Skip to main content
SUPERVISOR
حسین توانایی (استاد راهنما) محمدآقا مرشد (استاد راهنما) علی اکبر میران بیگی (استاد مشاور) مهدی بازرگانی پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Fatemeh Esmaelion
فاطمه اسماعلیون

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Production of Electrospun Tragacanth and Water-Soluble Tragacanth- Polyvinyl Alcohole Nano Fibrous Web for the absorption of Water from Petroleum
Crude oil has some salt water emulsionThe amount of emulsion depends on the distribution of phases within the reservoir, the geographical location of oil fields, the eadge of the reservoir, extraction method, and particularly the use of water injection for extraction. Water as an integral part of all petroleum products causese problems such as freezing water droplets in jet fuel wich can lead to sudden crush. Also, the presence of water droplets causes oxidation and reduction of oil used in industries. So, to over come theise problems, separating water from oil, is an important field of study wich as atracted the attention of many researches. There are several methods for separating water from oil which are not based on the use of fibrous filters. Due to high cost, low efficiency and large volume equipment, these methods are not effective. Fibers, particularly nanofibers due to their special properties have many potential advantages in industrial gases and liquid filtration. Nanofibrous filters with merits such as the low weight, high permeability and small pore size are suitable for liquid – liquid separation. So far nanofibrous polyvinyl alcohol layers have been used for filtration of water from jet fuel. The aim of this study was to evaluate the electrospinnability of tragacanth and modified tragacath (water soluble tragacanth) as well as their potential for absrbing water from petroleum products, namely, JP4 and Diesel. A nanofibrous layer of polyacrylonitrile was employed as support layer for pure tragacanth as well as modified tragacanth-polyvinyl alcohol nanofibrous layers. The remaining water in JP4 and diesel after filtration was measured by the Karl Fischer device according to ASTM D 630. The results showed that pure tragacanth nanofibers with average diameter of about 130 nm and modified tragacanth polyvinyl alcohol (90-10) nanofibers with average diameter of about 80 were electrospun successfullyTo reduce the solubility of the nanofibrous webs in water, glutaaldehyde was used as cross linking agent. FTIR analysi proved the formation of acetate bonding between glutaraldehyde and tragacanth, polyvinyl alcohol and modified tragacanth inducating the formation of cross links between them. X-ray diffraction analysis showed Tragacanth electrospun nanofibers have a micro structure consisting of small crystallites whereas, modified modified tragacanth – poly vinyl alcohol nanofiber consist of large crystallites. Karl Fischer results showed high efficiency for absorbing water from oil products. The filters can be reused after drying Moreover, pure tragacanth nanofibers showed higher efficiency for JP4 and modified tragacath-PVA nanofibers showed higher efficienc
نفت‌ خام استخراج‌شده از میادین نفتی همواره مقادیری آب‌شور امولسیونی به همراه دارد که میزان آن به نحوه استقرار فازهای درون مخزن، موقعیت جغرافیایی حوزه نفتی، طول عمر مخزن، نحوه استخراج و به ویژه استفاده از روش تزریق آب به‌منظور ازدیاد برداشت بستگی دارد. آب به عنوان جز لاینفک تمام فرآورده‌های نفتی سبب بروز مشکلاتی مانند یخ زدن قطرات آب در سوخت هواپیما در ارتفاع بالای پرواز و سقوط ناگهانی می‌گردد. همچنین حضور قطرات آب سبب اکسیداسیون و کاهش طول عمر فرآورده‌هایی مانند روغن مورداستفاده در صنعت می‌شود. بنابراین به‌منظور رفع این معضل در سال‌های اخیر، جدایش آب از فرآورده‌های نفتی به عنوان زمینه مهم مطالعاتی موردتوجه بسیاری از محققان قرارگرفته است. جهت جداسازی آب از نفت روش‌های مختلفی وجود دارد که بر اساس استفاده از فیلترهای لیفی نمی باشد. این روش ها به دلیل هزینه بالا، بازده پایین و حجم بزرگ وسایل و تجهیزات به‌صرفه نیستند. الیاف و به‌ویژه نانو الیاف به‌واسطه خواص ویژه، پتانسیل زیادی در صنایع فیلتراسیون گازها و مایعات دارند. فیلترهای نانو لیفی به عنوان یکی از روش‌های جداسازی مایع-مایع با توجه به وزن پایه کم، نفوذپذیری زیاد و اندازه منافذ کوچک جهت استفاده در کاربردهای فیلتراسیون در حجم بالا مناسب هستند. تابه‌حال از لایه های نانو لیفی پلی وینیل الکل جهت فیلتراسیون آب از سوخت جت در سطح آزمایشگاهی استفاده‌شده است. هدف از این پژوهش بررسی میزان جداسازی آب از فرآورده‌های نفتی توسط سازه‌های نانو لیفی کتیرا و کتیرای اصلاح شده-پلی وینیل الکل می‌باشد. علت انتخاب کتیرا قابلیت جذب رطوبت بسیار بالا، طبیعی بودن، یافت شدن به‌وفور در ایران و قیمت ارزان‌تر نسبت به سایر پلیمرهای زیستی می‌باشد. به این منظور از لایه نانو لیفی پلی اکریلو نیتریل به‌عنوان لایه نگهدارنده و کتیرای خالص و کتیرای اصلاح‌شده – پلی‌وینیل‌الکل (در نسبت‌های مختلف) به‌عنوان لایه فیلتر کننده آب استفاده گردید. میزان آب باقیمانده در فرآورده های نفتی توسط دستگاه کارل فیشر و تحت استاندارد ASTM D6304 اندازه‌گیری شد.در این تحقیق نانو الیاف کتیرای خالص و یکنواخت با میانگین قطر در حدود130نانومتر الکتروریسی شد. با اصلاح کتیرا به کتیرای قابل‌حل در آب و مخلوط کردن آن با پلی وینیل الکل تا نسبت (90-10) نانو الیاف یکنواخت با میانگین قطر در حدود 80 نانومترالکتروریسی شد. به‌منظور کاهش حلالیت لایه های الکتروریسی شده در آب، لایه ها توسط گلوتارآلدهید پیوند عرضی داده شدند. نتایج حاصل از طیف‌سنجی مادون‌قرمز تشکیل پیوندهای عرضی بین زنجیره های پلیمری را نشان داد. همچنین تحلیل پراش اشعه ایکس نشان داد که نانو الیاف کتیرای الکتروریسی شده دارای ساختاری متشکل از بلورهای کوچک، درحالی‌که نانو الیاف کتیرای اصلاح شده-پلی وینیل الکل دارای ساختاری متشکل از بلورهای بزرگ می باشند. نتایج آزمون کارل فیشر بازده جذب آب بالای این فیلترها (90-80 درصد) را نشان داد. فیلترها از قابلیت بازیابی مجدد برخوردار می باشند. فیلتر کتیرای خالص بازده بالاتری را برای سوخت JP4 و فیلترهای کتیرای اصلاح‌شده –پلی وینیل الکل عملکرد بهتری را برای سوخت دیزل نشان دادند. کلمات کلیدی : جدایش آب از فرآورده نفتی، امولسیون آب-نفت، کتیرا، کتیرای اصلاح‌شده – پلی وینیل الکل، فیلترهای نانولیفی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی