پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده موضوع تحقیق: تخریب اکسایشی حلال‌های آمینی یکی از چالش‌های مهم در فرایندهای جذب دی‌اکسیدکربن است که منجر به تشک یل نمک‌های پایدار حرارتی (HSS) و کاهش ظرفیت و سینتیک جذب CO₂ می‌شود. این مطالعه اثر اسیداستیک، به‌عنوان یکی از محصولات عمده تخریب، بر عملکرد جذب CO₂ در محلول آبی متیل‌دی‌اتانول‌آمین (MDEA) و پتانسیل اصلاحی 1,3 دی‌آمینوپروپان (DAP) به‌عنوان افزودنی واکنش‌پذیر را بررسی می‌کند.
روش تحقیق: آزمایش‌های جذب CO₂ به روش حجم‌سنجی در دمای 303/15 کلوین و فشار اولیه 620 کیلوپاسکال انجام شد. ابتدا تأثیر افزودن اسیداستیک در 3 غلظت وزنی بر ظرفیت تعادلی، رفتار سینتیکی و pH محلول MDEA بررسی شد. سپس، DAP در غلظت‌های 2/5، 6 و 10 درصد وزنی به محلول MDEA تخریب‌شده افزوده شد و تغییرات ظرفیت جذب، سینتیک و pH مورد تحلیل قرار گرفت.
نتایج اصلی: یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که اسیداستیک به‌طور قابل‌توجهی بر عملکرد جذب CO₂ تأثیر منفی می‌گذارد؛ به‌طوری‌که حضور آن منجر به کاهش حدود 20 درصدی ظرفیت جذب CO₂ و تضعیف قابل‌ملاحظه سینتیک جذب شد که با کاهش pH و افزایش فشار تعادلی همراه بود. این اثرات مخرب، ناشی از تشکیل نمک‌های پایدار حرارتی و کاهش قلیائیت مؤثر محلول است. بااین‌حال، افزودن 1,3 دی‌آمینوپروپان (DAP) به‌عنوان افزودنی واکنش‌پذیر، توانست بخش عمده‌ای از افت عملکرد را جبران کند. نتایج کمی نشان داد که در غلظت 10 درصد وزنی DAP، ظرفیت جذب CO₂ حدود 69 درصد افزایش یافته، فشار تعادلی 44 درصد کاهش یافته‌است. این بهبود چشمگیر، هم در رفتار ترمودینامیکی و هم در سینتیک جذب مشاهده شد. سازوکار اصلی این بهبود، شامل واکنش مستقیم DAP با CO₂، احیای قلیائیت محلول از طریق واکنش با محصولات تخریب و آزادسازی مولکول‌های پروتونه‌شده MDEA است. این نتایج کیفی و کمی، کاربرد DAP را به‌عنوان راهکاری مؤثر برای کاهش اثرات منفی نمک‌های پایدار حرارتی تأیید می‌کند و قابلیت آن را در توسعه فرایندهای جذب CO₂ پایدارتر و اقتصادی‌تر برجسته می‌سازد.