Captura de Carbono de Biogás mediante Solventes Eutécticos Profundos: Un Estudio COSMO para Evaluar el Efecto de Impurezas en la Solubilidad y Selectividad
Autores: Quaid, Thomas; Reza, M. Toufiq
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Captura de Carbono de Biogás mediante Solventes Eutécticos Profundos: Un Estudio COSMO para Evaluar el Efecto de Impurezas en la Solubilidad y Selectividad
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Solventes eutécticos profundos
Captura de carbono
Contaminantes
COSMO-RS
Solubilidad
Selectividad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Los solventes eutécticos profundos (DES) son compuestos de un donador de enlace de hidrógeno (HBD) y un aceptador de enlace de hidrógeno (HBA) que presentan un punto de fusión deprimido en comparación con sus constituyentes individuales. Se ha estudiado el uso de los DES como medios de captura de carbono y mejora del biogás. Sin embargo, la presencia de contaminantes en el biogás podría afectar la captura de carbono por parte de los DES. En este estudio, se utilizó el modelo de pantalla similar a un conductor para solventes reales (COSMO-RS) para determinar el efecto de la temperatura, la presión y contaminantes selectivos en cinco DES, a saber, cloruro de colina-urea, cloruro de colina-glicol etileno, cloruro de tetrabutilo amonio-glicol etileno, bromuro de tetrabutilo amonio-ácido decanoico y cloruro de tetraoctilo amonio-ácido decanoico. Los impurezas estudiadas en este documento son sulfuro de hidrógeno, amoníaco, agua, nitrógeno, octametiltrisiloxano y decametilciclopentasiloxano. En dilución infinita, se examinó la dependencia de la solubilidad de CO con respecto a la temperatura en cada DES mediante las constantes de la Ley de Henry. A continuación, los sistemas se modelaron desde la dilución infinita hasta el equilibrio utilizando la Ley de Raoult modificada, donde se examinó la dependencia de la solubilidad de CO con respecto a la presión. Finalmente, se exploró la solubilidad de CO y CH en los diversos DES con la presencia de diferentes porcentajes molares de contaminantes selectivos. Entre los parámetros estudiados, se encontró que el HBD del solvente es el factor más determinante para la efectividad de la solubilidad de CO. Otros factores que afectan la solubilidad son la longitud de la cadena de alquilo del HBA, el halógeno asociado y la polaridad resultante del DES. También se encontró que el cloruro de colina-urea es el más selectivo para el CO, pero tiene la menor solubilidad de CO y es el más polar entre otros solventes. Por otro lado, el cloruro de tetraoctilo amonio-ácido decanoico es el menos selectivo, tiene la mayor solubilidad máxima de CO, es el menos polar y es el menos afectado por su entorno.
Descripción
Los solventes eutécticos profundos (DES) son compuestos de un donador de enlace de hidrógeno (HBD) y un aceptador de enlace de hidrógeno (HBA) que presentan un punto de fusión deprimido en comparación con sus constituyentes individuales. Se ha estudiado el uso de los DES como medios de captura de carbono y mejora del biogás. Sin embargo, la presencia de contaminantes en el biogás podría afectar la captura de carbono por parte de los DES. En este estudio, se utilizó el modelo de pantalla similar a un conductor para solventes reales (COSMO-RS) para determinar el efecto de la temperatura, la presión y contaminantes selectivos en cinco DES, a saber, cloruro de colina-urea, cloruro de colina-glicol etileno, cloruro de tetrabutilo amonio-glicol etileno, bromuro de tetrabutilo amonio-ácido decanoico y cloruro de tetraoctilo amonio-ácido decanoico. Los impurezas estudiadas en este documento son sulfuro de hidrógeno, amoníaco, agua, nitrógeno, octametiltrisiloxano y decametilciclopentasiloxano. En dilución infinita, se examinó la dependencia de la solubilidad de CO con respecto a la temperatura en cada DES mediante las constantes de la Ley de Henry. A continuación, los sistemas se modelaron desde la dilución infinita hasta el equilibrio utilizando la Ley de Raoult modificada, donde se examinó la dependencia de la solubilidad de CO con respecto a la presión. Finalmente, se exploró la solubilidad de CO y CH en los diversos DES con la presencia de diferentes porcentajes molares de contaminantes selectivos. Entre los parámetros estudiados, se encontró que el HBD del solvente es el factor más determinante para la efectividad de la solubilidad de CO. Otros factores que afectan la solubilidad son la longitud de la cadena de alquilo del HBA, el halógeno asociado y la polaridad resultante del DES. También se encontró que el cloruro de colina-urea es el más selectivo para el CO, pero tiene la menor solubilidad de CO y es el más polar entre otros solventes. Por otro lado, el cloruro de tetraoctilo amonio-ácido decanoico es el menos selectivo, tiene la mayor solubilidad máxima de CO, es el menos polar y es el menos afectado por su entorno.