Viskoznost binarne smeše DMA + 2-butanol za potencijalnu upotrebu kao rastvarača za regenerativne procese odsumporavanja dimnih gasova

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Divna Majstorović Nikola Živković Mirjana Kijevčanin Emilija Živković

Apstrakt

Sumpor dioksid (SO2) je zagađivač životne sredine sa višestrukim štetnim efektima na biološki svet. Jedan od glavnih izvora emisije su industrijske aktivnosti u termoelektranama, livnicama i železarama, koje uključuju sagorevanje fosilnih goriva koja sadrže sumpor, kao što su ugalj i nafta.


Početni korak u uklanjanju SO2 iz dimnih gasova bio je takozvani krečnjački postupak, mokri neregenerativni proces koji je i danas najčešće korišćen metod odsumporavanja dimnih gasova. Međutim, mokri regenerativni procesi sa apsorpcijom gasa u tečnom organskom rastvaraču i termalnom regeneracijom nedavno su našli praktičnu primenu. Procesi zasnovani na n,n-dimetilanilinu (DMA) su već patentirani i industrijski primenjeni. Ovaj rastvarač ima visoku selektivnost prema SO2 u poređenju sa drugim komponentama dimnog gasa kao što je CO2, i odličnu sposobnost vezivanja mehanizmima hemijske apsorpcije, ali glavni nedostatak je visoka toksičnost. S druge strane, u, sa stanovišta životne sredine prihvatljivijem, 2-butanolu do vezivanja sumpor-dioksida dolazi fizičkom apsorpcijom. Istraživanja su pokazala da smeše fizičkih i hemijskih rastvarača obično pokazuju bolje karakteristike u pogledu mogućnosti vezivanja i selektivnosti od tradicionalno korišćenih vodenih rastvora amina, zbog sinergetskog efekta.


Jedno od najvažnijih termofizičkih svojstava rastvarača, neophodno za simulaciju procesa i proračun opreme, je dinamička viskoznost. U ovom istraživanju, viskoznost binarne smeše DMA + 2-butanol eksperimentalno je određena u temperaturnom i koncentracionom opsegu i nakon toga korelisana korišćenjem različitih literaturnih modela. Ove korelacije predstavljaju korisnu metodu za dobijanje pouzdanih podataka potrebnih za analizu protoka fluida i proračune prenosa mase i toplote, jer eksperimentalne vrednosti za željene uslove procesa često nisu dostupne. U ovom istraživanju korišćeni su dvo- ili troparametarski modeli Eyring-UNIQUAC, Eyring-NRTL i McAllister, dok je model koji povezuje Eyring jednačinu, Peng-Robinson jednačinu stanja i van der Waals pravilo mešanja testiran za istovremeno izračunavanje gustine i viskoznosti. Dobijeni rezultati su prikazani i diskutovani u pogledu potencijalne primene, ograničenja i složenosti korišćenog pristupa i modela.


 


 


 

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
MAJSTOROVIĆ, Divna et al. Viskoznost binarne smeše DMA + 2-butanol za potencijalnu upotrebu kao rastvarača za regenerativne procese odsumporavanja dimnih gasova. Zbornik Međunarodnog kongresa o procesnoj industriji – Procesing, [S.l.], v. 32, n. 1, p. 213-218, july 2019. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/ptk/article/view/4957>. Datum pristupa: 24 aug. 2019 doi: https://doi.org/10.24094/ptk.019.32.1.213.
Sekcija
Inženjerstvo životne sredine i održivi razvoj

Reference

[1] Kohl, A. L., R. B. Nielsen, Gas Purification, 5th edition, Gulf Publishing Company, Houston, Texas, United States, 1997.
[2] Murrieta-Guevara, F., E. Rebolledo-Libreros, A. Trejo, Solubility of carbon dioxide in binary mixtures of N-methylpyrrolidone with alkanolamines, J. Chem. Eng. Data, 37 (1992), 1, pp. 4-7.
[3] Murrieta-Guevara, F., A. Trejo, Solubility of carbon dioxide, hydrogen sulfide, and methane in pure and mixed solvents, J. Chem. Eng. Data, 29 (1984), 4, pp. 456-460.
[4] Bhattacharya, S., B. K. Dutta, M. Shyamal, R. K. Basu, Absorption of sulfur dioxide in aqueous disper-sions of dimethyl aniline, Can. J. Chem. Eng., 74 (1996), 3, pp. 339-346.
[5] Heisel, M. P., A. E. Belloni, Options available in the Solinox vent gas purification process, Gas Sep. Pur., 5 (1991), 2, pp. 111-113.
[6] Martins, R. J., M. J. E. D. Cardoso, O. E. Barcia, Excess Gibbs Free Energy Model for Calculating the Viscosity of Binary Liquid Mixtures, Ind. Eng. Chem. Res., 39 (2000), 3, pp. 849-854.
[7] Novak, L. T., Relationship between the Intrinsic Viscosity and Eyring−NRTL Viscosity Model Parame-ters, Ind. Eng. Chem. Res., 43 (2004), 10, pp. 2602-2604.
[8] McAllister, R. A., The viscosity of liquid mixtures, AIChE J., 6 (1960), 3, pp. 427-431.
[9] Lee, L.-s., Y.-s. Lee, The application of the equations of state incorporated with mixing rules for viscosity estimations of binary mixtures, Fluid Phase Equilibr., 181 (2001), 1-2, pp. 47–58.
[10] Peng, D.-Y., D. B. Robinson, A New Two-Constant Equation of State, Ind. Eng. Chem. Fundam., 15 (1976), 1, pp. 59-64.
[11] Adachi, Y., H. Sugie, A new mixing rule—modified conventional mixing rule, Fluid Phase Equilibr., 28 (1986), 2, pp. 103-118.
[12] Kondaiah, M., D. Sravana Kumar, K. Sreekanth, D. Krishna Rao, Densities and Viscosities of Binary Mixtures of Propanoic Acid with N,N-Dimethylaniline and N,N-Diethylaniline at T = (303.15, 313.15, and 323.15) K, J. Chem. Eng. Data, 57 (2012), 2, pp. 352-357.
[13] Oskoei, A. G., N. Safaei, J. Ghasemi, Densities and Viscosities for Binary and Ternary Mixtures of 1,4-Dioxane + 1-Hexanol + N,N-Dimethylaniline from T = (283.15 to 343.15) K, J. Chem. Eng. Data, 53 (2008), 2, pp. 343-349.
[14] Almasi, M., H. Iloukhani, Densities, Viscosities, and Refractive Indices of Binary Mixtures of Acetophe-none and 2-Alkanols, J. Chem. Eng. Data, 55 (2010), 3, pp. 1416-1420.
[15] Martínez, S., R. Garriga, P. Pérez, M. Gracia, Densities and viscosities of binary mixtures of butanone with butanol isomers at several temperatures, Fluid Phase Equilibr., 168 (2000), 2, pp. 267-279.
[16] Lomte, S. B., M. J. Bawa, M. K. Lande, B. R. Arbad, Densities and Viscosities of Binary Liquid Mixtu-res of 2-Butanone with Branched Alcohols at (293.15 to 313.15) K, J. Chem. Eng. Data, 54 (2009), 1, pp. 127-130.
[17] Bajić, D.M., G.R. Ivaniš, Z.P. Visak, E.M. Živković, S.P. Šerbanović, M.Lj. Kijevčanin, Densities, viscosities, and refractive indices of the binary systems (PEG200 + 1,2-propanediol, +1,3-propanediol) and (PEG400 + 1,2-propanediol, +1,3-propanediol) at (288.15 to 333.15) K and atmospheric pressure: measurements and modeling, J. Chem. Thermodyn., 57 (2013), pp. 510–529.
[18] Živković, E.M., M.Lj. Kijevčanin, I.R. Radović, S.P. Šerbanović, B.D.Djordjević, Viscosity of the binary systems 2-methyl-2-propanol with n-alkanes at T = (303.15, 308.15, 313.15, 318.15 and 323.15) K: prediction and correlation – New UNIFAC–VISCO interaction parameters, Fluid Phase Equilibr., 299 (2010), 2, pp. 191–197.
[19] Bajić, D. M., S. P. Šerbanović, E. M. Živković, J. Jovanović, M. Lj. Kijevčanin, Prediction and cor-relation of viscosity of binary mixtures of ionic liquids with organic solvents, J. Mol. Liq., 197 (2014), pp. 1–6.
[20] Kijevčanin, M.Lj., V.Z. Kostić, I.R. Radović, B.D. Djordjević, S.P. Šerbanović, Viscosity of binary non-electrolyte liquid mixtures: prediction and correlation, Chem. Ind. Chem. Eng. Q., 14 (2008), 4, pp. 223–226.
[21] Marquardt, D. W., An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters, J. Soc. Ind. Appl. Math., 11 (1963), 2, pp. 431–441.