تعادل شيميايي و فازي در فرايند استريفيكاسيون استيك اسيد با اتانول در حضور دي اكسيدكربن فوق بحراني

Chemical and Phase Equilibria in the Process of Esterification of Acetic Acid with Ethanol in the Presence of Supercritical Carbon Dioxide

سيالات فوق بحراني به خاطر دارا بودن طبيعت قابل تنظيم شان كاربردهاي بسياري در استخراج و فرآيندهاي واكنشي و جداسازي دارند. از آنجايي كه كاربردهاي سيالات فوق بحراني در حال افزايش و استفاده از آنها در حال تجاري شدن است، فهم بنياني رفتار فازي اين سيالات نيز مورد توجه بيشتري قرار گرفته است. با توجه به دشواري و هزينه بر بودن اندازه گيري هاي تجربي، با استفاده از مدل هاي ترموديناميكي مي توان تعداد داده هاي آزمايشگاهي مورد نياز را براي يك مساله مورد طراحي مشخص كاهش داد. در پژوهش حاضر از مدل هاي درجه سوم معادلات حالت به همراه قوانين اختلاط استاندارد وان دروالس استفاده شده و با استفاده از داده هاي بحراني مواد، تعادل فازي و شيميايي براي فرآيند استريفيكاسيون استيك اسيد با اتانول در حضور CO2 فوق بحراني مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتايج مي توان گفت كه هر دو مدل SRK و PR براي پيش بيني فرآيند شامل CO2 فوق بحراني به خوبي عمل نموده اند. هر دو مدل وجود دو فاز مايع و گاز نسبتا متراكم را در شرايط مورد بررسي K 333 و bar 85/6 پيش بيني نموده اند كه با نتايج تجربي كاملا مطابقت دارد. مقادير ثابت تعادلي بدست آمده توسط هر دو مدل در دو دما نيز در بيشترين حالت 4% با مقادير تجربي اختلاف داشته اند.

Due to their adaptable nature, supercritical fluids have many applications in extraction, separation and reactive processes. Since the applications of supercritical fluids are being commercialized and their use is increasing, a profound understanding of the phasic behavior of these fluids is receiving attention. Due to the difficult and costly experimental measurements, using thermodynamic models can reduce the number of needed experimental data for a particular design. In this paper, cubic standard equations of state with the Van Der Waals mixing rules and materials critical data was used to study chemical and phase equilibria for the esterification of acetic acid with ethanol in the presence of supercritical CO2. The results show that both SRK and PR models successfully predicts processes containing supercritical CO2. Both models relatively have predicted two dense gas and liquid phases in 333 K and 58.6 bar condition, which is in line with experimental results. The equilibrium constants obtained from both models in 355 & 358 K had up to 4% difference with experimental values.