بررسی عملکرد و مدل‌سازی هم‌دمای جذب نانوذره اکسید آهن سنتز شده به روش سل-ژل در جذب آسفالتین استخراج‌شده از نفت خام

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

آسفالتین موجود در نفت خام مشکل‌های زیادی برای تولید، فرآوری و انتقال آن ایجاد می‌کند که مهم‌ترین آن‌ها، گرفتگی دهانه چاه و خط لوله، غیرفعال کردن و مسمومیت کاتالیست‌ها می‌باشد. در این مطالعه جذب آسفالتین استخراج‌ شده از یک نمونه نفت خام بر روی پنج نانوذره اکسید آهن سنتز شده به روش پچینی در حضور و عدم حضور پروپیلن اکسید و پلی‌اتیلن گلیکول، به عنوان عامل‌های مرسوم مورد استفاده در روش سل-ژل برای تشکیل ژل، بررسی شد. محلول‌هایی با ترکیب درصد متفاوت از آسفالتین و تولوئن تهیه و مقدار مشخصی از نانوذره‌های آهن g/l 4 در درون محلول‌ها ریخته شد و برای مدت 15 ساعت بر روی شیکر با دور rpm 250 قرار گرفت. غلظت مجهول نمونه‌ها توسط آنالیز UV-visible مشخص شد. نتیجه‌ها نشان داد اکسید آهن سنتز شده بدون پروپیلن اکسید و پلی‌اتیلن گلیکول با میزان جذب 31/37 بهترین عملکرد را در جذب آسفالتین داشته و از منظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه‌تر است. نتیجه‌های جذب با استفاده از هم‌دما‌های لانگمویر و فرندلیچ توصیف شد و ویژگی‌های فیزیکی نانوذره‌ها توسط آنالیزهای XRD و BET تعیین شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Adams J.J., Asphaltene Adsorption, A Literature Review, Energy & Fuels, 28(5): 2831-2856 (2014).
[2] Mohan S.R., Vicente S., Jorge A., Diaz J.A.I., A Review of Recent Advances on Process Technologies for Upgrading of Heavy Oils and Residua, Fuel, 86(9): 1216-1231 (2007).
[4] Mullins O.C., The Modified Yen Model, Energy & Fuels, 24(4): 2179-2207 (2010).
[5] Tukhvatullina A.Z., Barskaya E.E., Kouryakov V.N., Ganeeva Y.M., Yusupova  T.N., Romanov G.V., Supramolecular Structures of Oil Systems as the Key to Regulation of Oil Behavior, Petroleum & Environmental Biotechnology, 4(4): 1-8 (2013).
[6] Murgich J., Intermolecular Forces in Aggregates of Asphaltenes and Resins, Petroleum science and technology, 20(9-10): 983-997 (2002).
[7] Speight J.G., The Chemistry and Technology of Petroleum, CRC press, (2014).
[8] Mullins O.C., Sabbah H., Eyssautier J., Pomerantz A.E., Advances in Asphaltene Science and the Yen–Mullins Model, Energy & Fuels, 26(7): 3986-4003 (2012).
[10] Chopra S., Lines L., Introduction to this Special Section: Heavy Oil, The Leading Edge, 27(9): 1104-1106 (2008).
[11] Murray R.G., Tykwinski R.R., Stryker J.M., Tan X., Supramolecular Assembly Model for Aggregation of Petroleum Asphaltenes, Energy & Fuels, 25(7): 3125-3134 (2011).
[13] Barcenas M., Orea P., Buenrostro-Gonzalez E., Zamudio-Rivera L.S., D.Yurko, Study of Medium Effect on Asphaltene Agglomeration Inhibitor Efficiency, Energy & Fuels, 22(3): 1917-1922 (2008).
[15] Osaheni J.A., Fyvie T.J., O'neil G.A., Matis H., Methods and System for Removing Impurities from Heavy Fuel, US8088277B2, (2012).
[16] Igder M., Hosseinpour N., Amrollahi Biyouki A., Bahramian A., Control of Asphaltene Aggregation in Reservoir Model Oils Along the Production Streamline by Fe3O4 and NiO Nanoparticles, Energy & fuels, 32(6): 6689-6697 (2018).
[17] Baninaam M., Hosseini S.A., Abbasian A.R., Isothermal Study of Asphaltene Adsorption over 4A, 13X, ZSM-5, Clinoptilolite Zeolites, and Phoslock, Applied Petrochemical Research, 10(1): 49-54 (2020).
[20] Mohammadi M.R., Bahmaninia H., Ansari S., Hemmati-Sarapardeh A., Norouzi-Apourvari S., Schaffie M., Ranjbar M., Evaluation of Asphaltene Adsorption on Minerals of Dolomite and Sandstone Formations in Two and Three-Phase Systems, Advances in Geo-Energy Research, 5(1): 39-52 (2021).
[21] Setoodeh N., Darvishi P., Esmaeilzadeh F., Adsorption of Asphaltene from Crude Oil by Applying Polythiophene Coating on Fe3O4 Nanoparticles, Journal of Dispersion Science and Technology, 39(4): 578-588 (2018).
[22] Shayesteh H., Raji F., Kelishami A.R., Influence of the Alkyl Chain Length of Surfactant on Adsorption Process: A Case Study, Surfaces and Interfaces, 22: 100806 (2021).
[23] Hajjaji M., Mountassir Y., Benyaich A., Adsorption of Blue Copper on a Natural and Electrochemically Treated Bentonite, Applied Water Science, 6(1): 11-23 (2016).
[24] Kazemi H., Shahhosseini S., Bazyari A., Amiri M., A study on the effects of textural properties of γ-Al2O3 support on CO2 capture capacity of Na2CO3, Process Safety and Environmental Protection, 138: 176-185 (2020).
[25] Arvaneh R., Azizzadeh Fard A., Bazyari A., Alavi S.M., Jokar Abnavi F., Effects of Ce, La, Cu, and Fe promoters on Ni/MgAl2O4 catalysts in steam reforming of propane, Korean Journal of Chemical Engineering, 36: 1033-1041 (2019).
[26] Nassar, N. N., Hassan, A., Pereira-Almao, P., Metal oxide nanoparticles for asphaltene adsorption and oxidation, Energy & Fuels, 25: 1017-1023 (2011).
[28] Tarboush, B. J. A., Husein, M. M., Dispersed Fe2O3 nanoparticles preparation in heavy oil and their uptake of asphaltenes, Fuel processing technology, 133: 120-127 (2015).
[29] Nassar, N. N., Hassan, A., Pereira-Almao, P., Application of nanotechnology for heavy oil upgrading: Catalytic steam gasification/cracking of asphaltenes, Energy & Fuels, 25: 1566-1570 (2011).