عنوان پایان‌نامه
بررسی و مدل سازی حذف ترکیبات سولفوری از هیدرو کربن های مایع توسط جاذب های نانو کربنی اصلاح شده
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1266.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57141
- تاریخ دفاع
- ۰۹ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- سهیلا بیگدلی
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- با توجه به اهمیت و نیاز به اصلاح کربن فعال به عنوان یک جاذب مناسب و ارزان جهت جذب ترکیبات گوگردی مواد نفتی، این پروژه در دومحور مختلف بررسی شد. در بخش اول شیوه های سنتی اصلاح کربن فعال مورد توجه قرار گرفته و دربخش دوم از روش جدید نانو تکنولوژی این اصلاحات انجام شده است و عوامل اثر گذار بر ظرفیت جذب کربن فعال بررسی و مقایسه شده است. در بخش اول اصلاح حرارتی در حضور گاز نیتروژن در دمای o C 600 و اصلاح شیمیایی با غلظت های مختلف پتاسیم هیدروکسید و اسیدنیتریک صورت گرفته است. بهترین نتایج مربوط به اصلاح شیمیایی جاذب با محلول اسید نیتریک 65% در دمای o C 50 به مدت 2 ساعت برابر mg/g 4.55 می باشد که تقریبا 69.2% افزایش نسبت به جاذب اولیه را نشان می دهد. با توجه به نتایج FTIR بدست آمده پیداست دلیل این امر، وجود گروههای عاملی بیشتر بر روی سطح این نمونه می باشد در بخش دوم نتایج حاصل از اصلاح جاذب با روش جدید رشد نانوفیبرهای کربنی بر روی سطح کربن فعال به کمک امواج مایکوویو پرداخته شده است. در این بخش از تحقیق ، نانو فیبرها با کمک دو منبع کربنی مختلف متان و اتان و در حضور کاتالیست نیکل بر روی سطح کربن فعال تولید شد و عوامل موثر از جمله غلظت کاتالیست ، زمان تشعشع نسبت گاز حامل به منبع کربنی و دبی گاز نیز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج جذب تیوفن بهترین جذب مربوط به نانوفیبرهای تولید شده با متان در زمان 5 دقیقه با 0.5% کاتالیست نیکل، دبی کل ml/min 10 و نسبت یکسان گاز حامل به گاز کربنی است. میزان جذب توسط این نوع جاذب تقریبا mg/g 5 می باشد که 87% پیشرفت را نسبت به کربن فعال اولیه نشان می دهد. از سویی با توجه به مقایسه ی جذب نمونه های بدون کاتالیست با نمونه های حاوی کاتالیست، پیداست که کاتالیست نیکل خود نیز در فرآیند جذب موثر می باشد. همچنین نتایج مربوط به جذب دی بنزوتیوفن به عنوان عامل آلاینده ی متداول در گازوییل توسط نانو فیبر مذکور نشان دهنده ی جذبی تقریبا 2.5 برابر بیشتر ازجذب تیوفن می باشد.
- Abstract
- Because of the importance and necessity of modification of activated carbon as a low price and appropriate adsorbent for adsorption of sulfur compounds from petroleum cuts, this research was conducted in two parts. In the first part, traditional modification methods were considered, in the second part new method of nanotechnology was employed and influential parameters were studied on the adsorption capacity of adsorbent. Through traditional methods, physical treatment at 600°C with nitrogen was performed and chemical treatments were carried out by HNO3 and KOH. The best result for chemical treatment was for 65% HNO3 at 50°C for 2 hours contact which brought adsorption capacity of 4.5 mg/g that means 69% increase in efficiency of initial activated carbon. FTIR results revealed that this improvement is according to the more functional groups formed on the adsorbent surface. In the second part, modification of activated carbon by a new nanotechnology method was considered. In this research carbon nano fibers were grown catalytically on the activated carbon surface using microwave as the energy source. Methane and Ethane were used as carbon sources and Nickel as the catalyst. Moreover, effects of the catalyst concentration, radiation time, inert N2 to carbon source flow ratio, and total flow rate were studied as the influential parameters of nano fiber formation. The optimal results were determined with Methane as carbon source, 0.5% Ni catalyst, equal fraction of methane and N2 flow, and total flow rate of 10 ml/min. The thiophene adsorption capacity of the treated carbon was obtained about 5 mg/g and showed 87% improvement in adsorption efficiency of activated carbon. Meanwhile, comparison between carbon nano fibers formed with and without Ni catalyst revealed that Ni itself can improve adsorption capacity of sulfur compound. Moreover, the adsorption data of dibenzo thiophene as the typical compound in gas oil was examined with the so-called fabricated material and revealed 2.5 times enhancement in adsorption capacity compared with thiophene.
