بررسی تعادلات فازی سیستم های الکلی-هیدروکربنی و مدل سازی این سیستم ها
چکیده
در این تحقیق، به مدل سازی و بررسی آزمایشگاهی تعادلات فازی سیستم های هیدروکربنی-الکلی در فشار ثابت 85 کیلوپاسکال پرداخته شد. آزمایش ها به وسیله ی دستگاه تقطیر اصلاح شده ی اتمر و برای سه سیستم 1. متانول + نرمال هپتان 2. متانول + آلفا پینن 3. آنیلین + 1-بوتانول انجام شد. با انجام تست سازگازی ترمودینامیکی برای این مخلوط ها دو سیستم متانول+ نرمال هپتان و آنیلین + 1-بوتانول از لحاظ ترمودینامیکی سازگار بودند در حالیکه داده های سیستم متانول + آلفا پینن از لحاظ ترمودینامیکی سازگار نبودند. هم چنین ضرایب فعالیت آزمایشگاهی محاسبه گردید که نتایج نشان دهنده ی انحراف مثبت از قانون رائولت می باشد. سیستم متانول + نرمال هپتان به علت انحراف بسیار از قانون رائولت دارای نقطه آزئوتروپ از نوع نقطه جوش حداکثر بود. داده های آزمایشگاهی با مدل های ترمودینامیکی انرژی گیبس مازاد مدل شدند. مدل های مورد استفاده: ویلسون، nrtl و uniquac بودند. جهت رسم نمودارهای دما برحسب جزء مولی فاز بخار و مایع از برنامه ی نقطه ی حباب-دما استفاده شد و جهت به دست آوردن پارامترهای برهم کنش بهینه ی این مدل ها از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک بهره گرفته شد. نتایج مدل سازی نشان می دهند که مدل های مذکور توانایی بسیار خوبی در محاسبات تعادل فازی در فشار ثابت دارند. از بین مدل های فوق مدل uniquac نسبت به دو مدل دیگر عملکرد بهتری را نشان داده است. البته این نتیجه تنها در این تحقیق حاصل نشده است بلکه با مراجعه به مقالات و منابع ترمودینامیکی این برتری مشخص می شود. البته این برتری مطلق نبوده و در مواردی مدل nrtl، عملکرد بهتری داشته است. در ضمن مشخص شد که الگوریتم ژنتیک که نماینده ی الگوریتم های تکاملی می باشد، قابلیت بالایی در محاسبه ی نقطه ی بهینه، در توابع انرژی گیبس مازاد دارد. البته بایستی به این نکته توجه شود که آزمایشات در فشار پایین انجام شده است و تضمینی برای پاسخ های منطقی توسط مدل های انرژی گیبس مازاد در فشار بالا وجود ندارد.