2. ‫ماه‬‫ن‬
‫م‬‫به‬
92
‫ما‬‫هن‬‫ا‬‫ر‬‫ید‬‫ت‬‫اسا‬:
‫و‬‫ف‬‫عص‬‫ریار‬‫شه‬‫ر‬‫کت‬‫د‬‫ری‬
‫ن‬‫ی‬‫آذ‬‫رضا‬‫ر‬‫کت‬‫د‬
‫س‬‫آب‬‫رد‬‫یدی‬‫س‬‫ا‬‫گازاهی‬‫ت‬‫لی‬‫ال‬‫ح‬‫سازی‬‫ل‬‫مد‬‫فا‬‫ت‬‫س‬‫ا‬‫با‬‫ازند‬‫ده‬
‫ت‬‫ل‬‫حا‬‫عادهل‬‫م‬‫از‬SAFT
‫ط‬‫س‬‫و‬‫ت‬:
‫ی‬‫ق‬‫ی‬‫ق‬‫ح‬
‫ی‬‫ئ‬‫رضا‬‫ن‬‫حس‬
‫شاور‬‫م‬‫تاد‬‫س‬‫ا‬:
‫ازی‬‫باس‬‫ع‬‫ر‬‫می‬‫ا‬‫ر‬‫کت‬‫د‬‫ااه‬‫ن‬‫د‬
‫ارشد‬ ‫کارشناسی‬ ‫دفاعیه‬

3. ‫حال‬
‫اسیدی‬ ‫گاز‬
‫گازهای‬ ‫به‬CO2‫و‬H2S‫شود‬ ‫می‬ ‫گفته‬ ‫اسیدی‬ ‫گاز‬.
‫سازند‬ ‫آب‬ ‫و‬ ‫سازند‬
‫سازندها‬‫الیه‬‫های‬‫سنگی‬‫زیر‬‫زمینی‬‫هستند‬‫که‬‫با‬‫داشتن‬‫حفره‬‫و‬‫خاصیت‬‫نفوذ‬‫پذیری‬‫ا‬‫مکان‬
‫ذخیره‬‫سازی‬‫و‬‫جریان‬‫یافتن‬‫مقدار‬‫قابل‬‫توجهی‬‫آب‬‫در‬‫خود‬‫را‬‫دارند‬.‫آب‬‫موجود‬‫در‬‫این‬‫سازند‬
‫ها‬‫حاوی‬‫امالح‬‫مختلفی‬‫است‬.
‫حالت‬ ‫معادله‬SAFT
‫معادله‬‫حالتی‬‫بر‬‫پایه‬‫ترمودینامیک‬‫آماری‬‫است‬‫که‬‫در‬‫سال‬1990‫توسط‬‫چاپمن‬‫و‬‫همکاران‬‫ارائه‬
‫گردید‬.
‫فصل‬‫اول‬‫مقدمه‬
1

4. ‫حال‬
‫نامه‬ ‫پایان‬ ‫هدف‬
‫در‬‫این‬‫پایان‬‫نامه‬‫تالش‬‫بر‬‫آن‬‫است‬‫با‬‫توسعه‬‫روابط‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT‫برای‬‫سیستم‬CO2،
‫آب‬‫و‬NaCl‫بتوان‬‫رفتار‬‫فازی‬(‫انحالل‬)‫این‬‫گاز‬‫در‬‫آب‬‫شور‬‫سازند‬‫را‬‫به‬‫خوبی‬‫توصیف‬‫کر‬‫د‬.
‫حوزه‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫مدلسازی‬ ‫اهمیت‬
‫نتایج‬‫حاصل‬‫از‬‫چنین‬‫مدلسازی‬‫هایی‬‫می‬‫تواند‬‫در‬‫طراحی‬‫عملیات‬‫ذخیره‬‫سازی‬‫گازهای‬
‫اسیدی‬‫در‬‫سازند‬‫های‬‫زیر‬‫زمینی‬‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫گیرد‬.
‫فصل‬‫اول‬‫مقدمه‬
2

5. ‫فصل‬‫اول‬‫مقدمه‬
3
‫اسیدی‬ ‫گازهای‬ ‫زمینی‬ ‫زیر‬ ‫سازی‬ ‫ذخیره‬

6. ‫فصل‬‫اول‬‫مقدمه‬
4
‫گذشته‬ ‫مطالعات‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫سال‬ ‫محقق‬ ‫مدل‬ ‫سیستم‬
2003 ‫و‬ ‫دووان‬‫سان‬ γ-φ
CO2-H2O
CO2-H2O-NaCl
2003 ‫اسپیچر‬‫همکاران‬ ‫و‬ γ-φ CO2-H2O
2005 ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫دابسی‬ γ-φ CO2-H2O-NaCl
2005 ‫راشل‬ ‫و‬ ‫پورتیر‬ γ-φ
CO2-H2O
CO2-H2O-NaCl
2007 ‫سان‬ ‫و‬ ‫دووان‬ γ-φ
H2O-H2S
H2O-Salt
2008 ‫لی‬ ‫و‬ ‫دووان‬ γ-φ CO2-H2O-NaCl
2010 ‫و‬ ‫اسپیچر‬‫پراوز‬ γ-φ CO2-H2O-NaCl

7. ‫فصل‬‫اول‬‫مقدمه‬
5
‫گذشته‬ ‫مطالعات‬ ‫بر‬ ‫مروری‬
‫سال‬ ‫محقق‬ ‫مدل‬ ‫سیستم‬
2004 ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫والتز‬ ϕ–ϕ CO2-H2O
2005 ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫برمجو‬ ϕ–ϕ
CO2-H2O
CO2-H2O-Na2SO4
2005 ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫ژی‬ ϕ–ϕ CO2-H2O-NaCl
2007 ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫راموس‬‫داس‬ ϕ–ϕ CO2-H2O
2008 ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫پرفتی‬ ϕ–ϕ H2O-H2S
2009 ‫فیروزآبادی‬ ‫و‬ ‫لی‬ ϕ–ϕ
CO2-H2O
H2O-H2S
2009 ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫پاپا‬ ϕ–ϕ CO2-H2O
2010 ‫کیب‬ ‫مک‬ ‫و‬ ‫راموس‬‫داس‬ ϕ–ϕ H2O-H2S
2010 ‫دابسی‬ ‫و‬ ‫سان‬ ϕ–ϕ CO2-H2O
2012 ‫ژو‬ ‫و‬ ‫ژی‬ ϕ–ϕ CO2-H2S-H2O-NaCl

8. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
6
‫ورتهایم‬
‫ورتهایم‬‫در‬‫تئوری‬‫آشفتگی‬‫بسط‬‫انرژی‬‫هلموتز‬‫را‬‫بصورت‬‫انتگرال‬‫ی‬‫ک‬
‫سری‬‫تابع‬‫های‬‫توزیع‬‫بین‬‫مولکولی‬‫در‬‫نظر‬‫گرفت‬‫و‬‫بر‬‫اساس‬‫مفاهی‬‫م‬
‫فیزیکی‬‫نشان‬‫داد‬‫که‬‫بسیاری‬‫از‬‫انتگرالها‬‫در‬‫این‬‫سری‬‫دارای‬‫مقدار‬‫ص‬‫فر‬
‫است‬‫و‬‫یک‬‫بیان‬‫ساده‬‫برحسب‬‫انرژی‬‫هلموتز‬‫بدست‬‫آورد‬.
‫چاپمن‬
‫نظریه‬‫آماری‬‫سیاالت‬‫تجمعی‬(SAFT)‫برای‬‫اولین‬‫بار‬‫توسط‬‫چاپمن‬‫و‬
‫همکارانش‬‫بر‬‫اساس‬‫تئوری‬‫درجه‬‫اول‬‫آشفتگی‬‫برای‬‫سیاالت‬‫مجتمع‬
‫شونده‬‫و‬‫غیر‬‫مجتمع‬‫شونده‬‫ارائه‬‫شد‬.
‫هوانگ‬
‫رادوژ‬ ‫و‬
‫هوانگ‬‫و‬‫رادوژ‬‫برخی‬‫عبارات‬‫موجود‬‫در‬‫مدل‬‫چاپمن‬‫را‬‫تصحیح‬‫کردند‬‫و‬
‫عالوه‬‫بر‬‫بدست‬‫آوردن‬‫پارامتر‬‫ها‬‫ی‬SAFT‫برای‬‫ده‬‫ها‬‫ترکیب‬‫مختلف‬،
‫ابتکاراتی‬‫برای‬‫محاسبات‬‫ساده‬‫تر‬‫ارایه‬‫دادند‬.
‫در‬‫این‬‫پایان‬‫نامه‬‫ما‬‫از‬‫مدل‬‫هوانگ‬‫و‬‫رادوژ‬‫برای‬‫محاسبات‬‫استفاده‬‫می‬
‫کنیم‬.

9. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
7
Ares:‫باقیمانده‬ ‫هلمهولتز‬ ‫انرژی‬
Ahs:‫کوتاه‬ ‫دامنه‬ ‫های‬ ‫دافعه‬ ‫بواسطه‬ ‫هلمهولتز‬ ‫آزاد‬ ‫انرژی‬ ‫سهم‬
Adisp:‫بلند‬ ‫دامنه‬ ‫با‬ ‫جاذبه‬ ‫نیروهای‬ ‫واسطه‬ ‫به‬ ‫هلمهولتز‬ ‫آزاد‬ ‫انرژی‬ ‫سهم‬
Achain:‫و‬ ‫پیوندها‬ ‫بواسطه‬ ‫هلمهولتز‬ ‫آزاد‬ ‫انرژی‬ ‫سهم‬
‫اتم‬ ‫بین‬ ‫شیمیایی‬ ‫اتصاالت‬‫باالتر‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫تریمر‬ ‫و‬ ‫دیمر‬ ‫تشکیل‬ ‫و‬ ‫ها‬
Aassoc:‫اثرات‬ ‫واسطه‬ ‫به‬ ‫هلمهولتز‬ ‫انرژی‬ ‫سهم‬
‫واالنس‬ ‫الیه‬ ‫باقیمانده‬ ‫های‬ ‫الکترون‬ ‫متقابل‬.
Ares = Ahs+Adisp +Achain +Aassoc

10. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
8

11. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
9
v∞
m
u0
εAB
κAB
‫های‬ ‫پارامتر‬
‫حالت‬ ‫معادله‬
Add Your Text

12. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
10
ahs
achain
𝐴hs
RT =
6
πρ
(ζ2)3−3ζ1ζ2ζ3−3ζ1ζ2(ζ3)2
ζ3(1−ζ3)2 − ζ0−
(ζ2)3
(ζ3)2 ln(1−ζ3)
ζ 𝑘 =
π
6
ρ
i
Ximi(dii)k
𝐴 𝑐ℎ𝑎𝑖𝑛
RT
=
𝑖
xi 1 − mi ln 𝑔ii dii
𝑔ij
hs
dii =
1
(1 − ζ3)
+
didj
di + dj
3ζ2
(1 − ζ3)2
+
didj
di + dj
2
2ζ2
2
(1 − ζ3)2
di = σi 1 − Cexp −
3ui
0
kT
σi =
3 6τ𝑣𝑖
∞
πNAv

13. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
11
adisp
aassoc
𝐴 𝑑𝑖𝑠𝑝
𝑅𝑇
= E
i j
DijGi
ζ3
τ
j
𝐸 = 𝑥𝑖 𝑚𝑖
𝐺 =
𝑖 𝑗 𝑥𝑖 𝑥𝑗 𝑚𝑖 𝑚𝑗
𝑢𝑖𝑗
𝑘𝑇
𝑣0
𝑖𝑗
𝑖 𝑗 𝑥𝑖 𝑥𝑗 𝑚𝑖 𝑚𝑗 𝑣0
𝑖𝑗
𝐴 𝑎𝑠𝑠𝑜𝑐
𝑅𝑇
=
𝑖
𝑥𝑖
𝐴 𝑖
[ln 𝑋 𝐴 𝑖 −
𝑋 𝐴 𝑖
2
] +
1
2
𝑀𝑖
𝑋 𝐴 𝑖 = 1 + 𝜌𝑗
𝑗 𝐵 𝑗
𝑥𝑖 𝑋 𝐵 𝑗∆ 𝐴 𝑖 𝐵 𝑗
−1
∆ 𝐴 𝑖 𝐵 𝑗= σij
3
κ 𝐴 𝑖 𝐵 𝑗 𝑔ij dii exp
ϵ 𝐴 𝑖 𝐵 𝑗
kT
− 1

14. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
12
‫سیستم‬
‫پارامتر‬
‫گذاری‬
‫و‬ ‫هوانگ‬
‫رادوژ‬
𝐴 =
𝑖
𝑥𝑖 𝑚𝑖
𝐵 =
𝑖
𝑥𝑖 𝑚𝑖 𝑑𝑖
𝐶 =
𝑖
𝑥𝑖 𝑚𝑖 𝑑𝑖
2
𝐷 =
𝑖
𝑥𝑖 𝑚𝑖 𝑑𝑖
3
𝐹 =
𝐴 𝑐ℎ𝑎𝑖𝑛
𝑅𝑇
𝐻 =
𝐴 𝑎𝑠𝑠𝑜𝑐
𝑅𝑇
𝐴 𝑟𝑒𝑠
RT
=
3
𝐵𝐶
𝐷
ζ3 −
C3
D2
1 − ζ3
−
C3
D2
1 − ζ3
+
C3
D2
− A ln 1 − ζ3 + 𝐹 + 𝐻
i
ζ3
j

15. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
13
Z
Φi
‫روش‬Rowlinson‫و‬Swinton
(𝜌, 𝑇, 𝑥) =
𝑃(𝜌, 𝑇, 𝑥)
𝜌𝑅𝑇
𝑍 𝜌, 𝑇, 𝑥 = 1 + 𝜌
𝜕 𝑎
𝜕𝜌 𝑇, 𝑥
𝑍 𝜌, 𝑇, 𝑥 = 1 + 𝜌 𝑎 𝜌 + 𝑎 𝐹 𝐹𝜌 + 𝑎 𝐻 𝐻𝜌
ln ϕ𝑖 =
𝜕(𝑁 𝑎)
𝜕𝑛𝑖 𝑇,𝜌,𝑛 𝑗≠𝑖
+ 𝑍 − 1 − ln 𝑍
𝜕 𝑞
𝜕𝑛𝑖 𝑇,𝜌,𝑛 𝑗≠𝑖
=
𝐷𝑞
𝐷𝑥𝑖 𝑇,𝜌,𝑛 𝑗≠𝑖
−
𝑗
𝑥𝑗
𝐷𝑞
𝐷𝑥𝑖 𝑇,𝜌,𝑛 𝑗≠𝑖
𝑙𝑛 𝜙𝑖 = 𝑎 + 𝑎 𝛽. 𝛽 𝑥 𝑖
−
𝑗
𝑥𝑗 𝑎 𝛽. 𝛽 𝑥 𝑖
+ 𝑍 − 1
− 𝑙𝑛 𝑍

16. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
14
‫خالص‬
‫مخلوط‬
‫الکترولیت‬
‫منظور‬ ‫به‬ ‫هایی‬ ‫برنامه‬
‫مدل‬ ‫صحت‬ ‫سنجش‬
•‫تجمعی‬ ‫غیر‬ ‫خالص‬
•‫خالص‬‫تجمعی‬
•‫مخلوط‬2‫تجمعی‬ ‫غیر‬ ‫ماده‬
•‫مخلوط‬1‫با‬ ‫غیرتجمعی‬ ‫ماده‬1
‫تجمعی‬ ‫ماده‬
•‫مخلوط‬2‫تجمعی‬ ‫غیر‬ ‫ماده‬
‫هایی‬ ‫برنامه‬‫مدل‬ ‫منظور‬ ‫به‬
‫اسیدی‬ ‫گاز‬ ‫حاللیت‬ ‫سازی‬
‫سازند‬ ‫آب‬ ‫در‬
•‫محلول‬ ‫ترمودینامیکی‬ ‫خواص‬
‫و‬ ‫آب‬NaCl
•‫حاللیت‬CO2‫خالص‬ ‫آب‬ ‫در‬
•‫حاللیت‬CO2‫و‬ ‫آب‬ ‫محلول‬ ‫در‬
NaCl
‫مدلسازی‬
‫نویسی‬ ‫برنامه‬

17. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
15
𝜕𝑃
𝜕ρ 𝑇, 𝑥
> 0 ‫مکانیکی‬ ‫پایداری‬
‫ماده‬ ‫یک‬ ‫برای‬ ‫دانسیته‬ ‫حسب‬ ‫بر‬ ‫فشار‬ ‫منحنی‬‫خالص‬‫نمونه‬ ‫عنوان‬ ‫به‬

18. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
16
‫دانسیته‬ ‫حسب‬ ‫بر‬ ‫فشار‬ ‫نمودار‬‫نمونه‬ ‫خالص‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫برای‬‫با‬‫منحنی‬ ‫دو‬ ‫گرفتن‬ ‫نظر‬ ‫در‬1‫و‬2

19. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
17
All Tsp
SAFT EOS Density Range
Calc P(ρ) for each
Tsp
Generate curve 1 &
curve 2
Calc φ(ρ) for points
in each curve
Calculate φ ratios
Interpolate find at
which ρ --> F.R=1
SAFT parameters
Calc P(ρ) as vapor
pressure End

20. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
18‫بخار‬ ‫فشار‬CO2‫از‬ ‫تابعی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫خالص‬‫دما‬(‫تجمعی‬ ‫غیر‬ ‫خالص‬)

21. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
19‫فشار‬‫بخار‬1-‫پروپانول‬‫از‬ ‫تابعی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫خالص‬‫دما‬(‫تجمعی‬ ‫خالص‬)

22. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
20
𝑓𝑢𝑛𝑐 =
𝑦1
𝑥1
−
Φ1
L
Φ1
V
+
𝑦2
𝑥2
−
Φ2
L
Φ2
V
𝑦𝑖 =
𝑧𝑖
1 + 𝛼
1
𝐾𝑖
− 1
𝑥𝑖 =
𝑦𝑖
𝐾𝑖
α = 𝑍1
K2
K2 − 1
−
K1
K1 − 1
+
K1
K1 − 1

23. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
21
‫منحنی‬Pxy‫دمای‬ ‫در‬ ‫دکان‬ ‫نرمال‬ ‫و‬ ‫متان‬ ‫مخلوط‬ ‫برای‬K378(‫تجمعی‬ ‫غیر‬ ‫ماده‬ ‫دو‬ ‫مخلوط‬)

24. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
22‫منحنی‬Pxy‫مخلوط‬ ‫مخلوط‬ ‫برای‬CO2‫دمای‬ ‫دمای‬ ‫در‬ ‫متانول‬ ‫و‬K313/4(‫یک‬ ‫مخلوط‬
‫تجمعی‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫تجمعی‬ ‫غیر‬ ‫ماده‬)
liquid
vapor

25. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
23
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Temperature(K)
Methanol mole fraction
‫و‬ ‫متانول‬ ‫سیستم‬ ‫فازی‬ ‫تعادل‬1-‫فشار‬ ‫در‬ ‫اکتانول‬1‫اتمسفر‬(‫تجمعی‬ ‫ماده‬ ‫دو‬ ‫مخلوط‬)

26. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
24
‫اول‬ ‫گام‬ ‫گام‬‫دوم‬ ‫گام‬‫سوم‬
‫خواص‬ ‫سازی‬ ‫مدل‬
‫آ‬ ‫محلول‬ ‫ترمودینامیکی‬‫ب‬
‫و‬NaCl
‫سیستم‬ ‫سازی‬ ‫مدل‬
‫و‬ ‫آب‬CO2
‫سیستم‬ ‫سازی‬ ‫مدل‬
‫و‬ ‫آب‬CO2‫و‬NaCl

27. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
25
MSA
A
MSA
=
−2Г3
(1 +
3
2 𝜎Г)
3πρ
Г =
1 + 2𝜎𝜅 − 1
2𝜎
𝜅 =
e2
εwε0RT
j
ρn,jzj
2

28. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
26
γ±
𝑥
=
𝜙±
𝜙±
∞ =
𝜙+
𝜙+
∞
v+
𝜙−
𝜙−
∞
v− 1/v
γ±
𝑚 =
γ±
𝑥
1 + .001vCmMw
𝜙 𝑚 = −
ln 𝑥 𝑤 𝛾 𝑤
𝑥
𝑉CmMw
× 1000
𝜸±
&
𝝓 𝒎
𝛾 𝑤
𝑥
=
𝜙 𝑤
𝜙w
0

29. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
𝑂. 𝐹
=
𝛾 𝑐𝑎𝑙𝑐 − 𝛾 𝑒𝑥𝑝
𝛾 𝑒𝑥𝑝
+
𝜌 𝑐𝑎𝑙𝑐 − 𝜌 𝑒𝑥𝑝
𝜌 𝑒𝑥𝑝
yes

30. ‫سو‬ ‫فصل‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
28
‫دما‬%AAD‫دانسیت‬ ‫برای‬‫ه‬
%AAD‫ضریب‬ ‫برای‬
‫متوسط‬ ‫فعالیت‬
%AAD‫ضریب‬ ‫برای‬
‫اسمزی‬
C̊100/52/671/17
C̊200/641/440/63
C̊250/711/120/49
C̊300/781/080/47
C̊400/931/120/5
C̊501/081/570/18
C̊601/21/720/31
C̊701/321/720/24
C̊801/41/610/39
C̊901/461/570/56
C̊1001/51/630/43
‫کل‬1/051/570/48
𝛔 = 𝒂 + 𝒃/𝑻 U0 V
∞
m
‫پارامتر‬SAFT
‫برای‬Na+‫و‬Cl-
a= 6/54
b= 0/01
240/483 0/816 8/286 ‫مقدار‬

31. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
29950
1000
1050
1100
1150
1200
0 1 2 3 4 5 6
Density(Kg/m3(
Molality(mol/Kg)
Density of brine at T= 70 °C
950
1000
1050
1100
1150
1200
0 1 2 3 4 5 6
Density(Kg/m3(
Molality(mol/Kg)
Density of brine at T= 20 °C

32. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
30
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0 1 2 3 4 5 6
γ
Molality(mol/Kg)
Mean Activity coefficient at T= 25 °C
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0 1 2 3 4 5 6
γ
Molality(mol/Kg)
Mean Activity coefficient at T= 70 °C

33. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
31
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
0 1 2 3 4 5 6
Φ
Molality(mol/Kg)
Osmotic coefficient at T= 25 °C
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
0 1 2 3 4 5 6
Φ
Molality(mol/Kg)
Osmotic coefficient at T= 70 °C

34. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
32
Kij(CO2-water) ‫شده‬ ‫بهینه‬ ‫پارامتر‬
0/031 ‫مقدار‬
‫دما‬
‫های‬ ‫داده‬ ‫تعداد‬
‫آزمایشگاهی‬
%AAD‫محاسبه‬ ‫در‬
‫حاللیت‬CO2
C̊15/6119/77
C̊25114/29
C̊29/4111/33
C̊31/04514/23
C̊5092/83
C̊6061/56
C̊7566/65
C̊8085/27
C̊93/3415/93
C̊10077/96
‫کل‬486/03

35. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
33
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
0.5 1 1.5 2
Pressure(bar)
CO2 mole fraction in liquid (%)
CO2 Solubility in water 80°C
30
40
50
60
70
80
90
100
0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9
Pressure(Bar)
Co2 mole fraction in liquid phase (%)
CO2 Solubility in water 60°C

36. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
34
Kij(CO2-ion) ‫شده‬ ‫بهینه‬ ‫پارامتر‬
0/281 ‫مقدار‬
‫دما‬
‫های‬ ‫داده‬ ‫تعداد‬
‫آزمایشگاهی‬
%AAD‫محاسبه‬ ‫در‬
‫حاللیت‬CO2
K273/15645/32
K303/151222/88
K333/15129/76
K363/15127/91
K393/151211/4
K423/15915/02
K453/15610/81
‫کل‬6917/1

37. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
35
0
2
4
6
8
10
12
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=273.15 K & Cm=1 mol/Kg
0
2
4
6
8
10
12
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=273.15 K & Cm=4 mol/kg

38. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
36
0
10
20
30
40
50
60
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=303.15K & Cm= 1 mol/kg
0
10
20
30
40
50
60
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=303.15K & Cm=4 mol/Kg

39. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
37
0
10
20
30
40
50
60
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=333.15 K &Cm=1 mol/kg
0
10
20
30
40
50
60
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=333.15 K & Cm=4 mol/ kg

40. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
38
0
20
40
60
80
100
120
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=363.15 K & Cm=1mol/ kg
0
20
40
60
80
100
120
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01
Pressure(bar)
CO2 mole fraction
Solubility of CO2 in Brine at T=363.15 K &Cm=4 mol/kg

41. ‫گیری‬ ‫نتیجه‬
‫معادله‬‫حالت‬SAFT‫معادله‬‫حالتی‬‫توانمند‬‫در‬‫سازی‬‫مدل‬‫انواع‬‫های‬‫سیستم‬‫ترمودینامیکی‬‫شامل‬‫های‬‫سیستم‬
،‫تجمعی‬‫الکترولیت‬‫و‬‫پلیمری‬.....‫باشد‬‫می‬‫که‬‫بسیاری‬‫از‬‫های‬‫محدودیت‬‫معادالت‬‫حالت‬‫مکعبی‬‫را‬‫ندارد‬.
‫های‬‫پیچیدگی‬‫ریاضی‬‫این‬‫معادله‬‫حالت‬‫کار‬‫سازی‬‫مدل‬‫با‬‫آن‬‫را‬‫اندکی‬‫دشوار‬‫و‬‫بر‬‫زمان‬‫کرده‬‫است‬.‫با‬‫این‬‫حال‬‫ب‬‫ا‬
‫استفاده‬‫از‬‫های‬‫روش‬‫ریاضی‬‫و‬‫انتخاب‬‫روش‬‫حل‬‫مناسب‬‫توان‬‫می‬‫بر‬‫برخی‬‫از‬‫ها‬‫دشواری‬‫غلبه‬‫کرد‬
‫نتایج‬‫مدل‬‫در‬‫بینی‬‫پیش‬‫خواص‬‫ترمودینامیکی‬‫محلول‬‫آب‬‫و‬NaCl‫دقت‬‫مناسبی‬‫را‬‫دارد‬‫میزان‬‫خطای‬‫مدل‬‫در‬
‫بینی‬‫پیش‬‫دانسیته‬‫محلول‬1/05%‫ضریب‬‫فعالیت‬‫متوسط‬1/57%‫و‬‫برای‬‫ضریب‬‫اسمزی‬0/48%‫باشد‬‫می‬.‫همچنین‬
‫میزان‬‫خطای‬‫متوسط‬‫مدل‬‫در‬‫بینی‬‫پیش‬‫حاللیت‬CO2‫در‬‫آب‬‫خالص‬6/03%‫و‬‫برای‬‫پیش‬‫بینی‬‫حاللیت‬CO2‫در‬‫آب‬
‫نمک‬17/1%‫باشد‬‫می‬.
‫در‬‫دمای‬‫پایین‬‫دقت‬‫مدل‬‫کم‬‫می‬‫باشد‬‫که‬‫به‬‫نظر‬‫می‬‫رسد‬‫این‬‫دقت‬‫پایین‬‫به‬‫دلیل‬‫کم‬‫بودن‬‫تعداد‬‫داده‬‫های‬
‫آزمایشگاهی‬‫در‬‫این‬‫بازه‬‫استفاده‬‫شده‬‫در‬‫بهینه‬‫سازی‬‫ها‬‫می‬‫باشد‬.
‫فصل‬
‫چهارم‬
‫پیشنها‬ ‫و‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬‫دات‬
39

42. ‫پیشنهادات‬
‫در‬‫مطالعه‬‫حاضر‬‫برای‬‫سنجش‬‫میزان‬‫صحت‬‫مدل‬‫در‬‫مراحل‬‫مختلف‬‫و‬‫همچنین‬‫سازی‬‫بهینه‬‫پارمترهای‬‫معادله‬‫حالت‬‫ب‬‫رای‬
‫مواد‬‫خالص‬‫و‬‫همچنین‬‫سازی‬‫بهینه‬‫پارامتر‬‫برهمکش‬‫دوتایی‬‫از‬‫های‬‫داده‬‫آزمایشگاهی‬‫منتشر‬‫شده‬‫در‬‫مقاالت‬‫استف‬‫اده‬
‫شد‬‫در‬‫صورتی‬‫که‬‫این‬‫اطالعات‬‫آزمایشگاهی‬ً‫ا‬‫خصوص‬‫در‬‫هایی‬‫قسمت‬‫که‬‫کمبود‬‫های‬‫داده‬‫آزمایشگاهی‬‫وجود‬‫دارد‬
‫توسط‬‫محقق‬‫گیری‬‫اندازه‬‫شود‬‫ارزش‬‫کار‬‫علمی‬‫صورت‬‫گرفته‬‫مراتب‬‫باالتر‬‫خواهد‬‫بود‬.
‫در‬‫تحقیقات‬‫آینده‬‫بهتر‬‫است‬‫از‬‫های‬‫نسخه‬‫جدیدتر‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT‫مثل‬VR-SAFT،SAFT1،SAFT2
‫استفاده‬‫شود‬.
‫نمک‬ ‫از‬ ‫غیر‬ ‫به‬ ‫توان‬‫می‬ ‫آینده‬ ‫تحقیقات‬ ‫در‬NaCl‫های‬‫نمک‬‫یک‬ ‫هر‬ ‫وجود‬ ‫تاثیر‬ ‫و‬ ‫گرفت‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫سازند‬ ‫آب‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫دیگر‬
‫داد‬ ‫قرار‬ ‫مطالعه‬ ‫مورد‬ ‫را‬ ‫سازند‬ ‫آب‬ ‫در‬ ‫اسیدی‬ ‫گاز‬ ‫حاللیت‬ ‫بر‬.
‫فصل‬
‫چهارم‬
‫پیشنها‬ ‫و‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬‫دات‬
40

43. ‫پیشنهادات‬
‫در‬‫تحقیقات‬‫آینده‬‫توان‬‫می‬‫عالوه‬‫بر‬‫مطالعه‬‫حاللیت‬‫گاز‬CO2‫توان‬‫می‬‫حاللیت‬‫مخلوط‬CO2‫و‬H2S‫در‬‫آب‬‫سازند‬‫را‬
‫مورد‬‫مطالعه‬‫قرار‬‫داد‬.‫با‬‫توجه‬‫به‬‫کمبود‬‫ها‬‫داده‬‫آزمایشگاهی‬‫برای‬‫چنین‬‫سیستمی‬‫در‬‫صورتی‬‫که‬‫سازی‬‫مدل‬‫حالل‬‫یت‬‫این‬
‫گازها‬‫همراه‬‫با‬‫اندازه‬‫گیری‬‫آزمایشگاهی‬‫انجام‬‫شود‬‫تواند‬‫می‬‫یک‬‫مطالعه‬‫بسیار‬‫مفید‬‫در‬‫زمینه‬‫فرایند‬‫س‬‫ذخیره‬‫ازی‬‫زیر‬
‫زمینی‬‫گاز‬‫اسیدی‬‫به‬‫شمار‬‫آید‬.
‫در‬‫تحقیقات‬‫آینده‬‫توان‬‫می‬‫عالوه‬‫بر‬‫بررسی‬‫تعادالت‬‫فازی‬‫بخار‬-‫مایع‬‫تعادالت‬‫مایع‬-‫مایع‬‫این‬‫سیستم‬‫را‬‫ن‬‫یز‬‫مورد‬
‫مطالعه‬‫قرار‬‫داد‬.
‫در‬‫تحقیقات‬‫آینده‬‫توان‬‫می‬‫پارامترهای‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT‫را‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫اطالعات‬‫آزمایشگاهی‬‫با‬‫های‬‫طرح‬‫تجمعی‬
‫مختلف‬‫بهینه‬‫سازی‬‫کرد‬‫و‬‫نتایج‬‫را‬‫با‬‫هم‬‫مقایسه‬‫کرد‬.ً‫ال‬‫مث‬‫توان‬‫می‬‫بر‬‫روی‬‫ملکول‬CO22‫یا‬3‫سایت‬‫تجمعی‬‫در‬‫نظر‬
‫گرفت‬‫و‬‫پارامترهای‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT‫را‬‫برای‬‫بهینه‬‫کرد‬.
‫فصل‬
‫چهارم‬
‫پیشنها‬ ‫و‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬‫دات‬
41

44. ‫ید‬‫ش‬‫با‬‫روز‬‫پی‬‫و‬‫اد‬‫بل‬‫ر‬‫س‬‫و‬‫شاد‬

45. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬ 2/37
ρl
ρv
‫برای‬ ‫دما‬ ‫حسب‬ ‫بر‬ ‫بخار‬ ‫و‬ ‫مایع‬ ‫تعادلی‬ ‫دانسیته‬CO2‫خالص‬

46. ‫فصل‬‫سو‬‫م‬‫نتایج‬ ‫و‬ ‫مدلسازی‬
2/37
ρl
ρv
‫دانسیته‬‫برای‬ ‫دما‬ ‫حسب‬ ‫بر‬ ‫بخار‬ ‫و‬ ‫مایع‬ ‫تعادلی‬1-‫پروپانول‬(‫خالص‬‫تجمعی‬)

47. ‫فصل‬‫دوم‬‫معادله‬‫حالت‬SAFT
12
XA ‫تقریب‬XA
‫مدل‬‫تجمع‬
=
−1 + (1 + 4𝜌𝛥)1/2
4𝜌𝛥
- 1
=
−1 + (1 + 8𝜌𝛥)1/2
4𝜌𝛥
XA=XB
2A
=
−1 + (1 + 4𝜌𝛥)1/2
4𝜌𝛥
XA=XB
2B
=
−1 + (1 + 12𝜌𝛥)1/2
6𝜌𝛥
XA=XB=XC
3A
=
− 1 − 𝜌𝛥 + ((1 + 𝜌𝛥)2
+4𝜌𝛥)1/2
6𝜌𝛥
XA=XB,XC=2 XA-1 3B
=
−1 + (1 + 12ρΔ)1/2
6ρΔ
XA=XB=XC=XD
4A
=
− 1 − 2ρΔ + ((1 + 2ρΔ)2
+4ρΔ)1/2
6ρΔ
XA=XB=XC,XD=3XA-1 4B
=
−1 + (1 + 8ρΔ)1/2
4ρΔ
XA=XB=XC=XD
4C