18076

18076

بررسي آزمايشگاهي و مدل‌سازي ترموديناميكي جذب دي‌‌اكسيد كربن در محلول آبي مورفولين + متيل دي اتانول آمين

كارشناسي ارشد

ترموسينتيك

شهريورماه 1396

دكتر فرزانه فيضي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

تأثيرات گاز گلخانه‌‌اي كربن دي‌‌اكسيد روي افزايش دماي جو و خطرات زيست محيطي آن و همچنين مشكلات ناشي از حضور اين گاز در منابع گاز طبيعي بر همگان مبرهن است. در حال حاضر متداول‌‌ترين روش براي جذب و جداسازي كربن دي‌‌اكسيد، سيستم جذب با محلولهاي آبي آمين است. آمين‌‌هاي جديد براي برطرف كردن مشكلات و نواقص حلال‌‌هاي فعلي مانند راندمان، ثبات شيميايي، توانايي كار طي بازه زماني طولاني، هزينه و اثرات زيست محيطي معرفي شده اند. اين مهم نياز به سرمايه گذاري و انجام پژوهش‌‌هاي مختلف دارد. مورفولين يك آمين حلقوي نوع دوم است كه با توانايي توليد كربامات، سرعت جذب كربن دي‌‌اكسيد مناسبي دارد. در اين كار، مورفولين به دو آمين MDEA و AMP افزوده شد و حلاليت كربن دي‌‌اكسيد در دو محلول آبي مخلوط MDEA-MOR و AMP-MOR بررسي شد. آزمايش‌‌ها در سه دماي 303، 313 و 323 K و بازه فشار 10 تا 200 kPa انجام گرفت. محلول‌‌ها با غلظت كل 3 مولار و نسبت مولي مورفولين به آمين 0/1، 0/25 و 0/5 ساخته شدند. تعيين نقطه تعادل فازي با روش استاتيك انجام گرفت. سپس مدل‌‌سازي حلاليت كربن دي‌‌اكسيد در محلول آبي مخلوط آمين با مدل دشماخ-ماتر انجام شد. ضريب فعاليت اجزا در فاز مايع با استفاده از تئوري توسعه يافته دباي-هوكل به دست آمد. براي هر سيستم 6 پارامتر برهمكنش دوتايي انتخاب گرديد. برازش مدل بر روي داده‌‌هاي آزمايشگاهي انجام گرفت و مقدار پارامترهاي برهمكنش تعيين شد. ميزان بارگذاري كربن دي‌‌اكسيد در محلولهاي آبي MDEA-MOR و AMP-MOR را مدل با خطاي قدر مطلق متوسط به ترتيب % 3/97 و 1/60 پيش بيني كرد.

1396/08/29

6/20/2018 12:00:00 AM

Today increasing in the carbon dioxide content of the atmosphere leads to sever environmental problems like global warming and its hazards. Moreover, presence of the carbon dioxide in the natural gas can caused many operating problems. Currently, one of the commonly-used approaches of the carbon dioxide absorption is based on using the Amine solutions. Recently, various Amine solutions are introduced so that their specifications like efficiency, chemical stability, durability, cost and environmental impacts are modified. For instance, Morpholine is a secondary Amine which can be transformed to Carbamate which has a significant rate of carbon dioxide absorption. In this work, Morpholine is added to the MDEA and AMP Amines to form the MDEA+MOR and AMP+MOR solutions. Then, the carbon dioxide solubility in the resulted solutions is examined. The experiments are performed at temperatures of 303, 313, and 323 K and a pressure range of 10 to 200 kPa.The molar concentration of solutions is 3M and the molar ratios of Morpholine to activator amine are set to 0.1, 0.25 and 0.5. The solubility of CO2 in mixed amines is correlated using the Deshmukh-Mather model. The activity coefficient of components in the liquid phase was obtained using the developed Debye-Huckel theory. In each mixed amines system, six interaction parameters are adjusted using the experimental data of CO2 loading in mixed amines aqueous solutions. The percentage of average absolute deviation in term of calculated CO2 loadings and experimental values are 3.97 and 1.60 for MDEA+MOR and AMP+MOR, respectively.