مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

مطالعه آزمایشگاهی بررسی اثر ناخالصی‌ها و نانوذرات بر روی کف‌زایی محلول آمین و عملکرد ضدکف در فرآیند شیرین‌سازی گاز طبیعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی شیمی، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، خوزستان، ایران
2 گروه مهندسی نفت، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، ایران
3 انستیتو مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
10.22034/ijche.2025.501106.1493
چکیده
هدف از این تحقیق، بررسی اثر متقابل حضور نانوذرات و ناخالصی‌های محلول آمینی و گاز طبیعی در تشکیل کف و همچنین تأثیر آنها بر عملکرد ضدکف در فرآیند جذب گازهای اسیدی دی‌اکسید‌کربن و سولفید هیدروژن از مخلوط گاز طبیعی است. اثر کف‌زایی گازهای دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن، متان و اتان و نیتروژن، بر روی محلول آمین بررسی گردید. در ادامه، اثر وجود چهار نانوذره شامل نانو آلومینا، نانو سیلیس، نانو اکسید گرافن، نانو لوله کربنی چند دیواره، بر کف‏زایی حلال و اثر متقابل حضور ناخالصی‌های آلی شامل اسید استیک، فورمیک اسید، والریک و اکتانوئیک اسید و نانوذرات در کف‌زایی حلال بررسی شد. نتایج نشان داد که حل شدن گازهای اسیدی در محلول آمین سبب بیشتر شدن میزان کف تشکیل شده می‌شود. همچنین حضور نانوذرات ‌سبب افزایش میزان کف زایی در حلال می‌شود. ذرات نانولوله کربنی کمترین مقدار تشکیل کف را در حضور ناخالصی‌ها در محلول آمینی از خود نشان داد. حضور همزمان نانوذرات و آلاینده‌های آلی در حلال، سبب افزایش میزان کف از 46 تا 260 درصد می‌گردد. همچنین در حضور ضدکف سیلیکونی، ‌وجود نانوذرات تا 100 درصد سبب کاهش سرعت کف‌زدایی در محلول آمینی گردید. قدرت کف‌زدایی به ترتیب برای نانولوله کربنی < اکسید گرافن < نانو آلومینا < نانو سیلیس، مشاهده گردید.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Experimental Study on the Effect of Impurities and Nanoparticles on the Foaming Behavior of Amine Solutions and the Antifoaming Performance in Natural Gas Sweetening Processes

نویسندگان English

Maryam Ababsi 1
Naser Akhlaghi 2
Siavash Riahi 3
Mojgan Abbasi 3
1 Department of Petroleum Engineering, Omidiyeh Branch, Islamic Azad University, Omidiyeh, Iran
2 Department of petroleum Engineering,, Islamic Azad University, Omidiyeh Branch, Omidiyeh, Iran
3 Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

The aim of this research is to investigate the interaction of nanoparticles and impurities in amine solutions and natural gas in foam formation, as well as their impact on antifoaming performance in the absorption process of acidic gases (CO2/H2S) from natural gas mixtures. The foaming effect of gases such as carbon dioxide, hydrogen sulfide, methane, ethane, and nitrogen on amine solutions was examined. Subsequently, the effect of four nanoparticles, including nano-alumina, nano-silica, graphene oxide nanoparticles, and multi-walled carbon nanotubes, on the foaming properties of the solvent, as well as the interaction of organic impurities (acetic acid, formic acid, valeric acid, and octanoic acid) and nanoparticles on the solvent's foaming behavior, were analyzed. The results showed that the dissolution of acidic gases in amine solutions leads to an increase in foam formation. Moreover, the presence of nanoparticles increases the foamability of the solvent. Among the nanoparticles, carbon nanotubes exhibited the lowest foam formation in the presence of impurities in amine solutions. Simultaneous presence of nanoparticles and organic pollutants in the solvent resulted in an increase in foam formation by 46% to 260%. Additionally, in the presence of silicone-based antifoam agents, nanoparticles reduced the defoaming rate of the amine solution by up to 100%. The defoaming efficiency was observed in the order of multi-walled carbon nanotubes < graphene oxide < nano-alumina < nano-silica.

کلیدواژه‌ها English

Foaming
Nanoparticles
Amine Solution
Antifoam
Impurities
Gas Sweetening

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 19 آبان 1404