حذف هیدروکربن از لجن مخازن گازوئیل با استفاده زئولیت منطقه سمنان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی دانشگاه حکیم سبزواری

2 کارشناس دانشگاه حکیم سبزواری

3 دانشجوی دانشگاه حکیم سبزواری

چکیده

دفع لجن مخازن نفتی، به دلیل دارا بودن مقادیر زیادی هیدروکربن و مشکلات زیست محیطی ناشی از آن، از معضلات مهم انبارهای نفتی است. هدف از این تحقیق کاهش هیدروکربن‌های لجن نفتی با استفاده از روش جذب سطحی با یک جاذب ارزان قیمت بود. بدین منظور از زئولیت طبیعی منطقه سمنان استفاده شد. در ابتدا سطح زئولیت با استفاده از اسیدهای مختلف اصلاح و کارایی آنها در جذب هیدروکربن بررسی شد. طبق نتایج حاصل، اصلاح سطح زئولیت جذب هیدروکربن را افزایش می‌دهد و بیشترین درصد جذب در زئولیت اصلاح شده با هیدروکلریک اسید مشاهده می‌شود. در مرحله دوم شرایط فیزیکی و شیمیایی مؤثر بر فرآیند با استفاده از روش تاگوچی در دو سطح مطالعه شد. نتایج نشان داد که زمان تماس، مقدار جاذب و دما بر فرآیند جذب مؤثر هستند. در آخرین مرحله همدمای جذب فرآیند مطالعه شد و نتایج حاصل نشان داد که فرآیند جذب هیدروکربن از لجن توسط زئولیت به خوبی از همدمای تمکین پیروی می‌کند. این مطالعه نشان می‌دهد که با استفاده از ماده ارزان قیمت زئولیت طبیعی می‌توان هیدروکربن موجود در لجن مخازن گازوئیل را به مقدار قابل توجه 83% با استفاده از g 28/0 زئولیت به ازای هر گرم لجن کاهش داد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Removal of Hydrocarbon from Sludge of Diesel Storage Tanks by Semnan Zeolite

نویسنده [English]

  • Zahra Beagom Mokhtari Hosseini 1
چکیده [English]

Disposal of storage tanks’ sludges due to the high concentration of hydrocarbon involved in them and environmental hazards are a major concerns in oil depots. In this study, reducing concentration of hydrocarbon in petroleum sludge by applying a low cost absorption was investigated. For this purpose, natural zeolite of Semnan zone was applied. In the first stage, modification of the zeolite surface was performed by different acids and the modified zeolites efficiencies were studied. According to obtained results, modification of zeolite surface improves hydrocarbon adsorption, so that HCl-modified zeolite provides maximum adsorption. In the second stage, the influence of physical and chemical parameters on the process was studied using Taguchi methods at two levels. The results show that contact time, the amount of adsorption and temperature are effective on the adsorption process. In the last stage, adsorption isotherm of process was examined, and it was found that the hydrocarbon adsorption on the modified zeolite follows the Temkin isotherm. Finally, the results of this study show that hydrocarbon concentration of sludge can be reduced to 83% using just 0.28 gr of low cost zeolite per 1 gr of sludge.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sludge of Diesel Storage Tanks
  • Semnan Zeolite
  • Taguchi Method
  • Adsorption Isotherm

[1]. Huang Q., Mao F. Mao, Han X., Yan J. and Chi Y, “Characterization of emulsified water in petroleum sludge, Fuel,” Vol. 118, No. 1, pp. 214-218, 2014.##

[2] Fingas M., “Oil spill science and technology,” Gulf Professional Publishing, 978-1-85617-943-0, 2010.##

[3]. پرتوی‌نیا ع.، نعیم‌پور ف.، "زیست سالم‌سازی خاک آلوده به هیدروکربن نفتی نرمال–هگزادکان در فاز دوغابی و بررسی پارامترهای مؤثر،" مجله پژوهش نفت، دوره 18، شماره 58، صفحات 10-3، 1387.##

[4]. Ghannam M. T. and Chaalal O., “Oil spill cleanup using vacuum technique,” Fuel, Vol. 82, pp. 789-797, 2003.##

[5]. Mateo M. P., Nicolas G., Piñon V., Ramil A. and Yañez A., “Laser cleaning: an alternative method for removing oil-spill fuel residues,” Appl. Surf. Sci., Vol. 247, pp. 333-339, 2005.##

[6]. Zubaidy E. A. H. and Abouelnasr D. M., “Fuel recovery from waste oily sludge using solvent extraction, Process Saf, Environ. Prot., Vol. 88, No. 5, pp. 318–326, 2010.##

[7]. رکابدار ف.، صلاحی ع.، محمدی ت. و قشلاقی ع.، "کاربرد فرآیند فیلتراسیون غشایی در تصفیه پساب نفتی واحد پالایش نفت،" پژوهش نفت، شماره 63، صفحات 71-57، 1389.##

[8]. آقامیری ف.، "آلودگی نفتی در دریاها و روش‌های حذف آن،" مجله مهندسی شیمی ایران، جلد 3، شماره 12، 1383.##

[9]. رضوی ز.، "کاربرد مواد جاذب برای حذف آلودگی نفتی، دومین همایش علوم و فناوری‌های نوین در صنعت پالایش نفت،" اصفهان، ایران، 1390.##

[10]. Bayat A., Aghamiri S. F., Moheb A. and Vakili-Nezhaad G. R., “Oil spill cleanup from sea water by sorbent material,” Chem. Eng. Technol, Vol. 28, No. 12, pp. 1525–1528, 2005.##

[11]. Annunciado T. R. and Sydenstricker T. H., “Amico S.C., “Experimental investigation of various vegetable fibers as sorbent materials for oil spills, Mar,” Pollut. Bull., Vol. 50, No. 11, pp. 1340-1346, 2005.##

[12]. میرباقری س. ا.، "به کارگیری خاک اره و سبوس برنج در بهینه‌سازی فرآیند جذب هیدروکربورهای نفتی در خاک،" چهارمین همایش تخصصی مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران، ایران ،1389.##

[13]. Chitsan L., Chun-Lan H. and Chien-Chuan S., “Recycling waste tire powder for the recovery of oil spills,” Resources, Conserv. Recycl, Vol. 52, No. 10, pp. 1162-1166, 2008.##

[14]. Wei Q. F., “Evaluation of nonwoven polypropylene oil sorbents in marine oil spill recovery,” Mar. Pollut. Bull, Vol. 46., No. 2, pp. 780-783, 2003.##

[15]. Banerjee S. S., Joshi M. V. and Jayaram R. V., “Treatment of oil spill using organo-fly ash,” Desalination, Vol. 195, No. 1-3, pp. 32-39, 2006.##

[16]. Jeong B. H., Hasegawa Y., Sotowa K. I., Kusakabe K. and Morooka S., “Permeation of binary mixtures of benzene and saturated C4_C7 hydrocarbons through an FAU-type zeolite membrane,” Membr. Sci, Vol. 213, pp. 115-124, 2003.##

[17]. Glazkova E. A., Strelnikova E. B. and Ivanon V. G., “Application of natural zeolites of the khonguruu deposit (yakutia) for purification of oil-containing waste water,” Chem. Sustainable Dev., Vol. 11, pp. 841-846, 2003.##

[18]. Al-Haddad A., Chmielewska E. and Al-Radwan S., “A brief comparable lab examination for oil refinery waste treatment using the zeolitic and carbonaceous adsorbents,” Pet. Coal, Vol. 49, No. 1, pp. 21-26, 2007.##

[19]. سرداری س.، بایگان ع. و طایفی ن.، "کاربرد زئولیت در تصفیه آبهای زیرزمینی از آلاینده‌های نفتی،" اولین همایش بین المللی زئولیت، ایران، تهران، 1387.##

[20]. Rajakovic V., Aleksic G. and Rajakovic L. J., “Governing factors for motor oil removal from water with different sorption materials,” J. Hazard. Mater, Vol. 154, pp. 558-563, 2008.##

[21]. Krishna R. and Van Baten J. M., “Diffusion of hydrocarbon mixtures in MFI zeolite: Influence of intersection blocking” Chem. Eng. J., Vol. 140, pp. 614-620, 2008.##

[22]. Mazeikiene A. , Rimeika M., Valentukevicience M., Oskinis V., Paskauskaite N. and Brannvall E. ,“Removal of petroleum products from water using natural sorbent zeolite,” Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, Vol. 8, No. 4 , pp. 187-191, 2005.##

[23]. Becer M., “Gas Adsorption in volumetric system,” MSc Dissertation, İzmir Institute of Technology,Turkey, 2003##

[24]. Meindersma G. W. and de Haan A. B., “Economical feasibility of zeolite membranes for industrial scale separations of aromatic hydrocarbons,” Desalination, Vol. 149, PP. 29-34, 2002.##

[25]. Adebajo M. O., Frost R. L., Kloprogge J. T., Carmody O. and Kokot S., “Porous materials for oil spill cleanup: A review of synthesis and absorbing properties,” J. Porous Mater, Vol. 10, No. 3, pp. 159-170, 2003.##

[26]. Ghiaci M., Abbaspur A., Kia R. and Seyedeyn-Azad F., “Equilibrium isotherm studies for the sorption of benzene, toluene, and phenol onto organo-zeolites and as-synthesized MCM-41, Sep. Purif. Technol., Vol. 40, pp. 217–229. 2004##

[27]. مرتضوی س. ب.، اصیلیان ح.، فقیه‌زاده س.، سالم م.، کاظمیان ح. و شاه طاهری س. ج.، "حذف آمونیاک از هوا به‌وسیله زئولیت‌های طبیعی اصلاح شده(کلینوپتیلولیت) ایران با استفاده از روش تبادل یون" نشریه شیمی و مهندسی شیمی، دوره22، شماره دوم، صفحات 38-31، 1382.##

[28]. Roy R., “A primer on the Taguchi method,” 1st ed., Society of Manufacturing Engineers, 1990.##

[29]. Rice E. W., “Baird R. B., Eaton A. D. and Clesceri L. S., Standard methods for the examination of  waters and wastewater,” American Public Health Association., 1999.##

[30]. Stenstrom M. K., Fam S. and Silverman S. G., “Analytical methods for quantitative and qualitative determination of hydrocarbons and oil and grease in water and wastewater,” Environ. Technol. Lett, Vol. 7, pp. 625-636, 1986.##

[31]. ASTM D 5765 – 95, “Standard practice for solvent extraction of total petroleum hydrocarbons from soils and sediments using closed vessel microwave heating,” Annual Book of ASTM Standards, Vol. No. 2, 2001.##

[32]. Kulprathipanja S., “Zeolites in Industrial Separation and Catalysis, 9783527325054, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010.##

[33]. Nishia Y., Iwashitaa N., Sawadaa Y. and Inagakib M., “Sorption kinetics of heavy oil into porous carbons,” Water Research, Vol. 36, No. 20, pp. 5029–5036, 2002.##

[34]. Inagaki M., Toyoda M., Iwashita N., Nishi Y. and Konno H., “Exfoliated graphite for spilled heavy oil recovery,” Carbon Sci, Vol. 2, No. 1, pp. 1-8, 2001..##