بررسی تعادلات بخار-مایع مخلوط آزئوتروپ هیدروکربن ها با مایع یونی

جداسازی مخلوط های آزئوتروپ همگن، موضوعی است که از لحاظ کاربردی و صنعتی بسیار مورد توجه است. اغلب مخلوط های آلی مایع سیستم های غیر ایده آل را تشکیل می دهند. وجود برخی گروه های خاص، مخصوصا گروه های قطبی (اکسیژن، نیتروژن، کلرین و فلوئورین)، اغلب باعث تشکیل آزئوتروپ ها می شود. در هوموآزئوتروپ های دو جزئی ، جداسازی توسط تقطیر معمولی غیر ممکن است اما جداسازی توسط هیبرید غشا -تقطیر یا روش هایی از تقطیر انجام می شود که در آن سومین جزء به سیستم اضافه می-شود. روش های جداسازی که می توان آن ها را تقطیر های افزایش entrainer نامید شامل موارد زیر هستند: 1-تقطیر آزئوتروپی همگن (تقطیر معمول مخلوط های هوموآزئوتروپ) : entrainerبطور کامل قابل حل در اجزای مخلوط اصلی است. ممکن است هوموآزئوتروپی با اجزای مخلوط اصلی تشکیل دهد. 2-تقطیر هتروآزئوتروپ:entrainer، هتروآزئوتروپی تشکیل می دهد که حداقل یک جزء از ترکیب اصلی را داراست. 3-تقطیر استخراجی: entrainer نقطه جوشی دارد که بالا تر از اجزای سازنده مخلوط اصلی بوده و برای یکی از اجزای سازنده انتخابی است. 4-تقطیر واکنش پذیر 5-خشک کردن شیمیایی 6-تقطیر در حضور نمک ها حلال های مختلفی برای جداسازی آروماتیک ها مانند سولفان، n- فرمیل مورفولین، n- متیل ایمیدازول، n- اتیل ایمیدازول، گلایکول ها، پروپیلن و یا ترکیب این حلال ها برای افزایش ظرفیت آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این که سمیت و آتش گیر بودن این حلال ها از جمله معایب اصلی آن ها به حساب می آید، فراریت بسیار بالای این مواد شیمیایی باعث تبخیر سریع آن ها به جو می گردد که از دیدگاه محیط زیستی بسیار نامطلوب می باشد. از طرفی دیگر، کاربرد این حلال های آلی شامل یک مرحله تقطیر اضافی برای جداسازی حلال می باشد و خالص سازی حلال متعاقبا به تجهیزات اضافی و مصرف انرژی بالا تری نیاز خواهد داشت. در سال های اخیر توجه ویژه ای به استفاده از مایعات یونی به عنوان حلال شده است. با توجه به فشار بخار ناچیزی که این حلال ها در اکثر شرایط عملیاتی از خود نشان می دهند، بهترین گزینه برای جایگزینی با حلال های آلی کلاسیک می باشند. این نوع حلال ها ضمن افزایش عملکرد فرآیند، کمترین آسیب را برای محیط زیست به همراه خواهد داشت. اگرچه هزینه ی اولیه ی مایعات یونی نسبتاً بالا می باشد اما از آن جایی که به راحتی می توان آن ها را بازیابی نمود، موجب توجیه اقتصادی هزینه های فرآیند خواهد شد. حلالیت بالای هیدروکربن ها در مایع یونی، بازیابی آسان مایع یونی از جمله مزایای یک مایع یونی مطلوب برای جداسازی آزئوتروپ هیدروکربن ها به شمار می آیند. بخش اول این رساله به معرفی مایعات یونی, خواص و برخی کاربرد های آن ها اختصاص دارد. در فصل دوم کاربرد ویژه مایعات یونی در زمینه تعادلات فازی تشریح شده است. در بخش سوم مدل های ترمودینامیکی از ضریب فعالیت که برای پیش بینی تعادلات بخار - مایع به کار می رود معرفی گردید. فصل چهارم تبیین مواد شیمیایی و تجهیزات مورد نیاز و روش انجام آزمایش است. در فصل پنجم نتایج آزمایشگاهی و مدل-سازی ارائه شده و مقایسه ای بین نتایج حاصل از این تحقیق با تحقیقات صورت گرفته پیشین انجام شده است. در فصل ششم نتایج کلی و پیشنهاد ها برای کار های آتی ارائه گردید.