استفاده از بهترین معادلات حالت برای محاسبه‌ی برخی خواص فیزیکی هیدروکربن‌ها در نواحی نزدیک و فوق بحرانی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

پردیس دانشکده های فنی - دانشکده مهندسی شیمی - دانشگاه تهران

چکیده

مسئله‌ی جداسازی کاتالیزوری فرایند فیشرـتروپش از محصولات مایع آن )واکس(، هم‌اکنون به‌عنوان یکی از مهم‌ترین چالش‌های واکنشگرهای حبابی ـ دوغابی مطرح است. این جداسازی درواقع به‌دلیل گران‌روی بسیار بالای واکس خروجی از واکنشگر، و نیز دیگر خواص نامطلوب آن با نرخ پایین و مشکلات متعدد همراه است. در میان انواع روش‌های جداسازی، فرایند استخراج فوق بحرانی یکی از بهترین روش‌های پیشنهادی در سال‌های اخیر برای انجام این جداسازی است. کاربرد این شیوه اساسا به‌علت ویژگی‌های ممتاز سیال فوق بحرانی و نیز توانایی این سیال در بهبود خواص فیزیکی واکس ــ نظیر گران‌روی و چگالی ــ است. از سوی دیگر، باید دانست که مدل‌سازی و نیز انجام این فرایند نیازمند دسترسی به اطلاعات خواص فیزیکی مذکور برای سیال در شرایط عملیاتی فوق بحرانی است؛ اگرچه محاسبات خواص فیزیکی در شرایط بحرانی و فوق بحرانی همواره با دشواری‌ها و خطای زیادی همراه بوده است. در این تحقیق، ضمن بررسی برخی انواع روابط نظری و پیشنهاد استفاده از بهترین معادلات حالت برای پیش‌بینی گران‌روی، چگالی و ضریب هدایت حرارتی هیدروکربن‌های سبک و سنگین و نیز مخلوط آنها، با استفاده از همین معادلات حالت این خواص برای هگزان و نیز برخی مخلوط هیدروکربن‌ها در اطراف ناحیه‌ی بحرانی و بالاتر محاسبه شده و نتایج حاصله با مقادیر تجربی مقایسه شده است. آنگاه مقادیر پیشنهادی چگالی، گران‌روی و ضریب هدایت برای واکس و نیز مخلوط آن با هگزان در محدوده‌ی عملیاتی اطراف نقطه‌ی بحرانی هگزان ارائه شده است. نتایج حاکی از آن است که افزودن هگزان به واکس در این محدوده‌ی عملیاتی )هنگامی‌که در فاز فوق بحرانی هگزان انجام می‌گیرد(، نسبت به افزودن آن در حالت‌های گاز یا مایع، تأثیر بیشتری در بهبود خواص فیزیکی واکس و درنتیجه، بازده جداسازی کاتالیزور/واکس خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

COMPARISON AND SUGGESTION OF BEST EOS'S TO PREDICT PHYSICAL PROPERTIES IN WAX/CATALYST SEPARATION BY SUPERCTITICAL HEXANE

نویسندگان [English]

  • A. Amiri
  • M.A. Moosavian
Dept. of Chemical Engineering University of Tehran
چکیده [English]

Separation of a Fischer-Tropsch catalyst from its liquid products (wax) is one of the major challenges of slurry-bubble- column reactors. This problem, in fact, stems from the high viscosity and, therefore, the low catalyst separation rate of the reactor outlet wax. Supercritical Fluid Extraction is one of the best techniques to solve this problem, because of its excellent characteristics and also its high ability to modify the physical properties of the wax, such as viscosity and density.It should be noted that modeling and studying this separation process requirees the mentioned physical property Datum for the supercritical uid. But, calculation
of them cannot avoid mistakes in the near critical / supercritical region. In this work, after studying some theoretical correlations,
the best equations-of-state are proposed to predict the density, viscosity and thermal conductivity of light/heavy hydrocarbons and their mixtures. Then, the calculation of these physical properties is carried out for near-critical hexane and its mixture with wax by proposed EOS's. Results indicate that an increase of hexane in its near-critical operating condition has more in- uence on the physical properties improvement of wax when using the supercritical phase of the hexane (in comparison with gas and liquid states).

کلیدواژه‌ها [English]

  • -