عنوان

بررسی آزمایشگاهی خواص جذب سطحی زئولیت DD۳R در جداسازی پروپیلن از پروپان

IR

۳۶۲۱پ

فارسی

IR

بررسی آزمایشگاهی خواص جذب سطحی زئولیت DD۳R در جداسازی پروپیلن از پروپان

[پایان‌نامه]

Experimental study of adsorptive properties of DD۳R zeolite in separation of propylene from propane

/حامد عبدی

: مهندسی شیمی

، ۱۳۹۷

۱۰۷ص

زبان: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، نمودار، جدول

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- فرایندهای جداسازی

۱۳۹۷/۱۱/۰۱

صنعتی سهند

جداسازی پروپیلن از پروپان از جداسازی‌های مهم و پرهزینه در صنایع پتروشیمی به‌شمار می‌رود که با روش رایج تقطیر تبریدی انجام می‌شود .محققان همواره به‌دنبال روش‌های کارآمد با هزینه‌های کمتری نسبت به تقطیر تبریدی هستند .جذب‌سطحی در صورت وجود جاذب‌های با انتخابگری بالا، به‌عنوان یکی از روش‌های کارآمد معرفی شده‌است .اولین قدم در طراحی و یا افزایش مقیاس یک واحد جذب‌سطحی برای یک جداسازی بخصوص، یافتن جاذب مناسب می‌باشد .جاذب‌های زئولیتی به‌ویژه زئولیت‌های سیلیکا خالص مانندDD ۳ Rبا داشتن طول عمر بالا، پایداری حرارتی و شیمیایی بالا و از همه مهم‌تر انتخابگری بسیار بالای این زئولیت نسبت به پروپیلن به‌عنوان جاذب مناسب برای جداسازی مذکور می‌باشند .در پایان‌نامه حاضر، خواص تعادلی و سینتیکی زئولیتDD ۳ Rدر جذب‌سطحی پروپیلن و پروپان در دماهای ۳۰۳، ۳۳۳، ۳۷۳ و K ۴۲۳ تا فشارهای bar ۱۰ بررسی شده‌اند .داده‌های جذب تعادلی پروپیلن با استفاده از ایزوترم لانگمویر دوسایتی بررسی شده‌اند .از طرفی باتوجه به اهمیت محاسبات سینتیکی، داده‌های سینتیکی پروپیلن و پروپان با استفاده از مدل هم‌دمای کرانک و یک مدل توسعه‌داده شده در این پایان‌نامه برازش شده‌اند .به‌این منظور اثر توزیع اندازه ذرات جاذب در محاسبات سینتیکی بررسی شده‌است .به‌طوری‌که بررسی اثر توزیع اندازه ذرات جاذب در سینتیک جذب تابه‌حال بررسی نشده و یک گام ابتکاری می‌باشد .مدل سینتیکی توسعه داده‌شده در این پایان‌نامه با فرض غلظت متغیر جذب‌شونده در مرز ذرات جاذب می‌باشد .ظرفیت‌های جذب تعادلی اشباع پروپیلن در مجموع دو سایت جذب برای پروپیلن در دماهای ۳۰۳، ۳۳۳، ۳۷۳ و K ۴۲۳ به ترتیب برابر ۲/۸۳، ۲/۴۷، ۲/۲۰ و mol/kg ۲/۰۷ پیش‌بینی شده‌است .باتوجه به عدم رسیدن به تعادل در جذب پروپان، ایزوترمی برای آن ارایه نشده است .ضرایب نفوذ پروپیلن در زئولیتDD ۳ Rبا فرض توزیع اندازه ذرات جاذب، در دماهای ۳۰۳، ۳۳۳، ۳۷۳ و K ۴۲۳ در فشار تقریبی bar ۰/۳۱۶ با مدل کرانک به ترتیب دمایی ۱۰-۱۴‌۱/۱۳، ۱۰-۱۴‌۱/۶۶، ۱۰-۱۴‌۲/۰۰ وm ۲ /s۱۰-۱۴‌۳/۱۵ و برای مدل توسعه داده شده به ترتیب دمایی گفته شده برابر با ۱۰-۱۴‌۱/۴۸، ۱۰-۱۴‌۲/۶۹، ۱۰-۱۴‌۲/۸۴ وm ۲ /s۱۰-۱۴‌۴/۱۵ می‌باشند .ضرایب نفوذ پروپان در زئولیتDD ۳ Rدر دماهای ۳۳۳، ۳۷۳ و K ۴۲۳ با مدل کرانک، به ترتیب دمایی برابر با ۱۰-۱۹‌۸/۲۳، ۱۰-۱۹‌۲۲/۵۸ وm ۲ /s۱۰-۱۹‌۸۳/۵۹ می‌باشند .انتخابگری سینتیکی پروپیلن به پروپان ، در دماهای ۳۳۳، ۳۷۳ و K ۴۲۳ به‌ترتیب حدود ۱۰۴‌۳/۲۷ ، ۱۰۴‌۱/۲۶ و ۱۰۳‌۴/۹۶ به‌دست آمده‌اند .

103, respectively.‌104 and 4.96‌104, 1.26‌10-19m2/s, respectively. Kinetic selectivities of propylene/propane at temperatures 333, 373 and 423 K are 3.27‌10-19 and 83.59‌10-19, 22.58‌10-14 m2/s, respectively. Also, propane diffusion coefficients in DD3R zeolite at temperatures of 333, 373 and 423K obtained from Cranks model, are 8.23‌10-14 and 4.15‌10-14, 2.84‌10-14, 2.69‌10-14 m2/s and with the developed model are 1.48‌10-14 and 3.15‌10-14, 2.00‌10-14, 1.66‌Separation of propylene from propane is considered as an important and costly separation in petrochemical industries, which is carried out by conventional distillation method. Researchers are always looking for efficient methods at a lower cost than distillation. In case of adsorbents with high selectivities, adsorption technology could be a very promising alternative. The first step in designing and scale-up of an absorption plant for a particular separation is to find the appropriate absorbent. Zeolites, especially pure silica zeolites, such as DD3R, have long life time, high thermal and chemical stability, and most importantly, high selectivity toward propylene. In this thesis, equilibrium and kinetic properties of DD3R zeolite were evaluated for adsorption of propylene and propane at temperatures 303, 333, 373 and 423K up to 10 bar. Equilibrium adsorption data of propylene was fitted using dual site Langmuir isotherm. On the other hand, considering the importance of kinetic calculations, the kinetic data of propylene and propane are fitted using Crank model and a developed model in this thesis. At the later model, the effect of particle size distribution of adsorbent particles on kinetic calculations has been investigated. The kinetic model developed in this thesis is obtained by assuming variable concentration for adsorbing molecules at the boundary of the adsorbent particles. Saturation adsorption capacities of propylene at 303, 333, 373 and 423 K are 2.83, 2.47, 2.20 and 2.07 mol/kg, respectively. Because of incomplete equilibrium for propane adsorption on DD3R zeolite, no isotherm was reported for this gas. Diffusion coefficients of propylene into DD3R with the assumption of particle size distribution at 303, 333, 373 and 423K and average pressure of 0.316 bar were estimated. For the mentioned temperatures, the estimated values with Cranks model are 1.13

ba

Experimental study of adsorptive properties of DD۳R zeolite in separation of propylene from propane

پ‌روپیلن

پروپان

جذب سطحی

سینتیک

تعادل

زئولیت DD۳R

Propylene, Propane, Adsorption, Kinetic, Equilibrium, DD3R zeolite

پروپیلن، پروپان، جذب‌سطحی، سینتیک، تعادل، زئولیت DD۳R

Propylene, Propane, Adsorption, Kinetic, Equilibrium, DD3R zeolite

عبدی، حامد

مقصودی، حافظ، استاد راهنما

ایران

20230911

شیمی ،۲۰۸۶۳ ،۱۳۹۷

ت‌یلوئز ی‌حطس‍ ب‌ذج‍ ص‌اوخ‍ ی‌هاگشیامزآ ی‌سررب‍ DD3R ن‌اپورپ‍ زا ن‌لیپورپ‍ ی‌زاسادج‍ رد.pdf

عادی

عادی

3621.pdf

pch20863.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۶۲۱

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y