05 تیر 1403

سهراب فتحی

مرتبه علمی: استادیار
نشانی: کرمانشاه، بزرگراه امام خمینی (ره)، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، دانشکده انرژی، گروه مهندسی شیمی
تحصیلات: دکترای تخصصی / مهندسی شیمی
تلفن: +988338305002 (1162)
دانشکده: دانشکده مهندسی

مشخصات پژوهش

عنوان
جداسازی دی اکسیدکربن از گاز طبیعی توسط جاذب صنعتی SAPO-34 اصلاح شده با اسید فسفریک
نوع پژوهش طرح پژوهشی خاتمه یافته
کلیدواژه‌ها
جداسازی دی اکسیدکربن، مرکاپتان، گاز طبیعی، SAPO-34، بهینه سازی، طراحی آزمایش، تبادل یون، اصلاح جاذب
پژوهشگران سهراب فتحی (مجری)

چکیده

گاز طبیعی با توجه به مخزنی که از آن استخراج می شود، ممکن است ناخالصی هایی را به همراه داشته باشد. ترکیبات گوگردی،CO2 ، H2S، مرکاپتان ها، بخار آب و هیدروکربن های سنگین در مخازن گاز طبیعی وجود دارند و هرکدام بایستی به نحوی از گاز طبیعی جدا شوند. وجود ناخالصی هایی نظیر H2S و CO2 و مرکاپتان در گاز طبیعی سبب مشکلاتی مانند خوردگی خطوط لوله، سمی شدن و کاهش ارزش حرارتی گاز می شود. گازهای اسیدی طی عملیات تصفیه (شیرین سازی) از جریان گاز جدا می گردند و گاز ترش به اصطلاح شیرین می شود. بنابراین برای کنترل خوردگی و بقیه مشکلات حاصل از وجود گازهای اسیدی در صنایع مختلف شیمیایی از قبیل پالایشگاه ها، صنایع پتروشیمی و صنایع گاز، حذف این گازها تا غلظت های بسیار پایین (ppm) ضروری می باشد. از میان فرآیندهای مختلف جداسازی ناخالصی ها از گاز طبیعی، جذب بر روی جامد به علت سهولت و هزینه پایین و نیز امکان دستیابی به مقادیر حذف بالای دی اکسیدکربن و مرکاپتان مورد توجه قرار گرفته است. از میان جاذب های مختلف غربال مولکولی، SAPO-34 به علت اندازه حفرات مشابه دی اکسیدکربن و بزرگ تر از متان جداسازی بالایی را ارائه می دهد. در این پروژه، اصلاح جاذب SAPO-34 با اسید فسفریک و در غلظت ها و شرایط عملیاتی مختلف جهت جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی بررسی می شود. تغییرات در SAPO-34 شامل تبادل یون بوده که منجر به تغییر اسیدیته می شود. این تغییرات توسط تکنیک های مختلف آنالیز مانند EDX، SEM، XRD و BET مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج آنالیز XRD نشان داد که ساختار زئولیت های اصلاح شده با اسید فسفریک با ساختار زئولیت SAPO-34 تطابق دارد و هیچ گونه فاز اضافی و یا ماده جدید در حین تبادل یون تشکیل نشده است. اثر دما و فشار بر مقدار جذب دی اکسید کربن نیز توسط انجام آزمایش روی جاذب های P-SAPO-34، H-SAPO-34 و نیز Cu-SAPO-34 (به عنوان جاذب دوم) در دماهای̊ Ϲ 5، 20 و 35 و در فشارهای bar 3، 5 و 7 بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش فشار و کاهش دما، مقدار جذب دی اکسید کربن افزایش یافت، اما در دماهای خیلی کم و فشارهای خیلی بالا این روند تا حدودی معکوس گردید. در نهایت از بهینه سازی آزمایش ها مشخص شد که جاذب P-SAPO-34 در دمای ̊ Ϲ 4/17 و فشار bar 6/4 بیشترین درصد جداسازی دی اکسید کربن (%95) را ارائه می دهد و مقدار جذب دی اکسید ک