مدلسازی حلالیت گاز خالص CO₂ در مایعات یونی با کمک معادلات حالت PR و SRK

در حوزه مهندسی شیمی و طراحی فرآیند، دستیابی به پیش بینی دقیق تعادل فاز، به ویژه برای سیستم های نوین حاوی مایعات یونی، یک ضرورت انکارناپذیر است. این مواد به دلیل خواص استثنایی خود، کاربردهای وسیعی در فرآیندهای جداسازی، واکنش های کاتالیزوری و فناوری های سبز پیدا کرده اند. پژوهش حاضر با هدف غلبه بر چالش موجود در مدلسازی ترمودینامیکی این سیستم ها انجام شده است. در این راستا، حلالیت گاز خالص CO۲ در مایعات یونی، با استفاده از دو چارچوب نظری معتبر یعنی معادلات حالت مکعبی پنگ-رابینسون (PR) و سواو-ردلیش-کوانگ (SRK) مورد بررسی قرار گرفت. نقطه تمایز این مطالعه، در رویکرد پارامتریابی پیشرفته آن بوده است. در این روش، پارامترهای برهم کنش دوتایی (kij) به جای مقادیر ثابت، به عنوان توابع درجه دوم دمای سیستم تعریف شدند. مقادیر بهینه ضرایب این توابع از طریق یک فرآیند بهینه سازی ریاضی پیچیده، با برازش همزمان مدل ها بر روی یک بانک داده معتبر تجربی حاوی ۶۳ نقطه تعادلی دقیق، استخراج گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که این استراتژی منجر به کاهش چشمگیر خطاهای پیش بینی در محدوده وسیعی از دما و فشار شده و انطباق بسیار مطلوبی را با نتایج آزمایشگاهی ایجاد کرده است. این نتیجه، گامی مهم در راستای افزایش قابلیت اطمینان شبیه سازی های فرآیندی و طراحی پایه ای مطمئن تر برای واحدهای صنعتی آینده محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

مدلسازی ترمودینامیکی ، معادلات حالت ، حلالیت گاز ، مایعات یونی ، ضرایب برهم کنش دوتایی