Asphaltene Removal from Crude Oil Via Surface Modified Maghemite Nanoparticles

Rasouli, Mohsen and Mirzayi, Behrouz and Nematollahzadeh, Ali and Naghdi Shayan, Nazila (2015) Asphaltene Removal from Crude Oil Via Surface Modified Maghemite Nanoparticles. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (حذف آسفالتین از نفت خام با استفاده از نانو ذرات مگمایت اصلاح سطح شده)
Mohsen Rasouli.pdf

Download (314kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Precipitation of asphaltene is considered as an undesired process during oil production that is also considered as a serious problem in refining of the crude oil. Nanotechnology as a new method is now of interest to researchers to solve these problems. In this study the surface of maghemite nanoparticles with superparamagnetic property was modified using a poly dopamine. By using TEM image the size of the surface modified nanoparticles was estimated about 9 nm. Then the surface modified nanoparticles were applied to investigate the asphaltene adsorption from asphaltene solution. Necessary studies on the adsorption isotherm and effect of temperature on the process adsorption asphaltene onto these nanoparticles were conducted. Three types of adsorption models i.e. Langmuir, Freundlich, modified Langmuir and SLE were applied to the fit experimental data at temperatures of 25, 40 and 60 °C and the obtained results were compared. The results showed that the adsorption of asphaltene onto the modified nanoparticles obeys the SLE and modified Langmuir models that represents multi-layer adsorption of asphaltene by the modified maghemite nanoparticles. The investigation of results of adsorption kinetic showed that asphaltene was absorbed using these nanoparticles with high rate and the equilibrium reached within less than 2 hours. Also the study on the dsorption kinetic models showed that nonlinear form of DEM kinetic model matches well with the experimental data. Study of thermodynamic asphaltene adsorption by these nanoparticles showed that the adsorption of asphaltene by the surface modified maghemite nanoparticles is an endothermic process. Further more, frequent use of the nanoparticles for adsorption of asphaltene was investigated and sevral isotherm models in different stages were studied. Finally, removal of asphaltene from natural crude oil samples at different temperatures using the surface modified maghemite nanoparticle were evaluated. Procedure of adsorption of asphaltene was investigated by isotherm models.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: حذف آسفالتین از نفت خام با استفاده از نانو ذرات مگمایت اصلاح سطح شده
Persian Abstract: رسوب آسفالتین به‌عنوان یک فرآیند ناخواسته در طول فرآیند تولید نفت خام می‌باشد که به‌عنوان یک مشکل اساسی در مسیر پالایش و بهسازی نفت خام محسوب می¬شود. فناوری نانو از روش¬های نوین در حل این مشکل می‌باشد و امروزه مورد توجه محققین و صنعت¬گران قرارگرفته است. در تحقیق حاضر ابتدا نانو ذرات مگمایت توسط روش هم¬رسوبی سنتز و سطح نانو ذرات سوپر پارامغناطیس مگمایت با استفاده از دوپامین به‌صورت نانو لایه اصلاح گردید. به كمك تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوري (TEM)، اندازه نانو ذرات اصلاح سطح شده 9 نانومتر تخمين زده شد. سپس نانو ذرات اصلاح ‌شده برای جذب آسفالتین از محلول آسفالتین مورد استفاده قرار گرفت. بررسی¬های لازم بر روی ایزوترم جذب و تأثیر دما در روند جذب آسفالتین بر روی نانو ذرات صورت پذیرفت و مدل¬های ایزوترم جذب لانگمویر، فروندلیچ، لانگمویر اصلاح‌شده و SLE برای داده‌های موجود در سه دمای 25، 40 و 60 درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرارگرفت. نتایج نشان دادند که جذب آسفالتین بر روی سطح نانو ذرات اصلاح سطح شده از مدل جذب SLE و لانگمویر اصلاح‌شده تبعیت می‌کند. که نشان دهنده جذب چند لایه¬ای آسفالتین توسط نانو ذرات مگمایت اصلاح شده می¬باشد. نتایج سینتیک جذب آسفالتین بر روی نانو ذرات موجود نشان داد که جذب آسفالتین به وسیله این نانو ذرات با سرعت بالا و درکمتر از 2 ساعت به تعادل نزدیک می¬شود. مطالعه روی مدل¬های سینتیک نشان داد که فرم غیر خطی مدل DEM بیشترین تطابق را با داده¬های آزمایشگاهی دارد. بررسی ترمودینامیک جذب آسفالتین توسط نانو ذرات نشان داد که فرآیند مذکور گرماگیر می¬باشد. علاوه بر آن استفاده مکرر از نانو ذرات برای جذب آسفالتین مورد بررسی قرار گرفته و چندین مدل ایزوترم برای مراحل مختلف مطالعه شد. در انتها حذف آسفالتین از یک نمونه واقعی نفت خام نیز در دماهای مختلف توسط نانو ذرات مگمایت اصلاح سطح شده بررسی و روند جذب آسفالتین توسط مدل¬های ایزوترم مطالعه گردید.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Mirzayi, BehrouzUNSPECIFIED
Nematollahzadeh, AliUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Naghdi Shayan, NazilaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Date Deposited: 16 Nov 2018 11:14
Last Modified: 16 Nov 2018 11:14
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1901

Actions (login required)

View Item View Item