عنوان پایان‌نامه
سنتز وارزیابی غربال مولکولی زئولیتی به منظور جداسازی گازهای سبک
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 896.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 43948
- تاریخ دفاع
- ۲۸ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- مینا درودیان راد
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- یکی از جدید ترین روش¬های جداسازی گازهای سبک، فرآیند جذب سطحی می¬باشد. مهمترین مساله در این فرآیند استفاده از جاذب مناسبی است که بتواند در فشار و دمای محیط بالاترین گزینش¬پذیری را داشته باشد. پژوهش حاضر با هدف سنتز جاذبی مناسب جهت خالص سازی گاز طبیعی از دی¬اکسیدکربن در فشارها و دماهای متوسط به کمک فرآیند جذب سطحی، صورت گرفته است. بدین منظور، ابتدا به بررسی پارامترهای موثر در سنتز زئولیت T پرداخته و سپس کاربرد آن در فرآیند جذب سطحی بمنظور جداسازی دی¬اکسیدکربن از متان مورد آزمایش قرار می¬گیرد. در کار تجربی حاضر، بمنظور بررسی پارامترهای موثر مدول سیلیکون، قلیائیت و منبع سیلیسیوم هشت نمونه از این زئولیت سنتز شده است. نتایج بدست آمده در آزمایشات سنتز زئولیت نشان می¬¬دهد که افزایش مدول سیلیکون و کاهش قلیائیت منجر به افزایش خلوص و بلورینگی زئولیت T می¬شود. همچنین سیلیکا سل نسبت به اسید سیلیسیک منبع سیلیسیوم مناسب¬تری برای سنتز این زئولیت می¬باشد. در ادامه نمونه¬هایی که از نظر پراش اشعه ایکس بیشترین تطابق را با نمونه مرجع داشتند در فرآیند جداسازی دی-اکسیدکربن از متان مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایشات جذب در سه دمای 15/288، 15/298 و K15/308 و هفت فشار 1، 3، 5، 7، 10، 15 و 20 بار انجام گرفت. ایزوترم¬های جذب برای گازهای دی¬اکسیدکربن و متان نشان می¬دهد که با افزایش فشار و کاهش دما میزان جذب افزایش پیدا می¬کند. فاکتور گزینش¬پذیری هر دو جاذب¬ نشان¬ می¬دهد که در فشار پایین¬تر (فشار محیط) فاکتورجداسازی بیشتری برای CO2 نسبت به متان حاصل شده است. لازم به ذکر است، نمونه¬ای که دارای بلورینگی بالاتری می¬باشد، عملکرد بهتری در فرآیند جذب از خود نشان می¬دهد. با توجه به فاکتورجداسازی معادل 14/6 در فشار 1 بار و دمای K15/288 نتیجه می¬شود که این زئولیت برای جداسازی مخلوطهای CO2/CH4 بسیار مناسب می¬باشد.
- Abstract
- One of the most recent methods for separation of light gases is adsorption. The most important aspect of this process is to choose an appropriate adsorbent which has the highest selectivity in ambient temperature and pressure. The aim of this research is to synthesize a decent adsorbent for natural gas purification from CO2 in typical temperature and pressures. At the first stage, the effective parameters of T zeolite synthesize were studied and then the application of this zeolite in the adsorption process for the separation of CO2 from methane are investigated. In the present experimental work, eight samples were prepared for studying the effective parameters such as silicon module, alkalinity and silica source. Results showed that by increasing the silicon module and decreasing the alkalinity, enhanced purity and crystallinity of the synthesized zeolite. Also, the results showed that silica sol would be a better silica source for the synthesis of this kind of zeolite compared to silicic acid. After that, samples with better XRD patterns regarding to the with the reference sample were candidated for the CO2 separation process. Adsorption experiments were carried out at temperatures of 288.15, 298.15 and 308.15 K and pressures of 1, 3, 5, 7, 10, 15 and 20 bars. Adsorption isotherms of CO2 and methane showed that by increasing the pressure and decreasing the temperature, improves adsorption capacity. The selectivity of both adsorbents showed that in lower pressures (ambient pressure), more selectivity of CO2 can be observed. In addition, the sample with higher crystallinity, showed better performance in the adsorption process. According to the separation factor of 6.14 in the pressure of 1 bar and the temperature of 288.15 K, it is concluded that T type zeolite could be an appropriate adsorbent for the separation of CO2 from methane.
