بررسي آزمايشگاهي ذخيره سازي گاز كربن دي اكسيد در فاز هيدرات در حضور نانوذرات رس اصلاح شده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

گاز كربن‌دي‌اكسيد به عنوان مهم‌ترين گاز گلخانه‌اي شناخته شده است كه افزايش انتشار آن در اتمسفر موجب آلودگي هوا شده و سبب گرم‌تر شدن زمين مي‌شود. جذب اين گاز و ممانعت از ورود آن به جو زمين مسئله‌اي بسيار مهم است. تكنولوژي هيدرات‌هاي گازي يكي از روش‌هاي ذخيره سازي و انتقال گاز است، با اين حال تا به امروز به دو دليل سرعت كم تشكيل هيدرات و ظرفيت ذخيره سازي كم، استفاده‌هاي كاربردي از هيدرات‌هاي گازي محدود هستند. حضور نانوذرات سبب افزايش سرعت تشكيل و رشد هيدرات و افزايش ميزان گاز ذخيره شده در فاز هيدرات مي‌شود. در اين تحقيق، از نانوذرات رس و رس اصلاح شده با استفاده از پلي‌اتيلين ايمين براي بهبود ميزان ذخيره‌سازي گاز كربن‌دي‌اكسيد در فاز هيدرات استفاده شد. بدين منظور از يك راكتور الاكلنگي و يك راكتور همزن‌دار براي آزمايش‌هاي تشكيل هيدرات گازي استفاده شد و در آزمايشگاه بالادستي نفت دانشكده مهندسي شيمي آزمايش‌ها انجام شد. سنتز نانوذرات رس با روش‌هاي مختلف انجام شده و پس از آن، نانوذرات رس اصلاح شده تهيه شده، مشخصه يابي شدند. در ادامه پژوهش اثر غلظت، فشار و نوع نانوذرات بر جذب گاز در فاز هيدرات مورد بررسي قرارگرفت. نتايج آزمايش‌هاي انجام شده نشان مي‌دهد ميزان افزايش تعداد مول گاز جذب شده در فاز هيدرات در فشار اوليه 45 بار، 79/32% نسبت به تعداد مول در فشار اوليه 36 بار در دستگاه الاكلنگي و 38/64% در دستگاه همزن‌دار مي‌باشد. ميزان افزايش ظرفيت ذخيره سازي در فشار اوليه 45 بار، 99/33% نسبت به ظرفيت ذخيره سازي در فشار اوليه 36 بار در دستگاه الاكلنگي و 20/59% در دستگاه همزن‌دار است. همچنين با توجه به نتايج، حضور نانوذرات مونت موريلونيت سبب افزايش ميزان جذب كربن‌دي‌اكسيد در هيدرات و ميزان ظرفيت ذخيره سازي نسبت به آب خالص گرديده و اين امر با افزايش غلظت نانوذرات افزايش مييابد. ميزان افزايش تعداد مول كربن‌دي‌اكسيد ذخيره شده در فاز هيدرات در حضور نانوذرات رس درغلظت ppm500، 83/21% در دستگاه الاكلنگي و 9% در دستگاه همزن‌دار، نسبت به آب خالص است. همچنين نانوسيال حاوي نانوذرات مونت موريلونيت اصلاح شده داراي توانايي بالاتري نسبت به نانوسيال حاوي نانوذرات مونت موريلونيت اصلاح نشده در جذب گاز دي‌اكسيدكربن در فاز هيدرات است. ميزان افزايش تعداد مول در نانوسيال حاوي تركيب نانوذرات و 50% پلي اتيلن ايمين درغلظت ppm500، 265/33% در دستگاه الاكلنگي و 15% در دستگاه همزن‌دار، نسبت به آب خالص مي‌باشد. در انتها با توجه به اين كه نانوذرات مونت موريلونيت سبب بهبود نسبتا قابل توجه در زمينه‌ي افزايش ميزان گاز كربن‌دي‌اكسيد ذخيره شده گرديدند، اثر اين نانوذرات بر ميزان ظرفيت ذخيره‌سازي مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان دهنده بهبود ميزان ظرفيت ذخيره‌سازي با استفاده از نانوذرات است.

211364

فرايندهاي جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمد ديناري

حميدرضا شاهوردي، عليرضا خزعلي

محمدرضا احساني، محسن محمدي