نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

اندازه‌گیری و بررسی ترمودینامیکی گرانروی و دانسیته مخلوط سه جزیی دی اتانول آمین (DEA) و 2-آمینو2-متیل1-پروپانول (AMP) و آب

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
عاطفه رضایی
مسعود مفرحی
امیرعباس ایزدپناه
دانشکده مهندسی نفت، گاز و پتروشیمی دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران
چکیده
تعیین ویژگی‌های فیزیکی و به‌دست آوردن پارامترهای مربوط به مدل‌های ترمودینامیکی در طراحی و شبیه‌سازی‌های واحدهای صنعتی جذب و دفع دی اکسید کربن در حلال‌های آمین ضروری است. در این کار گرانروی و دانسیته مخلوط‌های دو و سه جزیی دی اتانول آمین و 2-آمینو2-متیل1-پروپانول و آب دربازه دمایی K  303 تا K 343 اندازه‌گیری شد. با به‌کارگیری مد‌‌ل‌های ترمودینامیکی حجم فزونی مخلوط‌های دو و سه جزیی با مدل ردلیش-کیستر مطابقت داده شد و میانگین خطای نسبی کم‌تر از 3% برای تمام داده‌ها به‌دست آمد. مدل‌سازی گرانروی دینامیک دوجزیی با استفاده از مدل‌های Eyring-NRTL و Eyring-Wilson تعیین شد و برای پیش‌بینی رفتار مخلوط سه جزیی استفاده شد. نتیجه‌ها نشان داد مدل Eyring-Wilson از پیش‌بینی بهتری نسبت به مدل Eyring-NRTL برخوردار است، سرانجام گرانروی سینماتیک توسط بسط ردلیش-کیستر همبسته و پارامترهای وابسته به دما تعیین شدند.
کلیدواژه‌ها
گرانروی
دانسیته
حجم فزونی
ردلیش-کیستر
Eyring-NRTL
Eyring-Wilson

موضوعات

[1] Kumar S., Cho J.H., Moon I., Ionic Liquid-Amine Blends and CO2 BOLs: Prospective Solvents for Natural Gas Sweetening and CO2 Capture Technology—A Review. International Journal of Greenhouse Gas Control, 20: 87-116 (2014).
[2] Rezaei A., et al., Densities and Viscosities of Binary and Ternary Solutions of Triethylenetetramine, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, and Water for Carbon Dioxide Capture. Journal of Chemical & Engineering Data, 66(8): 2942-2958 (2021).
[3] Afkhamipour M., Mofarahi M.,  Experimental Measurement and Modeling Study on CO2 Equilibrium Solubility, Density and Viscosity for 1-Dimethylamino-2-Propanol (1DMA2P) Solution. Fluid Phase Equilibria, 457: 38-51 (2018).
[4] Pellerano M., et al., CO2 Capture by Adsorption on Activated Carbons using Pressure Modulation. Energy Procedia,. 1(1): 647-653 (2009).
[5] Mokhatab S., Wilkens R., Leontaritis K., A Review of Strategies for Solving Gas-Hydrate Problems in Subsea Pipelines. Energy Sources, Part A, 29(1): 39-45 (2007).
[6] Kohl A.L., Nielsen R., "Gas purification", Gulf Professional Publishing (1997).
[7] Mores P., Scenna N., Mussati S., Equilibrium Stage Mathematical Model of the Chemical Absorption of CO2 into Monoethanolamine (MEA) Aqueous Solution. Energy, 2: 4 (2010).
[8] Kamila S. NATRAJ G.D., Hetero-Molecular Associations in Different Polar and Non-Polar Binary Mixtures. Turkish Journal of Physics, 36(3): 422-429 (2012).
[9] Pakzad P., et al., Experimental Data, Thermodynamic and Neural Network Modeling of CO2 Absorption Capacity for 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol (AMP)+ Methanol (MeOH)+ H2O System. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 73: 103060 (2020).
[10] Iloukhani H., Almasi M., Densities, Viscosities, Excess Molar Volumes, and Refractive Indices of Acetonitrile and 2-Alkanols Binary Mixtures at Different Temperatures: Experimental Results and Application of the Prigogine–Flory–Patterson Theory. Thermochimica Acta,  495(1): 139-148 (2009).
[11] Hsu C.-H., Li M.-H., Densities of Aqueous Blended Amines. Journal of Chemical & Engineering Data, 42(3): 502-507 (1997).
[12] Pikkarainen L., Densities and Viscosities of Binary Solvent Mixtures of N-Methylacetamide with Aliphatic Alcohols. Journal of Chemical and Engineering Data, 28(4): 381-383 (1983).
[13] Hsu C.-H., Li M.-H., Viscosities of Aqueous Blended Amines. Journal of Chemical & Engineering Data, 42(4): 714-720 (1997).
[14] Henni A., et al., Volumetric Properties and Viscosities for Aqueous AMP Solutions from 25 C to 70 C. Journal of Chemical & Engineering Data, 48(3):  551-556 (2003).
[15] Rebolledo-Libreros M.E., Trejo A., Density and Viscosity of Aqueous Blends of Three Alkanolamines: N-Methyldiethanolamine, Diethanolamine, and 2-Amino-2-methyl-1-propanol in the Range of (303 to 343) K. Journal of Chemical & Engineering Data, 51(2): 702-707 (2006).
[16] Pinto D.D., Svendsen H.F., An Excess Gibbs Free Energy based Model to Calculate Viscosity of Multicomponent Liquid Mixtures. International Journal of Greenhouse Gas Control, 42: 494-501 (2015).
[17] Desnoyers J., Arel M., Apparent Molal Volumes of n-Alkylamine Hydrobromides in Water at 25 C: Hydrophobic hydration and Volume changes. Canadian Journal of Chemistry, 45(4): 359-366 (1967).
[18] Ku S.-C., Peng I.-H., Tu C.-H., Density and Viscosity of Mixtures of Alkoxypropanols with Ethanol at T=(298.15, 308.15, and 318.15) K. Journal of Chemical & Engineering Data, 46(6): 1392-1398 (2001).
[19] Li M.-H., Lie Y.-C., Densities and Viscosities of Solutions of Monoethanolamine+ N-Methyldiethanolamine+ Water and Monoethanolamine+ 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol+ Water. Journal of Chemical and Engineering Data, 39(3): 444-447 (1994).
[20] Nakanishi K., Shirai H., Studies on Associated Solutions. I. Excess Volume of Binary Systems of Alcohols with Various Organic Liquids. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 43(6): 1634-1642 (1970).
[21] Mesquita F., et al., Experimental Density Data and Excess Molar Volumes of Coconut Biodiesel+ n-Hexadecane and Coconut Biodiesel+ Diesel at Different Temperatures. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 31: 543-551 (2014).
[22] Oswal S.,  H. Desai, Studies of Viscosity and Excess Molar Volume of Binary Mixtures: 4. 1-Alkanol+ tri-n-Butylamine Mixtures at 303.15 and 313.15 K. Fluid Phase Equilibria, 204(2): 281-294 (2003).
[23] Patil P., et al., Density, Excess Molar Volume and Apparent Molar Volume of Binary Liquid Mixtures. Rasayan Journal of Chemistry, 4(3): 599-604 (2011).
[24] French R.N. Criss C.M., Group Additivity for the Standard Partial Molal Heat Capacities and Volumes of Polar Compounds in Methanol at 25° C. Journal of Solution Chemistry, 10(10): 699-712 (1981).
[25] Oswal S., Ijardar S., Studies of Partial Molar Volumes of Alkylamines in Non-Electrolyte Solvents. IV. Alkyl Amines in Cyclic Ethers at 303.15 K. Journal of Solution Chemistry, 38(3): 321-344 (2009).