بررسی اثر افزایش سولفولان در آنتالپی جذب و دفع h2s در محلول‌های آبی متیل دی اتانول آمین با استفاده از داده‌های حلالیت

فناوری محلول های آبی الکانول آمین در زمره روش های بسیار مهم در تصفیه گاز طبیعی می باشند. آب با قطبیت و ثابت دی الکتریک بالا محیطی را برای واکنش شیمیایی آلکانول آمین ها با گازهای اسیدی به وجود می آورد. اینگونه محلول ها در کنار برتری هایشان به طورعموم دارای دو عیب اساسی نیز می باشند. آن ها حلال های مناسبی برای جذب مرکاپتان ها نیستند و به علت گرمازایی واکنش گازهای اسیدی با محلول آلکانول آمین گرمای زیادی برای بازیافت محلول در برج دفع نیاز است و درنتیحه آن به علت دمای بالای برج دفع احتمال اثرهای جانبی مانند تخریب و تجزیه محلول بالاتر می رود. امروزه افزودن حلال فیزیکی (سولفولان یا n متیل پیرولیدون) و تشکیل یک حلال هیبریدی ( آب + آلکانول آمین + حلال فیزیکی) به منظور جذب همزمان گازهای اسیدی و مرکاپتان ها مورد توجه قرار گرفته است. در کار حاضر حلالیت گاز اسیدی h2s را در حلال هیبریدی (h2o mdea sfl) و غیرهیبریدی (h2o mdea) با استفاده از مدل e pitzer و داده های موجود در مقاله ها مدل شد و با بهره گیری از معادله گیبس هلمهولتز، آنتالپی جذب h2s در هر دو حلال هیبریدی و غیر هیبریدی  محاسبه شد و اثر افزایش سولفولان در میزان تغییر آنتالپی جذب گازهای اسیدی در بازه فشارهای کم تا متوسط مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد مدل مورد نظر با دقت خوبی (متوسط خطای نسبی % 5.4) توانایی پیشگویی داده های حلالیت برای سامانه های حلال هیبریدی را دارد و همچنین در بازه فشارهای پایین تا متوسط، افزایش سولفولان  به عنوان حلال فیزیکی نمی تواند اثر چشمگیری در میزان آنتالپی انحلال گاز هیدروژن سولفید در حلال آب متیل دیاتانول آمین  داشته باشد.

investigation of sulfolane addition to heat of h2s absorption in aqueous mdea solution using solubility data

aqueous alkanolamine solutions technology is one of the most important processes in natural gas sweetening. water provides an implicit context for alkanolamine to absorb co2 and h2s chemically. however, apart from their advantages, aqueous alkanolamine solution is not a good solvent for mercaptan removal and due to their innate exothermic reaction, it requires high reboiler duty performance in the desorption tower. thereby it causes some undesirable side irreversible reactions such as decomposition of solvents, degradation so on. nowadays mixture of aqueous alkanolamine solution and physical solvents such as sulfolane so called hybrid solvents have been used to modify conventional aqueous alkanoleamine solvents. hybrid solvents with optimum composition may possess both advantages of physical (sfl) and chemical (aqueous alkanolamine) solvents by which, not only co2 and h2s would be absorbed chemically, but also mercaptan would be removed up to the allowed specification limit. in this work, the differential enthalpy related to h2s dissolution in both conventional (h2o – mdea) and hybrid solvent (h2o sfl – mdea) were estimated from reported solubility data in the literature using gibbs – helmholtz equation. the process of differentiation was done after e pitzer modeling of experimental solubility data. as a result, the applied model provided sound results for solubility data in quaternary hybrid systems (ard% equal to 5.4%), and also the addition of sulfolane in mdea – h2o system has a marginal effect on dissolution enthalpy of h2s.