13254

13254

بررسي تأثير هم زمان بهبوددهنده‌هاي ترموديناميكي و سينتيكي بر روي تشكيل هيدرات كربن دي اكسيد

كارشناسي ارشد

شيمي - ترموسينتيك

شهريور ماه 1393

شهريور ماه 1393

دكترفرزانه فيضي - دكتر سيد عليرضا طباطبايي نژاد

چكيده بر طبق گزارش¬هاي اخير محققين محيط زيست، در مورد تغييرات آب و هوايي و گرم شدن كره زمين كه ناشي از افزايش غلظت گازهاي گلخانه¬اي به خاطر فعاليت¬هاي انساني است. با توجه به اينكه يكي از اين گازهاي گلخانه¬اي كربن¬دي¬اكسيد است، محققان همواره به دنبال كاهش اين گاز در هواي كره¬ي زمين هستند. يكي از راه¬هاي كاهش غلظت كربن¬دي¬اكسيد هوا تشكيل هيدرات آن و به دام انداختن آن، توسط هيدرات است. با اينحال، تشكيل هيدرات داراي مشكلات اساسي از جمله سرعت توليد پايين و همچنين شرايط نامساعد ترموديناميكي براي تشكيل است. براي حل اين مشكلات، افزودن مواد بهبوددهنده توسط بسياري از محققين پيشنهاد شده است. از طرفي پس از انتخاب يك بهبوددهنده¬ي مناسب محققين به دنبال يك مدل مناسب براي پيش¬بيني دقيق¬تر شرايط تعادل بوده¬اند. هدف از اين تحقيق، بررسي شرايط تشكيل هيدرات كربن¬دي¬اكسيد در حضور مواد بهبوددهنده ترموديناميكي و سينتيكي و اثر همزمان اين دو است. در اين تحقيق پيش¬بيني رفتار و شرايط تشكيل هيدرات در حضور بهبوددهنده مدل¬سازي شده است تا مقايسه¬اي بين معادلات حالت استفاده‌شده انجام گيرد و نهايتا مدلي براي داده‌هاي بهدست آمده ارائه شود كه دقت بيشتري داشته باشد. در اين مدل¬ها از معادله حالت درجه سوم (Peng-Robinson) و معادله حالت اغتشاشي (Statistical Association Fluid Theory) استفادهشده است، ميانگين درصد خطا براي 61 نقطه¬ي تعادلي بررسي شده از سيستم دو جزيي آب + كربن¬دي¬اكسيد، با معادله حالت SAFT برابر است با 94/2 % و با معادله حالت PR برابر است با 27/3 % و همچنين ميانگين درصد خطا براي 9 نقطه¬ي تعادلي بررسي شده از سيستم سه جزيي آب + كربن¬دي¬اكسيد¬ + سيكلوهگزان با معادله SAFT برابر است با 39/5 % و با معادله PR برابر است با 55/5 % است و به طوركلي در هر دو معادله حالت، تقريباً خطاي ميانگين يكساني براي پيش¬بيني شرايط تشكيل هيدرات مشاهده شد. نتايج بهدست آمده از تست¬هاي آزمايشگاهي ترموديناميكي و سينتيكي، حاكي از آن است كه سيكلوهگزان به عنوان يك بهبوددهنده ترموديناميكي عمل كرده و باعث كاهش فشار تشكيل هيدرات به ميزان 5 بار شده است. همچنين حضور سديم دودسيل¬ سولفات، به عنوان بهبوددهنده¬ي سينتيكي، تأثيري بر داده¬هاي تعادلي نداشته، و سيكلوهگزان نيز، به عنوان بهبوددهنده¬ي ترموديناميكي تأثيري بر داده¬هاي سينتيكي ندارد. بنابراين بهبوددهندهاي مذكور تقريباً، اثر نا¬مطلوبي بر عملكرد يكديگر نداشته و از اين رو استفاده¬ي هم¬زمان آن¬ها مناسب¬تر است. واژه‌هاي كليدي:هيدرات كربن¬دي¬اكسيد، بهبوددهنده سينتيكي (سديم دودسيل¬ سولفات)، بهبوددهنده ترموديناميكي(سيكلوهگزان)، معادله حالتSAFT