28770

مدل‌سازي فرآيند گوگردزدايي استخراجي در سيستم‌هاي حاوي تيوفن- مايعات يوني- حلال‌هاي هيدروكربني به كمك مدل‌هاي كلاسيك محاسباتي و مدل QSPR

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- طراحي فرايند

1398

1401/8/15

محمد امين ثباتي

علي ابراهيم‌پور گرجي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

تركيبات گوگردي موجود در سوخت، باعث آلودگي محيط زيست هستند. گوگردزدايي هيدروژني، يك روش معمول براي حذف اين تركيبات مي‌باشد. از چالش‌هاي اين روش، جداسازي مشتقات تيوفني در شرايط عملياتي بسيار سخت (دما و فشار بالا) است. گوگردزدايي استخراجي يكي از روش‌هاي توسعه يافته براي حذف اين تركيبات گوگرددار حلقوي مي‌باشد. در طراحي اين فرآيند از مايعات يوني به عنوان جايگزيني براي حلاهاي موجود در صنعت استفاده مي‌شود. با توجه به تركيبات متنوع كاتيون و آنيون مايعات يوني و تعداد بيشمار جايگشت‌ها، پوشش جامع و فراگيري براي نشان دادن رفتار تعادل سه جزئي مايع - مايع از طريق داده‌هاي تجربي ممكن نيست. بنابراين مدل‌سازي تعادل مايع- مايع سيستم‌هاي حاوي مايعات يوني به‌عنوان يك گزينه جايگزين براي مطالعات تجربي گران‌قيمت و وقت‌گير، حائز اهميت است. اساس مدل‌هاي كلاسيك محاسباتي نظير مدل NRTL بر برازش داده‌هاي تجربي است؛ بنابراين از اين مدل‌ها نمي‌توان براي سيستم‌هاي مطالعه نشده استفاده كرد. لذا در برخي منابع استفاده از مدل‌هاي آماري نظير مدل COSMO-RS و QSPR براي پيش‌بيني تعادل پيشنهاد شده‌است. همچنين از آنجايي كه دادههاي LLE براي تمام سيستم‌هاي سه جزئي حاوي مايعات يوني در نرم‌افزارهاي فرآيندي مانند اسپن پلاس در دسترس نمي‌باشد؛ لذا اين نرم‌افزار قادر به محاسبه پارامترهاي برهمكنش دوتايي مدل‌هاي كلالسيك ترموديناميكي نظير مدل NRTL نيست. از اين رو در اين پژوهش استفاده از داده‌هاي LLE پيش‌بيني شده توسط مدل QSPR براي محاسبه پارامترهاي برهم‌كنش دوتايي مدل NRTL براي سيستم هاي سه جزئي حاوي مايعات يوني -تيوفن- حلال‌هاي هيدروكربني بررسي شده‌است. . نتايج نشان مي‌دهد؛ براي سيستم‌هايي مطالعه نشده كه كاتيون آن‌ها سبك مانند ([C1MIM]، [C2MIM] و [C3MIM]) و آنيون آن شامل ([OAc]، [EtSO4] و [TCM]) و هيدروكربن آن سنگين مانند ( تري‌دكان، تترادكان، پنتادكان) است؛ مي‌توان از مدل QSPR براي تخمين پارامترهاي برهم‌كنش دوتايي مدل NRTL استفاده كرد.

1402/07/05

Modeling of the extractive desulfurization process in systems containing thiophene-ionic liquids hydrocarbon solvents using classical computational models and QSPR model

11/6/2023 12:00:00 AM

The liquid-liquid equilibrium is very important in systems containing ionic liquids. Because in the separation and extraction processes, these liquids are used as a substitute for the solvents in the industry. Although there is a large amount of experimental data available and it is increasing day by day, it is not possible to comprehensively cover the three-component liquid-liquid equilibrium behavior through experimental data. Therefore, it is important to model the liquid-liquid equilibrium of systems containing ionic liquids. Despite the measures taken to model such systems, in terms of specific molecular complexities and specific thermodynamic behavior, research in this field is still among the new topics. Classical computational models such as NRTL, UNIQUAC, etc., have been used to investigate the phase balances of these systems. Also, classical computational models such as the NRTL model are based on fitting experimental data Therefore; these models cannot be used for unstudied systems. Therefore, in some sources, the use of statistical models such as COSMORS and QSPR models to predict equilibrium has been investigated. Since liquid-liquid equilibrium (LLE) data for all three-component systems containing ionic liquids are not available in process software such as Aspan Plus Therefore, this software is not able to calculate binary interaction parameters of classical thermodynamic models such as NRTL model. Therefore, in this research, the use of LLE data predicted by the QSPR model to calculate binary interaction parameters of classic thermodynamic models such as the NRTL model for three-component systems containing ionic liquids-thiophene-hydrocarbon solvents has been investigated. results show; Binary interaction parameters of the NRTL model for systems containing thiophene-ionic liquids-hydrocarbon solvents where the cation and anion are light and the hydrocarbon is heavy and vice versa can be obtained using the LLE data predicted by the QSPR model.

گوگردزاديي استخراجي , پارامترهاي برهم‌كنش دوتايي

Extractive sulfurization , binary interaction parameters

Mina Sheikholeslami

Mohammad Amin Sobati