مدلسازي ويسكوزيته مخلوط هاي مايعات يوني و آلكانول آمين ها با استفاده از معادلات حالت پنگ-رابينسون (PR) و سوآو-ردليچ-وانگ (SRK) همراه با تئوري اصطكاك (FT)

Modeling Viscosity of Ionic Liquids and Alkanolamines Mixtures Using Peng-Robinson and Soave-Redlich- Kwang Equation of States with Friction Theory

حلال ها تركيباتي هستند كه در صنايع صنايع شيميايي، دارويي، نفت و گاز از جمله در فرآيندهاي جداسازي كاربرد دارند. از جمله اين حلال ها آلكانول آمين ها و مايعات يوني مي باشد. مايعات يوني با نقطه ذوب زير oC100 دسته جديدي از تركيبات شيميايي هستند كه خواص و ويژگي هاي منحصر به فردي دارا مي باشند. طراحي و بهينه سازي سامانه هاي حذف گازهاي اسيدي از گاز طبيعي و همچنين جداسازي گاز دي اكسيد كربن از جريان مخلوط گازها از جمله گاز دودكش نيازمند داده هاي آزمايشگاهي مربوط به خواص فيزيكي حلال مي باشد. با اين حال اغلب انجام آزمايش ها كاري وقت گير و پرهزينه است. بنابراين، از مدل هاي ترموديناميكي براي پيش بيتي خواص سيستم هاي خالص و مخلوط استفاده مي شود. در اين مطالغه ويسكوزيته 3 آلكانول آمين (مونواتانول آمين، متيل دي اتانول آمين، دي اتانول آمين) و 12 مايع يوني برپايه ايميدازوليوم (تترافلورابورات، هگزافلورافسفات و بيس تري فلورومتيل سولفونيل آميد) توسط تيوري اصطكاك (FT) كه بر اساس مفاهيم اصطكاك مكانيك كلاسيك مي باشد همراه با معادلات حالت پنگ-رابينسون (PR) و سوآو-ردليچ-وانگ (SRK) در محدوده وسيع دمايي و فشاري مورد بررسي قرار گرفته است. سپس با استفاده از داده هاي به دست آمده در قسمت قبل، ويسكوزيته مخلوط هاي مختلف مايع يوني-مايع يوني و مايع يوني-آلكانول آمين ها در شرايط غلظتي و دمايي مختلف مدلسازي شد. نتايج حاصل از اين مدلسازي نشان داده است كه تيوري اصطكاك در پيش بيني ويسكوزيته مواد خالص عملكرد خوبي داشته است و مقدار انحراف نسبي ميانگين مطلق (AARD%) با استفاده از معادله حالت پنگ-رابينسون براي مايعات يوني خالص و آلكانول آمين ها به ترتيب 4/71% و 1/66 % مي باشد. در معادله حالت سوآور-ردليچ-وانگ اين مقادير 4/70% و 1/99% است. در مخلوط ها مايع يوني-مايع يوني مقادير ويسكوزيته پيش بيني شده با مقادير تجربي تطابق خوبي داشته و در مورد مخلوط هاي مايع يوني-آلكانول آمين تيوري اصطكاك 5 و 6 پارامتري كمترين ميزان خطا را نشان مي دهد.

Research subject: Solvents are compounds that are used in the chemical, pharmacy, oil and gas industries, including in separation processes. These solvents include alkanolamines and ionic liquids (ILs). Ionic liquids with a melting point below 100 oC are a particular class of chemical compounds that have unique properties and characteristics. Design and optimization of acid gases removal systems and CO2 separation from the gas stream requires experimental data of physical properties, However, performing an experiment is time consuming and costly. Therefore, thermodynamic models are used to predict the properties of pure and mixture materials. Research approach: In this study, viscosities of 3 alkanolamines (Monoethanolamide (MEA), N-Methyl diethanolamine (MDEA) and Diethanolamine (DEA)) and 12 ionic liquids based on imidazolium (imidazolium based families of tetrafluoroborate, hexafluorophosphate and bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide) were investigated by the wellknown friction theory (FT) based on friction concepts of classical mechanics coupled with two simple cubic equation of state (EoS) of the Soave-Redlich-Kwang (SRK) and Peng-Robinson(PR) at over wide ranges of temperatures and pressure and in different mole fraction (for mixture) for prediction of viscosity. The models presented in this work are based on the viscosity behavior of pure alkanolamines and ionic liquids. Main results: The result showed that friction theory has a good operation in prediction of viscosity. When PR equation of state was used, the average absolute relative deviations (AARD) were 4.71% and 1.66% for pure ILs and alkanolamine, respectively. Also, using SRK equation of state, these values were 4.70% and 1.99%. For IL-IL mixture, the predicted viscosity values are in good agreement with the experiment, and in the IL-alkanolamine mixtures, the FT-5 and FT-6 show the lowest deviations.