17147

17147

بررسي آزمايشگاهي و مدل‌سازي ترموديناميكي تعادل مايع – بخار در محلول هاي دوتايي آلكانول‏آمين ها

كارشناسي ارشد

ترموديناميك و سينتيك

دي ماه 1394

دكتر فرزانه فيضي

مهندسي شيمي

چكيده گستره عظيمي از دستگاه‌هاي آزمايشگاهي و روش‌هاي متفاوتي براي مطالعه تعادل مايع – بخار به كار گرفته شده است كه مي‌توان به‌طور كلي در دو دسته طبقه‌بندي شوند. دسته اول كه با نام روش‌هاي تحليلي شناخته مي‌شوند مبتني بر چگونگي تركيب درصد فازهاي در حال تعادل هستند و در دسته دوم كه با نام روش‌هاي سنتزي شناخته مي‌شوند مبتني بر تعيين دقيق تركيب درصد اوليه مخلوط هستند. استفاده از آمين¬ها براي جذب گازهاي اسيدي از گاز هاي طبيعي يك روش بسيار متداول در صنايع گاز است. آلكانول‏آمين ها چون به سادگي قابل احيا هستند از جمله حلال هاي بسيار محبوب براي حذف كربن دي اكسيد و هيدروژن سولفيد از گاز طبيعي مورد استفاده هستند. در اين تحقيق به بررسي تعادل بخار – مايع در سيستم هاي دوتايي مورفولين – مونو اتانول¬آمين و مورفولين- 2 آمينو2 متيل1 پروپانول پرداخته شده است. داده هاي آزمايشگاهي تعادل بخار - مايع براي سيستم هاي دوتايي آلكانول‏آمين ها در چهار دماي 135، 145، 155 و 160 درجه سانتي گراد براي سيستم مورفولين – مونو اتانول¬آمين و در چهار دماي 140، 148، 155 و 160 درجه سانتي گراد براي سيستم مورفولين- 2 آمينو2 متيل1 پروپانول به صورت دما ثابت اندازه گيري شده است. همچنين با استفاده از يك مدل ترموديناميكي مناسب به محاسبه داده هاي تعادلي مايع- بخار پرداخته مي شود. در اين مدل از روش گاما – في و با استفاده از معادله حالت پنگ رابينسون و مدل ضريب فعاليت NRTL به بيش¬بيني تعادل بخار - مايع در سيستم هاي در حال مطالعه پرداخته شده است و پارامترهاي انرژي در مدل ضريب فعاليت NRTL با استفاده از محاسبات تبخير آني مورد برازش قرار گرفته است. بعد از بهينه سازي، مدل ارائه شده با مقدار خطاي كمتر از يك و نيم درصد قادر به محاسبه تعادل بخار – مايع در سيستم هاي آلكانول آمين مطالعه شده در اين تحقيق بوده است. واژه‌هاي كليدي: تعادل بخار – مايع، مورفولين، اتانول¬آمين،2 آمينو2 متيل1 پروپانول ،مدل NRTL

1396/01/29

3/21/2021 12:00:00 AM

Abstract: A wide range of laboratory instruments an​d different methods for the study of vapor-liquid equilibrium is used which can generally be classified into two categories. The first group is called analytical methods which are based on the composition of the phases in equilibrium an​d the second one is called synthetic methods which are based on the exact initial composition of the mixture. Absorbing acid gases from natural gas by Amines, is a very common method in the gas industry. Alkanolamines are popular solvents to remove carbon dioxide an​d hydrogen sulfide from natural gas, due to easily regeneration. In this report, we study the vapor- liquid equilibrium in binary systems Morpholine - Mono Ethanol Amine an​d Morpholine 2-amino-2-methyl 1-propanol. The experimental data has been measured for vapor- liquid equilibrium in binary alkanolamine systems at four isothermal temperature conditions. 135, 145, 155 an​d 160 ° C for Morpholine- Mono Ethanol Amine system And 140, 148, 155 an​d 160 ° C for 2-amino-2-methyl-1-propanol- morpholine system. In addition, the vapor- liquid equilibrium data has been calculated by using a suitable thermodynamic model. In this model of Gamma– phi the vapor- liquid equilibrium system has been calculated in mentioned systems by using the Peng Robinson equation of state an​d NRTL activity coefficient model. Energy parameters of NRTL activity coefficient model is fitted using the flash vaporization calculation. The propose d model with 1.5% AARD is able to calculate the vapor- liquid equilibrium in mentioned alkanolamines systems. Keywords: vapor – liquid equilibrium, morpholine, mono ethanol amine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, the NRTL model