اگر بیشترین ماده موجود در مخزن زیرزمینی ، گاز طبیعی باشد به آن ”چاه مستقل گازی“ میگویند. گاز طبیعی خام که از چاههای مستقل گازی استخراج می گردد و هنوز فرایندهای سرچاهی و پالایشی را طی نکرده است از مواد مختلفی تشکیل گردیده است. این مواد به طور عمده شامل هیدروکربن متان (CH4) به همراه گازاتان (CH3) و هیدروکربن های دیگر به صورت سنگین و مایع مانندپروپان، بوتان و هیدروکربن های سنگین تر یا چکیده نفتی که ”میعانات گازی“ (GasCondensate) نامیده می شوند و حاوی ”بنزین طبیعی“ (Natural Gasoline) هستند و همچنین مقداری از ناخالصی های غیرهیدروکربنی شامل بخار آب (H2O) ، دی اکسیدکربن (CO2) ، منواکسیدکربن (CO) ، نیتروژن (N) ، سولفید هیدروژن (H2S) ، هلیوم (He) و گازهای دیگر می باشند که درصد هر کدام از این مواد در گاز طبیعی ، بستگی به نوع مخزن ، محل آن ، عمق مخزن و عوامل دیگر دارد.
ترکیبات گاز طبیعی
مجموعه عملیات پیچیده ای است که در جریان آن بتوان گاز طبیعی را که شامل عمدتاً متان به عنوان اصلی ترین ماده و با درصد خلوص ۸۰ تا ۹۷ می باشد را به عنوان محصول نهائی پالایش نمود، ضمن آنکه در این فرایندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکیبات ارزشمند مایعات گاز طبیعی (NATURAL GASLIQUIDS-NGL )شامل گاز مایع LPGو میعانات (CONDENSATE) که تمامآ در ردیف اقلام صادراتی نیز بشمار می آیند جداسازی می گردند.
فرآوش گاز طبیعی
شامل ترکیبات سنگینتر از بوتان ، مولکولهایی دارای اتمهای کربن بیشتر و حالت مایع در شرایط را شامل می گردند. گاز طبیعی که از مخازن گازی استحصال می شود عمدتاً حاوی حجم قابل ملاحظه ای میعانات گازی است مخصوصاً زمانی که حجم برداشت گاز از مخزن زیاد باشد. میعانات گازی به جریان هیدروکربنی مایع گفته می شود که در ذخایر گاز طبیعی وجود دارد و به صورت رسوب و ته نشین در گاز استخراجی یافت می شود و عمدتاً از پنتان و هیدروکربنهای سنگینتر (C5+) تشکیل شده و دارای گوگرد پایین می باشد و معمولاً عاری از انواع فلزات است و تقریباً نیمی از آن را نفتا تشکیل می دهد. میعانات گازی بر خلاف بوتان و پروپان نیازمند شرایط ویژه برای مایع ماندن نیستند و به شیوه های مختلف قادر به تبدیل به نفت سفید، بنزین، سوخت جت و… هستند.
میعانات گازی
با توجه به اینکه پالایشگاه ۵۰۰ میلیون دلاری کاندنسیت(مایعات گازی) درامارات متحده عربی بخشی ازخوراک مورد نیاز خود را از ایران تامین می نماید و حجم فراوان مایعات گازی که با بهره برداری از فازهای پارس جنوبی و دیگر پالایشگاههای گاز کشور حاصل می گردد ، احداث پالایشگاه های کاندنسیت با امکاناتی شامل یک برج تقطیرو چند فرآیند تصفیه و ریفرمینگ کاتالیستی بنا به مزیتهای موجود در ذیل بسیار حائز اهمیت می باشد:
1_ تولید بنزین بیش از دو برابر بنزین تولیدی در پالایشگاههای نفت .
2_ در ازای تخصیص نیمی از تجهیزات موجود در پالایشگاه های نفت خام به پالایشگاه کاندنسیت می توان محصولات با ارزش بیشتری تولید نمود .
3_ هزینه تولید هر واحد محصول در این نوع پالایشگاه بسیار پایین تر از پالایشگاه نفت خام است.
4 _ میزان سرمایه گذاری در مقایسه با احداث پالایشگاه نفت خام حدوداً به نصف می رسد.
در حال حاضر کلیه مایعات گازی تولیدی در دو بخش صنایع پتروشیمی و پالایشگاه ها جهت خوراک مورد استفاده قرار گرفته و بخش سوم آن نیز صادر می گردد.
جداسازی:
یکی از مهمترین وزمان برترین فعالیت در صنایع شیمیایی ،جداسازی وتمیزکردن ترکیبات شیمیایی است.
هدف از جداسازی:
هدف از جداسازی ، حذف مزاحمت ها ، غلیظ کردن محلول مورد نظر و یا سایر موارد است. برای جداسازی از اختلاف در خصوصیات فیزیکی استفاده می شود، مثل فراریت ، حلالیت ، ضریب تقسیم موادو … . در آنالیز و جداسازی مواد مختلف از تکنیک های ویژه ای برحسب نوع و ساختار مواد و مخلوط ها استفاده می شود که برخی از آنها که معروف بوده و حائز اهمیت بیشتری هستند، در زیر می آوریم.
روش های جداسازی شیمیایی:
1-استخراج
2-تقطیر
3-کروماتوگرافی
4-رسوب دادن
5-فرآیند های غشایی
6-روش های دیگر(تبلور،فیلتراسیون و …)
غشا:ﻏﺸﺎ وﺳﻴﻠﻪ ای اﺳﺖ ﻛﻪ ﺟﺪاﺳﺎزی را ﻋﻤﻮﻣﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس اﻧﺪازه ﻣﻮﻟﻜﻮﻟﻲ آﻧﻬﺎ ﻣﻤﻜﻦ می ﺳﺎزد. ﻏﺸﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻓﺎزی ﻛﻪ اﺟﺰای ﺟﺪاﺷﻮﻧﺪه ﺧﻮراک ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوت از آن ﻋﺒﻮرمی ﻛﻨﻨﺪ، ﻋﻤﻞ می ﻛﻨﺪ. در اﻳﻦ روش، ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻓﺎزی ﺻﻮرت ﻧﻤﻲ ﮔﻴﺮد و ﻣﺤﺼﻮﻻت ﻧﻴﺰ در ﻫﻤﺪﻳﮕﺮ ﻗﺎﺑﻞ اﻣﺘﺰاج هستند .
خواص غشا:ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ ﻛﺎر ﻏﺸﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ آن ﻣﺸﺨﺺ میﺷﻮد.ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺷﺎﻣﻞ اﻧﺪازه وشکل ﺣﻔﺮه ﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد در ﻏﺸﺎ وﻧﻮع آﻧﻬﺎ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.ﺧﻮاص ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻏﺸﺎ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از ﺑﺎر ﺳﻄﺤﻲ آن, ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲ ﺟﺬب اﺟﺴﺎم دیگروامکان اﻧﺠﺎم واﻛﻨﺶ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﺮ ﻣﻮاد.
غشا وروش های جداسازی غشایی
تقسیم بندی بر اساس مکانیسم حاکم بر جداسازی:
اﮔﺮ ﺟﺪاﺳﺎزی ﺑﺮ اﺳﺎس اﺧﺘﻼف ﻓﺸﺎر ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﻪ ﻛﻤﻚ روش ﻫﺎﻳﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻣﻴﻜﺮوﻓﻴﻠﺘﺮاﺳﻴﻮن، اوﻟﺘﺮاﻓﻴﻠﺘﺮاﺳﻴﻮن، ﻧﺎﻧﻮﻓﻴﻠﺘﺮاﺳﻴﻮن و اﺳﻤﺰ ﻣﻌﻜﻮس ﻣﻲ ﺗﻮان ﺟﺪاﺳﺎزی را اﻧﺠﺎم داد. روﺷﻬﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺑﺮ ﭘﺎﻳﻪ اﺧﺘﻼف غلظت ﻫﺴﺘﻨﺪ ﺷﺎﻣﻞ ﺟﺪاﺳﺎزی ﮔﺎزی، ﻏﺸﺎی ﻣﺎﻳﻊو دﻳﺎﻟﻴﺰ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. در اﻟﻜﺘﺮودﻳﺎﻟﻴﺰ، اﺧﺘﻼف وﻟﺘﺎژ و در روش ﺗﻘﻄﻴﺮ ﻏﺸﺎﻳﻲ ﻧﻴﺰ اﺧﺘﻼف دﻣﺎ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻋﺎﻣﻞ ﺟﺪاﺳﺎزی ﻋﻤﻞ ﻣﻲ کند.
تقسیم بندی بر اساس جنس غشا:
1-غشاهای پلیمری
2-غشاهای مایع
3-غشاهای سرامیکی
4-غشاهای فلزی
تقسیم بندی غشاها
تقسیم بندی بر اساس شکل هندسی غشا:
ﻏﺸﺎﻫﺎ را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺮ اﺳﺎس ﺷﻜﻠﺸﺎن ﺑﻪ اﻧﻮاع ﻏﺸﺎﻫﺎی ﺻﻔﺤﻪ ای، ﻟﻮﻟﻪ ای ، ﻣﺎرﭘﻴﭽﻲ و اﻟﻴﺎف ﻣﻴﺎن ﺗﻬﻲ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻛﺮد.
تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا:
ﺑﺮاﺳﺎس ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻏﺸﺎﻫﺎ ﻣﻲ ﻛﺮد ﺗﻮان آﻧﻬﺎ را ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ ﻣﺘﻘﺎرن و ﻧﺎﻣﺘﻘﺎرن ﺗﻘﺴﻴﻢ کرد .در دو ﺳﻤﺖ ﻏﺸﺎﻫﺎی ﻣﺘﻘﺎرن، اﺑﻌﺎد ﺣﻔﺮات و ﺗﻮزﻳﻊ آﻧﻬﺎ ﻳﻜﺴﺎن ﻣﻲ ﺑﺎﺷد . ﺿﺨﺎﻣﺖ اﻳﻦ ﻧﻮع ﻏﺸﺎﻫﺎ ﺑﻴﻦ 100-200میکرون است . ﻫﺮﻗﺪر ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻏﺸﺎﻫﺎ زیاد ﺗﺮ ﺑﺎﺷﺪ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ در ﺑﺮاﺑﺮ اﻧﺘﻘﺎل ﺟﺮم زﻳﺎد ﺑﻮده و از ﻃﺮف دﻳﮕﺮ ﺑﺎ ﻛﺎﻫﺶ ﺿﺨﺎﻣﺖ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲآن ﻛﺎﻫش می ﻳﺎﺑﺪ ﻛﻪ ﺑﺮای ﺣﻞ اﻳﻦ مشکلات از ﻏﺸﺎﻫﺎی ﻧﺎﻣﺘﻘﺎرن ﻛﻪ در آﻧﻬﺎ اﺑﻌﺎد ﺣﻔﺮات و ﺗﻮزﻳﻊ آﻧﻬﺎ ﻳﻜﺴﺎن ﻧﻴﺴﺖ اﺳﺘﻔﺎده میﻛﻨﻨﺪ. اﻳﻦ ﻏﺸﺎﻫﺎ از دوﻻﻳﻪ ﺗﺸﻜﻴﻞ یافته اند در آن ﻳﻚ ﻻﻳﻪ ﻓﻌﺎل ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻛﻤﺘﺮ و ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺗﺮ وﺟﻮد دارد ﻛﻪ در آن ﺟﺪاﺳﺎری ﺻﻮرت میﮔﻴﺮد. ﻻﻳﻪ دﻳﮕﺮ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﭘﺎﻳﻪ ﻋﻤﻞ میﻛﻨﺪ و ﺣﻔﺮات ﺑﺰرﮔﺘﺮی دارد، ﺑﺮ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻻﻳﻪ اول ﻣﻲاﻓﺰاﻳﺪ. اﻟﺒﺘﻪ در اﻳﻦ ﻧﻮع ﻏﺸﺎﻫﺎ هر دو ﻻﻳﻪ از ﻳﻚ ﻣﺎده ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ.
1-با توجه به این که در فرآیند های غشایی جداسازی بدون تغییر فاز انجام می شود ، این فرآیند به لحاظ میزان مصرف انرزی صرفه جویی بیشتری دارد.
2-فرآیند های غشایی تمیز و با محیط زیست سازگار هستند.
3-به کمک غشا می توان یک جز با ارزش و به مقدار کم را بدون صرف هزینه های اضافی جداسازی کرد.
4-در مقایسه با دیگر روش های متداول جداسازی غشا ها ساده هستند؛کار کردن با آن ها آسان و نگهداری آن ها راحت است.
5- فرآیند های غشایی در فشار اتمسفری قابل انجام هستند ودر مواردی چون کاربردهای پزشکی وغذایی که با مواد حساس به دما رو به رو هستیم، استفاده از غشا بسیار کاربردی است.
6-سیستم های غشایی کوچک هستند و هزینه ی ثابت پایین دارند.
7-عدم نیاز به حلال مصرفی و افزودنی ها
8-افت فشار کم
9-تنوع در اندازه و شکل غشا ها
مزیت های روش های جداسازی غشایی
1-شدت جریان های عبوری کم
2-هزینه های بالای ساخت وپیچیده بودن تکنولوژی ساخت غشاها
3-گرفتگی حفره ها ومنافذ غشاها که باعث کوتاه بودن طول عمر آن ها می شود.
معایب روش های جداسازی غشایی
روش اول:
گاز طبیعی خام استحصال شده از یک یا چند چاه به منظور کاهش دمای آن به کم تر از نقطه شبنم سرد می گردد و بدین ترتیب قسمت عمده هیدروکربن های میعانات گاز استحصال می گردد.سپس خوراک مرکب گاز،میعانات وآب به یک مخزن جداکننده فشار قوی منتقل ودر آنجا آب و گاز طبیعی خام از یکدیگر جدا می گردند.گاز طبیعی خام حاصله سپس به کمپرسور اصلی گاز منتقل می گردد.میعانات گازی استحصال شده در جداکننده فشار قوی از داخل یک شیر کنترل ویژه به یک جداکننده فشار ضعیف منتقل می شود.
روش های جداسازی میعانات گازی
گاز طبیعی خام خارج شده از جداکننده فشار ضعیف به یک کمپرسور تقویت کننده منتقل ودر آنجا فشار گاز افزایش یافته وبا گذراز داخل یک سرد کننده به کمپرسور اصلی گاز می رسد.کمپرسور اصلی گاز فشار گاز های دریافتی از جداکننده های فشار قوی وفشار ضعیف را تا آنجا افزایش می دهد تا بتوان گاز را از طریق خط لوله به واحد فرآوری گاز طبیعی انتقال داد.میزان فشار خروجی کمپرسور اصلی گاز بستگی به فاصله واحد فرآوری گاز دارد ودر صورت نیاز از کمپرسورهای چند مرحله ای استفاده می گردد. در واحد فرآوری گاز طبیعی رطوبت گاز گرفته می شود وگازهای اسیدی ودیگر ناخالصی ها از گاز جدا می گردد.سپس اتان(c2)،پروپان(c3)،بوتان(c4) وپنتان(c5) به علاوه هیدروکربن های دارای وزن مولکولی بالاتر (c5+)نیز از گاز جداشده و به عنوان محصولات جانبی مورد استفاده قرار می گیرند.
روش دوم :جداسازی به کمک slug catcher:
Slug catcher ﻫﺎ ﺑﺮای ﺟﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺟﺮﻳﺎن ﭼﻨﺪ ﻓﺎزیﻣﺴﻴﺮ ﻃﻮﻻﻧﻲ را ﻃﻲ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.طراحی Slug catcherﻫﺎ ﺑﻪ ﻛﺎﺳﺘﻦ ﺳﺮﻋﺖ ﺳﻴﺎل ﺑﺮای اﻓﺰاﻳﺶ رژﻳﻢ ﻻﻳﻪ ای و اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻴﺮوی ﮔﺮاوﻳﺘﻲ ﺑﻨﺎ ﺷﺪه اﺳﺖ . به این ترتیب که در ورود Slug catcher انرژی جریان گازی کاهش یافته وجریان های درﻫﻢ ﺑﻪ ﺣﺪاﻗﻞ ﺧﻮدﺷﺎن ﻣﻴﺮﺳﻨﺪ ﺑﻪ ﻧﺤﻮﻳﻜﻪ ﻣﻄﻤﺌﻦ ﺷﻮﻳﻢ ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﻪ ﮔﻮﻧﻪ ای اﺳﺖ ﻛﻪ اﻣﻜﺎن ﺟﺪاﻳﺶ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺎﻳﻊ از ﮔﺎز ﺑﺮ اﺳﺎس ﮔﺮاوﻳﺘﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ..بنابر توضیحات بالا از پارامترهای مهم در طراحی Slug catcher ها تعیین طول آﻧﻬﺎ ﺑﻮده و از ﺳﺨﺘﺮﻳﻦ ﺷﺮاﻳﻂ ﻛﺎری واﺣﺪﻫﺎی ﺟﺪا ﺳﺎزی اوﻟﻴﻪ، ﻣﺮﺣﻠﻪ ﭘﻴﮓ راﻧﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.عملیات پیگ رانی زمانی ﺗﻮﺻﻴﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﻣﻴﺰان ﻣﺎﻳﻊ ﻣﺎﻧﺪه ﺑﻴﺶ از 8% ﺑﻮده و ﺑﺎ راﻧﺪن ﻳﻚ ﮔﻮﻳﻪ در ﻃﻮل ﻟﻮﻟﻪ ﺳﺒﺐ رواﻧﻪ ﻛﺮدن ﻣﻘﺎدﻳﺮ زﻳﺎدی از ﻣﺎﻳﻌﺎت ﺑﺎﻗﻲ ﻣﺎﻧﺪه ﻟﻮﻟﻪ، ﺑﻪ ﺳﻤﺖ اﻳﻦ واﺣﺪ در ﭘﺎﻻﻳﺸﮕﺎه ﮔﺎزی ﻣﻲ ﺷﻮد. در ﻃﻲ اﻳﻦ ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺣﺠﻢ ﺑﺎﻻی ﻣﺎﻳﻌﺎت ورودی ﺑﻪ واﺣﺪ ﭘﺬﻳﺮش ﭘﺎﻻﻳﺸﮕﺎه، واﺣﺪﻫﺎی ﭘﺎﻳﻴﻦ دﺳﺘﻲ ﺑﻮﻳﮋه واﺣﺪ ﺗﻨﻈﻴﻢ ﻛﻨﻨﺪه نقطه شبنم (Condensate Stabilization Unit) ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ درﻳﺎﻓﺖ اﻳﻦ ﻣﻴﺰان از ﻣﺎﻳﻊ را ﻧﺪاﺷﺘﻪ و ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ آن ﺷﺪه ﻛﻪ در ﻃﺮاﺣﻲ ﻫﺎ، ﻗﺴﻤﺘﻲ ﺑﺮای ذﺧﻴﺮه ﻛﺮدن اﻳﻦ ﺣﺠﻢ از ﻣﺎﻳﻌﺎت و ﺗﺰرﻳﻖ ﺗﺪرﻳﺠﻲ آن ﺑﻪ واﺣﺪ ﺗﻨﻈﻴﻢ ﻛﻨﻨﺪه ﻧﻘﻄﻪ ﺷﺒﻨﻢ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد.
روش سوم:جداسازی توسط غشا:
مکانیزم های انتقال جرم در غشاها را با توجه به اندازه حفرات غشاء میتوان به دو دسته کلی حلالیت-نفوذ و مکانیزم جریانی تقسیم بندی کرد.
الف)مکانیزم حلالیت-نفوذ:
در جداسازی گازها توسط غشاهای پلیمری غیر متخلخل و غشاهای مایع مکانیزم حلالیت – نفوذ حاکم میباشد. جداسازی در فرآیندهایی مانند اسمز معکوس، نفوذ-تبخیر و جداسازی گازها توسط غشاهای متراکمی که فضای خالی بین زنجیرهای پلیمری آنها کمتر از A 5 است در این مکانیزم طبقه بندی میشوند. بر اساس این مکانیزم ذره ها ابتدا از لایه مرزی تشکیل شده بر روی سطح غشاء به سمت غشاء نفوذ کرده سپس عمل جذب اتفاق افتاده و بعد از نفوذ، از سمت دیگر غشاء جدا میشوند. نکته قابل توجهی که در این مدل وجود دارد این است که عمل جداسازی به دو علت، یعنی تفاوت در حلالیت و تفاوت در نفوذپذیری صورت میپذیرد. بنابراین میتوان اجزایی را که از نظر اندازه تقریبا یکسان هستند ولی حلالیت متفاوتی دارند توسط این غشاها از هم جدا نمود.
ب) مکانیزم جریانی:
در مکانیزم جریانی به غشاهایی با اندازه حفرات بزرگتر از A 10 پرداخته میشود. فرآیندهایی که به عنوان میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون جداسازی گازها با جریان نادسنی طبقه بندی میشوند را میتوان توسط این مکانیزم بیان کرد. لازم به ذکر است که بین دو مکانیزم ذکر شده مرز مشخصی وجود ندارد. غشاهایی با اندازه حفرات بین A 10-5 به عنوان حد واسط به حساب آمده و نمیتوان آنها را بطور قطع توسط یکی از مکانیزم ها مدل کرد. مکانیزم جریانی که به نفوذ گاز از غشاهای متخلخل میپردازد، خود به مکانیزمهای مختلفی تقسیم میشود. پارامتر اصلی که مکانیزم انتقال را معین میسازد عدد نادسن است.
مکانیسم جداسازی میعانات گازی با غشا:
در مطالب ذکر شده بالاعامل انتقال گاز از غشا، به طور کلاسیک، اختالف فشار فرض شده است. اما باید توجه داشت که نیرو محرک های متفاوتی میتواند در بحث جداسازی توسط غشا به کار گرفته شود. به عنوان مثال از اختالف دما در فرآیند تقطیر غشایی برای نمک زدایی از محلولها استفاده میشود. در انتخاب نیرو محرکه ی مناسب توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی اجزای مخلوط و ساختار آنها حائز اهمیت است. از جمله نوین ترین نیرومحرکه ها، میتوان به نیروی مغناطیس اشاره کرد که در جداسازی اجزایی که خواص مغناطیسی متفاوتی دارند به کار می رود.
در غشاهای متخلخل اگر اندازه حفره خیلی کوچک، در حدود حفرات بین A 10-5 باشد اجزای گاز توسط غربال مولکولی جدا میشوند. فرآیند انتقال از این غشاها پیچیده بوده و شامل نفوذ از فاز گاز و جذب سطحی بر دیواره حفرات (نفوذ سطحی) میباشد. پدیده جالبی که در این غشاها مشاهده شده این است که با توجه به سطح بالای دیواره در این حفرات ریز اگر گاز قابل میعان باشد مقادیر زیادی از گاز بر روی دیواره جذب خواهد شد.
گاهی اوقات مقدار گاز جذب شده بیشتر از گاز جذب نشده میشود. این ذرات جذب شده متحرک بوده و طی فرآیند نفوذ سطحی بر طبق قانون فیک به سمت دیگر غشاء میروند. با افزایش میعان پذیری گاز این سهم بیشتر میشود.
پدیده ی بسیار جالبی که در این حین میتواند اتفاق بیفتد آن است که در مخلوط گازهای میعان پذیر و غیرقابل میعان ممکن است مسیر انتقال توسط مولکولهای جذب شده محدود شده یا بطور کامل مسدود شود.
نتیجه گیری:
بر اساس اندازه حفرات غشاها مکانیزم های انتقال جرم در این فرایند به دو دسته شامل مکانیزم حلالیت- نفوذ و مکانیزم جریانی طبقه بندی میشوند. مکانیزم حلالیت – نفوذ که بر اساس تفاوت در حلالیت و نفوذ گاز درون غشا استوار است در رابطه با غشاهای غیرمتخلخل و متراکم می باشد. بر اساس این مکانیزم میتوان اجزایی را که از نظر اندازه تقریبا یکسان ولی حلالیت متفاوتی دارند توسط این غشاها جدا کرد. در مکانیزم جریانی به غشاهایی با اندازه حفرات بزرگتر از A 10 یعنی غشاهای متخلخل پرداخته میشود. در غشاهای متخلخل اگر اندازه حفره خیلی کوچک، در حدود حفرات بینA 10 -5 باشد اجزای گاز توسط غربال مولکولی جدا میشوند. با توجه به سطح بالای دیواره در این حفرات ریز اگر گاز قابل میعان باشد مقادیر زیادی از گاز بر روی دیواره جذب خواهد شد. ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﻫﺎی ﺟﺪاﺳﺎزی ﻏﺸﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺰاﻳﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﻛﻪ دارﻧﺪ،میﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﺑﺮای روش ﻫﺎی ﻓﻴﻠﺘﺮاﺳﻴﻮن، سیستم های ﺗﺼﻔﻴﻪ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و ﺑﺴﻴﺎری از ﻣﻮارد دﻳﮕﺮ ﻋﻤﻞکنند .یکی از مهم ترین مزایای آن ها سادگی وسازگاری آن با محیط زیست است.وﻳﮋﮔﻲ ﻫﺎی ﺳﺎﺧﺘﺎری و ﻫﻨﺪﺳﻲ و نیزﺟﻨﺲﻏﺸﺎﻫﺎ ،موجب اﻧﻌﻄﺎف پذیری آﻧﻬﺎ درﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوت ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﻫﺎی اﺳﻤﺰ ﻣﻌﻜﻮس، اوﻟﺘﺮاﻓﻴﻠﺘﺮاﺳﻴﻮن، ﻣﻴﻜﺮوﻓﻴﻠﺘﺮاﺳﻴﻮن ، ﻧﺎﻧﻮﻓﻴﻠﺘﺮاﺳﻴﻮن و …شده اﺳﺖ . ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻨﻲ ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﻫﺎی ﻏﺸﺎﻳﻲ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺑﻬﺒﻮد ﻛﻴﻔﻴﺖ ﻣﺤﺼﻮﻻت و اﻓﺰاﻳﺶ ﺑﺎزده ﻓﺮاﻳﻨﺪی ﺷﺪه و اﻣﻜﺎن ﮔﺴﺘﺮش اﻳﻦ ﻓﺮاﻳﻨﺪﻫﺎ را در ﺷﺮاﻳﻂ ﻓﺮاﻳﻨﺪ ی اﻋﻢ از دﻣﺎ، ﻓﺸﺎرو pH متفاوت را ﻓﺮاﻫﻢ میﻛﻨﺪ.این وﻳﮋﮔﻲ ﻫﺎ، ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﺟﺪاﺳﺎزی ﻏﺸﺎﻳﻲ را ﺑﻪ ﻳﻚ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژی ﻣﻮﻓﻖ در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻛﺮده اﺳﺖ. مشاهده می شود با استفاده از روش های جداسازی غشایی در بسیاری از زمینه ها می توان به نتایج موفقیت آمیزی نائل آمد.پیش بینی می شود تا سال 2020 سرمایه گذاری در تولید غشا و استفاده از آن در فرآیند های جداسازی رشد چشم گیری داشته باشد.
مراجع
1-McCabe, W. L and J. C. Smith. Unit Operations of Chemical Engineering. McGraw-Hill, 2001. ISBN 0-07-044825-6.
2- Perry, Robert H. and Don W. Green. “۱۳”. In Perry's Chemical Engineers' Handbook. vol. 2. McGraw-Hill, 1984. ISBN 0-07-049479-7.
3- shana.ir – nigc.ir – RIPI.ir – assaluyeh.com tehran-gas.ir – ﻧﺸﺮﯾﻪ ﻧﺪاﯼ گاز
4- "Synthesis and catalytic membranes", Institute of Polymer Research, Center for Membranes and Structured Materials, 2008, Available from: http://www.gkss.de
5- "Synthetic polymeric membranes that are used with the four filtration technologies", pp12,2008.
6- " Ceramic membranes", Lenntech Water treatment & air purification, 2008 Available from: http://www.lenntech.com
7- Singapore Public Utilities Board. Singapore Water Reclamation Study, Expert Panel Review and Findings. Singapore (2002).
8- T. Matsuura, Progress in membrane science and technology for seawater desalination—a review. Desalination 134, 47–54 (2001).
9- Metcalf and Eddy, Inc. (ed.), Was tewater Engineering: Treatment Disposal and Reuse, 4th ed., McGraw-Hill, New York, 2002.
10- A. Cassano, J. Adzet, R. Molinari, M. G. Buonomenna, J. Roig, and E. Drioli, Membrane treatment by nanofiltration of exhausted vegetable tanning liquors from the leather industry.Water Research 37, 2426–2434 (2003).
11- R. Molinari, S. Gallo, and P. Argurio, Metal ions removal from wastewater or washing water contanminated soil by ultrafiltration-complexation. Water Research 38, 593–600 (2004).
12- M. Vieira, C. R. Tavares, R. Bergamasco, and J. C. C. Petrus, Application of ultrafiltrationcomplexation process for metal removal from pulp and paper industry wastewater. Journal of Membrane Science 194, 273–276 (2001).
13- C. J. Geankoplis, Transport Processes and Separation Process Principles, 4th ed., Prentice Hall, New Jersey, 2003.
14- B. Van der Bruggen, A. Koninchx, and C. Vandecasteele, Separation of monovalent and divalent ions from aqueous solution by electrodialysis and nanofiltration. Water Research (in press) (2004).
15- K. Y. Wang and T. S. Chung, The characterization of flat composite nanofiltration membranes and their applications in the separation of cephalexin, Journal of Membrane Science 247,(37–50 (2005).
16- G. Zhu, T.S. Chung, and K. C. Loh, Activated carbon-filled cellulose acetate hollow fibre membrane for cell immobilisation and phenol degradation. J. Applied Polymer Science 76,(695–707 (2000).
17- D. B. Mosqueda-Jimenez, R. M. Narbaitz, T. Matsuura, G. Chowdhury, G. Pleizier, and J. P.Santerre, Influence of processing conditions on the properties of ultrafiltration membranes.Journal of Membrane Science (in press) (2004).
18- J. Geankoplis, Transport Processes and Separation Processes Principles, 4th ed., Pearson Education, Inc., NJ, USA 2003.
19- S. J. Duranceau (ed.), Membrane Practices for Water Treatment, American Water WorksAssociation, Denver, CO, pp. 3–42 (2001).
20- I. Moch Jr., M. Chapman, and D. Steward, Development of a CD_ROM cost program forwater treatment projects. Membrane Technology 6, 5–8 (2003).
21- I. Koyuncu, D. Topacik, and M. R. Wiesner, Factors influencing flux decline during nanofiltration of solutions containing dyes and salts. Water Research 38, 432–440 (2004).
22- J. J. Qin, M. N. Wai, M. H. Oo, and F. S. Wong, A fesibility study on the treatment and recycling of a wastewater from metal plating. Journal of Membrane Science 208, 213– 221(2002).
23- L. K. Wang,Y. T. Hung, and N. K. Shammas (eds.), Physicochemical Treatment Processes.The Humana Press, Totowa, NJ, USA (2005).
24- L. K. Wang, N. C. Pereira, and Y. T. Hung (eds.), Advanced Air and Noise PollutionControl, The Humana Press, Totowa, NJ, USA, (2004).
25-S.P. Nuns and K.V. Peinemann, “Membrane technology in the chemical industry”, Second, Revised and extended edition, Copyright © 2006 Wiley-VCH, p. 53.
26-R.W. Baker, “Membrane Technology and Applications”, 2nd edition, John Wiley & Sons, Chichester 2004, Chapter 8.
27-Alan Gabelmana, Sun-Tak Hwang, “Hollow fiber membrane contactors”, J. Membrane Science, 159 (1999) p. 61 .
28-V.Y. Dindorea, D.W.F. Brilmanb, G.F. Versteeg, “Hollow fiber membrane contactor as a gas–liquid model contactor” J. Chemical Engineering Science, 60 (2005) p. 467
29-Alan Gabelman, Sun-Tak Hwang b, William B. Krantz “Dense gas extraction using a hollow fiber membrane contactor: experimental results versus model predictions” J. Membrane Science, 257 (2005) p. 11.
30-R.W. Baker, “Membrane Technology and Applications”, 2nd edition, John Wiley & Sons, Chichester 2004, Chapter 2.
31-Curcio E, Drioli E. “Membrane distillation and related operations: a review” Sep. Purif. Rev. 34 (2005) p. 35.
32-Marcel Mulder, “Basic Principles of Membrane Technology”, 2nd edition, Kluwer Academic Publishers, 1996, p. 286,298.
باتشکر از توجه شما داوران محترم
پایان