دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی

مهندس اعظم نجف­لو ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی ، 31 خرداد ماه 1394 ، از رساله خود با عنوان « اندازه­گیری و مدلسازی ترمودینامیکی حلالیت دی­اکسیدکربن در م حلول آبی نرمال­متیل­دی­اتانول­آمین و آمینواتیل­اتانول­آمین در بارگذاری­های پایین » با راهنمایی دکتر فرزانه فیضی و دکتر علی تقی ذوقی دفاع نمودند .

  چکیده

  یکی از متداول­ترین روش­های جذب دی­اکسیدکربن، جذب شیمیایی توسط محلول­های آبی آلکانول­آمین است. در این تحقیق روش­های اندازه­گیری حلالیت دی­اکسیدکربن در محلول­های آبی آلکانول­آمین از نقطه نظر دقت و صحت مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. این­ روش­ها عبارتند از: پتانسیومتری، شیمیایی، کروماتوگرافی گازی ( GC ) و استاتیک. نتایج آزمایش­ها نشان می­دهد که روش استاتیک دارای کمترین خطا نسبت به سایر روش­های اندازه­گیری حلالیت دی­اکسیدکربن در محلول­های آبی آلکانول­آمین­ است. داده­های آزمایشگاهی حلالیت دی­اکسیدکربن برای محلول آبی 36/3 مولار نرمال­متیل­دی­اتانول­آمین ( MDEA ) و آمینواتیل­اتانول­آمین ( AEEA )، در سه نسبت مولی AEEA به MDEA برابر 125/0، 1/0 و 05/0 و در چهار دما (15/313، 15/328، 15/343 و 15/358 کلوین) با استفاده از روش استاتیک اندازه­گیری شده است. با توجه به نحوه انحلال شیمیایی دی­اکسیدکربن در محلول­های آبی آلکانول­آمین می­توان محلول­های مذکور را جزء محلول­های الکترولیت در نظرگرفت . بنابراین در این تحقیق، ابتدا به توسعه معادله حالت مناسب برای محلول­های الکترولیت پرداخته­ایم. این معادله حالت جدید را eSAFT-HR نامیده­ایم. پس از اطمینان از عملکرد معادله حالت جدید در مدلسازی محلول­های آبی الکترولیت قوی، از این معادله حالت برای مدلسازی ترمودینامیکی حلالیت دی­اکسیدکربن در محلول آبی MDEA+AEEA استفاده شده است. در این تحقیق دو سناریو به­منظور تعیین حلالیت دی­اکسیدکربن در محلول آبی MDEA+AEEA در نظر گرفته شده است. در سناریوی اول برای تنظیم پارامترهای مدل، سیستم چهارجزیی به طور مستقیم مدلسازی می­شود و تمام برهمکنش­های دوتایی بین گونه­های مختلف موجود در محلول اعم از یونی و مولکولی صفر در نظر گرفته می­شود. متوسط درصد قدر مطلق خطای نسبی در سناریوی اول برابر با 74/7 است. در سناریوی دوم ابتدا برای اجزای خالص، پارامترهای مدل تنظیم شدند . سپس پارامترهای اثر متقابل زیر سیستم­های دوتایی تنظیم شدند. در مرحله بعدی با استفاده از پارامترهای تنظیم­شده برای اجزای خالص و سیستم­های دوتایی، پارامترهای اثر متقابل یون- یون و یون- مولکول برای زیر سیستم­های سه­جزیی بهینه شدند . در انتها با استفاده از تمام پارامترهای به­دست آمده برای کلیه زیر سیستم­ها، پارامترهای اثر متقابل مربوط به سیستم چهارجزیی MDEA-AEEA-CO₂-H₂O از طریق برازش داده­های تجربی به­دست آمده در این تحقیق بر روی مدل تنظیم شدند. متوسط درصد قدر مطلق خطای نسبی در سناریوی دوم برابر با 07/8 است.

  واژه‌های کلیدی: جذب دی­اکسیدکربن، آلکانول­آمین­ ، محلول الکترولیت، معادله حالت eSAFT-HR