محمدرضا احساني
ایران کشور به عنوان اولین کشور دارنده ذخائر گاز طبیعی در جهان محسوب میگردد،
لذا جهت توسعه بخش پالایشگاهی صنعت گاز تحقیق در ضمینه روشهای نوین جداسازیترکیبات در این بخش ضروری به نظر میرسد. به گاز استحصالی از منابع طبیعی کهغالباً دارای مقادیری از گازهای اسیدی میباشد، گاز ترش اطلاق میگردد که استفادهاز آن به دلیل خورندگی بالا و مسایل زیست محیطی با محدودیتهایی روبرو میباشد.بنابراین برای استفاده از گاز ترش جهت مصارف متفاوت (سوخت، پتروشیمی و غیره)تصفیه و پالایش آن اجتناب ناپذیر میباشد. عمدتاً گازهای اسیدی، سولفید هیدروژن ودیاکسیدکربن میباشند. شیرینسازی گازطبیعی عملیاتی است که در آن اجزای اسیدیگاز از آن جدا میشوند. عملیات جداسازی اجزای اسیدی از جریانهای گازی در کیفیتمحصول اهمیت بالایی دارد و عوامل زیادی در انتخاب فرآیند مناسب برای شیرینسازیگاز طبیعی مؤثر میباشند. سالهاست روشهای جذبی که انحصارا از محلولهای آلکانولآمیناستفاده میکنند به طور وسیعی برای جذب گازهای اسیدی در پالایشگاهها به کار گرفتهمیشوند. اما از آنجا که معمولاً مقاومت انتقال جرم در ناحیه سطح مشترک مشکلافزایش سطح تماس فازهای مختلف را به وجود میآورد، راههای مختلفی برای کاهش این مقاومتبه کار گرفته شده است. اما هر کدام از این روشهای مذکور محدودیتهای خاص خود رادارند و از سوی دیگر پیشرفت سریع در فنآوری نانو در دو دهه اخیر و استفاده ازنانوسیال به عنوان محیطی جدید و مناسب برای انتقال جرم و حرارت، افق جدیدی را برایبهبود انتقال جرم و حرارت ایجاد کرده است و در صورت کاربردی شدن استفاده ازنانوسیال، قسمت اعظمی از مشکلات مهم صنایع در زمینه انتقال جرم و حرارت برطرف میشود.
در اینپژوهش با بکارگیری منبع کربنی کیتوسان و با استفاده از روش هیدروترمال و عاملدارنمودن نانوذرات سنتزی با گروههای عاملی نیتروژندار، نسبت به تهیه نانوذره نقاطکربنی اقدام گردید. بهینهسازی نانوذره تولیدی با استفاده از متغیرهای دما و زمان در روشهیدروترمال صورت پذیرفت و منجر به سنتز چهار نانوذره گردید که توسط آزمایشات FTIR ،TEM ، XRD و پتانسیل زتا ساختار نانوذرات سنتز شده و پایداری آنها مورد بررسی قرار گرفت. درمرحله بعد با بکارگیری نانوذرات تهیه شده در غلظتهای متفاوت در سیال پایه (محلول10 % وزنی دی اتانل آمین در آب مقطر)، نسبت به تهیه نانوسیال اقدام گردید. نتایججذب و دفع صورت گرفته بر روی نانوسیالات تهیه شده نشان داد که نانوذره منتخب CDCH:N-200-8 در کسر وزنی 05/0 میزان جذب گازهای اسیدی بیشترینسبت به سایر نانوذرات از خود نشان میدهد و میزان جذب دی اکسید کربن را 8/73 % ومیزان جذب هیدروژن سولفوره را 66 % نسبت به سیال پایه بهبود میبخشد. ضمناً نانوذره مورد نظر نسبت بهسایر نانوذرات تهیه شده به میزان بیشتری فرآیند واجذب را بهبود میبخشد. همچنیننتایج آزمایشات بررسی خواص حرارتی نانوسیال منتخب حاکی از آن بود که هدایت حرارتینانوسیال به میزان 6 % نسبت به سیال پایه بهبود یافته است و میزان ضریب جابجاییانتقال حرارت نانوسیال نسبت به سیال پایه بهبود یافته و با تغییر رژیم جریان ازآرام به درهم این میزان بهبود از 3/12% به 7/4 % کاهش مییابد.
کلمات کلیدی: آلکانول آمین، دیاتانل آمین، شیرینسازی گاز، نانوسیال، هیدروترمال،کیتوسان، نقاط کوانتمی کربن