طراحی، ساخت و بهینه سازی ساختار چند لایه غشای کامپوزتی جهت خالص سازی جریان هیدروکربن های ارزشمند از گاز نیتروژن

یکی از کاربردهای تکنولوژی غشایی در جداسازی نیتروژن از جریان های گازی شامل متان و هیدروکربن های سنگین تر میباشد. در این مقاله، غشایی چند لایه شامل لایه نگهدارنده، لایه محافظ میانی و لایه جداساز طراحی و ساخته شده است. مبنایانتخاب مواد بر اساس نوع جداسازی با قابلیت عبوردهی بالا برای هیدروکربنها و گازهای با قطر مولکولی بزرگتر بوده است. دراین راستا از لایه جداساز سیلیکونی با ضخامت کمتر از ۵ میکرون استفاده شده است. همچنین به منظور لایه نشانی هر چهنازکتر و عاری از نقص، فرمولاسیونی بهینه برای ساخت پایه میانی طراحی شد. در ادامه جهت بررسی مورفولوژی غشایکامپوزیتی و طراحی های دقیقتر ساختار، تصاویر FESEM از سطح و سطح مقطع غشا گرفته شد. نتایج FESEM نشاندهنده ساختاری عاری از نقص و ایجاد لایه فعال جداساز چند میکرونی (حدود ۳ میکرون) روی سطح پایه است. در نهایت جهتبررسی عملکرد غشای کامپوزیتی، تست عبورپذیری گاز های خالص متان، نیتروژن، اتیلن و پروپیلن صورت گرفت. نتایجعبورپذیری و انتخابگری بالای غشای کامپوزیتی ساخته شده، حاکی از توان رقابت بالای این غشا با نمونه های صنعتی موجوددر شرکت های آمریکایی است.

Keywords:

غشا , کامپوزیت , هیدروکربن های ارزشمند , نیتروژن , لایه جداساز , لایه محافظ