تخمين حلاليت بنزن و تولوئن در تري اتيلن گلايكول با استفاده از معادله حالت SAFT

Estimation of solubility of benzene and toluene in tri-ethylene glycol using SAFT equation of state

معادلات حالت مولكولي نسبت به معادلات حالت درجه سه، از پيچيدگي و در اغلب موارد از دقت بالاتري، برخوردار هستند. معادله حالت SAFT، يك معادله حالت مولكولي است كه در زمينه هاي مختلف، از جمله پيش‌بيني تعادل بخار مايع، در سيستم‌هاي مختلف، به كار گرفته مي‌شود. در اين معادله حالت، براي مواد غير تجمعي، به سه پارامتر قطر كره، تعداد كره هاي مولكول و انرژي بر هم كنش پراكندگي ميان كره ها نياز است. براي مواد تجمعي، علاوه بر سه پارامتر ذكر شده، به دو پارامتر اضافي حجم پيوند و انرژي پيوند ميان سايت‌ها، نيز نياز است. از آنجاييكه تخمين دقيق انحلال‌پذيري تركيبات آروماتيك در گلايكول‌ها در واحدهاي نم‌زدايي گاز طبيعي، حائز اهميت مي‌باشد، در اين مقاله، ميزان حلاليت دو تركيب آروماتيك بنزن و تولوئن در حلال تري اتيلن گلايكول، به كمك مدل SAFT، تخمين زده شده است. جهت مقايسه، نتايج از معادلات حالت PC-SAFT و Peng-Robinson نيز محاسبه شده‌اند. پارامتر برهمكنش دوتايي براي اين سيستم ها، به كمك داده‌هاي آزمايشگاهي، به صورت بهينه، برازش شده است. نتايج به دست آمده از مدل، تطابق خوبي را با داده‌هاي آزمايشگاهي نشان مي‌دهند.

Molecular equations of state (EOS) are, generally, more complicated than cubic equations of state, and often lead to more accurate results. The Statistical Associating Fluid Theory (SAFT) equation of state, is a molecular equation of state which is proven to have a good performance in several fields including vapor-liquid equilibrium in fluid systems. In the SAFT framework, three parameters are required to identify a non-associating substance, namely the number of segments, the diameter of segments, and the dispersion interaction energy between segments. In addition to these parameters, two parameters are needed to define association ineractions in associating substances: the bonding volume and the assiciation energy. Accurate estimation of solubility of aromatics in glycols is very important in natural gas dehydration units using glycols. In this paper, the solubility of benzene and toluene in aqueous tri-ethylene glycol (TEG), has been estimated using SAFT EOS. The binary interaction parameters, are fitted to experimental data for best results. In order to compare the performance of SAFT EOS, the results from Peng-Robinson and PC-SAFT EOS were also included. The calculated results from SAFT EOS were more accurate and in good agreement with the experimental data.