20593

۲۰۵۹۳

بررسي آزمايشگاهي حلاليت دي بنزوتيوفن در حلال هاي اوتكتيك عميق و مدلسازي ترموديناميكي

كارشناسي ارشد

ترموسينتيك و كاتاليست

۱۳۹۵-۹۷

۱۳۹۷/۱۲/۱۹

دكتر فرزانه فيضي

دكتر محمدرضا دهقاني

مهندسي شيمي، نفت و گاز

چكيده تركيبات آلي گوگرددار موجود در سوخت يكي از مهمترين عوامل آلودگي محيط زيست به شمار مي‌روند. تركيبات گوگردي حلقوي مانند خانواده تيوفن‌ها را نمي‌توان با روش‌هاي معمول گوگردزدايي حذف كرد. به همين دليل از فرآيندهاي ديگر گوگردزدايي براي حذف آن‌ها استفاده مي‌شود. گوگردزدايي استخراجي يكي از اين فرآيندهاست. در اين پژوهش از دو حلال اوتكتيك عميق براي استخراج تركيب گوگردي حلقوي از يك سوخت مدل كه از نرمال اكتان به عنوان نماينده سوخت فسيلي و دي‌‌بنزوتيوفن به عنوان آلودگي گوگردي تشكيل شده است، استفاده شده و بازدهي استخراج اين دو حلال با هم مقايسه شده است. حلال‌هاي اوتكتيك عميق با استفاده از تركيب نمك‌هاي چهارگانه آمونيوم و تري فلوئورو استيك اسيد به روش گرمادهي سنتز شده‌اند و ساختار آنها با استفاده از آناليز تشديد مغناطيس هسته هيدروژن تاييد شده است. عمليات استخراج ابتدا در چند دماي مختلف انجام شده تا دماي بهينه استخراج مشخص شود سپس در آن دماي بهينه، اثر تغيير در نسبت سوخت به حلال كه منجر به تشكيل تركيب درصدهاي مختلفي از خوراك مي‌شود، بر بازدهي استخراج بررسي شده است و در نهايت مدل‌سازي ترموديناميكي فرايند استخراج كه نمونه‌اي از يك تعادل مايع-مايع است، با استفاده از مدل ضريب فعاليت NRTL انجام شده است و پارامترهاي مورد نياز آن روي داده‌هاي دو جزئي بدست آمده از آزمايش‌هاي تعيين حلاليت برازش شده است. سپس اين مدل براي محاسبات تعادل فاز سه جزئي استفاده شده و نتايج آن با داده‌هاي تجربي تعادل فاز سه جزئي مقايسه شده است. واژه‌هاي كليدي: حلال اوتكتيك عميق– گوگردزدايي استخراجي- حلاليت- مدل‌سازي ترموديناميكي- تعادل فاز مايع-مايع

1398/03/11

Investigation of Dibenzothiophene Solubility in Deep Eutectic Solvents and Thermodynamic Modeling

4/20/2020 12:00:00 AM

Abstract One of the most important causes of air pollution is hydrocarbon fuels with large content of organosulfurs. Aromatic sulfur components such as thiophenes cannot be desulfurized by common methods of desulfurization such as hydrodesulfurization. Therefor, other methods of desulfurization are needed. Extractive desulfurization using Deep Eutectic Solvent (DES) is a new method for removing organosulfurs from hydrocarbon fuels. In this research two new DESs are synthesized and used for desulfurization process. Model fuel is consists of normal octane, as the main hydrocarbon fuel, and dibenzothiophene as organosulfur content with 1000 ppm concentration. DESs were synthesized by mixing quaternary ammonium salts and trifluoroacetic acid by heatting method. The structures of DESs were confirmed with FTIR and H-NMR analysis. The extraction process was first carried out at tempretures ranged from 25 to 45 oC to determine the best tempreture for extractive desulfurization. Investigations showed that the best temperature was 35 oC. Then, the effect of oil to DES ratio, which means different compositions of feed, on extraction process was examined. After the experimental procedure, thermodynamic modeling of extraction process of the liquid-liquid equilibrium was studied using Non Random Tow Liquid (NRTL) activity coefficient model. Required parameters were correlated using the binary data from solubility experiments. Then, the adjusted parameters were used for predicting tree component phase equilibrium. Finally, the calculated data were compared with experimental phase equilibrium data and average absoulute error about 137ppm for system 1 and 600 ppm for system 2 was determined. Keywords : Deep Eutectic Solvents - Extractive Desulfurization – Solubility – Thermodynamic Modeling – Liquid-Liquid Equilibrium.