Фазовые равновесия жидкость-пар трёхкомпонентных систем, образованных н-пропанолом, н-бутанолом и н-алкилэтаноатами
Аннотация
При производстве н-спиртов и сложных эфиров этановой кислоты необходимо решать задачи по ректификации растворов многокомпонентных систем. Основные достижения в методах расчёта фазовых равновесий многокомпонентных систем связаны с появлением уравнений локального состава. Равновесие в многокомпонентных системах предсказывается по данным о бинарных составляющих эти системы. Наиболее распространенными моделями локального состава являются уравнения Вильсона и NRTL. Ранее были изучены равновесия жидкость-пар бинарных систем, образованных алифатическими спиртами и сложными эфирами органических кислот. Равновесие
жидкость - пар изученных бинарных систем описаны уравнениями Вильсона и NRTL.
Эбулиометрическим методом при различных давлениях были измерены температуры кипения (давления насыщенного пара) растворов трёхкомпонентных систем, образованных н-пропанолом, н-бутанолом с н-пропилэтаноатом и н-бутилэтаноатом. Коэффициенты активности компонентов растворов трёхкомпонентных систем были рассчитаны с использованием уравнений Вильсона и NRTL. Значенияпараметров в уравнениях Вильсона и NRTL для бинарных систем рассчитывались
методами нелинейной регрессии. Результаты расчетов проверены экспериментально.
Установлено, что значения коэффициента активности н-пропанола и н-бутанола возрастают с уменьшением его концентрации в растворах систем. Аналогичные изменения значений коэффициентов активности компонентов в растворах систем наблюдаются для молекул н-пропилэтаноата и н-бутилэтаноата. В случае растворов системы н-бутанол – н-пропилэтаноат – н-бутилэтаноат преобладают значения коэффициента активности н-пропилэтаноата.
При увеличении молярной массы (размеров молекул) н-спирта значения его коэффициента активности в растворах систем уменьшаются. Модель Вильсона более точно описывает парожидкостное равновесие растворов изученных трёхкомпонентных систем. Полученные данные необходимы для технологических расчётов и могут быть использованы для дальнейшего совершенствования методов расчета равновесия жидкость–пар многокомпонентных
систем.
Скачивания
Литература
Walas S. Phase equilibria in chemical technology. Boston: Butterworth-Heinemann; 1985. 671 p.
Potekhin V. M., Potekhin V. V. Fundamentals of the theory of chemical processes in the technology of organic substances and oil refining. St. Petersburg: Izdatel’stvo Lan’ Publ.; 2014. 896 p. (In Russ.).
DDBST – Dortmund Data Bank Software & Separation Technology GmbH. 2020. Available at: www.ddbst.com
Terenin V. I. et al. Workshop on organic chemistry. Zefirov N. S. (Ed.) Moscow: BINOM. Laboratoriya znanii Publ.; 2010. 568 p.
GOST R 57824-2017. Organic solvents. Determination of water content by coulometric Karl Fischer titration. 2018. (In Russ.). Available at: https://docs.cntd.ru/document/555729803?marker=7D20K3
National institute of standards and technology (NIST), search for species data by chemical formula. Available at: http://webbook.nist.gov/chemistry/formser.html
Suntsov Yu. K. Liquid-vapor phase equilibria and thermodynamic properties of binary solutions of n-alkyl benzenes. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2008;8(4): 530–534.
https://doi.org/10.1007/s11504-008-4004-4
Suntsov Yu. K. Liquid-vapor phase equilibria of some multicomponent systems formed by aliphatic alcohols and esters of organic acids. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2008;82(2): 318–321. https://doi.org/10.1007/s11504-008-2033-7
Suntsov Yu. K., Goryunov V. A. Laws of changes in the thermodynamic properties of binary solutions of n-alkyl propanoates. Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2009;1: 42–47. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12610284
Suntsov Yu. K. Regularities of changes in the thermodynamic properties of binary systems formed by a common solvent and representatives of homologous series of organic substances. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2010;2: 126–129. (In Russ.). Available at:
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13085794
Suntsov Yu. K., Vlasov M. V. Liquid - vapor phase equilibria and thermodynamic properties of solutions n-propanol – dimethyl ketone, n-propanol – methyl ethyl ketone. Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2010;2: 41–47. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15608641
Vlasov M. V., Suntsov Yu. K. Research of phase equilibriums liquid-vapor and thermodynamic properties of solutions of isobutanol-dimethyl ketone, iso-butanol-methyl ethyl ketone. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2011;13(1): 29–37. (In Russ., abstract inEng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16441621
Suntsov Yu. K., Goryunov V. A. Boiling temperatures and excess thermodynamic functions of 2-propanol-n-alkyl propanoate solutions. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2012;85(7): 1058 –1063. https://doi.org/10.1134/s0036024412070278
Suntsov Yu. K., Vlasov M. V. Isobars of the boiling temperature and isotherms of excess thermodynamic functions of isobutanol-alkyl ketone solutions. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2013;87(7): 1160–1164. https://doi.org/10.1134/s0036024413070303
Suntsov Yu. K., Goryunov V. A. Phase equilibria and thermodynamic properties of solutions of n-propanol – n-alkyl-2-methylpropanoate systems. Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. harmacy. 2013;2: 52–63. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20400922
Suntsov Yu. K., Vlasov M. V. Volumetric and refractometric properties of binary solutions of butanol – aliphatic ketones. 2013;56:(9): 54–56. ChemChemTech. (In Russ.). Available at:
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20207137
Suntsov Yu. K. New method of predicting the thermodynamic properties of solutions. Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2014;8(3): 306–314. https://doi.org/10.17265/1934-7375/2014.03.013
Suntsov Yu. K., Vlasov M. V., Chuikov A. M. Phase liquid-vapor equilibria and thermodynamic properties of solutions of n-propanol-aliphatic ketones. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2015;89(6): 926–930. https://doi.org/10.1134/s0036024415060291
Suntsov Yu. K., Goryunov V. A., Chuikov A. M. Boiling temperatures and excess thermodynamicfunctions of n-butanol – n-alkyl-2-methylpropanoate solutions. 2015;58(4): 10–14. ChemChemTech. (In Russ.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23399307
Suntsov Yu. K., Goryunov V.A., Chuikov A.M., Meshcheryakov A.V. Liquid–vapor phase equilibria of three-component systems of propanol-2–propanoic acid esters. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2016;90(8): 1596–1601. https://doi.org/10.1134/S0036024416080288
Suntsov Yu. K., Goryunov V. A., Chuikov A. M. Liquid–vapor phase equilibria of three-component systems of propanol-2–propanoic acid esters. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2017;91(12): 2485–2488. https://doi.org/10.1134/s0036024417120299
Suntsov Yu. K., Kharchenko G. Yu., Alferova S. I. Liquid–vapor phase equilibria in ternary systems formed by n-alcohols and n-alkyl ethanoates. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2019;93(3): 594–597. https://doi.org/10.1134/s0036024419030208
Suntsov Yu. K., Suntsova N. S. Liquid–vapor phase equilibria and thermodynamic properties of solutions of toluene–n-alkylbenzene binary systems. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2021;95(6): 1093–1100. https://doi.org/10.1134/s003602442106025x
Suntsov Yu. K., Suntsova N.S. Vapour-liquid phase equilibria and thermodynamic properties of solutions of the ethylbenzene and n-alkylbenzenes binary systems. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2021;23(1): 81–92. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3307
Nocedal J., Wright S. J. Numerical optimization. 2006. New York: Springer Series in Operations Research and Financial Engineering; 2006. http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-40065-5
Durov V. A., Ageev E. P. Thermodynamic theory of solutions. Moscow: Librokom Publ.; 2010. 248 p. (In Russ.)
Copyright (c) 2022 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
