18797

۱۸۷۹۷

اندازه گيري و مدلسازي حلاليت دي اكسيد كربن در آب دريا

كارشناسي ارشد

ترموديناميك و سينتيك

اسفندماه ۱۳۹۶

دكتر فرزانه فيضي - دكتر محمدرضا دهقاني

مهندسي شيمي ، نفت و گاز

حلاليت دي¬اكسيد كربن در آب نمك براي بسياري از پروژه¬هاي ازدياد برداشت و محيط زيستي مانند ذخيره¬سازي دي¬اكسيد كربن در سفره¬هاي آب شور و مخازن تخليه شده نفت گاز، حائز اهميت است. آب دريا مانند آب سازند يك محلول الكتروليتي است كه نمك¬هاي معدني محلول در آب يكساني دارند و تنها تفاوت آنها شوري يا مقدار غلظت نمك است. بنابراين حلاليت دي¬اكسيد كربن در محلول آب درياي خليج فارس به منظور استفاده در پروژه¬هاي محيط زيستي و مقدمه¬اي بر مطالعات حلاليت دي¬اكسيد كربن در آب-سازند اندازه¬گيري و مدل¬سازي شده است. در اين پروژه حلاليت دي‌اكسيد كربن در آب دريا در دماهاي 25، 35 و 45 درجه سانتي‌گراد و از فشار 5 بار تا فشار 50 بار اندازه‌گيري شده است. مدل‌سازي اين سيستم با استفاده از روش γ-φ انجام شده كه φ توسط معادله حالت پنگ رابينسون و γ از مدل دشماخ-ماتر محاسبه شده است. اين نوع مدل‌سازي مستلزم وجود پارامترهاي برهمكنش موجود بين همه يون‌ها است. به، همين دليل آناليز ICP-MS بر روي آب دريا انجام شد و مشخص شد كه چه يون‌هايي در اين محلول وجود دارد.نتيجه اين آناليز نشان داد كه نمك‌هاي CaCl2، CaBr2، CaSO4، KCl، KBr، K2SO4، MgCl2، MgBr2، MgSO4، NaCl، NaBr، Na2SO4، SrCl2، SrBr2 و SrSO4 مي‌تواند تشكيل بشود. سپس براي محلول نمك‌هاي CaBr2، CaSO4، KBr، NaBr، SrCl2 و SrSO4 كه داده حلاليت دي‌اكسيد كربن روي محلول آن‌ها وجود نداشت حلاليت دي‌اكسيد كربن در دماهاي 25، 35 و 45 و تا فشار 50 بار اندازه‌گيري شد كه قبلا هيچ داده¬اي براي حلاليت دي¬اكسيد كربن در اين محلول¬ها ارائه نشده بود. با استفاده از اين داده‌ها و داده‌هاي موجود در منابع پارامترهاي برهمكنش دوتايي بين يون‌ها برازش شد و با استفاده از اين پارامترها مدل‌سازي سيستم آب دريا-دي‌اكسيد كربن انجام شد كه درنهايت مدل فشار تعادلي سيستم را با متوسط قدر مطلق خطاي 98/2، 31/3 و 28/2 درصد براي دماهاي 25،35 و 45 درجه سانتي‌گراد محاسبه كرد كه خطاي قابل قبولي با توجه به ماهيت ضريب اكتيويته مدل است. همچنين اين مدل از معدود مدل¬هايي است كه حلاليت دي¬اكسيدكربن در محلول¬هاي پيچيده را مدل¬سازي كرده است.

1397/02/18

3/21/2019 12:00:00 AM

carbon dioxide solubility in saline is very critical in most of enhanced oil recovery projects and environmental projects like carbon dioxide storage in Saline aquifer and Oil and Gas Discharge reservoirs.sea water is an electrolyte solution same as formation water which both have the same water soluble mineral salts and they vary in salt concentration. therefore carbon dioxide solubility in water of the persian gulf is chosen for environmental projects and an introduction to carbon dioxide solubility in formation water and measurements and modeling is performed on the data. The equilibrium solubility of carbon dioxide in the sea water at temperatures of 25,35 and 45 ℃ and up to 50 bar pressure was measured. Modeling of this system was performed using γ-∅ approach, ∅ is calculated by Peng-Robinson EOS and γ by deshmukh-mather model. This type of modeling requires interaction existing in all the ions. Therefore, ICP-MS analysis was done on the sea water and it was known what ions were present in the solution and also CaCl2, CaBr2, CaSO4, KCl, KBr, K2SO4, MgCl2, MgBr2, MgSO4, NaCl, NaBr, Na2SO4, SrCL2, SrBr2 and SrSO4 salts can be formed. Since there were no carbon dioxide solubility data for the solution of CaBr2, CaSO4, KBr, NaBr, SrCL2 and SrSO4 salts, new sets of data in mentioned temperature and pressure ranges were obtained. Then using this data and data exiting in the literature, interaction parameters between ions was adjusted; using these parameters, the modeling of sea water-carbon dioxide system was performed. Finally model calculated equilibria pressure of the system with Average Absolute Relative Deviation of 8.16, 4.16 and 4.19 percent for temperatures of 25, 35 and 45℃.