Thermally Rearranged Polymeric Membrane for Natural Gas Separation. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Final_Thesis_5:1:17.pdf - Accepted Version Download (7MB) | Preview

Arabic Abstract

معالجة الغاز الطبيعي هي واحدة من الصناعات الكبيرة في العالم من خلال معالجة حوالي ٣ تريليون متر مكعب سنويا. الغاز الطبيعي يحتوي على العديد من الشوائب مثل غاز ثاني أوكسيد الكربون ويجب ازالتها للوصول لجودة قابلة للبيع. تقنية الفصل باستخدام الاغشية لها العديد من المزايا بالمقارنة مع التقنيات التقليدية. هذه الدراسة تركز على الأغشية المعالجة حراريا نظرا لأدائها المميز في عملية الفصل ومقاومتها للمواد الكيميائية. لكن لا تزال هذه التقنية بعيد عن الاستخدام الصناعي للنقص الواضح في البيانات والبحوث المتعلقة بها. خصوصا الدراسات باستخدام خليط من الغازات وليس فقط غاز واحد. ركزت هذه الدراسة على دراسة تأثير استخدام عدة أنواع من خليط الغازات (ثنائي، ثلاثي ورباعي) لاستهداف تطبيق معين محتمل في صناعة الغاز الطبيعي مثل إزالة ثاني أكسيد الكربون واستخلاص الهيليوم. الغشاء المستخدم في هذه الدراسة أظهر نفاذية عالية لثاني أكسيد الكربون وانتقائية عالية بالمقارنة مع المثان بالرغم من الضغط العالي (٨٠٠ رطل لكل بوصة مربعة). الغشاء كان قادر على إزالة ٨٠٪ من ثاني أكسيد الكربون واستخلاص أكثر من ٨٠٪ من الهليوم. كما أظهر الغشاء مقاومة عالية لثاني أكسيد الكربون تحت ضغط عالي.

English Abstract

Natural gas processing is one of the large industries in the world, by processing around 3 trillion standard cubic meter per year. In natural gas processing, contaminations like carbon dioxide must be removed to reach a saleable quality. Polymeric membrane has been investigated for that purpose as it has many advantages over the conventional amine technology. In this study, thermally rearranged (TR) polymer is considered as a potential material for the gas separation membrane due to its outstanding performance and chemical resistivity. The gas permeation properties for both pure and mixed gases for thermally rearranged polypyrrolone (PPL-450) membranes have been studied which were synthesized from 6FDA and DAB. PPL-450 membrane has shown high permeability and excellent selectivity for CO2 and Helium over CH4. Although, CO2 permeability (as well as all other gases) has dropped in case of mixed gas feed condition, the selectivity of CO2/CH4 has increased. Furthermore, at high pressure (800 psig) with about 10% stage cut, PPL membrane was able to remove 80% of the carbon dioxide in the feed. Likewise, Helium has been recovered from very dilute concentration of 0.14% with more than 80% recovery at 5% stage cut. In addition, the membrane has demonstrated an outstanding resistivity to CO2 plasticization at high pressures.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Chemical Engineering Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Mezghani, Khaled
Committee Members:	Habib, Mohamed and Abdul Samad, Mohammed
Depositing User:	MOHAMMAD SAAD ALQAHTANI (g200737590)
Date Deposited:	06 Feb 2017 12:48
Last Modified:	01 Nov 2019 16:36
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140195