Vol. 48 (2012), Issue 3, p. 50-62

Comparative Study of Linearized and Non-Linearized Modified Langmuir Isotherm Models on Adsorption of Asphaltene onto Mineral Surfaces

Mohammadi M., Ameri Shahrabi M. J., Sedighi M.

Abstract

УДК 541.183

 

In this paper, the Langmuir isotherm, originally derived for the adsorption of asphaltene extracted from shale oil and dissolved in toluene on Kaolin, Smectite, Fluorite and Hematite, was modified to fit the adsorption isotherm. The modified Langmuir isotherm parameters obtained from the four linear equations using the linear method differed. The aim of the proposed modification is based on the fact that direct application of the Langmuir isotherm often leads to poor data fitting. In the present communication, it is shown that the level of data fitting to the Langmuir isotherm can be improved by a simple modification through introducing a concentration dependent factor, X. The present paper discusses four modified Langmuir linearized isotherm models and one non-linear isotherm model: their coefficients are estimated and, for the study of non-linear isotherm model, genetic algorithm is used. A genetic algorithm procedure was utilized to optimize the modified Langmuir constants for a more accurate estimation of the set of model parameters. The obtained results demonstrated that the best fit was obtained using genetic algorithm. Furthermore, it was found out that from the surface minerals mentioned, Hematite mineral follows a multilayer adsorption isotherm.

 

В статье рассматривается модифицированная изотерма Ленгмюра, первоначально разработанная для адсорбции асфальтенов, извлеченных из сланцевого масла и растворенных в толуоле, на каолине, смектитах, флюорите и гематите. Параметры модифицированной изотермы Ленгмюра, полученные с помощью четырех линейных уравнений с использованием линейного метода оказались различными. Предлагаемая модификация обоснована тем фактом, что прямое использование изотермы Ленгмюра приводит к недостаточному соответствию данных. В данной статье показано, что можно добиться улучшения соответствия данных простой модификацией, с введением коэффициента  концентрации X. Представлены четыре модели модифицированной линеаризованной изотермы Ленгмюра и одна модель нелинеаризованной изотермы Ленгмюра для сравнения коэффициентов концентрации; для исследования нелинеаризованной формы применяется генетический алгоритм. Этот алгоритм применяется для оптимизации модифицированных констант Ленгмюра с целью более точной оценки параметров модели. Полученные результаты демонстрируют, что наилучшее соответствие адсорбционных данных дает именно применение генетического алгоритма. Кроме того, было выявлено, что только поверхность гематита, из всех упомянутых выше минералов, дает на графике изотерму многослойной адсорбции.

 

Download full-text PDF. 2305 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.