13256

13256

توسعه مدل ترموديناميكي مناسب در جذب هيدروژن سولفيد از گاز طبيعي

كارشناسي ارشد

شيمي - ترموديناميك و سينتيك

شهريور ماه1393

شهريور ماه1393

دكتر فرزانه فيضي

چكيده حضور گازهاي اسيدي از جمله دي¬اكسيدكربن (CO2) و سولفيد¬هيدروژن (H2S) در گاز طبيعي و گازهاي صنعتي مشكلات عملياتي از جمله خوردگي و زيست محيطي را به¬وجود مي¬آورند. يكي از متداول¬ترين روش¬هاي جداسازي آنها، جذب توسط حلال¬هاي آميني است. در ساليان اخير، حلال متيل¬دي¬اتانول آمين (MDEA) به دليل خواصي از جمله مصرف انرژي و نرخ خوردگي پايين¬تر، نسبت به حلال¬هاي ديگر، به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. در اين تحقيق براي مدل¬سازي ترموديناميكي حلاليت هيدروژن سولفيد در محلول¬هاي آميني از معادله حالت الكتروليتي استفاده شده است. موادي نظير آب و آمين¬ها جزء سيالات داراي همبستگي محسوب مي شوند، بنابراين براي مدل‌سازي ترموديناميكي حلاليت گازهاي اسيدي در محلول آمين‏ها از معادله حالت emPR-CPA كه توسط ذوقي و همكاران ارائه شده، استفاده شده است. سيستم مورد مطالعه محلول سه جزئي آب-هيدروژن سولفيد-MDEA است. اين مدل بايد بتواند رفتار تعادلي اجزاي خالص و زير سيستم¬هاي دو جزيي را پيش¬بيني نمايد. براي اين منظور، ابتدا براي اجزاي خالص داراي همبستگي، پارامترهاي مدل از طريق برازش داده¬هاي فشار بخار و دانسيته مايع تنظيم شدند. پارامترهاي اثر متقابل زير سيستم¬هاي دوتايي كه شامل: آب- هيدروژن سولفيد، آب-MDEA و هيدروژن سولفيد-MDEA هستند از طريق برازش داده هاي تجربي بر روي مدل تنظيم شدند. متوسط قدر مطلق خطا براي سيستم¬هاي دوجزيي اشاره شده به ترتيب: 1/87% ، 1/85% و 2/1% است. در مرحله بعدي با استفاده از پارامترهاي تنظيم شده براي اجزاي خالص و سيستم¬هاي دوتايي، پارامترهاي اثر متقابل يون-يون و يون-مولكول براي سيستم سه جزيي بهينه شدند. نتايج به¬دست آمده نشان داد كه در محاسبات فشار حباب، متوسط قدر مطلق خطاي به¬دست آمده براي اين سيستم سه جزيي8/42% است و دقت پيش-بيني به اندازه 2/95% توسط مدل emPR-CPA نسبت به مدل چاه مربعي(eCSW) ، در شرايط يكسان، بهبود يافته است. واژه‌هاي كليدي:حلاليت هيدروژن سولفيد، آلكانول‏آمين، معادله حالت، نيرو¬هاي همبستگي،محلول الكتروليت.