Two types of metal-organic frameworks (MOFs) have been synthesized and evaluated in the separation of C2 and C3 olefins and paraffins. Whereas Co2(dhtp) (=Co-CPO-27 = Co-MOF-74) and Mg2(dhtp) show an adsorption selectivity for the olefins ethene and propene over the paraffins ethane and propane, the zeolitic imidazolate framework ZIF-8 behaves in the opposite way and preferentially adsorbs the alkane. Consequently, in breakthrough experiments, the olefins or paraffins, respectively, can be separated.

The microporous zeolitic imidazolate framework ZIF-4 has been synthesized, and its ethylene/ethane and propylene/propane separation potentials have been evaluated by single-component adsorption isotherms and breakthrough experiments of the respective binary mixtures. In all experiments, a higher selectivity for the paraffin is observed that is manifested by a steeper equilibrium isotherm as well as a later breakthrough in the fixed-bed adsorber experiments. Microporous adsorbents with paraffin selectivity are rare but highly interesting for cyclic adsorption processes such as pressure-swing adsorption (PSA).

Two zeolitic imidazolate frameworks, ZIF-9 and ZIF-71, are evaluated by adsorption experiments and molecular simulations with respect to their potential towards olefin/paraffin separation. Pure component adsorption isotherms are measured and compared to grand-canonical Monte-Carlo (GCMC) simulations. The experiments show that the adsorption of the paraffin is favorable over the olefin in both structures. Whereas [a]

Die metallorganische Gerüstverbindung Mg2(dhtp) mit dem Linker Dihydroxyterephthalat ist als MOF‐74 oder CPO‐27 bekannt. Mg2(dhtp) wurde in Pulverform für die Messung von Durchbruchskurven im Festbettadsorber und Adsorptionsisothermen sowie als geträgerte dünne Membranschicht für Permeationsmessungen synthetisiert. Die Messung der Durchbruchskurven des binären Propylen/Propan‐Gemisches zeigt, dass eine Trennung im Festbettadsorber möglich ist. Es zeigt sich hier eine höhere Affinität des Propylens zum Adsorbens Mg2(dhtp). Obwohl der Einzelgasfluss von Propan höher als der von Propylen ist, weist die Mg2(dhtp)‐Membran für das binäre Gemisch kein Trennverhalten auf.

Die Trennung von Olefin/Paraffin‐Gemischen erfolgt nach derzeitigem Stand der Technik durch Tieftemperaturrektifikation. Eine Alternative zu diesem energie‐ und kostenintensiven Verfahren könnte die Adsorption an mikroporösen Koordinationspolymeren sein. Insbesondere zeolithische Imidazolatnetzwerke, beispielsweise das hier untersuchte ZIF‐8, zeigen in dieser Hinsicht interessante Eigenschaften, da die Alkane gegenüber den Alkenen bevorzugt adsorbiert werden. Die im Rahmen dieser Arbeit aufgenommenen Reinstoffadsorptionsisothermen und Durchbruchsexperimente für C2‐ bis C4‐Kohlenwasserstoffe demonstrieren das Potenzial dieses Adsorbens für die Olefin/Paraffin‐Trennung.