مدلسازي فرايند گوگردزدايي استخراجي از سوخت مدل با حلال يوني به كمك روش QSPR و مطالعه تجربي

دكتري

در اين رساله، تاثيرات ساختارهاي مولكولي مختلف عناصر درگير (نظير كاتيون، آنيون، تركيبات گوگردي و هيدروكربن ها) در سيستم هاي سه جزئي بر روي ضريب توزيع تركيب گوگردي بين دو فاز غني از مايع يوني و هيدروكربني با استفاده از روش ارتباط كمي ساختار-ويژگي (QSPR) مطالعه شده است. با مرور جامع منابع علمي، داده هاي تجربي توزيع تركيب گوگردي در سيستم سه تايي حاوي حلال يوني، تركيب گوگردي و حلال هيدروكربني براي نود و سه سيستم سه تايي حاوي 772 داده تجربي براي مدلسازي انتخاب شدند. در بانك داده كلي تنوع ساختار حلال هيدروكربني ده، آنيون ده و كاتيون چهارده و تركيبات گوگردي نه مي باشد. در گام بعدي، دسته بندي داده ها با هدف ارائه مدل در بر دارنده اثر ساختار هيدروكربن، ساختار كاتيون، ساختار آنيون و ساختار تركيب گوگردي مختلف با انتخاب داده هاي تجربي با تغيير يك ساختار و ثابت نگه داشتن بقيه ساختارها انجام شد. در ادامه مدل هاي QSPR مختلف براي ارزيابي اثر منفرد ساختار حلال هيدوركربني، اثر ساختار آنيون، اثر ساختار كاتيون، توسعه داده شد و مورد اعتبارسنجي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه توصيف كننده هيدروكربني "Pol"، توصيف كننده آنيوني "E1v"، توصيف كننده كاتيوني "G3u" و توصيف كننده گوگردي "Mor30m" به صورت منفرد مي توانند تاثيرات هر يك از اجزاي متغير در دسته داده مرتبط را متمايز كنند. در انتها يك مدل جامع QSPR براي ارزيابي همزمان اثر ساختار حلال هيدروكربني، كاتيون و آنيون بر ضريب توزيع تيوفن بين دوفاز هيدروكربني و حلال يوني توسعه يافت. پارامترهاي مولكولي انتخاب شده در مدل نهايي، شامل توصيف كننده هاي ساده تعداد اتم هاي كربن كاتيون (nC) و تعداد اتم هاي نيتروژن آنيون (nN) در كنار توصيف كننده هيدروكربني (Pol) مي باشد. اعتبارسنجي داخلي، اعتبارسنجي خارجي و ارزيابي آماري مدل نهايي (R2=0.900)، مويد دقت پيش بيني مناسب آن مي باشد. همچنين جهت اعتبارسنجي تجربي، داده هاي تعادلي مايع-مايع براي چهار سيستم سه جزئي ([C2MIM][EtSO4](1)-تيوفن(2)- سيكلوهگزان، متيل سيكلوهگزان، نونان و دكان(3) اندازه گيري شده است. با مقايسه نتايج پيش بيني مدل جامع QSPR توسعه يافته و داده هاي تجربي اندازه گيري شده اعتبار مدل توسعه داده شده مورد تاييد مجدد قرار گرفت. مدل QSPR نهايي مي تواند براي پيش بيني توزيع تيوفن در طيف وسيعي از سيستم هايي سه جزئي در بردارنده ساختارهاي موجود در بانك داده اصلي كه براي آن ها داده تجربي وجود ندارد به كارگرفته شود.

195481

دانشگاه علم و صنعت ايران

پروفسور ويله آلوپائوس

طراحي فرايند

دكتر محمد امين ثباتي