جذب آسفالتين به كمك چارچوب هاي آلي كووالانسي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نفت

كارشناسي ارشد

رسوب آسفالتين يكي از چالش‌هاي مهم در بهره‌برداري و فرآوري نفت خام است كه با انسداد چاه‌ها، كاهش ضريب بهره‌دهي و افزايش هزينه‌هاي عملياتي همراه مي‌باشد. توسعه‌ي جاذب‌هاي كارآمد، قابل‌بازيابي و با امكان جداسازي ساده مي‌تواند رويكردي مؤثر براي كنترل اين پديده باشد. در اين پژوهش، يك چارچوب آلي كووالنسي سنتز و به‌منظور سهولت جداسازي، با نانوذرات مغناطيسي نيكل‌فريت اصلاح شد و هر دو به‌عنوان جاذب آسفالتين مورد ارزيابي قرار گرفتند. شناسايي ساختار و مورفولوژي جاذب‌ها به كمك XRD، FTIR و FESEM انجام گرفت. آزمايش‌ها انجام و غلظت آسفالتين با طيف‌سنجي UV–Vis در طول موج 285 نانومتر پايش شد؛ براي حصول پخش يكنواخت جاذب، از حمام اولتراسونيك و لرزاننده با سرعت 250 rpm استفاده گرديد. نتايج سينتيكي نشان داد كه بيشترين ميزان جذب در دقايق اوليه رخ مي‌دهد و با نزديك شدن به زمان تعادل، نرخ فرآيند به‌تدريج كاهش مي‌يابد. برازش داده‌هاي تجربي به مدل‌هاي سينتيكي حاكي از انطباق بهتر مدل شبه‌مرتبه‌دوم بود؛ بر اساس اين مدل، ظرفيت تعادلي جذب qₑ = 118.15 mg·g⁻¹ و ثابت سرعت k₂ = 0.0012 g·mg⁻¹·min⁻¹ برآورد شد؛ در حالي‌كه مدل شبه‌مرتبه‌اول ظرفيت به‌مراتب پايين‌تري (qₑ = 33.86 mg·g⁻¹) پيش‌بيني نمود. در تحليل ايزوترمي، داده‌هاي تعادلي با مدل‌هاي لانگموير، فروندليچ و تمكين بررسي شدند. با وجود بررسي هر سه مدل، ايزوترم فروندليچ بهترين انطباق را نشان داد كه بيانگر ناهمگني سطح جاذب و غالب بودن جذب فيزيكي چندلايه است؛ در مقابل، مدل لانگموير تطابق ضعيف‌تري با داده‌ها داشت. بررسي اثر دما در بازه‌ي آزمايشي نشان داد كه كارايي جذب و پارامترهاي سينتيكي و ايزوترمي نسبت به تغييرات دما حساسيت معناداري ندارند؛ از اين‌رو، مي‌توان نتيجه گرفت كه در شرايط مطالعه‌شده، ناهمگني سطح و محدوديت‌هاي انتقال جرم نسبت به اثرات گرمايي نقش غالب‌تري ايفا مي‌كنند. همچنين افزايش غلظت جاذب در محدوده‌ي بررسي‌شده، تغيير محسوسي در ظرفيت جذب ايجاد نكرد كه با فرض اشباع تدريجي سايت‌هاي با انرژي بالا و الگوي جذب ناهمگن مطابق مدل فروندليچ سازگار است. به‌طور كلي، COF سنتز‌شده و نسخه‌ي مغناطيسي‌شده‌ي آن جاذب‌هايي با ظرفيت نسبتاً پايين اما سينتيك سريع و رفتار ايزوترمي ناهمگن براي جذب آسفالتين هستند و مي‌توانند به‌عنوان پايه‌اي براي طراحي و بهينه‌سازي جاذب‌هاي مغناطيسي كارآمدتر در حوزه‌ي كنترل رسوب آسفالتين به‌كار گرفته شوند.

236376

مخازن

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان