مطالعه سینتیکی و ترمودینامیکی جذب آسفالتین بر روی نانوذرات زئولیت zsm-5

آسفالتین یکی از ترکیبات موجود در نفت خام با سنگین‌ترین کسر می‌باشد که این ویژگی سبب ته‌نشین شدن و رسوب آن بر روی سنگ مخزن یا لوله‌های استخراج و انتقال می‌شود. تاکنون روش‌های مختلفی برای جداکردن و یا حذف آن پیشنهاد شده است که جذب آسفالتین با استفاده از نانوذرات یکی از کارآمدترین آنها است. به منظور بهینه‌سازی فرآیند جذب سطحی آسفالتین، اثر پارامترهایی همچون غلظت آسفالتین، پارامتر دما و میزان جاذب بارگذاری شده (زئولیت zsm5) مورد بررسی قرار گرفتند. مشخصات فیزیکی و شیمیایی جاذب نیز توسط sem، xrd و ftir بررسی گردید. تصاویر sem نشان داد که نانوذرات تابوتی شکل زئولیتzsm5 در جذب آسفالتین بسیار کارا بوده و بعد از جذب به صورت کلوخه در می‌آیند. آنالیزهای xrd و ftir نیز حضور آسفالتین در زئولیت zsm5 را بعد از فرآیند جذب سطحی تایید نمودند. داده‌های تعادلی با ایزوترم‌های لانگمویر و فرندلیچ برای اطلاع از هم‌دمای جذب، برازش شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که رفتار جذبی آسفالتین‌ بر روی زئولیتzsm5 را می‌توان با استفاده از هم‌دمای لانگمویر بخوبی توصیف نمود. نتایج سینتیکی نشان دادند که آسفالتین به سرعت و در مدت زمان کمتر از 2 ساعت جذب نانو ذرات زئولیت می‌شوند. با مقایسه مدل های سینتیکی شبه مرتبه‌ی اول و شبه مرتبه ی دوم می توان دریافت که مدل سینتیکی شبه مرتبه‌ی دوم به خوبی رفتار سینتیکی جذب آسفالتین را بر روی نانو ذرات زئولیت zsm5 پیش‌بینی می‌کند.

Kinetics and thermodynamic studies of asphaltene adsorption onto Zeolite ZSM-5 nanoparticles

Asphaltene is one of the compounds in crude oil with the heaviest fraction, which causes it to settle and deposit on reservoir or extraction pipes. Various methods have been proposed for its severance or removal so far, as the adsorption of asphaltene using nanoparticles is one of the most efficient ones. The effects of parameters such as asphaltene concentration, temperature and the amount of adsorbent loaded (ZSM5 zeolite) were investigated in order to optimize the adsorption process of asphaltenes. The physical and chemical properties of the adsorbents were also investigated by SEM, XRD and FTIR. SEM images showed that the ZSM5 zeolite nanoparticles are highly efficient in adsorption of asphaltene and become agglomerated after adsorption. XRD and FTIR analyzes also confirmed the presence of asphaltene in the ZSM5 zeolite after the adsorption process. The equilibrium data were fitted with the Langmuir and Freundlich isotherms to know the adsorption isotherm. The results showed that the adsorption behavior of asphaltene on ZSM5 zeolite can be well described using Langmuir isotherm. The kinetic results showed that the asphaltenes were rapidly adsorbed to the zeolite in less than 2 hours. By comparing the pseudofirstorder and pseudosecondorder kinetic models, it can be concluded that the pseudosecondorder kinetic model well predicts the kinetic behavior of asphaltene adsorption on ZSM5 zeolite nanoparticles.