اندازه‌گیری و مدل‌سازی حلالیت گاز کربن‌دی‌اکسید در مخلوط حلال‌های آبی 2-آمینو2-متیل‌پروپانول (AMP) و آمینواتیل‌اتانول‌آمین (AEEA)

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش حلالیت گاز کربن‌دی‌اکسید در مخلوط حلال‌های 2-آمینو2-متیل‌پروپانول (AMP) و آمینواتیل‌اتانول‌آمین (AEEA) در فشار جزئی kPa25/0 تا kPa85/0 و دمای بین C30 تا C60 اندازه‌گیری شد. اندازه‌گیری‌ها نشان داد که میزان بارگذاری گاز کربن‌دی‌اکسید در محلول‌های آبی %30 وزنی (AMP)%20+(AEEA)%10 و (AMP)%15+(AEEA)%15 در مقایسه با محلول آبی %30 وزنی AMP به ترتیب به میزان %5/5 و %9/10 افزایش داشته است. هم‌چنین رفتار این سامانه توسط مدل یونیکواک توسعه یافته ((E-UNIQUAC موردبررسی قرارگرفته و انرژی برهم‌کنش اجزای گوناگون سامانه چهارجزئی 2CO-AEEA-AMP-O2H بهینه‌سازی شد. برای مدل‌سازی این سامانه چهار جزئی، نخست پارامتر انرژی برهم‌کنش اجزای گوناگون دو سامانه سه‌جزئی 2CO- AMP-O2H و 2CO-AEEA-O2H بهینه‌شده و سپس میانگین خطای نسبی محاسبه فشار جزئی گاز کربن‌دی‌اکسید در این دو سامانه به ترتیب %23/19، %9/12 به‌دست‌آمد. در پایان نیز انرژی برهم‌کنش اجزای گوناگون سامانه چهار جزئی 2CO-AEEA-AMP-O2H بهینه‌شده و میانگین خطای نسبی محاسبه فشارجزئی گاز کربن‌دی‌اکسید در این سامانه چهارجزئی نیز % 54/17 به‌دست‌آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kohl A., Nielsen R., Gas Purification, 5th Edition, Houston, (1997).
[2] Sartorl G., Savage D.W., Sterically Hindered Amines for CO2 Removal from Gases, Ind Eng Chem Fundam, 22: 239-249 (1983).
[3] Tong D.M.G., Trusler M., Fennell P., Solubility of carbon Dioxide In Aqueous Blends of 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol and Piperazine, Chemical Engineering Science, 101: 851–864 (2013).
[5] Ahmad R.,  "Vapor Liquid Equilibrium (VLE) in H2O-Amine-CO2 System", Master's Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Norway, (2012).
[6]  Ma’mun S., Jakobsen J.P., Svendsen H.F., Experimental and Modeling Study of the Solubility of Carbon Dioxide in Aqueous 30% Mass  2-((2-Aminoethyl)amino)ethanol Solution, Ind. Eng. Chem. Res, 45: 2505-2512 (2006).
[7] Bindwal A.B., Vaidya P.D., Kenig E.Y., Kinetics of Carbon Dioxide Removal by Aqueous Diamines, Chem. Eng. J., 169: 144-150 (2011).
[8] Shariff A.M., Murshid G., Lau K., Bustam M. A., Solubility of CO2 in Aqueous Solutions of 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol at High Pressure, International Scholarly and Scientific Research & Innovation, 5: 825-828 (2011).
[10] Aroua M., Haji-Sulaiman M., Ramasam K., Modelling of Carbon Dioxide Absorption in Aqueous Solutions of AMP and MDEA and their Blends Using Aspen Plus, Separation and Purification Technology,  29: 153-162 (2002).
[11] Kundu M., Bandyopadhya S., Solubility of CO2 in Water +Diethanolamine+ 2-Amino-2-methyl-1-Propanol, J. Chem. Eng. Data, 51: 398–405, (2006).
[12] Dash S. K., Samanta A. N., Bandyopadhyay S. S., Solubility of Carbon Dioxide in Aqueous Solution of 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol and Piperazine, Fluid Phase Equilibria, 307: 166–174 (2011).
[13] Choi W., Seo J., Jang S., Jung J., Joong Oh K., Removal Characteristics of CO2 Using Aqueous MEA/AMP Solutions in the Absorption and Regeneration Process, Journal of Environmental Sciences, 21: 907–913 (2009).
[18] Bajpai A., Mondal M.K., Equilibrium Solubility of CO2 in Aqueous Mixtures of DEA and AEEA, J. Chem. Eng. Data , 58: 1490-1495 (2013).
[20] Prausinitz J., Liehtenhaler R., Ageredo E., “Molecular Thermodynamics of Fluid Phase Equilibrium”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, Nj, (1999).
[21] Sadegh N., Stenby E.H., Thomsen K., Thermodynamic Modeling of CO2 Absorption in Aqueous N-Methyldiethanolamine Using Extended UNIQUAC Model, Fuel, 144: 295–306 (2015).
[22] Ermatchkov V., Kamps Á., Maurer G., Solubility of Carbon Dioxide in Aqueous Solutions of N-Methyldiethanolamine in the Low Gas Loading Region, Ind. Eng. Chem. Res, 45: 6081–6091 (2006).
[23] Rho S., Yoo K., Lee J., Nam S., Son J., Min B., Solubility of CO2 in Aqueous Methyldiethanolamine Solutions, J. Chem. Eng. Data, 42: 1161–1164 (1997).
[24] Aronu E., Gondal S., Hessen T., Haug-Warberg T., Hartono A.,  Solubility of CO2 in 15, 30, 45 and 60 mass% MEA from 40°C to 120°C and Model Representation Using the Extended UNIQUAC Framework, Chemical Engineering Science, 66: 6393–6406 (2011).
[25] Lindholdt A., "Thermodynamic Modeling of Hydrogen Sulfide Solubility in Weak Electrolyte Solutions,", Master Thesis, The Technical University of Denmark (2008).
[26] Mundhwa M., Henni A., Molar Excess Enthalpy for Various {alkanolamine (1) + water (2)} Systems at T = (298.15, 313.15, and 323.15)K, J. Chem. Thermodynamics, 39: 1439–1451 (2007).
[27] Mehdizadeh H., Gupta M., Kim I., Da Silva E.F., AMP–CO2–Water Thermodynamics;
A Combination of UNIQUAC Model Computational Chemistry and Experimental Data
, International Journal of Greenhouse Gas Control, 18: 173–182 (2013).
[30] Maham Y., Mather A., Hepler L., Excess Molar Enthalpies of (Water Monoalkanolamine) Mixtures at 298.15K and 308.15K, J. Chem. Eng. Data , 42: 993-995 (1997).