تعيين شرايط بهينه جداسازي دي اكسيد كربن از گاز طبيعي با استفاده از طراحي آزمايشات : روش نقطه مركزي

وجود ناخالصي‌هايي نظير H2S و CO2 در گاز طبيعي سبب مشكلاتي مانند خوردگي خطوط لوله، سمي شدن و كاهش ارزش حرارتي گاز مي‌شود. بنابراين براي كنترل خوردگي و بقيه مشكلات حاصل از وجود گازهاي اسيدي در صنايع مختلف شيميايي از قبيل پالايشگاه‌ها، صنايع پتروشيمي و صنايع گاز، حذف اين گازها تا غلظت‌هاي بسيار پايين (ppm) ضروري مي‌باشد. از ميان فرآيندهاي مختلف جداسازي ناخالصي‌ها از گاز طبيعي، جذب بر روي جامد به علت سهولت و هزينه پايين و نيز امكان دستيابي به مقادير حذف بالاي دي‌اكسيدكربن موردتوجه قرار گرفته است. از ميان جاذب‌هاي مختلف، غربال ‌مولكولي SAPO-34 به علت اندازه حفرات مشابه دي‌اكسيدكربن و بزرگ‌تر از متان جداسازي بالايي را ارائه مي‌دهد. در اين پروژه، اصلاح جاذب SAPO-34 با تركيبات مختلف در شرايط عملياتي مختلف جهت جداسازي دي‌اكسيدكربن از گاز طبيعي بررسي مي‌شود. تغييرات در SAPO-34 شامل تغيير در نسبت Si/Al كه منجر به تغيير اسيديته مي‌شود و همچنين تبادل يون مي‌باشد. اين تغييرات توسط تكنيك‌هاي مختلف آناليز مانند EDX، SEM، XRD و BET مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. نتايج آناليز XRD نشان داد كه ساختار زئوليت‌هاي اصلاح‌شده با سولفات‌مس، نيترات‌آمونيوم و اسيدفسفريك با ساختار زئوليت SAPO-34 تطابق دارد و هيچ‌گونه فاز اضافي و يا ماده جديد در حين تبادل يون تشكيل نشده است. اثر دما و فشار بر مقدار جذب نيز توسط انجام آزمايش روي جاذب‌ها در دماهاي ̊ Ϲ 5، 20 و 35 و در فشارهاي bar 3، 5 و 7 بررسي شد. نتايج نشان داد كه با افزايش فشار و كاهش دما، مقدار جذب افزايش يافت، اما در دماهاي خيلي كم و فشارهاي خيلي بالا اين روند تا حدودي معكوس گرديد. درنهايت از بهينه‌سازي آزمايش‌ها مشخص شد كه جاذب P-SAPO-34 در دماي ̊ Ϲ 4/17 و فشار bar 6/4 بيشترين درصد جداسازي (%95) را ارائه مي‌دهد و مقدار جذب در جاذب‌ها نيز به اين صورت مي‌باشد: P-SAPO-34 H-SAPO-34 Cu-SAPO-34