مدل‌سازي جذب دي‌اكسيد كربن در حلال‌هاي هيبريدي (فيزيكي و شيميايي) به‌وسيله معادله حالت CPA

كارشناسي ارشد

در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺷﻴﺮﻳﻦ ﺳﺎزي گازترش در پالايشگاه‌ها به‌طور وﺳﻴﻌﻲ ﺗﻮﺳﻂ حلال‌هاي آﻣﻴﻨﻲ ﻛﻪ ﻳﻚ ﺣﻼل ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ اﺳﺖ، ﺻﻮرت مي‌پذيرد. استفاده از حلال فيزيكي و شيميايي باعث مي شود كه فوايد هر دو نوع حلال، ازجمله افزايش ظرفيت حلال به خاطر استفاده از حلال فيزيكي و رسيدن غلظت گازهاي اسيدي به مقدار بسيار كم در گاز شيرين خروجي به خاطر استفاده از حلال شيميايي، در اين فرآيند در اختيار قرار گيرد. حضور حلال فيزيكي موجب افزايش بار گازهاي اسيدي در مقايسه با سيستم‌هاي حلال شيميايي آميني مي‌شود. حضور آب در اين محلول باعث مي‌شود كه براي مدل‌سازي اين‌گونه محلول‌ها از معادله حالت‌هاي مكعبي به‌تنهايي استفاده نشود. معادله حالت‌هاي مكعبي رفتار سيستم‌هاي داراي پيوند هيدروژني را به‌خوبي پيش‌بيني نمي‌كنند درحالي‌كه معادلات تجمعي توصيف مناسبي از اين نوع سيستم‌ها ارائه مي‌دهند. در اين كار توانايي معادله حالت CPA1 براي مدل‌سازي حلاليت دي‌اكسيد كربن در مخلوط حلال‌ها مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا پارامترهاي خالص معادله حالت CPA با استفاده از داده‌هاي فشار بخار و چگالي مايع آزمايشگاهي به دست آمدند. سپس حلاليت دي‌اكسيد كربن در حلال‌هاي (آب و سولفولان و متيل دي اتانول آمين) مورد بررسي قرار گرفت. همچنين تأثير دما و فشار بررسي شدند و نتايج مدل‌سازي با داده‌هاي آزمايشگاهي مربوط به ميزان حلاليت در دماها و فشارهاي مختلف مقايسه شدند و درصد ميانگين خطاها در سيستم دوتايي (آب و دي‌اكسيد كربن) 47/3 درصد و در سيستم سه‌تايي (آب و دي‌اكسيد كربن و سولفولان) 53/4 درصد و در سيستم چهارتايي (آب و دي‌اكسيد كربن و سولفولان و متيل دي اتانول آمين) 11/6 درصد گزارش شدند. نتايج به‌دست‌آمده از مدل توافق خوبي را با داده‌هاي تجربي نشان مي‌دهند.

196022

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي_ترموسينتيك و كاتاليست

دكتر فرزانه فيضي