23965

ساخت و بهينه‌سازي فوم‌هاي بر پايه نانوالياف پلي‌آنيليني تميزكننده خطوط انتقال نفت خام به روش هيدروتست و بررسي تاثير آن در كاهش اثرات زيست محيطي و مصرف سوخت و انرژي

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي-سيستم هاي انرژي و محيط زيست

99-00

99/08/30

دكتر عليرضا زاهدي

فناوري هاي نوين

در پژوهش انجام شده با در نظر گرفتن نيازهاي جدي براي پاكسازي خطوط انتقال نفت، براي اولين بار اقدام به ساخت نمونه فوم¬هاي جاذب پلي¬يورتان حاوي نانوالياف پلي¬آنيلين شد. با توجه به آزمون¬هاي متعدد ميداني كارايي اين فوم¬هاي نوين در جذب نفت و پاك سازي خطوط انتقال نفت مشخص شد. همچنين با استفاده از نانوالياف پلي¬آنيلين اقدام به اصلاح ساختار فوم¬هاي دو جزيي پلي¬يورتان به عمل آمد كه همين امر باعث افزايش سطح ويژه و بهبود كارايي اين فوم ها در جذب نفت شد. به منظور مشخصه يابي هاي فيزيكي و شيميايي فوم هاي پلي¬يورتان حاوي نانوالياف پلي¬آنيلين آزمون هاي طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز، استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آزمون پراش اشعه ايكس شد، آزمون اندازه گيري ميزان تخلخل و آزمون جدب نفت انجام شد. به منظور بهبود كارايي وحصول نتيجه بهتر در جذب نفت اقدام به بهينه سازي نانوالياف پلي¬آنيلين با مولفه هاي انتخابي نسبت مولي آنيلين به آمونيوم پر سولفات، نسبت آنيلين به متان سولفونيك اسيد و ميزان غلظت نانوالياف مورد استفاده در ساختار فوم، شد. پس از انجام آزمايشات جدول طراحي آزمايش و با در نظرگرفتن پاسخ هاي ضريب جذب نفت و هزينه،اقدام به تشكيل بهينه ترين نمونه فوم پلي¬يورتان حاوي نانوالياف پلي¬آنيلين با نسبت مولي آنيلين به آمونيوم پرسولفات برابر 43/1، نسبت آنيلين به اسيد برابر 105/0 وغلظت 433/0شد. بهينه ترين فوم حاوي نانوالياف با ضريب جذب نفت 038/5 و هزينه 748/1 دلار با مطلوبيت 2/74 %حاصل شد. با سنجش ميزان كارايي اين فوم، همچنين قيمت تمام شده نهايي آن مي توان دريافت از اين فوم در به كارگيري رسوب زدايي خطوط انتقال نفت و كاهش اثرات زيست محيطي و مصرف انرژي، استفاده كرد.

1400/04/07

Fabrication and optimization of foams based on polyaniline nanofibers for cleaning crude oil transmission lines by hydrotest method and investigating its effect in reducing environmental effects and fuel and energy consumption

11/21/2021 12:00:00 AM

In this study, considering the serious needs for cleaning oil transmission lines, for the first time, samples were made of polyurethane adsorbent foams containing polyaniline nanofibers. According to various field tests, the efficiency of these new foams in oil absorption and cleaning of oil transmission lines was determined. Also, using the use of polyaniline nanofibers, the structure of two-component polyurethane foams was modified, which increased the specific surface area and improved the efficiency of these foams in oil absorption. To physically and chemically characterize polyurethane foams containing polyaniline nanofibers, Fourier transforms infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction test, porosity measurement test, and oil adsorption test was performed. To improve the efficiency and achieve a better result in oil adsorption, polyaniline nanofibers were optimized with selected components: molar ratio of aniline to ammonium sulfate, the ratio of aniline to methane sulfonic acid, and the concentration of nanofibers used in the foam structure. After performing the experiments of the test design table and considering the responses of oil absorption coefficient and cost, the most optimal sample of polyurethane foam containing polyaniline nanofibers with a molar ratio of aniline to ammonium persulfate equal to 1.43, aniline to acid ratio was formed. Was equal to 0.105 and the concentration was 0.433. The most optimal foam containing nanofibers with an oil absorption coefficient of 5,038 and a cost of $ 1.748 was obtained with a utility of 74.2%. By measuring the efficiency of this foam, as well as its final cost, it can be obtained from this foam in using descaling oil transmission lines and reducing environmental effects and energy consumption.

فوم هاي جاذب، نانوالياف، رسوب زدايي، ضريب جذب نفت، طراحي آزمايش، بهينه سازي

Absorbent foams, nanofibers, descaling, oil absorption coefficient, test design, optimization