Abstract
The solubilities of $CO_2$ in 20wt% and 30wt% aqueous AMP solution were obtained from experiments at 40, 50, 60, 70, $80^{\circ}C$. Using the modified Kent-Eisenberg model, equilibrium constants and correlations were determined from the regression of experimental results of 30wt% aqueous AMP solution. There were good agreements between the predicted $CO_2$ solubilities in 20wt% aqueous AMP solution and experimented values. The prediction was conducted at the condition in the literature and the predicted values calculated from the model and correlations which were obtained from this work agree well with the prediction from Deshmukh-Mather model. Thus, the modified Kent-Eisenberg model and correlated equations suggested by this work, resonably well represent vapor-liquid equilibrium of $CO_2$ with aqueous AMP solution. The calculation of chemical species concentration in the liquid phase was performed uslng equilibrium model and from this calculation, we confirm that good absorption capacity is due to the formation of unstable carbamate. Heat of solution(${\Delta}Hs$) was calculated from the solubility data using the Gibbs-Helmholtz equation.
40, 50, 60, 70, $80^{\circ}C$에서 20wt%와 30wt%의 AMP 수용액에 대한 $CO_2$의 용해도를 실험을 통해서 구하였다. Kent-Eisenberg 모델을 변형하여 주어진 온도범위에서 30wt% AMP 수용액에 대한 실험값의 회귀분석을 통해 평형상수값과 상관관계식을 구하였으며, 계산된 평형상수값과 모델을 통해서 20wt% AMP 수용액에 대한 $CO_2$의 용해도를 예측한 결과는 실험값과 잘 일치함을 보였다. 본 연구에서 구한 평형상수의 상관관계식을 이용하여 문헌에 제시된 조건에서의 용해도를 예측한 값과 대단히 엄밀한 모델로 알려진 Deshmukh-Mather의 모델에 의한 예측값을 비교했을 때, 두 값은 거의 일치하였다. 그러므로, 제시한 상관관계식과 변형된 Kent-Eisenberg모델은 AMP수용액에 대한 $CO_2$의 흡수평형을 정확하게 나타낸다고 볼 수 있다. 액상의 각 물질의 농도를 평형모델을 이용하여 계산하였으며, AMP의 우수한 흡수능은 steric hindrance 효과에 의한 불안정한 carbamate의 형성에서 기인함을 확인하였다. AMP에 대한 $CO_2$의 용해도 자료로부터, Gibbs-Helmholtz 식을 이용하여 ${\Delta}Hs$의 값을 구하였다.
