KFUPM ePrints

THE ROLE OF ELECTROSTATIC INTERACTIONS IN THE PREDICTION OF PHASE EQUILIBRIUM OF DME MIXTURES USING SAFT EOS

l THE ROLE OF ELECTROSTATIC INTERACTIONS IN THE PREDICTION OF PHASE EQUILIBRIUM OF DME MIXTURES USING SAFT EOS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (MS Thesis Final) - Published Version
Restricted to Abstract Only until 01 December 2015.
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

6Mb

Arabic Abstract

ثنائي ميثيل الاثير هو بديل مرشح ومحتمل في المستقبل بسبب مزاياه الاقتصادية والبيئية. على مدى السنوات الماضية، أجريت بحوث مستفيضة لتطوير عمليات الإنتاج الممكنة. في معظم العمليات الإنتاجية المتاحة والمقترحة، واجهت خليط من المكونات المختلفة مع الأثير ثنائي ميثيل بما في ذلك المياه، والكحول، والهيدروكربونات، وثاني أكسيد الكربون والغازات الخفيفة. بيانات التوازن تعد مرحلة دقيقة وحاسمة في تصميم وحدات فصل لمخاليط ثنائي ميثيل الاثير. النماذج الثيرموديناميكية للمخاليط المعنية ليست تافهة بسبب وجود العديد من التفاعلات الكهربائية مثل ثنائي القطب-ثنائي القطب وتكوين الجمعيات، وكذلك لآثار الكم التي أظهرتها جزيئات صغيرة جدا مثل الهيدروجين. في هذا العمل، ولقد وظفت علاقة ثنائي القطب-ثنائي القطب والتفاعلات الناجمة عنها في الجمعية الإحصائية لنظرية السوائل (SAFT) للتنبؤ VLE لمخاليط ثنائي ميثيل الاثير. يتم دراسة التفاعلات الناجمة عن النهج المختلفة ومقارنة الأساليب الأخرى المقترحة في المراجع. وتم أيضا دراسة تأثير عدد مختلف من مواقع تجمعات المياه والكحول أيضا للوصول إلى نموذج دقيق والتي سوف تتنبأ كميا VLE في ثنائي ميثيل الاثير-الماء / الكحول. بسبب الاختلافات في دقة نظريات ثنائي القطب مختلفة، تم استخدام اثنتين من النظريات المختلفة ومقارنتها. تم تعديل النموذج الأساسي من SAFT لجعلها تنطبق على ثنائي ميثيل الاثير خلائط مع الغازات الخفيفة. النتائج التي تم الحصول عليها تشير إلى أن إدراج قوات كهرباء يحسن بشكل كبير من القدرة التنبؤية للنموذج، ويقلل من الحاجة لتعديل المتغيرات في العلاقات الثنائية. على سبيل المثال، فمن الممكن الحصول على التنبؤ الكمي للVLE لخلطات ثنائي ميثيل الاثير الهيدروكربونات دون تعديل لبيانات الخليط. تم تعديل النموذج أيضا لحساب التفاعل الموجود في خليط من ثنائي ميثيل الاثير والغازات الخفيفة.

English Abstract

Dimethyl ether is a potential future alternative candidate due its economic and environmental advantages. Over the past years, extensive research has been conducted to develop feasible production processes. In most of the available and proposed production processes, mixtures of various components with dimethyl ether including water, alcohol, hydrocarbons, carbon dioxide and light gases are encountered. Accurate phase equilibrium data are crucial in designing separation units for dimethyl ether mixtures. Thermodynamic modeling of the involved mixtures is not trivial due to the presence of various electrostatic interactions such as dipole-dipole, association as well as to the quantum effects exhibited by very small molecules such as hydrogen. In this work, the dipole-dipole and induced association interactions are deployed using the dipole-dipole theories developed by Jog and Chapman (JC) and Gross and Vrabec (GV) into the statistical association fluid theory (SAFT) to predict VLE for dimethyl ether mixtures. The induced association interactions are studied by different approaches and compared to other proposed approaches in the literature. The effect of different number of association sites of water and alcohols is also studied to reach to an accurate model which will quantitatively predict VLE of DME-water/alcohols. Due to the variations in the accuracy of different dipolar theories, two different theories are utilized and compared. The basic model of SAFT was modified to make it applicable to DME mixtures with light gases. The results obtained indicate that inclusion of electrostatic forces significantly improves the predictive capability of the model and reduces the need for adjusting binary interaction parameter. For instance, it is possible to obtain quantitative prediction of VLE for some mixtures of DME-hydrocarbons without adjusting mixture experimental data. The model is also modified to account for interaction present in the mixtures of DME and light gases.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor:Al-Saifi, Nayef
Committee Co-Advisor:Al-Matar, Ali
Committee Members:Abo-Ghander, Nabeel Salim and Malaibari, Zuhair Omar and Binous, Housam
ID Code:139479
Deposited By:SAIFUDDIN AHMED (g201206600)
Deposited On:01 Jun 2015 14:32
Last Modified:01 Jun 2015 14:39

Repository Staff Only: item control page