اندازه‌گيري و مدل‌ سازي حلاليت گاز كربن‌ دي‌ اكسيد در مخلوط حلال‌هاي آبي 2-آمينو2-متيل‌پروپانول (AMP) و آمينواتيل‌ اتانول‌آمين (AEEA)

Measurement and Thermodynamic Modeling of the Solubility of CO2 in the Aqueous Mixtures 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and 2-(2-aminoethylamine)ethanol (AEEA)

در اين پژوهش حلاليت گاز كربن‌دي‌اكسيد در مخلوط حلال‌هاي 2-آمينو2-متيل‌پروپانول (AMP) و آمينواتيل‌اتانول‌آمين (AEEA) در فشار جزئي kPa25/0 تا kPa85/0 و دماي بين C•30 تا C•60 اندازه‌گيري شد. اندازه‌گيري‌ها نشان داد كه ميزان بارگذاري گاز كربن‌دي‌اكسيد در محلول‌هاي آبي %30 وزني (AMP)%20+(AEEA)%10 و (AMP)%15+(AEEA)%15 در مقايسه با محلول آبي %30 وزني AMP به ترتيب به ميزان %5/5 و %9/10 افزايش داشته است. هم‌چنين رفتار اين سامانه توسط مدل يونيكواك توسعه يافته ((E-UNIQUAC موردبررسي قرارگرفته و انرژي برهم‌كنش اجزاي گوناگون سامانه چهارجزئي 2CO-AEEA-AMP-O2H بهينه‌سازي شد. براي مدل‌سازي اين سامانه چهار جزئي، نخست پارامتر انرژي برهم‌كنش اجزاي گوناگون دو سامانه سه‌جزئي 2CO- AMP-O2H و 2CO-AEEA-O2H بهينه‌شده و سپس ميانگين خطاي نسبي محاسبه فشار جزئي گاز كربن‌دي‌اكسيد در اين دو سامانه به ترتيب %23/19، %9/12 به‌دست‌آمد. در پايان نيز انرژي برهم‌كنش اجزاي گوناگون سامانه چهار جزئي 2CO-AEEA-AMP-O2H بهينه‌شده و ميانگين خطاي نسبي محاسبه فشارجزئي گاز كربن‌دي‌اكسيد در اين سامانه چهارجزئي نيز % 17/54 به‌دست‌آمد.

Different techniques such as physical and chemical absorption are used for the removal of carbon dioxide. Alkanolamines are widely used as a chemical absorbent for acid gas purification. Among the alkanolamines, 2-(2-aminoethylamine)ethanol (AEEA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) have a high absorption capacity. In this work, the equilibrium solubility of CO₂ in aqueous mixtures of AEEA and AMP is measured at different partial pressures (0.25 to 0.85)kPa and different temperatures (30 to 60) C^•. The measurements are shown that carbon dioxide loading is increased by rising the amount of AEEA/AMP mole ratio in the solution. Also, the solubility of CO₂ is increased at higher partial pressures. The Extended UNIQUAC method is used to model the behavior of the mixture. In order to model the quaternary system (AMP–AEEA–CO₂–Water), binary interaction parameters for ternary subsystems (AMP–CO₂–Water) and (AEEA–CO₂–Water) are optimized. By the Extended UNIQUAC model the CO₂ partial pressures are obtained in the ternary subsystems (AMP–CO₂–Water) and (AEEA–CO₂–Water) with average absolute percent deviations (AAD%) equal to 19.23 and 12.9, respectively. Finally, binary interaction parameters for the quaternary system (AMP–AEEA–CO₂–Water) are optimized and the CO₂ partial pressures in an aqueous mixture of AEEA + AMP are obtained with AAD% = 17.54.