اندازه گيري و مدلسازي حلاليت دي اكسيد كربن در آب دريا

كارشناسي ارشد

حلاليت دي¬اكسيد كربن در آب نمك براي بسياري از پروژه¬هاي ازدياد برداشت و محيط زيستي مانند ذخيره¬سازي دي¬اكسيد كربن در سفره¬هاي آب شور و مخازن تخليه شده نفت گاز، حائز اهميت است. آب دريا مانند آب سازند يك محلول الكتروليتي است كه نمك¬هاي معدني محلول در آب يكساني دارند و تنها تفاوت آنها شوري يا مقدار غلظت نمك است. بنابراين حلاليت دي¬اكسيد كربن در محلول آب درياي خليج فارس به منظور استفاده در پروژه¬هاي محيط زيستي و مقدمه¬اي بر مطالعات حلاليت دي¬اكسيد كربن در آب-سازند اندازه¬گيري و مدل¬سازي شده است. در اين پروژه حلاليت دي‌اكسيد كربن در آب دريا در دماهاي 25، 35 و 45 درجه سانتي‌گراد و از فشار 5 بار تا فشار 50 بار اندازه‌گيري شده است. مدل‌سازي اين سيستم با استفاده از روش γ-φ انجام شده كه φ توسط معادله حالت پنگ رابينسون و γ از مدل دشماخ-ماتر محاسبه شده است. اين نوع مدل‌سازي مستلزم وجود پارامترهاي برهمكنش موجود بين همه يون‌ها است. به، همين دليل آناليز ICP-MS بر روي آب دريا انجام شد و مشخص شد كه چه يون‌هايي در اين محلول وجود دارد.نتيجه اين آناليز نشان داد كه نمك‌هاي CaCl2، CaBr2، CaSO4، KCl، KBr، K2SO4، MgCl2، MgBr2، MgSO4، NaCl، NaBr، Na2SO4، SrCl2، SrBr2 و SrSO4 مي‌تواند تشكيل بشود. سپس براي محلول نمك‌هاي CaBr2، CaSO4، KBr، NaBr، SrCl2 و SrSO4 كه داده حلاليت دي‌اكسيد كربن روي محلول آن‌ها وجود نداشت حلاليت دي‌اكسيد كربن در دماهاي 25، 35 و 45 و تا فشار 50 بار اندازه‌گيري شد كه قبلا هيچ داده¬اي براي حلاليت دي¬اكسيد كربن در اين محلول¬ها ارائه نشده بود. با استفاده از اين داده‌ها و داده‌هاي موجود در منابع پارامترهاي برهمكنش دوتايي بين يون‌ها برازش شد و با استفاده از اين پارامترها مدل‌سازي سيستم آب دريا-دي‌اكسيد كربن انجام شد كه درنهايت مدل فشار تعادلي سيستم را با متوسط قدر مطلق خطاي 98/2، 31/3 و 28/2 درصد براي دماهاي 25،35 و 45 درجه سانتي‌گراد محاسبه كرد كه خطاي قابل قبولي با توجه به ماهيت ضريب اكتيويته مدل است. همچنين اين مدل از معدود مدل¬هايي است كه حلاليت دي¬اكسيدكربن در محلول¬هاي پيچيده را مدل¬سازي كرده است.

191168

دانشگاه علم و صنعت ايران

ترموديناميك و سينتيك

دكتر فرزانه فيضي - دكتر محمدرضا دهقاني