ساخت، اصلاح و ارزیابی غشاهای انتقال تسهیل یافته برای جداسازی اتیلن از اتان
چکیده
در این پایان نامه مهمترین بخشهای مطالعات کتابخانه ای، جزئیات ساخت سیستم جداسازی گاز، ساخت و ارزیابی غشاها گردآوری گردیده است. اصلی ترین بخشهای این گزارش عبارتند از: • جمع آوری اطلاعات لازمه از مقالات منتشر شده در زمینه ساخت غشاهای انتقال تسهیل یافته • معرفی مواد شیمیایی مورد نیاز برای انجام پروژه • روشهای بکار گرفته شده در ساخت غشاها • اجزای سیستم جداسازی گاز و نحوه کارکرد آن • نتایج آزمونهای انجام شده مواد شیمیایی مورد نیاز همگی از شرکتهای خارجی تهیه گردیده اند و بر سه گونه اصلی مواد پلیمری، نمکهای معدنی و حلالهای آلی دسته بندی شده اند. برای ساخت غشاها که از نوع مرکب بودند از دو روش اصلی استفاده گردیده است. از روش تغییر فاز برای تهیه غشاهای زیر لایه و از روش قالبگیری - تبخیر حلال برای ایجاد لایه فعال روی غشاها استفاده گردیده است. برای تست غشاهای استفاده شده، یک سیستم غشایی جداسازی گاز که دارای اجزای متنوعی میباشد ساخته و استفاده گردید. فشار عملیاتی تست این غشاها در محدوده 1 تا bar 4 انتخاب گردید. در این پروژه از سه ماده پلیمری پلی اتیلن اکساید، پلی وینیل پیرولیدن و پلی وینیل الکل برای ساخت غشا استفاده گردید. از نمکهای تترافلورو بورات نقره، نیترات مس و کلرید مس و همچنین نیترات نقره به عنوان سازنده سایتهای حامل در ساخت غشا استفاده گردید. از میان نمکهای مورد استفاده، تترافلوروبورات نقره بالاترین کیفیت را در جداسازی اتیلن از اتان نشان داد. نمکهای دیگر کیفیت چندان بالایی نداشتند و جداسازی چندان متاثر از مکانیسم انتقال تسهیل یافته انجام نمی شد. نمک مس نسبت به نمک تترافلوروبورات نقره کارایی ضعیفتر ولی نسبت به نمک نیترات نقره کارایی بهتری داشت. از میان پلیمرها، پلی وینیل الکل به هنگام قالبگیری محلول پلیمری و در فاصله خشک شدن غشا، فرایند احیا شدن یونهای نقره را تسریع می بخشید و غشای چندان یکدستی حاصل نمیشد. اما پلی اتیلن اکساید و پلی وینیل پیرولیدن برای ساخت چنین غشاهایی بسیار مناسب نشان دادند. غشاهای ساخته شده قبل و حین انجام آزمون تراوش پذیری مورد ارزیابی قرار گرفته اند. برای این منظور آزمایشهای متفاوتی روی غشاها انجام گردید. از جمله این آزمونها میتوان به آزمونهای طیف سنجی، آنالیز حرارتی، میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ اتمی، پراکنش اشعه ایکس، و مقاومت مکانیکی اشاره کرد. در بخشی از این پروژه به طور خاص روی مشکل پایداری غشاها که نقطه عطفی در تحقیقات محققین در این زمینه است تمرکز گردیده است. امید است که مطالب جمع آوری شده بتواند زمینه ساز بکارگیری غشاهای انتقال تسهیل یافته برای جداسازی اتیلن از اتان در کشور عزیزمان باشد.