کاربرد معادله حالت PRSV برای پیش بینی استخراج مواد جامد به کمک دی اکسیدکربن فوق بحرانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشگاه باهنر کرمان

چکیده

استخراج فوق بحرانی یکی از جدیدترین روش­های خالص­سازی مواد اولیه و محصولات که امروزه مورد استقبال قرار گرفته است. در این مطالعه از معادلات حالت PRSV و SRK برای تخمین حلالیت 10 ماده جامد رایج در دی­اکسیدکربن فوق بحرانی استفاده شده است. نتایج شبیه­سازی نشان داد معادله PRSV تطابق بهتری با داده­های تجربی دارد. هر دو معادله برای پیش­بینی حلالیت جامدات نیاز به پارامتر برهم­کنش دوتایی داشتند. همچنین پارامتر  برای مواد جامد و دی­اکسیدکربن با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شد. بدلیل نبود روابط جامع برای تخمین حلالیت مواد جامد در دی­اکسیدکربن فوق­بحرانی، یک رابطه برای پیش­بینی حلالیت مواد جامد در دی­اکسیدکربن فوق بحرانی پیشنهاد شده است. مهمترین ویژگی این رابطه سادگی و نیاز به حداقل داده ورودی یعنی دما و فشار است. کمترین درصد انحراف مطلق متوسط برای معادله PRSV و سیستم دی­اکسیدکربن-نفتالین (77/2%) و بیشترین مقدار مقدار درصد خطا برای معادله SRK و سیستم دی­اکسیدکربن-آنتراسن (38/19%) بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] A. Chafer, T. Fornari, R. P. Stateva and Angel Berna (2009) “Trans-Cinnamic Acid Solubility Enhancement in the Presence of Ethanol as a Supercritical CO2 Cosolvent”, Journal of Chemical & Engineering Data, 54, 2263-2268.
[2] I. Diaz, I. Tsivintzelis and C. Panayiotou (2012) “Predictions of high pressure phase equilibria of CO2-containing mixtures with the NRCOSMO model’, Journal of Fluid Phase Equilibria, 313, 203-210.
[3] V. H. Alvarez and D. A. Saldana (2012) “Thermodynamic prediction of vapor–liquid equilibrium of supercritical CO2 or CHF3 + ionic liquids”, Journal of Supercritical Fluids, 66, 29-35. [4] T. Shinoda, and K. Tamura (2003) “Solubilities of C.I. Disperse Orange 25 and C.I. Disperse Blue 354 in Supercritical Carbon Dioxide”, Journal of Chemical & Engineering Data, 48, 869-873.
[4] T. Shinoda, and K. Tamura (2004) “Binary and ternary solubilities of disperse dyes and their blend in supercritical carbon dioxide”, Journal of Fluid Phase Equilibria, 219, 25-32.
[5] M. Yazdizadeh, A. Eslamimanesh and F. Esmaeilzadeh (2011) “Thermodynamic modeling of solubilities of various solid compounds in supercritical carbon dioxide: Effects of equations of state and mixing rules”, Journal of Supercritical Fluids, 55, 861-875.
[6] M. Saito (2013) “History of supercritical fluid chromatography: Instrumental development”, Journal of Bioengineering, 115, 590-599.
[11] S. Sima, V. Feroiu and D. Geana (2012) “New high pressure vapor–liquid equilibrium data and density predictions for carbon dioxide + ethyl acetate system”, Journal of  Fluid Phase Equilibria, 325, 45-52.
[12] M. R. Housaindokht and M. R. Bozorgmehr (2008) “Calculation of solubility of methimazole, phenazopyridine and propranolol in supercritical carbon dioxide”, Journal of Supercritical Fluids, 43, 390-397.
[13] S. Espinosa, S. Diaz, and T. Fornari (2005) “Extension of the group contribution associating equation of state to mixtures containing phenol, aromatic acid and aromatic ether compounds”, Journal of Fluid Phase Equilibria, 231, 197-210.
[14] Y. J. Sheng, P. Ch. Chen, Y. P. Chen and D. Sh. H. Wong (1992) “Calculations of Solubilities of Aromatic Compounds in Supercritical Carbon Dioxide”, Journal of Industrial & Engineering Chemistry Research, 31, 967-973.
[15] حمیدرضا باقری چاروک (1392) " پیش‌بینی حلالیت مواد جامد در دی­اکسید کربن فوق بحرانی"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز.
 
[16] H. Yang, and C. Zhong (2005) “Modeling of the solubility of organic compounds in supercritical carbon dioxide -cosolvent system using SAFT equation of
 state” Journal of Supercritical Fluids, 33, 99-106.
[17] H. Bagheri, and A. Shariati (2014) “Prediction of the Solubility of Benzoic Acid in Supercritical CO2 Using the PC-SAFT EoS”, International Journal of Chemical, Materials Science and Engineering, 8, 72-74.
[18] J. M. Prausnitz, R. N. Lichtenthaler and E. G. de Azevedo (1999) MolecularThermodynamics of Fluid-phase Equilibria, Prentice-Hall PTR.
[19] J. M. Smith and H. C. Van Ness (1975) Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics,McGraw-Hill, New York.
[20] A. Danesh (1998) PVT and Phase Behaviour of Petroleum Reservoir Fluids, ElsevierScience, Amsterdam.
[21] R. Stryjek and J. H. Vera (1986) “PRSV: An Improved Peng-Robinson Equation of State for Pure Compounds and Mixtures”, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 64, 323-333.
[22] R. H. Perry and D. W. Green (2008) Perry’s Chemical Engineering Handbook, McGraw Hill, New York.
[24] P. Coimbra, M. R. Blanco, H. S. R. C. Silva, M. H. Gil and H. C. de Sousa (2006) “Experimental Determination and Correlation of Artemisinin’s Solubility in Supercritical Carbon Dioxide”, Journal of Chemical & Engineering Data, 51, 1097-1104.
[25] A. Chafer, T. Fornari, R. P. Stateva and A. Berna (2006) “D-Pinitol Solubility in Supercritical CO2: Experimental Data and Correlation”, Journal of Chemical & Engineering Data, 51, 612-615.
[26] Sh. Ravipaty, K. J. Koebke, and D. J. Chesney (2008) “Polar Mixed-Solid Solute Systems in Supercritical Carbon Dioxide: Entrainer Effect and Its Influence on Solubility and Selectivity”, Journal of Chemical & Engineering Data, 53, 415-421.
[27] M. Sauceau, J. Fages, J. J. Letourneau and D. Richon (2000) “A Novel Apparatus for Accurate Measurements of Solid Solubilities in Supercritical Phases”, Journal of Industrial & Engineering Chemistry Research, 39, 4609-4614.
[28] J. Kwiatkowski, Z. Lisicki, and W. Majewski (1984) “An Experimental Method for Measuring Solubilities of Solids in Supercritical Fluids”, Journal of Physical and Chemical Reference Data, 88, 869-875.
[29] J. P. Coelho, G. P. Naydenov, D. S. Yankov and R. P. Stateva (2013) “Experimental Measurements and Correlation of the Solubility of Three Primary Amides in Supercritical CO2: Acetanilide, Propanamide, and Butanamide”, Journal of Chemical & Engineering Data, 58, 2110-2115.
[30] F. P. Lucien and N. R. Foster (1996) “Influence of Matrix Composition on the Solubility of Hydroxybenzoic Acid Isomers in Supercritical Carbon Dioxide”, Journal of Industrial & Engineering Chemistry Research, 35, 4686-4699.
[31] E. Ruckenstein and I. Shulgin (2001) “Cubic Equation of State and Local Composition Mixing Rules: Correlations and Predictions. Application to the Solubility of Solids in Supercritical Solvents”, Journal of Industrial & Engineering Chemistry Research, 40, 2544-2549.
[32] F. P. Lucien and N. R. Foster (1998) “Solubilities of Mixed Hydroxybenzoic Acid Isomers in Supercritical Carbon Dioxide”, Journal of Chemical & Engineering Data, 43, 726-731.