كاربرد معادله حالت PRSV براي پيش بيني استخراج مواد جامد به كمك دي‌اكسيد كربن فوق بحراني

Application of PRSV equation of state for prediction of the extraction of solid compounds using supercritical carbon dioxide

استخراج فوق بحراني يكي از جديدترين روش هاي خالص سازي مواد اوليه و محصولات كه امروزه مورد استقبال قرارگرفته است. در اين مطالعه از معادلات حالت PRSV و SRK براي تخمين حلاليت 10 ماده جامد رايج در دي‌اكسيد كربن فوق بحراني استفاده‌شده است. نتايج شبيه سازي نشان داد معادله PRSV تطابق بهتري با داده هاي تجربي دارد. هر دو معادله براي پيش بيني حلاليت جامدات نياز به پارامتر برهم كنش دوتايي داشتند. همچنين پارامتر "?" _1 براي مواد جامد و دي‌اكسيد كربن با استفاده از الگوريتم ژنتيك بهينه شد. به دليل نبود روابط جامع براي تخمين حلاليت مواد جامد در دي‌اكسيد كربن فوق بحراني، يك رابطه براي پيش بيني حلاليت مواد جامد در دي‌اكسيد كربن فوق بحراني پيشنهادشده است. مهم‌ترين ويژگي اين رابطه سادگي و نياز به حداقل داده ورودي يعني دما و فشار است. كمترين درصد انحراف مطلق متوسط براي معادله PRSV و سيستم دي‌اكسيد كربن-نفتالين (77/2%) و بيشترين مقدار درصد خطا براي معادله SRK و سيستم دي‌اكسيد كربن-آنتراسن (38/19%) بود.

Prediction of solubilities of industrial solid compounds in supercritical carbon dioxide (SC-CO2) have been a challenge since the last two decades. In this study, the Peng-Robinson-Stryjek-Vera equation of state (PRSV EoS) and the Soave-Redlich-Kwong equation of state (SRK EoS) were applied to estimate the solubilities of 10 common solid compounds in supercritical carbon dioxide. Simulation results showed that the PRSV EoS had good agreement with experimental data. Both EoS needed binary interaction parameter for prediction of phase behavior of solid-supercritical. In addition, with use of genetic algorithm, parameter for solid compounds and SC-CO2 were calculated. Due to the lack of comprehensive correlations for prediction of solubilities of CO2 + solids, in this work a correlation to predict the solubility of solid in SC-CO2 was proposed. The main advantage of this correlation is its simplicity and having only two inputs, namely temperature and pressure. Minimum value of the average absolute percent deviation (AAPD) was for PRSV EoS and carbon dioxide-naphthalene system (2.77%) and maximum value of this parameter was for SRK EoS and carbon dioxide- anthracene system (19.38%).