Растворимость и характеристики массообмена этана и n-бутана в глубокозачатковом эвтектическом растворе на основе ментола и декаановой кислоты

Исследованы характеристики абсорбции и механизм действия глубокозачаткового эвтектического раствора (DES), состоящего из ментола и декаановой кислоты. Растворимость летучих органических соединений (ЛОС) в DES изучали методом насыщенных растворов; показано, что растворимость этана и n-бутана увеличивается при снижении температуры и при повышении давления. Константы закона Генри для этана и n-бутана в DES при 288.2 K составили 2.089 МПа и 0.136 МПа соответственно, что демонстрирует высокую растворимость легких углеводородов, превосходящую или сопоставимую с ионными жидкостями. Массообменные и регенерационные характеристики DES исследовали с помощью динамических пузырьковых экспериментов. Результаты показали, что скорость удаления как этана, так и n-бутана увеличивалась при уменьшении расхода газа и при увеличении концентрации ЛОС в модельном газе. В частности, скорость удаления этана достигла 99.50% при 293.2 K, концентрации ЛОС 10 000 μmol/mol и расходе газа 30 mL/min, тогда как при тех же условиях скорость удаления n-бутана превысила 99.99%. Кроме того, в ходе четырех циклов регенерации существенного снижения скорости удаления n-бутана не наблюдалось. Энергии взаимодействия между молекулами ЛОС и DES рассчитаны методами квантовой химии. Установлено, что взаимодействия между молекулами ЛОС и DES в основном обусловлены дисперсионными привлекательными эффектами, которые относятся к слабым взаимодействиям; следовательно, абсорбция легких углеводородов DES является физическим процессом. DES доказал свою эффективность для извлечения легких углеводородов, предлагая перспективный подход к решению ключевой задачи комплексной обработки ЛОС в нефтехимической промышленности.