverfahren funktioniert dank der unterschiedlichen Molekülgröße der zu trennenden Stoffe: Das Gasgemisch durchströmt die Membran mit einem Druck von bis zu 25 bar. Dabei passieren die größeren VOC-Moleküle die Membran, während die kleineren Gas-Moleküle zurückgehalten werden, erklären die Entwickler. Die entscheidende Trenneigenschafft – die Selektivität - wird dabei auf der Polymerebene eingestellt.

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Alles aus einer Hand: Vom Polymer zur Membran

Möglich mache das die Rückwärtsintegration der Membranherstellung im Evonik-Kosmos, die es ermöglicht, Materialien und Vorstufen gezielt zu entwickeln und bereitzustellen, erklärt Dr. Goetz Baumgarten, Leiter des Innovationswachstumsfeldes Membranes. "Dank unserer jahrelangen Expertise in der Polymerchemie können wir die Membraneigenschaften bereits bei der Entwicklung des Ausgangsmaterials, unseres Hochleistungskunststoffes, justieren, um besonders selektive und robuste Membranen herzustellen, die extremen Drücken und Temperaturen standhalten können.“

Doch auch die Konstruktion der Membranmodule ist bewusst so gestaltet, dass sich die Membranen möglichst einfach und flexibel in vorhandene Anlageninfrastrukturen einsetzen lassen. Dazu gehören Standarddimension von acht Zoll Durchmesser, flexible Dichtungen oder der integrierte Kwik-Flange-Adapter.

Membrantechnologie gestern und heute: Ein Jahrzehnt für Trennverfahren

Denn: In Sachen Membran hat man in Essen noch viel vor. „Die Markteinführung von Puramem VOC stärkt unsere Position als Innovationstreiber für membranbasierte Separationstechnologien von flüchtigen und flüssigen Stoffen. Wir haben in weniger als zehn Jahren einen anerkannten Global Player für Membrantechnologien geformt und können aus einer Hand mit einer immer breiteren Membranpalette neue Produktsynergien anbieten“, erklärt Dr. Iordanis Savvopoulos, Leiter der Produktlinie Fibres, Foams & Membranes bei Evonik.

Wie funktioniert das Trennverfahren? Das zeigt die VOC-Membran in der 3D-Animation.

Seit der ersten Evonik-Membran 2011 (Sepuran, eine Technologie zu Aufarbeitung von Biogas) hat das Spezialchemieunternehmen das Portfolio systematisch um Technologien für Stickstoff-, Helium-, Wasserstoff-, Erdgas- oder Nanofiltrationsanwendungen ergänzt, die am Standort Schörfling (Österreich) produziert werden. Im benachbarten Lenzing wird das Ausgangsmaterial – der Hochleistungskunststoff – hergestellt. Seitdem sind die Membranen in mehr als 500 Anlageninstallationen weltweit erfolgreich im Einsatz.

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