Séparation de solvants par membrane
La distillation présente des limites lorsqu'il s'agit d'azéotropes, de matériaux thermosensibles et d'opérations à forte consommation d'énergie. La pervaporation est une méthode de séparation alternative qui utilise des membranes pour séparer la vapeur d'eau d'un flux de solvant et d'eau.
ALSYS est le seul fabricant au monde de membranes de pervaporation multicanaux HybSi®, alliant la plus haute résistance chimique, la meilleure stabilité thermique et le coût d’investissement (CAPEX) par m² le plus bas parmi tous les systèmes de membranes HybSi® disponibles sur le marché. Grâce à des performances éprouvées dans la déshydratation de l’IPA et de l’acétone, des solvants polaires aprotiques (DMF, DMAc, NMP), des acides organiques et des systèmes chlorés, ALSYS rend possibles des procédés qui étaient auparavant complexes, coûteux ou irréalisables. Les membranes HybSi® ont fait leurs preuves pendant plus de 1 000 heures de fonctionnement industriel en continu sans perte de performance, ce qui constitue le plus long record de stabilité confirmé pour toute membrane de pervaporation commerciale.
ALSYS propose des solutions de pervaporation, depuis les études de faisabilité jusqu'à la mise en service. ALSYS Project Services assure l'ingénierie, l'approvisionnement, la gestion de la construction et l'accompagnement à la mise en service. Ensemble, ces services couvrent l'ensemble de la chaîne de valeur, du choix de la technologie jusqu'à la remise en service.
Capacités de la technologie de pervaporation
Les systèmes de pervaporation ALSYS sont conçus pour offrir des performances fiables dans le cadre d'applications exigeantes de séparation chimique. Les membranes HybSi® associent une perméation sélective à une stabilité chimique élevée.
Membranes résistantes aux acides
Les membranes HybSi® opèrent sur une plage de pH de 2 à 8, tandis que les membranes polymériques de pervaporation se dégradent dans ces conditions.
Fonctionnement à haute température
Traiter à des températures allant jusqu'à 190 °C sans dégradation de la membrane.
Stabilité dans les solvants
Permet de traiter les alcools, les cétones, les esters et d'autres solvants organiques grâce à une résistance chimique supérieure à celle des membranes polymères de pervaporation.
Réduction de la consommation d'énergie
Jusqu'à 75 % d'économies d'énergie par rapport à la distillation azéotropique.
Technologie multicanal
Les membranes HybSi® multicanaux, uniques au monde, offrent la densité de remplissage la plus élevée par module, ce qui permet de réduire l'encombrement et le coût total d'installation au m² à l'échelle industrielle.
Intégration à source unique
Des solutions complètes de pervaporation sous une même entité : fabrication des membranes, essais pilotes, conception conforme ATEX et réalisation complète des projets, du matériau jusqu’à l’installation.
Questions sur la technologie de la pervaporation
Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des questions les plus fréquemment posées concernant la technologie de pervaporation, ses avantages et la manière dont les membranes Hybsi® d'ALSYS offrent des performances supérieures dans des applications de séparation complexes.
Quatre situations rendent la pervaporation intéressante :
- Rupture d'azéotrope : lorsque la distillation ne permet pas d'effectuer la séparation en raison de la formation d'un azéotrope
- Économies d'énergie : réduction pouvant atteindre 75 % pour certaines applications de déshydratation par solvant
- Matériaux thermosensibles : un traitement à plus basse température préserve la qualité du produit
- Intégration dans les réactions : élimination continue de l’eau, déplacement de l’équilibre réactionnel vers une conversion plus élevée et mise en œuvre d’une réaction en continu.
Pour les fabricants de produits pharmaceutiques et chimiques, la pervaporation s'avère généralement pertinente lorsqu'il s'agit d'azéotropes ou lorsque les coûts énergétiques liés à la distillation sont élevés.
Les membranes Hybsi® résistent aux milieux acides (pH 2 – 8), aux solvants agressifs et aux températures élevées (jusqu’à 190 °C, température à laquelle les membranes polymères perdent en performance).
Les membranes polymériques de pervaporation sont particulièrement adaptées à la séparation éthanol-eau à pH neutre. Pour les synthèses pharmaceutiques faisant appel à une catalyse acide ou pour les applications chimiques utilisant des solvants agressifs, la stabilité des membranes Hybsi® permet plusieurs années de fonctionnement, contre seulement quelques mois pour les membranes polymériques.
La résistance chimique élargit le champ d'applications possibles. Là où les membranes polymères se dégraderaient, les membranes Hybsi® conservent leurs performances.
L'approche d'intégration dépend de l'application :
- Intégrés aux réacteurs : les modules de pervaporation se raccordent directement aux réacteurs de synthèse pour permettre l'extraction continue du produit
- En parallèle de la distillation : pour augmenter la capacité, la pervaporation permet d'augmenter la capacité sans avoir à agrandir les installations de distillation.
Les services de projet d’ALSYS évaluent les options d’intégration lors des études de faisabilité. Les essais pilotes valident les performances à partir de flux de procédé réels. L’ingénierie comprend les raccordements, l’intégration des systèmes de contrôle et l’assistance au démarrage.
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