بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه جذب ترکیبات آروماتیکی BTX توسط جاذبه طبیعی مورینگا پرگرینا بررسی شده است. این جاذب از پسماند دانه های گیاه مورینگا پرگرینا پس شستشو و روغن کشی تهیه می گردد. آزمایش های جذب در شرایط ناپیوسته انجام شده است. اثرات پارامتر هایی مانند زمان تماس، غلظت اولیه محلول، مقدار جاذب و شدت همزدن بررسی شده است.طراحی آزمایش با استفاده از روش CCD و زیر شاخه رویه پاسخ RSM انجام شده است. غلظت تعادلی BTX هر نمونه توسط دستگاه GC اندازه گیری شد.
ایزوترم های جذب لانگمویر و فروندلیچ برای جذب BTX توسط جاذب مورد بررسی قرار گرفت نتایج نشان داد که مدل ایزوترم لانگمیور برای این فرآیند مناسب تر می باشد. فاکتورهای جذب BTX در حالت بهینه بدین صورت در نظر گرفته شد، زمان جذب30 دقیقه ،0,098 گرم مقدار جاذب برای محلول 100 mlو شدت همزدن 30 rpm می باشد. با اعمال این نتایج به راندمان جذب 90 درصد خواهیم رسید که نسبت به سایر جاذبه های طبیعی بسیار مطلوب می باشد. درصد جذب هر یک از ترکیبات پس از جذب 85±2 و 92±2 و 88±2 درصد به ترتیب برای بنزن و تولوئن و متا-زایلن بوده و راندمان آن90 درصد می باشد. این نتایج نشان دهنده تطبیق مناسب نتایج آزمایشگاهی با داده ها و پیش بینی نرم افزار می باشد
.1 مقدمه
امروزه به دلیل کاربرد گسترده از دو منبع انرژی و مواد خام در بسیاری از صنایع، از نفت و مشتقات آن استفاده می شود. ترکیبات آروماتیک و قابل اشتعال بنزن، تولوئن و ایزومرهای زایلن تحت عنوان BTX به عنوان حلال های صنعتی در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و به عنوان مکمل در سوخت ها اعم از بنزین و نفت به وفور پیدا می شود. این ترکیبات به صورت فراوان در پساب پالایشگاه های تولید مشتقات نفتی و واحدهای شیرین سازی موجود در پالایشگاه های گاز و حتی پساب های بیمارستانی وجود دارد که با تاثیر مستقیم بر آب های سطحی و زیرزمینی شده و منشاء انواع بیماری های اعم از بیماری های عصبی و حتی سرطان در انسان می شود.[9]
تجمع BTX مشکلات بسیاری در صنعت به همراه دارد از قبیل تولید کف، جلوگیری از بازسازی و بهره وری منفی و تعمیر و نگهداری و افزایش هزینه های عملیاتی را به دنبال دارد ،غلظت بالای این ترکیبات در آب موجب مسموم شدن آب شده و خطرات زیان آوری برای انسان و محیط زیست به همراه دارد. علاوه بر این با توجه به تجربیات در واحد های شیرین سازی و پالایشگاه های گاز، حدود 10 الی 15 درصد از ترکیبات BTX موجود در واحد های شیرین سازی به گاز منتقل می شود. این ترکیبات می تواند رسیدن تبدیل در کوره واحد بازیابی گوگرد SRU1 را کاهش دهد. حذف این آلاینده نفتی به صورت گسترده در بسیاری از فرآیندها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته شده است که از جمله می توان به اصلاح زیستی، اکسیداسیون توسط مواد شیمیایی، درمان بیولوژیکی ، فیلتراسیون های غشایی، جذب سطی بر روی جاذب از روش های مهم برای حذف این ترکیبات اشاره کرد.[7;8]
بر اساس مطالعات زوجین سانگ و همکاران در سال 2015 ،که به بررسی روش های حذف کارآمد BTEX محلول در آب توسط -F\FORGH[WULQ - -CD - اصلاح شده با poly - butyl methacrylate - و رزین - BMA-CO-CD2 - پرداختند. اثرات میزان -CD در , poly - butyl methacrylate - و قدرت یونی و مقدار pH محلول و درجه حرارت جذب BTEX مورد بررسی قرار گرفته و نتایج بدست آمده نشان داد که گروه های -CD در این نوع رزین ها نقش بسیار مهمی در جذب BTEX و نزدیک به مدل جذب فروندلیچ می باشد . شیمی کوانتومی این نتایج بدست آمده را تایید کرد ، در واقع رزین ها نقش بسیار مهمی در جذب ترکیبات BTEX ایفا می کند و همچنین دارای قابلیت هایی از جمله راندمان جذب بالا و جداسازی و بازسازی آسان بعد از جذب ترکیبات BTEX را دارا می باشد.[1]
بر اساس مطالعات عباس الغفوری و همکاران در سال 2014، که به بررسی اثر سطح کربن فعال در شیرین سازی گاز در واحد های پالایشگاهی با استفاده از محلول های آمین پرداختند. با توجه به داده های تجربی و معادله ایزوترم بدست آمده نیاز به طراحی یک بستر کربنی به صورت دقیق می باشد. در این مطالعه جذب BTEX با استفاده از محلول دی اتانول آمین DEA1 همراه با کربن فعال تجاری با گرانول استفاده شده است. از مدل تعادلی و ایزوترم لانگمیر و فروندلیچ و sipsبرای توصیف داده های تعادلی از نمونه های AC2 استفاده شده است.
دقت نتایج بدست آمده برای مدل های ایزوترم به صورت رگرسیون گزارش شده و نتایج نشان می دهد که مدل های جذب فروندلیچ و sips می تواند مدل بهتری در مقایسه با مدل لانگمیر باشد. با توجه به منحنی های بدست آمده از داده های آزمایشگاهی، یک مدل ریاضی برای توصیف نحوه انتقال جرم ذرات BTEX بین محلول آمین و ذرات جامد پیشنهاد شده است. که با توجه به نتایج بدست آمده مدل ارائه شده رضایت بخش می باشد.[2]
بر اساس مطالعات نورمرادی و همکاران در سال 2012، ظرفیت جذب BTEX از محلول های آبی را توسط مونتموریلونت MT اصلاح شده با پلی اتیلن گلایکول - PEG-MT3 - را مورد بررسی قرار دادند.با انجام آزمایش جذب پیوسته به بررسی اثر برخی از پارامترهای مختلف مانند نرخ بارگیری سورفاکتانت، زمان تماس، مقدارpH ،غلظت جاذب، قدرت یونی محلول و تغیرات دمایی در جذب BTEX توسط جاذب PEG-MT پرداختند.
ظرفیت جذب PEG-MT با افزایش میزان 200 درصدی ظرفیت کاتیونی CEC4 از خاک رس افزایش یافته است. این تعادل در مدت 24 ساعت انجام شد و ظرفیت جذب به صورت B<T<E<X می باشد . نتایج بدست آمده از ایزوترم های جذب نشان داد که مدل فروندلیچ بهترین گزینه برای جذب بوده و واکنش سنتیکی از نوع شبه مرتبه دوم می باشد. این مطالعه نشان داد که جذب ترمودینامیکی توسط جاذب خود به خودی بوده و واکنش گرماگیر و جذب BTEX در دماهای بالا مقرون به صرفه می باشد.[3]
