Asfalten Uzaklaştırılması için Gözenekli NiO/PoliHIPE Nanokompozitler: Sentez ve Adsorpsiyon Etkinliğinin Belirlenmesi

Asfalten çökelmesi petrol işleme endüstrisinin farklı aşamalarında karşılaşılan önemli bir sorundur. Asfaltenler, ham petrolün yüksek heteroatom içerikli en ağır bileşenleridir. Asfalten birikimi gözenek ve boru hattı tıkanıklıklarına yol açar ve böylece ekonomik gider ve olumsuz çevresel etkilerin artmasına neden olur. Ağır petrolden asfaltenlerin uzaklaştırılması petrol kalitesini artırır ve işlenmesini daha kolay hale getirir. Asfaltenlerin hızlı adsorpsiyon ve katalitik yükseltilme potansiyeli petrol sektöründe nanopartikül adsorpsiyonunu ilgi çeken bir konu haline getirmiştir. Bu projede, ilk kez NiO nanopartikül içeren oldukça gözenekli, yüksek yüzey alana sahip yeni poliHIPE nanokompozitlerin hazırlanması, yeni nanokompozitler üzerinde model bileşiklerin adsorpsiyonunun araştırılması ve nanokompozitlerin asfalten adsorpsiyon kapasitelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmanın ana amacı, asfalten birikmesini önlemek için, petrol endüstrisinde kullanılmak üzere yeni nanokompozit malzemeler sentezlenmesidir. Yüksek performanslı yeni nanokompozit malzemelerin tasarımı için yüksek yüzey alanı ve küçük kristal boyuta sahip uygun NiO nanopartiküller, başlangıç malzemeleri olarak NiCl2 ve NH3.H2O kullanılarak, kolay ve düşük maliyetli bir termokimyasal sentez yöntemi ile elde edildi. NiO nanopartikül içeren oldukça gözenekli açık hücreli yeni poliHIPE nanokompozitler, w/o türü yüksek iç faz emülsiyonların polimerizasyonu ile sentezlendi. Nanopartikül miktarı, ağırlıkça %1 ile %30 NiO arasında değiştirildi. Sentezlenen nanokompozitlerin yüzey morfolojisi, kimyasal ve kristal yapısı SEM, TEM, FTIR, katı NMR ve XRD analizleri ile araştırıldı. Asfaltenler standart yöntemlere göre Türkiye ham petrolünden elde edildi. NiO/poliHIPE nanokompozitlerin, asfaltenlerde mevcut olduğuna inanılan heteroatom işlevsel grupları temsil eden bir dizi model bileşik (fenol, piridin, pirol, tiyofen ve benzoik asit) için adsorpsiyon etkinlikleri belirlendi. Toluen çözeltilerinden asfaltenlerin NiO/poliHIPE nanokompozit üzerine adsorpsiyonu detaylı olarak araştırıldı. Asfalten adsorpsiyon kinetiği ve izotermleri elde edildi. Pseudo-ikinci derece modelin deneysel verilere iyi bir uyum sağladığı, ancak pseudo-birinci derece modelin uyum sağlamadığı görüldü. Bu proje için sentezlenen ve karakterize edilen polimer nanokompozitlerin adsorban olarak potansiyel kullanıma sahip olması nedeniyle, petrol endüstrisi için önemli olduğu sonucuna varıldı.