اندازه گيري و مدل سازي داده‌هاي تعادلي مايع-مايع سامانه سه تايي (آب + اسيد بوتيريك + متيل سيكلوهگزانول) در دماي 293.2 كلوين

Measurement and Modeling of Liquid-Liquid Equilibrium Data of the Ternary system (Water + Butyric Acid + MethylCyclohexanol) at 293.2 K

در اين تحقيق، تعادل‌هاي فازي سامانه سه‌تايي (آب + اسيد بوتيريك + متيل سيكلوهگزانول) مورد بررسي قرار گرفت و داده هاي تجربي تعادل مايع-مايع در دماي 2/293 كلوين و فشار محيط بدست آمدند. منحني حلاليت بكمك روش نقطه ابري بدست آمد و براي مخلوط سه تايي مايع-مايع رفتار نوع 1 مشاهده شد. خطوط گره بكمك عيارسنجي‌هاي اسيد-باز و كارل فيشر اندازه گيري شدند. معادله‌هاي اوتمر-توبياس و هند تاييد كردند كه نقاط خط گره تجربي قابل اعتمادند. ضريب برازش در هر دو معادله 991/0 بدست آمد. ضرايب توزيع و فاكتورهاي انتخاب‌گري در ناحيه دوفازي تعيين گرديدند. بيشترين و كمترين مقدار بدست آمده براي اين دو پارامتر به ترتيب 23/5 و 84/3 براي ضريب توزيع و 0/48 و 7/32 براي فاكتورهاي انتخاب‌گري محاسبه شدند. مقادير بدست آمده براي اين پارامترها نشان داد كه متيل سيكلوهگزانول حلال مناسبي براي جداسازي اسيد بوتيريك از آب است. مدل‌ ترموديناميكي NRTL براي همبسته كردن خطوط گره تجربي مورد استفاده قرار گرفت. كيفيت مدل سازي با استفاده از محاسبه rmsd و انرژي آزاد گيبس مخلوط مورد بررسي قرار گرفت. مقدار بدست آمده براي rmsd (% 57/0) نشان داد كه مدل سازي بخوبي انجام شده است.

In this research, phase equilibria of the ternary system (water + butyric acid + methylcyclohexanol) was investigated and experimental data of liquid-liquid equilibrium were obtained at 293.2 K and ambient pressure. Solubility curve was achieved using cloud point method and Type 1 behavior was observed for liquid-liquid ternary mixture. Tie-lines were measured via acid-base and Karl-Fischer titrations. The Othmer -Tobias and Hand equations verified that the experimental tie-line points are reliable. Regression coefficients in both the equations were 0.991. Distribution coefficients and separation factors were determined over the biphasic region. The maximum and minimum values obtained for these two parameters were 5.23 and 3.84 for distribution coefficient and 48.0 and 32.7 for separation factor, respectively. The calculated values for the parameters showed that methylcyclohexanol is a proper solvent for separation of butyric acid from water. The NRTL thermodynamic model was used for correlation of experimental tie-lines. The quality of modeling was investigated using the calculation of rmsd and Gibbs free energy of mixture. The calculated value for rmsd (0.57 %) showed that modeling was done well.