17568

17568

مطالعه تجربي جداسازي امولسيون آب-نفت تحت تاثيرميدان مغناطيسي و انتخاب نانوذره مناسب

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيند

1393

اسفند 1395

دكتر سيدحسن هاشم آبادي

شيمي، نفت و گاز

در اين پژوهش، به بررسي جداسازي آب از امولسيون پايدار آب-گازوييل با استفاده از نانوذرات مغناطيسي و اعمال ميدان مغناطيسي خارجي پرداخته شده است. سنتز نانوذرات مغناطيسي با روش هم¬رسوبي در حضور اكسنده انجام شده است. هم¬چنين براي پايدار¬سازي اين نانوذرات در معرض اكسيداسيون و اعمال خاصيت آب¬دوستي- آب¬گريزي به آن¬ها، پوشش ستيل تري متيل آمونيوم برومايد استفاده شده است. شناسايي ساختار، تركيبات شيميايي، مورفولوژي، تعيين سايز و اندازه گيري خواص مغناطيسي نانوذرات، توسط آناليز¬هاي XRD، FTIR،EDX ،TGA ،DLS ،VSM و عكسFESEM بررسي شده¬اند. نتايج پراش اشعه ايكس نشان داد نانوذرات مگنتيت عاري از هرگونه ناخالصي است. نتايج طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه نيز نشان داده كه پوشش ستيل تري متيل آمونيوم برومايد روي نانوذره مگنتيت پيوند داده است. طبق آزمايش، قطر متوسط در توزيع اندازه نانوذرات، برابر 7/32 نانومتر گزارش شده است. هم¬چنين خاصيت مغناطيسي نيز با دستگاه مغناطيس سنج نمونه لرزان اندازه¬گيري و اشباع مغناطيسي آن¬ها emu/g 2/58 به¬دست آمده¬است. هنگام سنتز نانوذرات مغناطيسي، غلظت¬هايي برابر با غلظت بحراني تشكيل مايسل، سه برابر و ده برابر آن مورد بررسي قرار گرفت كه در نتيجه هنگامي كه مقدار غلظت ده برابر غلظت بحراني تشكيل مايسل ستريمونيوم برومايد باشد، پوشش نانوذرات پيوند قوي¬تري با سطح مگنتيت داده و پيوند¬هاي آن، پيك هاي بسيار عريضي در آناليز طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه نشان مي¬دهند و با 3/99 درصد آب¬زدايي به عنوان غلظت بهينه انتخاب شده است. هم¬چنين براي تعيين مقدار نانوذره بهينه جهت آب¬زدايي، مقادير 04/0، 06/0، 08/0، 1/0و 2/0 گرم از نانوذره سنتز شده به 20 ميلي ليتر امولسيون پايدار اضافه شده و در نهايت مقدار 1/0 گرم نانوذره با 3/99 درصد آب¬زدايي به¬عنوان مقدار بهينه انتخاب شده است. هم¬چنين نانوذرات، بدون افت در مقدار بازدهي، تا سه بار مجددا بازيافت شده و مورد استفاده قرار گرفته¬اند.

1396/04/13

1/1/1900 12:00:00 AM

In this study novel magnetic demulsification of synthetic water in Oil (W/O) emulsion was discussed. For this application, Cetyl Tri methyl Ammonium Bromide (CTAB) coated nano magnetite have been successfully synthesized using the chemical coprecipitation method. Owning to hydrophiphilic properties of CTAB, fine water droplets tagged to the nano particles and the vial settled on the hand magnet. Super-paramagnetic properties of nano particles, allowed for convenient isolation by magnetic field. The morphology, structure, particle size and magnetic properties of nano particle have been characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Energy-Dispersive X-ray (EDX) spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermo-Gravimetric Analysis (TGA), Dynamic Light Scattering (DLS), Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) picture. XRD analysis indicates that the nano particles did not have any impurity. Formation of CTAB coating on nano particle surfaces was proofed by FTIR test. Most of the magnetic nano particles have an average diameter of 32.7 nm, and the saturation magnetization value of coated nano particles were found to be 58.2 emu/gr .The water content of emulsion has been measured by Karl Fischer titrator. The 99.3% reduction of water content was achieved with 0.1 g nano particles in 20 ml emulsion and after 3 times recycling, the efficiency remained constant. In order to announce the optimum amount of nano particles in 20 ml emulsion, i.e. 0.1 g, experiments were carried out for different masses of nano particles, including 0.04, 0.06, 0.08, 0.1 and 0.2 g. This indicates that CTAB-coated Fe3O4 nano particles should perform well in the demulsification of gas oil.