Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Separation of mercury from condensate via hollow fiber membrane technology
Year (A.D.)
2022
Document Type
Thesis
First Advisor
อุรา ปานเจริญ
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมเคมี
DOI
10.58837/CHULA.THE.2022.808
Abstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการศึกษาวิธีการใหม่ในการแยกปรอทออกจากคอนเดนเสทโดยใช้ระบบเมมเบรนเส้นใยกลวงแบบคอนแทกเตอร์ ตามหลักการและพื้นฐานของการสกัดด้วยตัวทำละลาย โดยสารสกัดเสริมฤทธิ์ของกรดไฮโดรคลอริกและไทโอยูเรียเป็นสารสกัดที่ความเข้มข้น 0.5 โมลต่อลิตร และ 1.5 โมลต่อลิตร ตามลำดับ รูปแบบการไหลในลักษณะสารป้อนไหลผ่านและสารสกัดไหลวน อัตราการไหลที่ 1.67 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อวินาที ที่ อุณหภูมิ 323.15 เคลวิน ผลการศึกษาพบว่าประสบความสำเร็จในการแยกปรอทออกจากคอนเดนเสท ร้อยละการกำจัดปรอทสูงถึง 98.40 ซึ่งความเข้มข้นหลังกำจัดปรอทมีค่าต่ำกว่าค่าที่กำหนด สำหรับป้อนเข้าสู่อุตสาหกรรมปิโตรเคมีและโรงกลั่น คำนวณค่าการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีมาตรฐาน ค่าการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีมาตรฐาน และค่าการเปลี่ยนแปลงพลังงานเสรีของกิ๊บส์มาตรฐานได้ 119.80 กิโลจูลต่อโมล 0.37 กิโลจูลต่อโมล และ -1.15 กิโลจูลต่อโมลตามลำดับ บ่งชี้ว่าปฏิกิริยาการแยกปรอทออกจากคอนเดนเสทเป็น ปฏิกิริยาดูดความร้อน ผันกลับไม่ได้ และสามารถเกิดขึ้นเองที่ 323.15 เคลวิน ปรอทในรูปฟีนิลเมอร์คิวรีคลอไรด์พบมากที่สุดในคอนเดนเสทจากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคทางเสปกโตรสโคปี การประยุกต์ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ อันได้แก่ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ลักษณะการแพร่ และลักษณะปฏิกิริยาเพื่ออธิบายลักษณะการถ่ายเทมวลในระบบเมมเบรนเส้นใยกลวงแบบคอนแทกเตอร์ ผลการคำนวณพบว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ลักษณะปฏิกิริยาสอดคล้องกับผลการทดลอง และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลในเมมเบรน และด้านเปลือก คือ 7.45 × 10−6 เซนติเมตรต่อวินาที และ 2.09 × 10−5 เซนติเมตรต่อวินาทีตามลำดับ ซึ่งบ่งชี้ว่าการถ่ายโอนมวลในเมมเบรนเป็นขั้นตอนควบคุม
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
This work presents a new solution for the removal of mercury from petroleum condensate via hollow fiber membrane contactor which follows the principles and practices of solvent extraction. Results demonstrate that mercury can be successfully removed from petroleum condensate feed by the synergistic extractant of HCl and thiourea (0.5 mol/L HCl and 1.5 mol/L thiourea). Under equal circulating flow rates of 1.67 cm3/s of feed and the synergistic extractant at 323.15 K, the percentage of mercury removal reached 98.40%, which meets the acceptable limit of mercury for feed into the petrochemical and refinery plants. The values of standard enthalpy change (119.80 kJ/mol), standard entropy change (0.37 kJ/mol) and standard Gibbs free energy change (-1.15 kJ/mol) indicate that the reaction is endothermic, irreversible and spontaneous at 323.15 K, respectively. The spectroscopy techniques affirmed that phenylmercury chloride was the common compound in the petroleum condensate. To describe the mass transport of the system, two mass transport mathematical models corresponding to reaction flux and diffusion flux are considered. The reaction flux model is seen to fit in well with the experimental results. The mass transfer coefficients in the membrane phase and shell side are 7.45 × 10−6 cm/s and 2.09 × 10−5 cm/s, respectively indicating that the mass transfer in the membrane phase is the controlling step.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
พูลแก้ว, วรัญญา, "การแยกปรอทออกจากคอนเดนเสทด้วยเทคโนโลยีเมมเบรนเส้นใยกลวง" (2022). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 6518.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/6518