حذف ترکیبات گوگردی از مشتقات نفتی با فرآیند تبخیر نفوذی

گوگردزدایی از سوخت هایی همچون بنزین موضوع بسیار مهمی است. زیرا وجود گوگرد در سوخت باعث نشر ترکیبات اکسیدی گوگرد در هوا می شود. علیرغم اینکه روش های پیشرفته زیادی برای گوگردزدایی ابداع شده است، تحقیقات برای یافتن روشی اقتصادی تر و زیست سازگارتر برای حذف گوگرد همچنان ادامه دارد و سالانه قوانین سختگیرانه جهانی جدیدتری برای کمتر کردن میزان مجاز گوگرد در سوخت نصب می شود. تبخیر نفوذی فرآیند نسبتاً جدیدی از جداسازی های غشایی است که در زمینه گوگردزدایی توجه محققان را به خود جلب کرده است و نسبت به سایر روش ها دارای مزایای خاصی است. تحقیقاتی که در زمینه تبخیر نفوذی انجام می شود در چند زمینه مختلف می باشد از جمله به کار گیری غشاهای مناسب تر جدید، اصلاح خواص غشاهای موجود، مطالعه تأثیر ترکیب خوراک در نتایج عملیات و پارامترهای موثر عملیاتی در افزایش مقیاس. با توجه به نزدیکی پارامتر حلالیت پلیمر pvp به تیوفن، این پلیمر به عنوان ماده ای مناسب برای ساخت غشاهای مورد استفاده در گوگردزایی می باشد. اما به علت مشکل بودن ساخت غشای از این ماده، استفاده از آن مشکل می باشد. در این پروژه غشای کامپوزیت ترکیبی از پلی وینیل پیرولیدون (pvp) و پلی اتیلن گلیکول (peg) بر روی لایه ساپورت پلی اتر سولفون (pes) ساخته شد و برای گوگردزدایی با فرآیند تبخیر نفوذی مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا تحقیقات بر روی pes و برای افزایش تخلخل لایه ساپورت انجام شد. غشاهای pes با تکنیک لووب-سوریراجان ساخته شدند. تأثیر غلظت پلیمر در محلول ریخته گری و افزودنی های pvp و peg و تأثیر دمای حمام بر تخلخل غشاهای ساخته شده مطالعه شد. غشاهای ساخته شده با ترکیب 15 درصد وزنی pes و 3 درصد وزنی pvp که در حمام 40 درجه سانتیگراد ساخته شدند، به عنوان غشای بهینه با تخلخل بالا انتخاب شد (تقریباً 78%). لایه بالایی ترکیبی pvp/peg با استفاده از فیلم-کش بر روی لایه ساپورت کشیده شد. غشاهای pvp/peg با ترکیب درصدهای متفاوت از این دو پلیمر ساخته شد و برای حذف تیوفن از محلول n-هپتان با فرآیند تبخیر نفوذی استفاده شد. مشخصه یابی غشاها با تست تورم، اندازه گیری میزان جریان آب عبوری و تصویربرداری sem و afm انجام شد. پارامترهای عملیاتی مثل دمای خوراک، غلظت خوراک و پلاریزاسیون غلظتی در غشاهایی با درصدهای متفارت از peg در لایه بالایی بررسی شد. نتایج نشان داد که غشاهای ساخته شده در این پروژه که در زمان کوتاهی آماده شدند، مزایای خاصی نسبت به سایر غشاها دارند از جمله اینکه ایجاد پیوند عرضی بدون واکنش شیمیایی صورت می گیرد و مرحله پیش آغشته سازی (pre-wetting) حذف شده است. به علاوه این غشاها نسبت به سایر غشاها نتایج عملیاتی بهتری را برای حذف تیوفن از n-هپتان نشان می دهند.