تعیین شرایط بهنه جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی با استفاده از طراحی آزمایشات: روش نقطه مرکزی

وجود ناخالصی هایی نظیر h₂s و co₂ در گاز طبیعی سبب مشکلاتی مانند خوردگی خط لوله، سمی شدن و کاهش ارزش حرارتی گاز 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 اکسید کربن مورد توجه قرار گرفته است. از میان جاذب های مختلف، غربال مولکولی sapo-34 به علت اندازه حفرات مشابه دی اکسید کربن و بزرگ تر از متان جداسازی بالایی را ارائه می دهد. در این پروژه، اصلاح جاذب sapo-34 با ترکیبات مختلف در شرایط عملیاتی مختلف جهت جداسازی دی اکسید کربن از گاز طبیعی بررسی می شود. تغییرات در sapo-34 شامل تغییر در نسبت si/al که منجر به تغییر اسیدیته می شود و هم چنین تبادل یون می باشد. این تغییرات توسط تکنیک های مختلف آنالیز مانند xrd, sem, edx و bet مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج آنالیز xrd نشان داد که ساختار زئولیت های اصلاح شده با سولفات مس، نیترات آمونیوم و 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 دماو فشار بر مقدار جذب نیز توسط انجام آزمایش روی جاذب ها در دماهای 5^oc، 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 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 ^oc 17.4 و فشار bar 4.6 بیش ترین درصد جداسازی %95) را ارائه می دهد و مقدار جذب در جاذب ها نیز به این صورت می باشد:

 p-sapo-34 >h-sapo-34 >cu-sapo-34