22617

مدل‌سازي جذب CO2 و H2Sدرمايعات يوني با استفاده از معادله حالتSAFT HR

كارشناسي ارشد

ترموسينتيك وكاتاليست

96-97

1399/06/31

دكتر فرزانه فيضي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين پروژه حلاليت گازهاي اسيدي كربن ‌دي‌اكسيد و سولفيد هيدروژن در مايعات يوني با پايه ايميدازوليوم به وسيله معادله حالت SAFT HR محاسبه شده است. مايعات يوني مورد استفاده در اين پروژه 12 نوع مايع يوني با كاتيون ايميدازوليوم [Cnmim](n=2,4,6,8) (كه Cn حلقه آلكيلي متصل به حلقه كاتيون ايميدازوليوم است) و سه آنيون مختلف تريفلورو متيل سولفونيل [TF2N]، هگزافلورو فسفات [PF6] و تترافلورو بورات [BF4] هستند. همه‌ي پارامترهاي مايعات يوني بر روي داده‌هاي دانسيته مايع يوني برازش شده است همچنين براي بالا بردن دقت معادله حالت SAFT HR ضرايب برهم‌كنش دوتايي روي داده‌هاي حلاليت و در هر دما برازش شده و يك رابطه براي ارتباط ضريب برهم‌كنش نسبت به دما گزارش شده است. براي محاسبه حلاليت گاز اسيدي در مايع يوني دو رويكرد مختلف در نظر گرفته شده است. در رويكرد اول مايع يوني به صورت يك ماده بدون تجمع مدل شده و در رويكرد دوم مايع يوني به عنوان يك ماده تجمعي باطرح تجمع B2 مدل شده است. براي سيستم‌هاي دو جزئي درصد ميانگين خطاي مطلق محاسبه كسر مولي CO2 در مايع يوني در رويكرد اول و دوم به ترتيب در محدوده 15/18-0/38 و 15/23-0/36 درصد وبراي كسر مولي H2S در رويكرد اول و دوم به ترتيب در محدوده 9/64-1/06 و 8/61-0/77درصد دركل گستره دما و فشار و با ضرايب برهم‌كنش دو تايي بدست آمده است. در آخر دوسيستم سه تايي CO2+H2S+[omim][TF2N] و CO2+H2S+[omim][PF6] با استفاده از رويكرد دوم و ضرايب برهم‌كنش دوتايي مدل شده است. درصد ميانگين خطاي مطلق محاسبه كسر مولي CO2 و H2S در فاز مايع براي سيستم CO2+H2S+[omim][TF2N] به ترتيب 8/08 و 5/4 درصد و براي سيستم CO2+H2S+[omim][PF6] به ترتيب 11/07 و 5/5 درصد براي كل گستره دما و فشار بدست آمده است.

1399/08/24

Modeling CO2 and H2S absorption in ionic liquids using SAFT HR equation of state

9/21/2020 12:00:00 AM

In this project, the solubility of Acidic gases of carbon dioxide and hydrogen sulfide in ionic liquids base Imidazolium is calculated by the SAFT HR equation of state. The ionic liquids used in this project are 12 types of ionic liquids with Imidazolium cation [Cnmim] (n = 2,4,6,8) (Cn is an alkyl ring attached to cation imidazolium ) and three different anions of trifluoro methyl sulfonyl [TF2N], hexafluorophosphate [PF6] and tetrafluoroborate [BF4]. All ionic liquid parameters are fitted to the ionic liquid density data. Also, to increase the accuracy of the SAFT HR equation of state Double interaction coefficients are fitted on solubility data at each temperature and a relationship has been reported for the relevancy of the interaction coefficient to the temperature. To calculate the solubility of acid gas in ionic liquid, two different approaches are considered: in the first approach, ionic liquid is modeled as a substance without association, and in the second approach, ionic liquid is modeled as a association material with 2B association scheme. For two-component systems, Average Percentage of absolute deviation of calculation of mole fraction of CO2 in ionic liquid in the first and second approaches in the range of 0.38-15.18% and 0.36-15.23%, respectively, and for the mole fraction of H2S in the first and second approaches in the range of 1.06-9.64% and 0.77-8.61% respectively, in the whole range of temperature and pressure and with binary interaction coefficients have been obtained. Finally, the two triple systems CO2+H2S+[omim] [TF2N] and CO2+H2S+[omim] [PF6] are modeled using the second approach and double interaction coefficients. Average Percentage of absolute deviation of calculation of mole fraction of CO2 and H2S in the liquid phase for the CO2 + H2S + [omim] [TF2N] system is 8.08% and 5.4%, respectively and for the CO2 + H2S + [omim] [PF6] system, is 11.07% and 5.5% in the whole range of temperature and pressure.