بررسي تجربي و مدل سازي تعادل مايع – مايع در سيستم سه جزئي آب– هيدرازين– بوتانول

Experimental Investigation and Modeling of Liquid-Liquid Equilibria in Water – Hydrazine – Butanol Ternary Systems

براي توليد هيدرازين با غلظت بالاي %wt64 ، مقادير باقيمانده آب موجود در هيدرازين هيدرات به راحتي قابل حذف نيست. در اين تحقيق، آليفاتيك الكل چهار كربنه بوتانول به عنوان حلال در فرآيند استخراج مايع – مايع جهت خالص سازي هيدرازين مورد استفاده قرار گرفت. منحني بينودال و داده‌هاي خطوط بست آزمايشگاهي سيستم سه جزئي {آب (1) – هيدرازين (2) – بوتانول (3)} در دماهاي 2/15، 2/25 و C 2/40 و فشار اتمسفر توسط روش نقطه ابري با استفاده از معيار ضريب شكست تعيين شد. ضريب توزيع هيدرازين (D) و فاكتور جداسازي حلال (S) به ترتيب در محدوده 3628/0- 0425/0 و 5179/1- 2768/0 در بازه غلظت و دماهاي مورد اندازه گيري، تعيين شدند. در ادامه؛ داده‌هاي خطوط بست آزمايشگاهي توسط مدل دو مايع غير تصادفي (NRTL) و مدل جهاني شبه شيميايي (UNIQUAC) با خطاي جذر ميانگين مربعات(RMSD) به ترتيب 0227/0 و 0495/0 مدل سازي گرديد. همچنين؛ اثر افزايش %wt10 از NaOH به فاز آبي در دماي C 2/25 بررسي و مشخص شد كه موجب افزايش ميانگين ضريب توزيع و فاكتور جداسازي به ترتيب به مقدار 16/13 % و 26/96 % گرديد.

For hydrazine producing with concentration more than 64 wt%, remaining amount of water in hydrazine hydrate, could not be removed easily to produce hydrazine with concentration more than 64 wt%. In this work, butanol was used as a solvent in liquid - liquid extraction of hydrazine. The binodal curve and the experimental tie lines for water –hydrazine – butanol ternary system were determined by cloud point method using the refractive index criteria at the temperatures of 15.2, 25.2 and 40.2 °C, in atmospheric pressure. The distribution coefficient of hydrazine (D) and its separation factor (S) were determined equal to 0.0425-0.3628 and 0.2768- 1.5179, in the usage concentration and temperature ranges, respectively. Afterword, the experimental tie lines were correlated by the Non-Random Two-Liquid model (NRTL) and the UNIversal QUAsi Chemical model (UNIQUAC) with Root Mean Square Deviation (RMSD) equal to 0.0227 and 0.0495, respectively. In the other part, the sodium hydroxide addition effect was studied on equilibrium behaviour of the system at 25.2 °C. Addition of 10 wt% NaOH causes an increase of 13.2 % in the average distribution coefficient of hydrazine as well as 96.3% in the average separation factor.