جذب سطحي تركيبات آلي كلردار از برش نفتاي نفت خام آلوده با استفاده از نانوذرات سينتر شده Al2O3-γ در دماي ثابت 303 كلوين : آناليز تعادل، سينتيك و ترموديناميك فرآيند

Adsorption of organic chloride compounds from naphtha fraction of contaminated crude oil by sintered γ-Al2O3 nanoparticles at constant temperature of 303 K: Equilibrium, kinetic and thermodynamic

بدليل اثرات مخرب ناشي از حضور كلرايدهاي آلي، حذف اين تركيبات از محيط نفت خام آلوده و برش‌هاي آن به دغدغه‌اي اساسي براي پالايشگاه‌ها تبديل شده است. عليرغم اهميت فوق العاده اين مساله، تحقيقات بسيار اندكي در اين حوزه انجام پذيرفته و روش‌هاي ارائه شده براي حذف اين تركيبات نيز به لحاظ عملياتي بسيار دشوار و اجراي آن‌ها مقرون به صرفه اقتصادي نيست. در تحقيق حاضر، جذب سطحي به عنوان فناوري با بازده مناسب و با قابليت عملياتي بالا جهت حذف تركيبات آلي كلردار از برش نفتاي نفت خام آلوده معرفي گرديده است. نانوذرات سينتر شده γ-Al2O3 به عنوان جاذبي مناسب ساخته شده و به كمك آناليز هاي XRD، SEM-EDS و BET مشخصه يابي شد. آزمايشات جذب سطحي تركيبات آلي كلردار از برش نفتا براي نمونه‌هاي با غلظت‌هاي اوليه متفاوت از كلرايدهاي آلي در دماي ثابت 303 كلوين انجام پذيرفتند. نتايج آزمايشگاهي نشان دادند كه راندمان فرآيند جذب سطحي براي نمونه‌هاي با غلظت اوليه كلرايدهاي آلي mg/L 105 و mg/L 5/8 به ترتيب به بيش از 60 و 96 درصد رسيده است. ارزيابي مدل‌هاي مختلف براي بررسي تعادل ترموديناميكي در فرآيند جذب سطحي اين تركيبات نشان داد كه مدل ايزوترمي فروندليچ بهترين برازش را نسبت به ديتاهاي آزمايشگاهي حاصل ارائه مي‌كند. همچنين با بررسي مدل‌هاي سينتيكي رايج، مشخص گرديد كه براي نمونه‌هاي حاوي مقادير بالاي كلرايدهاي آلي، سينتيك جذب از مدل سينتيكي شبه-درجه-اول و براي نمونه هاي با غلظت اوليه پايين از مدل سينتيكي شبه-درجه-دوم تبعيت مي‌كنند. در نهايت، نتايج آزمايشگاهي اين تحقيق نشان داد كه نانوذرات سينتر شده γ-Al2O3 مي توانند به عنوان جاذبي مناسب براي حذف تركيبات آلي كلردار از برش نفتا عمل كنند.

Due to destructive effects of organic chlorides, removal of these compounds from contaminated crude oil and its distillates is very crucial for oil refiners. Despite the importance of this subject, a few researches in this area exist and most of them proposed solutions that are very difficult and costly. Therefore, in this study it is going to introduce sintered alumina nanoparticles as a new suitable adsorbent of organic chlorides from naphtha fraction of contaminated crude oil. The adsorbents were made via sintering 10 to 35 grams of γ-Al2O3 nanoparticles with average particle size of 20 nm at temperature of 773.15 K for about 4 hours and then, were characterized by XRD, SEM-EDS, and BET analyses. The removal efficiency of the adsorbent at adsorption time of 10 hours reached to more than 60% and 96% for samples with initial concentrations of 105 and 8.5 mg/L respectively. According to equilibrium investigations, Freundlich isotherm model provided a better fit to the adsorption equilibrium data than other isotherm models. It was also found that for samples with high organic chloride concentrations, the adsorption kinetics followed the pseudo-first-order kinetic equation well while pseudo-second-order kinetic model exhibited better fit to kinetic data of samples with low organic chloride concentration. Above mentioned investigation results implied that the sintered γ-Al2O3 nanoparticles would be an effective adsorbent for adsorption removal of organic chloride from naphtha distillate of crude oil.