1 / 30

成分ファミリー法による 相互作用パラメータ相関の簡易化

法政大学環境応用化学科　 ○西海英雄・関口秀樹・吾郷健一・秋定諒亮 化学工学会第 45 回秋季大会　岡山大学（東）津島キャンパス 2013 年 9 月 16 ( 祝 ) － 18 日 ( 水 ). 成分ファミリー法による 相互作用パラメータ相関の簡易化. 実験データを探す　→ あればいいが，それが対象の P,T, x 近辺で存在するかどうか？ 混合物になると見つからないのが普通 → 推算法（特に 混合物，あるいは特殊な成分が重要な場合） → それを参考にしながら 実験する. 未知な系の熱力学物性を知るには. 物性計算としての熱力学.

teneil
Download Presentation

成分ファミリー法による 相互作用パラメータ相関の簡易化

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 法政大学環境応用化学科　 ○西海英雄・関口秀樹・吾郷健一・秋定諒亮 化学工学会第45回秋季大会　岡山大学（東）津島キャンパス 2013年9月16 (祝)－18日(水) 成分ファミリー法による相互作用パラメータ相関の簡易化

  2. 実験データを探す　→ あればいいが，それが対象のP,T,x近辺で存在するかどうか？ 混合物になると見つからないのが普通 → 推算法（特に混合物，あるいは特殊な成分が重要な場合） → それを参考にしながら実験する 未知な系の熱力学物性を知るには

  3. 物性計算としての熱力学 • 理論的関係は19世紀に完成　--- 正しい状態方程式 　　　　　　が得られれば 全ての熱力学物性は ①純物質および ②混合物の ③すべての熱力学物性は 計算で求められる． 　有力なアプローチ法としては2種類ある．

  4. 成分の基本的な構造（グループ）に与えられた寄与分の線形結合によりにより活量係数　　　　　を求める方法成分の基本的な構造（グループ）に与えられた寄与分の線形結合によりにより活量係数　　　　　を求める方法 →溶液論の適用できる相平衡（VLE, LLE)の推算法として成功し，広く用いられている． 1.グループ寄与法

  5. (1) 状態方程式は PVT 関係に基づいているので，理論的には熱力学に最も馴染み，どんな物性でも計算で求めることができる． 　 →　問題は，実用精度を持ったEOSの提案にある • →　経験的には，Peng-RobinsonEOS，BWR式などが有名である． • 本研究では　BWR式について発表する． • (2) 純物質の物性推算: • 対応状態原理CSPに基づく純物質の推算：Tc, Vc, ω（←蒸気圧）が与えられれば　normal fluids (=non-polar substances+ weak polar substances) に適用できる． • 極性物質：摂動法の考えにより，第2ビリアル係数，蒸気圧を合わせる極性パラメータを100以上の極性物質に加えた (1984,1991：Nishiumi). • したがって，純物質の物性推算はほぼできると考えられる． 2. 状態方程式(EOS)

  6. (3) 混合物：混合則 Mixing Rule無極性物質から成る混合物に対するHudson-McCoubrey理論 • London 分散力 • Lenard-Jones potentialの引力 • 等置して さらに mij：異種分子間 　相互作用パラメータ.

  7. ★通常は　　は調整パラメータとして扱われ気液平衡VLEデータをよく表すように系ごとに定められる★通常は　　は調整パラメータとして扱われ気液平衡VLEデータをよく表すように系ごとに定められる ★本発表では Hudson-McCoubrey式が適用されると考え，VLE より定めた　　の値を次式で相関することを考えた 異種分子間相互作用パラメータ　

  8. VLEを表す最適な 無極性あるいは弱極性物質から成る152系二成分系の 　 → 一本の相関式では表すことができない →　Component Family Method (CFM)の適用

  9. 成分ファミリー法 (1977)－ 12 ファミリー A タイプ: 3 グループB タイプ: 9 グループ 1977 Hudson-McCoubrey理論に基づきmijがVci/Vcjの影響を受けることは成功したが，関数形については複雑すぎる結果が得られた．

  10. 1.メタンとほかのアルカンとは挙動が異なる．(これが複雑化の最大の原因であった)1.メタンとほかのアルカンとは挙動が異なる．(これが複雑化の最大の原因であった) 2. H2S, CO2 , C2H2は同じファミリーに属する3. 　　はk1とk2の二つのパラメータを持つ修正Hudson-McCoubrey式で相関される． CFM の改良

  11. 単純化された　　の相関ー6 ファミリー 2012 本発表の動機：G1, G5, G6は一本にできないか？

  12. F2 F3 単純化された の相関ー4 ファミリー F1 Hudson-McCoubrey F4

  13. ６ファミリー　→　４ファミリー

  14. 本発表の４ﾌｧﾐﾘｰと６ﾌｧﾐﾘｰの比較(F1：鎖状炭化水素から成る系)本発表の４ﾌｧﾐﾘｰと６ﾌｧﾐﾘｰの比較(F1：鎖状炭化水素から成る系)

  15. F5(アレンを含む炭化水素系）の比較

  16. F6:アレン＋（CO2,H2S, C2H2)系

  17. mijを修正Hudson McCoubrey式 で再相関したところ次の４グループで相関できた １．F1: CH4－鎖状炭化水素　あるいは　アレンを含む系は，同じ相関式で表されることが明らかになった ２．F2: CH4を除く鎖状炭化水素から成る系 ３．F3：CO2,H2S, C2H2を含む系４．F4: N2, COを含む系　 結論

  18. ご清聴ありがとうございました

  19. Second Virial Coefficient of a MixtureFor a binary system,When the cross second virial coefficient B12 is expressed as CSP applicable expression, Bmixcan be calculated.Prausnitz-Gunn (1958), Huff-Reed (1968) reported. Mixing Rules of Bmix

  20. Second virial coefficient of BWR generalized EOSComparing Bmix , A0 is expressed aswhere Mixing Rules for VLE

  21. G1～G3　（６ファミリー）

  22. G4～G6　（６ファミリー）

  23. Estimation of the correlation benzene-toluene sysytem Dev.=0.030 289.15 K Dev.=0.040 255.37 K absolute average mole fraction deviation with flash calc. 129 systems <0.03, 23 systems >0.03

  24. Vapor-liquid equilibria for toluene-ethane system at 344.23 K

  25. Critical Locus for the system of CO2+ C3H8(1: -40℃; 2: -20℃; 3: 0℃; 4: 21.1℃; 5: 37.8℃; 6: 54.4℃; 7:71.0℃; □: experimental data)

  26. VLE of Ternary System

More Related