Vapor-liquid equilibrium data of the water + 1,3-propanediol and water + 1,3-propanediol + lithium bromide systems were measured at atmospheric pressure. The apparatus used in this study is a circulation-type still, in which the vapor condensate is recirculated into the liquid phase. For the analysis of salt-containing solution, a method of refractometry and gravimetry was used. From the experimental measurements, the effect of lithium bromide on the VLE behavior of water + 1,3-propanediol was investigated.
Low-pressure vapor-liquid equilibria for the water +1,3-propanediol system were measured at pressures of 60, 160, and 300 torr. The apparatus used in this work is a modified still especially designed for the measurement of low-pressure VLE, in which both liquid and vapor are continuously recirculated. All the experimental VLE data of the salt-free system were compared each other in order to examine the trend of relative volatility according to the change of system pressures. Low-pressure vapor-liquid equilibria for the water +1,3-propanediol + lithium bromide system were measured at pressures of 160 and 300 torr. Then, the salt effect investigated in the atmospheric VLE was also studied in the low-pressure VLE.
The experimental data of the salt-free system were successfully correlated using Wilson, NRTL, and the UNIQUAC models.
In addition, the extended UNIQUAC model of Sander et al. was applied to the calculation of the VLE for the salt-containing system. The effective description of the electrolyte VLE was possible at atmospheric pressure while a good accuracy of calculation results could not be obtained at low pressures.
High-pressure vapor-liquid equilibria for the binary carbon dioxide + 3-methyl-1-butanol and carbon dioxide + 3-methyl-2-butanol systems were measured at 313.2K. The phase equilibrium apparatus used in this work is of the circulation type, in which the coexisting phases are recirculated, on-line sampled and analyzed. The critical pressures and corresponding mole fractions at 313.2 K were also carefully determined for two binary mixtures. High-pressure vapor-liquid equilibria for the ternary carbon dioxide + 3-methyl-1-butanol + water and carbon dioxide + 3-methyl-2-butanol + water systems were also measured at 313.2 K. Those systems showed the liquid-liquid-vapor phase behavior over the range of pressures up to their critical point.
The binary equilibrium data were all reasonably well correlated with the Redlich-Kwong, Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, and Patel-Teja equations of state incorporated with eight different mixing rules; the van der Waals, Panagiotopoulos-Reid, and six modified Huron-Vidal mixing rules with UNIQUAC parameters.
전해질을 포함하는 계의 상평형에 대한 연구는, 산업적으로 다양한 범위에서 응용범위를 가지고 있다. 과거에는 효과적 분리를 위한 프로세스에의 응용이 주류를 이루었으나, 요즘에는 그 응용 범위가 넓어지고 있는 추세이다.
본 연구에서는 흡수식 냉방기의 작동유체중의 하나인 물 + 1,3-프로판다이올 + 브롬화리튬 계의 기액평형을 측정하여 브롬화리튬이 물 + 1,3-프로판다이올 계의 상평형에 끼치는 영향을 조사하였다. 먼저 상압 하에서, 물 + 1,3-프로판다이올 계와 물 + 1,3-프로판다이올 + 브롬화리튬 계에 대한 기액평형을 측정하였다. 전해질을 포함하고 있는 액상의 농도분석을 위해서 굴절계와 증발계를 사용하였다. 실험 결과, 브롬화리튬이 물분자와 더 선택적으로 결합함으로써, 기상에서의 1,3-프로판다이올의 농도를 증가시키는 역할을 하였다. 60, 160, 300 torr의 저압하에서 물 + 1,3-프로판다이올 계의 기액평형을 측정하였다. 실험 결과에 대한 x-y 그래프로부터, 압력이 감소할수록 물분자의 상대휘발도가 증가함을 관찰할 수 있었다. 이어서, 160, 300 torr의 저압 하에서 물 + 1,3-프로판다이올 + 브롬화리튬 계에 대한 기액평형을 측정하였다. 저압 하에서의 브롬화리튬의 영향은 상압의 경우와 동일하였다. Wilson, NRTL, UNIQUAC 식들을 사용하여, 전해질을 포함하지 않는 계에 대한 모델링을 행하였다. 한편, 전해질을 포함하는 계에 대해서는 Sander의 모델이 적용되어졌다.
이산화탄소 + 3-메틸-1-부탄올, 이산화탄소 + 3-메틸-2-부탄올의 이성분계 고압 기액상평형을 313.2 K에서 측정하였다. 실험결과는 Redlich-Kwong, Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, Patel Teja 상태방정식과 van der Waals 혼합규칙, Panagiotopoulos-Reid 혼합규칙을 사용하여 모델링을 행하였으며, Soave-Redlich-Kwong 상태방정식과 여섯가지 종류의 Huron-Vidal 형태의 혼합규칙도 적용하여 각각의 특성을 비교하였다. 이산화탄소 + 물 + 3-메틸-1-부탄올, 이산화탄소 + 물 + 3-메틸-2-부탄올의 삼성분계 기액평형도 313.2 K와 20.0, 40.0, 60.0, 80.0 bar와 각각의 임계점에서 측정하였으며, 액액기상의 삼상을 관찰할 수 있었다.
