تهیه و ارزیابی غشای پلیمری ترکیبی اصلاح شده به وسیله نانوذرات برای جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی

چکیده جداسازی گازهای نیتروژن- متان از جمله فرآیندهای بسیار مهم و پرکاربرد در زمینه ارتقاء گاز طبیعی و افزایش ارزش حرارتی آن می باشد. استفاده از غشاهای شبکه آمیخته در این جداسازی می تواند به کاهش مصرف انرژی کمک فراوانی کند. در این راستا، در این تحقیق غشاهای شبکه آمیخته از ترپلیمر اکریلونیتریل- بوتادین- استایرن (abs) حاوی نانو ذرات سولفید مس و همچنین غشای abs حاوی ذرات زئولیت، تهیه و رفتار تراوایی و گزینش پذیری آنها برای گازهای نیتروژن، متان و دی اکسید کربن مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت مشخص شد که افزودن ذرات پرکننده می تواند تراوایی و گزینش پذیری غشای abs خالص را بهبود ببخشد. به عنوان مثال تراوایی نیتروژن در غشای abs خالص از 103/0 بارر به 368/0 بارر در غشای شبکه آمیخته حاوی 1 درصد نانو ذرات سولفید مس می رسد. با ادامه افزایش میزان نانو ذرات و در نتیجه افزایش حجم های آزاد و فضاهای خالی ایجاد شده در غشای حاوی 3% وزنی نانو ذرات تراوایی به 487/0 و در غشای 4% وزنی به 514/0 بارر می رسد . این افزایش در مورد گازها ی متان و دی اکسید کربن نیز مشاهده می گردد در حالی که گزینش پذیری کاهش اندکی می کند. غشای شبکه آمیخته abs حاوی ذرات زئولیت، تراوایی گاز نیتروژن در غشای شبکه آمیخته حاوی 1 درصد وزنی زئولیت به 152/0 رسیده است که افزایش 5/47 درصدی را نشان می دهد. برای گازهای متان و دی اکسید کربن نیز بترتیب تراوایی از 126/0 و 97/2 بارر به 207/0 و 678/5 می رسد که افزایش 2/64 و 1/91 درصدی تراوایی را نشان می دهد و گزینش پذیری در همان محدوده غشای خالص abs باقی می ماند.