16119

16119

اندازه گيري و مدلسازي ترموديناميكي جداسازي مخلوط‌هاي با نقطه جوش نزديك با استفاده از فرآيند تشكيل هيدرات (محلول بنزن/ سيكلوهگزان)

دكتري

ترموديناميك

تيرماه 1395

تيرماه 1395

دكتر فرزانه فيضي

شيمي

چكيده جداسازي تركيبات تشكيلدهنده مخلوطهاي با نقطه جوش نزديك به عنوان فرآيندي پيچيده، پرهزينه و چالشبرانگيز شناخته ميشود. استفاده از توانايي هيدراتهاي گازي در جداسازي مخلوطها ميتواند راهحل مناسبي در كاهش مشكلات جداسازي چنين مخلوطهايي باشد. بنزن و سيكلوهگزان هر دو تركيب در شرايط مناسب و در حضور مقادير كافي آب و مولكول هاي گاز كمكي، ساختار II را شكل ميدهند. اختلاف فشار تعادلي تشكيل هيدرات اين دو تركيب عامل مناسبي جهت جداسازي اين مخلوط با استفاده از فرآيند تشكيل هيدرات بشمار ميآيد. در اين تحقيق، امكان جداسازي مخلوط بنزن و سيكلوهگزان با استفاده از فرآيند تشكيل هيدرات با اندازهگيريهاي آزمايشگاهي و مدلسازي بررسي شده است. شرايط تشكيل و ميزان جداسازي با توجه به تغييرات تركيبدرصد خوراك و فشار حاكم بر سيستم اندازهگيري و محاسبه شده و پارامترهاي تاثيرگذار بر افزايش ميزان جداسازي معرفي شدهاند. به اين منظور دادههاي تجربي تشكيل هيدرات مخلوطهاي (متان + سيكلوهگزان + آب)، (متان + بنزن + آب)، (دياكسيد كربن + سيكلوهگزان + آب)، و براي اولين بار دادههاي تجربي تشكيل هيدرات (دياكسيدكربن + بنزن + آب) و (متان + مخلوط بنزن و سيكلوهگزان + آب) در شرايط متفاوتي اندازهگيري شدهاند. در كنار دادههاي تجربي اندازهگيريشده، محاسبات شرايط تشكيل و تركيبدرصد فازهاي در حال تعادل با استفاده از الگوريتمهاي پيشنهاد شده، الگوريتمهاي حل تعادلهاي سه فازي (هيدرات- مايع آبي- بخار) و چهار فازي (هيدارت- مايع آبي – مايع هيدروكربني – بخار)، انجام شده است. اساس محاسبات تعادل فاز تساوي فوگاسيتي تركيبات در فازهاي در حال تعادل درنظر گرفته شده است. به همين منظور از دو معادله حالت Valderrama-Patel-Teja به همراه قوانين اختلاط مستقل از دانسيته و تئوري آماري سيالات تجمعي در فازهاي مايع آبي، مايع هيدروكربني و بخار استفاده شده است و محاسبات در فاز هيدرات به كمك مدل بهبوديافته Van der Waals -Platteeuw صورت پذيرفته است. واژه‌هاي كليدي: هيدرات، جداسازي مخلوط با نقطه جوش نزديك، محاسبات تعادل فاز، اندازهگيري آزمايشگاهي شرايط تشكيل هيدرات

1395/09/20