Molar heat capacities of solvents used in CO2 capture: A group additivity and molecular connectivity analysis

Authors

  • Aravind V. Rayer,

    1. International Test Center for CO2 Capture, Faculty of Engineering and Applied Science, University of Regina, 3737 Wascana Parkway, Regina, SK, Canada S4S 0A2
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  • Amr Henni,

    Corresponding author
    1. International Test Center for CO2 Capture, Faculty of Engineering and Applied Science, University of Regina, 3737 Wascana Parkway, Regina, SK, Canada S4S 0A2
    • International Test Center for CO2 Capture, Faculty of Engineering and Applied Science, University of Regina, 3737 Wascana Parkway, Regina, SK, Canada S4S 0A2.
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  • Paitoon Tontiwachwuthikul

    1. International Test Center for CO2 Capture, Faculty of Engineering and Applied Science, University of Regina, 3737 Wascana Parkway, Regina, SK, Canada S4S 0A2
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Abstract

The molar heat capacities of 38 pure solvents used for CO2 capture studies are reported in the temperature range of 303.15–393.15 K and atmospheric pressure. Existing structural similarities between these compounds were explored using a group additivity analysis (GAA) and molecular connectivity principles in terms of the reported heat capacity data. Group additivity yields the estimates of CH3, CH2, CH, C, [DOUBLE BOND]CH, NH2, NH, N, [DOUBLE BOND]N–, OH, O and [DOUBLE BOND]O group contributions to the molar heat capacities at each investigated temperature. Molecular connectivity approach provides a single equation that models the molar heat capacities of amines over the investigated temperature range. Absolute average deviations for the GAA were found to be <2.5%, and <3% for the molecular connectivity analysis. The developed equations were tested by predicting the molar heat capacities of solvents newly proposed for CO2 capture.

Les capacités calorifiques molaires de trente huit (38) solvants purs utilisés pour les études de capture du CO2 sont rapportées dans la gamme de température de (303.15 à 393.15) K et à pression atmosphérique. Les similitudes structurelles existantes entre ces composés ont été explorées à l'aide d'une analyse additivité de groupe et les principes de connectivité moléculaire en termes de capacité thermique. L'analyse fournit les estimations de la contribution des groups CH3, CH2, CH, C, [DOUBLE BOND]CH, NH2, NH, N, [DOUBLE BOND]N–OH, O et S = aux capacités calorifiques molaires à chaque température étudiée. L'approche de connectivité moléculaire fournit une seule équation qui modélise les capacités calorifiques molaires des amines dans l'intervalle de température étudié. Les écarts absolus moyens pour l'analyse additivité des groupes ont été de moins de 2.5%, et de moins de 3% pour l'analyse de la connectivité moléculaire. Les équations développées ont été testées en prédisant les capacités calorifiques molaires des solvants nouvellement proposés pour la capture du CO2. © 2011 Canadian Society for Chemical Engineering

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