جدایی هیدروکربن ها و تفکیک آن ها از ترکیبات مایع و گازی متعدد اهداف مهم صنایع شیمیایی و پتروشیمی می باشد . این اهداف را می توان با استفاده از تکنولوژی جذب، تصفیه یا تبرید به دست آورد. در بیست سال گذشته این روش های سنتی با تکنولوژی غشاء تکمیل شد. مجموعه ای از اطلاعات ادبی و انحصاری تهیه شده تا کنون نیاز به عمومیت بخشیدن دارد (حدود 2000 سنددرطی 20 سال گذشته) جریان اطلاعات دوره ای وانحصاری درباره ی مساله تفکیک هیدروکربن ها در حال افزایش است [4-1]. بخش اعظمی از این اطلاعات را مقالات موجود در مجلات احاطه کرده است در حالیکه سهم حقوق انحصاری فقط حدود یک سوم می باشد . این حاکی از این مساله است که در حال حاضر محققان توجه علمی به مساله دارند نه توجه تجاری [1].
تکنیک های جدا سازی غشاء دارای چند بخش می باشند که معیارهای متفاوتی دارند، و یکی از این معیارها ماده ی ساخت لایه ی گزینش پذیر غشا می باشد. مواد ساخت این لایه را می توان به گروه های زیر تجزیه کرد: پلیمرها (41% در کل جریان اطلاعات)، مواد غیر آلی (37.7%)، مایعات (4.8%)،مواد مرکب آلی و غیر آلی (3.2%)، و مواد دیگر (13.1%).
حقیقتی قابل توجه علاقه ی رو به افزایش محققان غشاهای غیر آلی می باشد [1]. پیشرفتی عمده در توسعه ی غشاهای غیر آلی (زئولیت ها، آلومینیوم اکسید، سرامیک ها، سیلیکا، فلزات مختلف، اکسیدهای فلزی و غیره) در ده سال گذشته صورت گرفته است.
اما،استفاده از پوسته ها با لایه های گزینش پذیر غیر آلی در حال حاضر در مرحله ی بررسی شدید است و هنوز راه درازی تااستفاده ی تجاری دارد. سهم حق انحصاری اطلاعات در این زمینه فقط 19.9% است[1].
غشاهایی که دارای یک لایه ی گزینش پذیر بر اساس پلیمرمی باشند، بیشترین بخش را در جریان اطلاعات در بر گرفته اند. برحسب سهم در این جریان کلی اطلاعات مواد پلیمری را می توان به شکل زیر مرتب کرد: پلی آمیدها (15.3%)،پلی اولفین ها (8.2)%، پلی سولفون ها (7.2%)، پلیمرهای در بردارنده ی فلوئورین (4.8%) و پلیمرهای ارگانسیلیکون (7.1%)، پلی آمیدها بزرگترین گروه پلیمر هادر آثار و ادبیات دوره ای و انحصاری می باشند. با گذشت زمان علاقه به استفاده از پلی آمیدها توسط محققان (بالاخص در ژاپن) تعجب آور نیست. اسناد زیادی را نیز می توان در رابطه باجریان اطلاعاتی که به استفاده از مواد پلیمری لاستیک مانند شامل پلی سیلوکسان ها، اشاره می کند ؛ پیدا کرد، که در حقیقت حاکی از این است که استفاده ی عملی از این مواد ممکن است نوید بخش باشد[1].
مواد لایه ی انتخابی غشاء که در اطلاعات بیشتر ازبقیه وجوددارند،پلیمرها می باشند. پلیمرهای استفاده شده یا شیشه ای هستند و یا لاستیکی . بنابراین بررسی نظم و ترتیب وابسته به شیمی فیزیکی انتقال جرم هیدروکربن در پوسته های پلیمری اهمیت زیادی دارد.
2-9- ملاحظات کلی: نظم و ترتیب وابسته به شیمی فیزیکی تراوش هیدروکربن در غشاهای مبنی بر پلیمرهای شیشه ای و لاستیکی :
تفاوت کیفی زیادی در مکانیزم های نفوذ نافذ وزن مولکولی (MW) پائین در پلیمرها در درجه حرارت ناپایداربالا و پائین شیشه ،Tg، پلیمرها وجود دارد[6،5]. این تفاوت فقط به علت این حقیقت است که جا به جایی واحدهای ساختاری مولکولهای بزرگی که مسئول انتقال مولکولهای نافذ می باشند در سطوح بالای مولکولی ماتریس پلیمر روی می دهد. در زمانیکه T>Tg باشد، فرآیند نفوذ در میانه با تعادل یا نزدیک تعادل بسته بندی زنجیره ها روی می دهد و حجم کسری آزاد VF،در پلیمر معادل با حجم کسری آزاد در پلیمر می باشد که با توانایی حرکت گرمایی واحدهای ساختاری مولکولهای بزرگ VF(T) مشخص می شود یعنی VF=VF(T). در زمانیکه T<Tg باشد ، فرآیند نفوذ به شرایط بسته بندی بدون تعادل نزدیک می شود،اگر چه سازماندهی ساختاری شبه متعادلی در ماتریس وجود دارد ، در جائیکه VF>VF(T) باشد. فرض می شود که در این حالت VF=VF(T)+VF(V) باشد. درجائیکه VF(V) حجم کسری آزاد مسئول مشخصه ی بی تعادلی ماتریس پلیمر می باشد[5].
میزان نفوذ پذیری ، نفوذ کننده هایی با MW پائین در پلیمرها با عوامل ترمودینامیک (جذب کننده) و هم جنبشی (دفع کننده) مشخص می شود.
1-2-9- عامل ترمودینامیک نفوذ پذیری: در غیاب بر هم کنش های خاص پلیمر/ نفوذ کننده،میزان انحلال پذیری نفوذ کننده بیشتر بوسیله ی ماهیت شیمیایی آن مشخص می شود و به قابلیت انقباض آن بستگی دارد که با درجه حرارت جوش (Tb)، درجه حرارت بحرانی (Tcr)، یا ثابت لنارد–جونز (Lennard–Jones) (Ԑ/k) نمایش داده می شود[8،7]. مشخص است که در مجموعه های هیدروکربن،افزایش درقابلیت انقباض همراه با افزایش موازی در اندازه ی مولکول ها می باشد
فهرست مندرجات:
-9- مقدمه و پیش زمینه 1
2-9 ملاحضات عمومی : قواعد فیزیکی شیمیایی نفوذ هیدروکربن در غشاها بر اساس پلیمرهای شیشه ای و لاستیکی 2
1-2-9 عامل ترمودینامیکی نفوذپذیری 3
2-2-9 عامل سینتیکی نفوذ پذیری 9
1-2-2-9 اندازه های موثر مولکول های پخش شونده 10
2-2-2-9 اثر دانسیته انرژی چسبندگی پلیمر بر پخش هیدروکربن ها در پلیمر 14
3-2-2-9 اثر حجم آزاد پلیمر بر پخش هیدروکربن ها در پلیمر 15
4-2-2-9 وابستگی های غلظت ضرایب پخش هیدروکربن ها 15
3-9 جداسازی و حذف هیدروکربن ها با استفاده از غشاها براساس پلیمرهای لاستیکی 17
1-3-9 جداسازی گزینشی و حذف بخارهای هیدروکربن از مخلوط های گازی 17
1-1-3-9 اثر ترکیب شیمیایی پلیمرهای ارگانو سیلیکون بر ویژگیهایی جداسازی گاز آنها برای هیدروکربن ها 17
2-1-3-9 وابستگی فشار نفوذپذیری هیدروکربن در پلیمرهای لاستیکی : اثر نرم سازی پلیمر توسط نفوذ کننده 22
3-1-3-9 وابستگی نفوذپذیری هیدروکربن به دما در پلیمرهای لاستیکی 26
4-1-3-9 پلی تری متیل سیلیل پروپین به عنوان یک ماده غشایی برای جداسازی و حذف هیدروکربن ها از مخلوط گازی 30
2-3-9 کاربرد پلیمرهای لاستیکی برای جدا سازی تبخیری هیدروکربن ها از محلول های آبی شان 32
4-9 جداسازی و حذف هیدروکربن ها با استفاده از غشاها براساس پلیمرهای شیشه ای 35
1-4-9 جداسازی اولفین ها و پارافین ها 35
1-1-4-9 اثر پیوند های اشباع نشده براندازه مولکول های اولفین و توانایی اولفین ها برای ورود به برهم کنش های ویژه با قالب غشاء 36
2-1-4-9 اثر ترکیب شیمیایی پلیمرهای شیشه ای بر ویژگیهای جداسازی گاز آنها برای هیدروکربن ها 38
3-1-4-9 وابستگی نفوذپذیری و گزینش هیدروکربن به فشار در پلیمرهای شیشه ای 51
4-1-4-9 وابستگی نفوذ پذیری و گزینش هیدروکربن به دما در پلیمرهای شیشه ای 54
5-1-4-9 سینتیک فرآیند نفوذ 55
2-4-9 جدا سازی هیدروکربن های آروماتیک ، شبه آروماتیک و آلیفاتیک 57
1-2-4-9 مشکل جداسازی هیدروکربن های آروماتیک ، شبه آروماتیک و آلیفاتیک 57
2-2-4-9 مولفه پخش عامل جداسازی 61
3-2-4-9 مولفه جذب عامل جداسازی 69
5-9 جداسازی صنعتی هیدروکربن ها از مخلوط هایشان با گازها و بخارهای مختلف 76
شامل 85 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله جداسازی هیدروکربن های استفاده شده در پلیمر غشاها
