سنتز زئولیت نوع naa برای جداسازی دی اکسید کربن از متان در فرایند جذب سطحی

دی اکسید کربن یکی از آلاینده¬های اصلی گاز طبیعی است و به دلیل طبیعت خورنده¬اش منجر به ایجاد مشکلاتی در ذخیره و انتقال گاز طبیعی می¬گردد. به همین دلیل، حذف دی اکسید کربن از متان به منظور بهبود کیفیت گاز طبیعی به یک فرآیند صنعتی مهم تبدیل شده است. از میان روش¬هایی که برای جداسازی مخلوط گازی دی اکسید کربن-متان به کار برده شده¬اند جذب سطحی یک روش اقتصادی و آسان می¬باشد. در این فرآیند، انتخاب یک جاذب مناسب به منظور حذف موثر دی اکسید کربن از متان دارای اهمیت ویژه¬ای است در این میان جاذب¬های زئولیتی به دلیل مزایایی از قبیل به دلیل کم هزینه بودن، مساحت سطح بالاتوجهات زیادی را به خود جلب نموده¬اند. در این مطالعه، زئولیت naa، به عنوان یک جاذب مناسب برای جداسازی گاز طبیعی به روش هیدروترمال سنتز گردید و تأثیر پارامترهایی از قبیل دما و زمان تبلور روی بلورینگی و مورفولوژی زئولیت naa، سنتزی بررسی شد. محصولات سنتز شده به وسیله¬ی آنالیزهایxrd ،ftir ،sem وbet شناسایی شدند. نتایج نشان دادند که بلورینگی و اندازه ذرات نمونه¬های سنتز شده با افزایش زمان تبلور از h8 به h20 افزایش می¬یابد. همچنین بلورینگی نمونه¬ها با افزایش دمای تبلور از k363 به k 393 کاهش یافت. در نهایت، دماو زمان بهینه برای سنتز naa به ترتیب k363 و h20 بودند. در گام بعدی، عملکرد بهترین نمونه برای حذف دی اکسید کربن از مخلوط گازی دی اکسید کربن-متان در فرآیند جذب سطحی بررسی گردید و با زئولیت naa تجاری مقایسه شد. آزمایش¬های جذب سطحی در سه دمای k277، k290 و k310 و در فشارهای بالا تا bar10 انجام شدند. ظرفیت جذب سطحی دی اکسید کربن روی زئولیت¬های naa تجاری و سنتزی در دمای k277 و فشار bar10 به ترتیب برابر با mmol/gr 03/6 وmmol/gr 42/6 بودند. سپس داده¬های آزمایشگاهی با استفاده از مدل¬های لانگمیر و سیپس توصیف شدند. در نهایت، مدل سیپس برازش بهتری از داده-های تجربی را ارائه نمود. حرارت جذب سطحی دی اکسید کربن و متان روی زئولیت¬ها از معادله¬ی وانت هوف تعیین گردید. در بخش بعدی، عملکرد جذب سطحی زئولیت¬های x13 و کلینوپتیلولیت طبیعی، به عنوان جاذب، برای حذف دی اکسید کربن از مخلوط گازی دی اکسید کربن-متان مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش¬ها مشابه با روند ذکر شده برای زئولیت naa در شرایط مطالعه قبلی انجام شدند (دمایk277،k 290 و k310 و در فشارهای بالا تا bar10). ظرفیت جذب سطحی زئولیت¬های x13 و کلینوپتیلولیت طبیعی در دمای k277 و فشار bar10 به ترتیب برابرmmol/gr 39/7 و mmol/gr 80/2 بودند. به طور مشابهی، داده¬ها با مدل سیپس بهتر برازش شدند. بیشترین انتخاب¬گری ایده¬ال دی اکسید کربن روی متان برای زئولیت¬های x13 و کلینوپتیلولیت، دوباره، در فشار اتمسفریک به دست آمده بودند.