Skip to main content
SUPERVISOR
Mortaza Sadeghi
مرتضی صادقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Najmeh Gholamipour Sarvestani
نجمه غلامی پورسروستانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
The olefins such as ethylene and propylene are the basic material in the petrochemical industry. As the large amount of ethylene and propylene used as a feedstock in the production of plastics such as polyethylene and polypropylene. They play important roles in plastic production. Ethylene and propylene are manufactured by various methods which separating olefins from parrafins are inevitable. Currently, the separation is fulfilled by distillation, which is difficult and energy consuming. Polymeric membrane separations have been considered as the alternative methods because of low energy consumption and low cost investment. In the present study, the separation of ethylene/ethane and propylene/propane by polysulfone-silica nanocomposite membranes were studied. Silica nanoparticles were prepared via sol-gel method. Membranes were prepared by phase inversion method. The prepared membranes were characterized using FT-IR and SEM merhods. The results show a good distribution of silica particles in the polymer matrix and also a good compatibility between the two phases. The performances of the prepared membranes in ethylene/ ethane and propylene/ propane separation were measured at pressure of 2 bar and temperature of 30 ?C. The obtained results showed that the permeability of ethylene and propylene increased from 0.092 barrer and 0.054 barrer in pure polysulfone to 0.191 barrer and 0.149 barrer in the composite membrane containing 25%wt silica particles. The obtained results indicate that the selectivity of C 2 H 4 /C 2 H 6 and C 3 H 6 /C 3 H 8 increase from 2.18 and 2.93 in pure membrane to 2.62 and 3.58 in the composite membrane containing 25%wt silica particles. The diffusion and solubility coefficients were determined by the time lag method. The results solubility coefficient and decrease in diffusion coefficient of gases with increasing the silica. To investigate the effect of silica nanoparticles on plasticization phenomena, gas permeation of PSF and PSF-silica nanocomposite membranes was studied for ethylene, ethane, propylene and propane single gases at oressure range of 2-8 bar. Plasticization was obserevd in pure membrane at the feed pressure of 3 bar for all gases. In PSF-nanocomposite membranes with silica contents of 2.5, 5 and 10wt%, the plasticization pressure increase to 4, 5 and 6 bar for all gases but for PSF-nanocomposite membranes with silica contents of 20 and 25wt%, the plasticization pressure decreased to 5 and 4 bar and plasticization resistant did not improve. With increasing the feed pressure, the solubility coefficient of gases decreased and the diffusion coefficient of gases increasedshowed an increase in
الفین های اتیلن و پروپیلن نمونه ای از مواد اساسی در صنایع به خصوص صنعت پتروشیمی، هستند که سنگ بنای صنعت پلاستیک می باشند، بطوریکه مقادیر زیادی از اتیلن و پروپیلن به عنوان خوراک اولیه در تولید پلاستیک هایی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن بکار می رود .این مواد هم به دلیل ارزش قابل توجه فروش و هم به دلیل کاربردهای صنعتی، همواره مورد توجه بوده اند. اتیلن و پروپیلن از روش های گوناگونی تولید می شوند. در کلیه این روش ها نیاز به جداسازی الفین ها از پارافین ها با تعداد کربن یکسان به منظور خالص سازی الفین ها می باشد. این جداسازی که در حال حاضر به روش تقطیر انجام می شود، به دلیل نزدیکی نقطه جوش و در نتیجه پایین بودن فراریت نسبی الفین ها و پارافین ها مشکل و پرهزینه می باشد. جداسازی با استفاده از غشاهای پلیمری از روش های جایگزین است که به علت داشتن مزایای زیاد مانند مصرف انرژی کم و هزینه سرمایه گذاری پایین مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، جداسازی گازهای اتیلن/اتان و پروپیلن/ پروپان با استفاده از غشای نانوکامپوزیت پلی سولفون- سیلیکا مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات سیلیکا توسط روش سل-ژل تولید شدند. غشاهای پلی سولفون و پلی سولفون- سیلیکا توسط روش وارونگی فاز تهیه گردیدند. غشاهای نانوکامپوزیت ساخته شده توسط آزمون هایFT-IR وSEM ، مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج آزمون های مشخصه یابی، بیانگر توزیع و برهمکنش مناسب نانوذرات در زمینه پلیمری می باشد. عملکرد غشاهای تهیه شده در جداسازی گازهای اتیلن/اتان و پروپیلن/پروپان در فشار 2 بار و دمای 30 درجه سانتی گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که ضریب تراوش پذیری گاز اتیلن و پروپیلن از 092/0 و054/0 بارر در غشای پلی سولفون خالص به 191/ 0 و 149/0 بارر در غشای حاوی 25درصد نانوذرات افزایش پیدا کرد و همچنین گزینش پذیری اتیلن نسبت به اتان و پروپیلن نسبت به پروپان به ترتیب از 18/2 و 93/2 در غشای پلی سولفون به 62/2 و 58/3در غشای حاوی 25درصد نانوذرات افزایش یافته است. اندازه گیری ضرایب نفوذ و حلالیت گازها در غشاها با استفاده از روش زمان تاخیر، نشان از کاهش ضریب نفوذ و افزایش ضریب حلالیت گازها با افزایش درصد سیلیکا دارد. به منظور بررسی اثر نانو ذرات سیلیکا بر پدیده نرم شدگی، تراوش پذیری گازهای اتان، اتیلن، پروپان و پروپیلن در فشار 2 تا 8 بار مورد بررسی قرار گرفتند. در غشای خالص پلی سولفون پدیده نرم شدگی در فشار 3 بار برای تمامی گازها اتفاق افتاد.در مورد غشاهای نانو کامپوزیت 5/2، 5 و 10درصد وزنی سیلیکا فشار نرم شدگی به ترتیب به 4، 5 و 6 بار برای تمامی گازها افزایش یافت، ولی برای غشاهای نانوکامپوزیت حاوی 20 و 25 درصد وزنی سیلیکا، فشار نرم شدگی به ترتیب به 5 و 4 بار برای تمامی گازها کاهش یافت و فشار نرم شدگی بهبودی پیدا نکرد. با افزایش فشار خوراک، ضریب حلالیت گازها کاهش و ضریب نفوذ گازها افزایش یافته است . کلمات کلیدی: جداسازی الفین/ پارافین، غشای نانو کامپوزیت، پلی سولفون، سیلیکا، جداسازی گاز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی