11749

10781

كارشناسي ارشد

فرآيندهاي جداسازي

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي

1395

چهارده،87ص.: مصور،جدول،عكس(رنگي)،نمودار

ص.ع.به فارسي و انگليسي

مرتضي صادقي

محمد ديناري

احمد محب، روح اله باقري

1395/08/19

كتابنامه

مهندسي شيمي

ID10781

چكيده فناوريهاي غشايي از جديدترين فناوريهاي جداسازي گاز بهحساب ميآيند و امروزه در صنايع مختلف نفت گاز و پتروشيمي كاربرد فراواني يافتهاند در ميان غشاهاي مورداستفاده در جداسازي گاز غشاهاي پليمري كاربرد بسيار گستردهاي دارند اما ايجاد تعادل ميان گزينش پذيري و تراوش پذيري يكي از اصليترين مشكلات غشاهاي پليمري خالص ميباشد استفاده از غشاهاي زمينه مركب يكي از روشهاي غلبه بر اين محدوديت است غشاهاي زمينهمركب ظرفيت لازم براي رسيدن به ميزان بالاتر گزينش پذيري تراوش پذيري و يا هردو را نسبت به غشاهاي پليمري موجود دارند در اين پژوهش ابتدا از تركيب سيانوريككلرايد كه داراي گروههاي قطبي كلر در ساختار خود ميباشد براي ساخت غشا زمينه مركب پلي يورتان اوره استفاده شد سپس با تغيير ساختار ذرات با افزودن برخي گروههاي فعال آميني به آن و تغيير آن به ملامين و ۴و۶تريهيدرازينو و ۵تريآزين THDT چگونگي تأثير افزودن اين گروهها بر عملكرد غشا زمينه مركب در جداسازي گازها موردبررسي قرار گرفت همه غشاها توسط روش جدايي فازي از طريق تبخير حلال تهيه گرديدند غشاهاي خالص و زمينهمركب ساختهشده توسط آزمونهاي مورد ارزيابي قرار گرفتند همچنين تراوايي گازهاي FT IR XRD و SEM خالص دياكسيد كربن اكسيژن متان و نيتروژن در فشار بار و دماي درجه سانتيگراد براي تمامي غشاهاي خالص و زمينه مركب اندازهگيري شد نتايج آزمونهاي مشخصه يابي بيانگر اين موضوع هستند كه هر سه ذرهي استفادهشده سازگاري خوبي با پليمر پلي يورتان دارند و بهطور يكنواخت در غشا توزيع شدهاند با توجه به نتايج آزمون FT IR احتمال حضور ذرات سيانوريككلرايد در فاز سخت پلي يورتان اوره و ذرات ملامين و THDT در فاز نرم پلي يورتان اوره بيشتر ميباشد مقايسهي تراوايي گازها در پلي يورتان زمينهمركب غشا ميدهد نشان مركب زمينه غشاهاي اوره سيانوريك كلرايد بيشترين ميزان بهبود تراوش پذيري نسبت به غشا خالص را داشته است بطوريكه تراوش پذيري گازهاي دياكسيد كربن اكسيژن متان و نيتروژن به ترتيب از مقدار ۴۴ ۶ و ۴ در غشا پلي يورتان اوره خالص به مقدار ۶ ۴ ۴ و ۴ در غشا وزني درصد حاوي پلي يورتان اوره سيانوريككلرايد زمينهمركب سيانوريككلرايد افزايش يافت كه به ترتيب به ميزان ۵ ۴ و افزايش داشتهاند همچنين بيشترين ميزان افزايش گزينش پذيري مربوط به غشا زمينهمركب پلي يورتان اوره THDT بوده است كه در آن دياكسيد كربن به گزينش پذيري جفت گازهاي دياكسيد كربن به متان نيتروژن و اآسيژن به نيتروژن به ترتيب از مقدار و پلي خالص غشاي در يورتان اوره به و در غشاي وزني پلي يورتان

Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisors Morteza Sadeghi m sadeghi@cc iut ac ir Abstract Membrane technologies are among the newest gas separation technologies and today they are widely used in various oil gas and petrochemical industries Among different membranes being used in gas separation polymeric membranes are used more extensively But creating a balance between selectivity and permeability is one of the major problems of pure polymeric membranes Using mixed matrix membranes is a method to overcome this limitation Mixed matrix membranes possess necessary capacity to achieve a higher level of selectivity and permeability or both compared to available polymeric membranes In this study we initially used the cyanuric chloride compound which has chlorine polar groups in its structure in order to make poly urethane urea mixed matrix membranes Then by changing particles structure by adding some active amine groups to it and converting it to melamine and 2 4 6 Trihydrazine and 1 3 5 Triazine THDT we studied the effect of adding these groups on the performance of mixed matrix membranes in the process of gas separation All the membranes were prepared by using phase inversion method and through applying solvent evaporation Pure and mixed matrix membranes were then evaluated by using XRD FT IR and SEM techniques The result showed that all three particles distributed uniformly through the membrane and there is good compatibility between particles and polymer phases According to FT IR test result s the presence of Cyanuric Chloride particles in hard segments and THDT and Melamine particles in soft segments of polyurethane is more likely Also the permeability of carbon dioxide oxygen methane and nitrogen were measured at the pressure of 10 bar and at 30 C temperature for all the pure and Mixed Matrix Membranes Comparison of permeability of gases in Mixed Matrix Membranes shows that poly urethane urea Cyanuric Chloride Mixed Matrix Membrane has had the most rate of permeability improvement in comparison with the pure membrane so that the permeability of carbon dioxide oxygen methane and nitrogen which were respectively 83 44 7 26 11 72 and 3 48 in pure poly urethane urea membrane increased to 132 68 10 73 14 24 and 4 90 in poly urethane urea Cyanuric Chloride Mixed Matrix Membrane containing 10 wt of Cyanuric Chloride and thus they have increased 59 48 22 and 21 respectively The largest increase in the selectivity belonged to poly urethane urea THDT Mixed Matrix Membrane in which the selectivity of a pair of gases including carbon dioxide to methane carbon dioxide to nitrogen and oxygen to nitrogen increased from 7 12 24 00 and 2 09 in pure poly urethane urea a membrane to 12 46 46 14 and 2 40 in 10wt poly urethane urea THDT mixed matrix membrane and they increased 75 92 and 15 respectively Keywords Polyurethane Mixed Matrix Membrane Cyanuric Chloride Melamine 2 4 6 Trihydrazine 1 3 5 Triazine gas separation Isfahan University of Technology Derartment of chemical engineering

مرتضي صادقي

محمد ديناري

احمد محب، روح اله باقري