چاپ صفحه |  صفحه نخست سامانه |  اطلاعات تفضیلی |  نویسندگان |  مقالات مرتبط | مؤسسه علوم و صنایع غذایی |
| کد | 274 |
| عنوان فارسی پایان‌نامه | مطالعه کشش سطحی و پدیده های سطحی سیستمهای دو و سه جزئی شامل "آب الکل آمین" با استفاده از مدلهای ترمودینامیکی و شبکه عصبی مصنوعی |
| عنوان لاتین پایان‌نامه | Study of surface tension and surface phenomena of binary and ternary systems including “water-alchol-amine” using the thermodynamic and artificial neural network models |
| وضعیت انجام | |
| تاریخ تصویب | 1396/08/09 |
| تاریخ شروع | |
| تاریخ پایان | |
| سال | |
| فصل | |
| مقطع تحصیلی پایان نامه | دکتری PhD |
| نوع پایان نامه | غیر کاربردی |
| رشته تخصصی | |
| بودجه | |
| کلمات کلیدی |
| عنوان | متن |
|---|---|
| چکیده پایان نامه | گازهای اسیدی)به عنوان مثال کربن دی اکسید و هیدرژن سویفید( به عنوان گازهای اصلی ایجاد کننده اثر گلخانه ای، باعث ایجاد تغییرات فوق ایعاده ای در گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی کره زمین شده است. حذف گازهای اسیدی تحت شرایط مختلف با استفاده از حلایهایی مانند آیکانول آمینها در واحدهای تصفیه گازها انجام می گیرد. مهمترین آیکانول آمینهایی که در این فرآیندها مورد و تری اتانول )DEA( دی اتانول آمین ،)MEA( استفاده قرار می گیرند عبارتند از مونو اتانول آمین بنابراین دانش فنی در مورد خصوحیات فیزیکوشیمیایی محلویهای حاوی این آمین ها .)TEA( آمین )از قبیل کشش سطحی( می تواند بسیار با اهمیت باشد. در بخش اول این پروژه داده های تجربی کشش سطحی برای سیستمهای دوجزئی شامل یک و یک ایکل کوتاه زنجیر)متانول، اتانول و ایزوپروپانول( در کل )TEA و DEA ،MEA( آیکانول آمین ۹۰ کیلو پاسکال)فشار محیطی( با استفاده از / ۳۱۳ و فشار ۶ / محدوده کسرمویی اجزاء، در دمای ۱۵ روش حلقه دونوی اندازه گیری شده است. با استفاده از این داده ها مقدار انحراف کشش سطحی از در کل محدوده غلظتی برای )Δσ( محاسبه شده است. مقدار انحراف کشش سطحی )Δσ( حایت ایده آل همچنین نتایج .)TEA/ و متانول DEA/ تمام سیستمها منفی بدست آمد)به جز در سیستمهای متانول با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی ایکلها افزایش می یابد. سپس ارتباط Δσ نشان می دهد مقدار مورد برازش FLW و MS داده های کشش سطحی سیستم های دو جزئی با غلظت توسط مدیهای بدست آمد. MEA/ قرار گرفتند، بهترین نتایج با کمترین انحراف استاندارد برای سیستم متانول همچنین مقادیر کشش سطحی این سیستمها با استفاده از مدل اسپرو – پراسنیتز بدون هیچ پارامتر تنظیم پذیر پیش بینی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که این مدل مقادیر کشش سطحی را به حورت قابل قبویی پیش بینی می کند و می توان این روش را برای محاسبه کشش سطحی مربوط به مخلوطهای دوجزئی که دارای اجزایی با قطبیت بالا هستند به کار برد. مدل احلاح در سیستمهای مورد بحث به کار برده ) و 2 شده یونیفک برای محاسبه ضریب فعاییت هر جزء) 1 شده است. همچنین کسر مویی سطحی اجزاء در سطح مایع با استفاده از معادلات اسپرو-پراسنیتز و مدل احلاح شده یونیفک محاسبه شده است. تجزیه و تحلیل مقدار کسر مویی اجزاء در سطح نشان می دهد که لایه سطحی در این مخلوطها با ایکل غنی شده است و با افزایش طول زنجیره هیدرو کربنی ایکلها مقدار کسر مویی سطحی این گونه ها افزایش می یابد. با توجه به این نتایج می توان چنین نتیجه گیری کرد که کسر مویی ایکل در فاز سطحی، تحت تاثیر برهمکنش بین مویکویهای ایکل و آیکانول آمین در فاز توده قرار دارد. در بخش دوم این پروژه، کشش سطحی سه سیستم سه جزئی شامل MEA /آب/ایکل)متانول، اتانول و ایزوپروپانول( و سیستمهای دوجزئی MEA /ایکل)متانول، اتانول وایزوپروپانول( در کل محدوده ی کسر مویی اجزاء در دمای ۱۵ / ۳۰۳ کلوین و فشار محیطی با استفاده از روش حلقه دونوی اندازه گیری شده اند. داه های کشش سطحی سیستمهای دوجزئی ذکرشده، در این دما نیز به خوبی با مدیهای MS و FLW همبسته شده اند. مقدار انحراف کشش سطحی از حایت ایده آل) Δσ ( در در کل محدوده غلظتی اجزاء برای همه سیستمهای سه جزئی مورد مطایعه مقدار منفی بدست آمد. مقدار این پارامتر با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی ایکلها افزایش می یابد)سیستم غیر ایده آل تر(. همچنین داده های کشش سطحی سه سیستم سه جزئی)آب/آیکانول آمین/ایکل( به دو روش همبستگی)ارتباط کشش سطحی با غلظت( و پیش بینی مورد مطایعه قرار گرفت. روش همبستگی با بکاربردن مدل اسکاچارد، بر پایه یک معادیه چند جمله ای بر حسب کسر مویی اجزاء انجام شد. مقادیر انحراف استاندارد بدست آمده در این روش برای سه سیستم کوچکتر از 2.36 mN.m-1 می باشد که نتیجه قابل قبویی است. در ادامه مدل FLW برای پیش بینی کشش سطحی سیستمهای مخلوط مایع سه جزئی به کار برده شده است. نتایج بدست آمده از مقایسه داده های کشش سطحی تجربی و پیش بینی شده)با کمترین مقدار APD برای سیستم حاوی ایزوپروپانول( نشان می دهد که مدل FLW کارایی لازم برای پیش بینی کشش سطحی سیستمهای سه جزئی را هم دارا می باشد. همچنین، منحنی های ایزولاین مربوط به کشش سطحی و انحراف کشش سطحی این سیستمها بر حسب کسر مویی اجزاء، رسم شده و مورد بحث قرار گرفته است. از این نمودارها می توان چنین نتیجه گرفت که با افزودن ایکل به مخلوط شبه دوجزئی)آب/ MEA ( مقادیر انحراف کشش سطحی افزایش می یابد)منفی تر می شود(. تاثیر افزایش غلظت ایکل بر افزایش انحراف کشش سطحی از حایت ایده آل از اثر سایر گونه ها) MEA یا آب( روی این سیستمهای سه جزئی بیشتر است. . علت این پدیده را می توان به پیوند هیدروژنی ضعیف تر ایکل با سایر گونه ها در توده محلول و تمایل بیشتر آن برای مهاجرت به فاز سطحی توجیه نمود. در یک رویکرد جدید جهت مقایسه با نتایج مدل های ترمودینامیکی، مدل شبکه عصبی مصنوعی)شبکه پیشرو( برای محاسبه کشش سطحی سیستم های دو جزئی آب/آمین) MEA ، DEA ، TEA و ۲ آمینو- - ۲ متیل- - ۱ پروپانول( در محدوده دمایی - ۱۵ / ۲۹۸ تا ۱۵ / ۳۲۳ کلوین)با گام دمایی ۵ درجه( استفاده گردید، نتایج بدست آمده نشان می دهدکه این مدل توانایی پیش بینی کشش سطحی این نوع سیستم های با قطبیت بالا را در بسیاری از موارد بهتر از مدل های ترمودینامیکی دارا می باشد. در بخش پایانی، جذب نسبی گیبس و انرژی برهمکنش بین مویکویی برای سیستم های دو جزئی محاسبه شدند. نتایج حاحل نشان می دهد در سیستم های آب/آیکانول آمین، داده های جذب تحت تاثیر تغییرات غلظت، دما و ساختار شیمیایی آیکانول آمین قرار دارند. |
| خلاصه | گازهای اسیدی)به عنوان مثال کربن دی اکسید و هیدرژن سویفید( به عنوان گازهای احلی ایجاد کننده اثر گلخانه ای، باعث ایجاد تغییرات فوق ایعاده ای در گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی کره زمین شده است. حذف گازهای اسیدی تحت شرایط مختلف با استفاده از حلایهایی مانند آیکانول آمینها در واحدهای تصفیه گازها انجام می گیرد. مهمترین آیکانول آمینهایی که در این فرآیندها مورد و تری اتانول )DEA( دی اتانول آمین ،)MEA( استفاده قرار می گیرند عبارتند از مونو اتانول آمین بنابراین دانش فنی در مورد خصوحیات فیزیکوشیمیایی محلویهای حاوی این آمین ها .)TEA( آمین )از قبیل کشش سطحی( می تواند بسیار با اهمیت باشد. در بخش اول این پروژه داده های تجربی کشش سطحی برای سیستمهای دوجزئی شامل یک و یک ایکل کوتاه زنجیر)متانول، اتانول و ایزوپروپانول( در کل )TEA و DEA ،MEA( آیکانول آمین ۹۰ کیلو پاسکال)فشار محیطی( با استفاده از / ۳۱۳ و فشار ۶ / محدوده کسرمویی اجزاء، در دمای ۱۵ روش حلقه دونوی اندازه گیری شده است. با استفاده از این داده ها مقدار انحراف کشش سطحی از در کل محدوده غلظتی برای )Δσ( محاسبه شده است. مقدار انحراف کشش سطحی )Δσ( حایت ایده آل همچنین نتایج .)TEA/ و متانول DEA/ تمام سیستمها منفی بدست آمد)به جز در سیستمهای متانول با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی ایکلها افزایش می یابد. سپس ارتباط Δσ نشان می دهد مقدار مورد برازش FLW و MS داده های کشش سطحی سیستم های دو جزئی با غلظت توسط مدیهای بدست آمد. MEA/ قرار گرفتند، بهترین نتایج با کمترین انحراف استاندارد برای سیستم متانول همچنین مقادیر کشش سطحی این سیستمها با استفاده از مدل اسپرو – پراسنیتز بدون هیچ پارامتر تنظیم پذیر پیش بینی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که این مدل مقادیر کشش سطحی را به حورت قابل قبویی پیش بینی می کند و می توان این روش را برای محاسبه کشش سطحی مربوط به مخلوطهای دوجزئی که دارای اجزایی با قطبیت بالا هستند به کار برد. مدل احلاح در سیستمهای مورد بحث به کار برده ) و 2 شده یونیفک برای محاسبه ضریب فعاییت هر جزء) 1 شده است. همچنین کسر مویی سطحی اجزاء در سطح مایع با استفاده از معادلات اسپرو-پراسنیتز و مدل احلاح شده یونیفک محاسبه شده است. تجزیه و تحلیل مقدار کسر مویی اجزاء در سطح نشان می دهد که لایه سطحی در این مخلوطها با ایکل غنی شده است و با افزایش طول زنجیره هیدرو کربنی ایکلها مقدار کسر مویی سطحی این گونه ها افزایش می یابد. با توجه به این نتایج می توان چنین نتیجه گیری کرد که کسر مویی ایکل در فاز سطحی، تحت تاثیر برهمکنش بین مویکویهای ایکل و آیکانول آمین در فاز توده قرار دارد. در بخش دوم این پروژه، کشش سطحی سه سیستم سه جزئی شامل MEA /آب/ایکل)متانول، اتانول و ایزوپروپانول( و سیستمهای دوجزئی MEA /ایکل)متانول، اتانول وایزوپروپانول( در کل محدوده ی کسر مویی اجزاء در دمای ۱۵ / ۳۰۳ کلوین و فشار محیطی با استفاده از روش حلقه دونوی اندازه گیری شده اند. داه های کشش سطحی سیستمهای دوجزئی ذکرشده، در این دما نیز به خوبی با مدیهای MS و FLW همبسته شده اند. مقدار انحراف کشش سطحی از حایت ایده آل) Δσ ( در در کل محدوده غلظتی اجزاء برای همه سیستمهای سه جزئی مورد مطایعه مقدار منفی بدست آمد. مقدار این پارامتر با افزایش طول زنجیره هیدروکربنی ایکلها افزایش می یابد)سیستم غیر ایده آل تر(. همچنین داده های کشش سطحی سه سیستم سه جزئی)آب/آیکانول آمین/ایکل( به دو روش همبستگی)ارتباط کشش سطحی با غلظت( و پیش بینی مورد مطایعه قرار گرفت. روش همبستگی با بکاربردن مدل اسکاچارد، بر پایه یک معادیه چند جمله ای بر حسب کسر مویی اجزاء انجام شد. مقادیر انحراف استاندارد بدست آمده در این روش برای سه سیستم کوچکتر از 2.36 mN.m-1 می باشد که نتیجه قابل قبویی است. در ادامه مدل FLW برای پیش بینی کشش سطحی سیستمهای مخلوط مایع سه جزئی به کار برده شده است. نتایج بدست آمده از مقایسه داده های کشش سطحی تجربی و پیش بینی شده)با کمترین مقدار APD برای سیستم حاوی ایزوپروپانول( نشان می دهد که مدل FLW کارایی لازم برای پیش بینی کشش سطحی سیستمهای سه جزئی را هم دارا می باشد. همچنین، منحنی های ایزولاین مربوط به کشش سطحی و انحراف کشش سطحی این سیستمها بر حسب کسر مویی اجزاء، رسم شده و مورد بحث قرار گرفته است. از این نمودارها می توان چنین نتیجه گرفت که با افزودن ایکل به مخلوط شبه دوجزئی)آب/ MEA ( مقادیر انحراف کشش سطحی افزایش می یابد)منفی تر می شود(. تاثیر افزایش غلظت ایکل بر افزایش انحراف کشش سطحی از حایت ایده آل از اثر سایر گونه ها) MEA یا آب( روی این سیستمهای سه جزئی بیشتر است. . علت این پدیده را می توان به پیوند هیدروژنی ضعیف تر ایکل با سایر گونه ها در توده محلول و تمایل بیشتر آن برای مهاجرت به فاز سطحی توجیه نمود. در یک رویکرد جدید جهت مقایسه با نتایج مدل های ترمودینامیکی، مدل شبکه عصبی مصنوعی)شبکه پیشرو( برای محاسبه کشش سطحی سیستم های دو جزئی آب/آمین) MEA ، DEA ، TEA و ۲ آمینو- - ۲ متیل- - ۱ پروپانول( در محدوده دمایی - ۱۵ / ۲۹۸ تا ۱۵ / ۳۲۳ کلوین)با گام دمایی ۵ درجه( استفاده گردید، نتایج بدست آمده نشان می دهدکه این مدل توانایی پیش بینی کشش سطحی این نوع سیستم های با قطبیت بالا را در بسیاری از موارد بهتر از مدل های ترمودینامیکی دارا می باشد. در بخش پایانی، جذب نسبی گیبس و انرژی برهمکنش بین مویکویی برای سیستم های دو جزئی محاسبه شدند. نتایج حاحل نشان می دهد در سیستم های آب/آیکانول آمین، داده های جذب تحت تاثیر تغییرات غلظت، دما و ساختار شیمیایی آیکانول آمین قرار دارند. |
| ردیف | نام همکار | سمت همکار | سمت همکار پایان‌نامه |
|---|---|---|---|
| 1 | بی بی مرضیه رضوی زاده | استاد مشاور | |
| 2 | احمد باقری | استاد راهنما |
