Διαχωρισμός του αζεοτροπικού μίγματος αιθανόλης/νερού με χρήση ιοντικών υγρών τρίτης γενιάς

Σκίτση, Χριστίνα; Skitsi, Christina

dc.contributor.author	Σκίτση, Χριστίνα	el
dc.contributor.author	Skitsi, Christina	en
dc.date.accessioned	2020-04-15T12:44:44Z
dc.date.available	2020-04-15T12:44:44Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50193
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17891
dc.rights	Default License
dc.subject	Ιοντικά υγρά	el
dc.subject	Αζεότροπο	el
dc.subject	Αιθανόλη	el
dc.subject	Νερό	el
dc.subject	Ισοπροπανόλη	el
dc.subject	Ισοβαρής ισορροπία φάσεων υγρού – ατμού	el
dc.subject	Ionic liquids	en
dc.subject	Azeotrope	en
dc.subject	Ethanol	en
dc.subject	Water	en
dc.subject	Isopropanol	en
dc.subject	Isobaric	en
dc.subject	Vapor – liquid equilibrium	en
dc.title	Διαχωρισμός του αζεοτροπικού μίγματος αιθανόλης/νερού με χρήση ιοντικών υγρών τρίτης γενιάς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Διαχωρισμός αζεοτροπικών μιγμάτων αιθανόλης/νερού και ισοπροπανόλης/νερού με τη χρήση Ιοντικών υγρών.	el
heal.classification	Χημική μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-08
heal.abstract	Τα ιοντικά υγρά είναι μία νέα τάξη διαλυτών που ορίζονται ως άλατα των οποίων το σημείο τήξης είναι χαμηλότερο από το σημείο βρασμού του νερού. Τα περισσότερα ιοντικά υγρά που ικανοποιούν αυτόν τον ορισμό είναι υγρά σε θερμοκρασίες δωματίου, ενώ αποτελούνται από ένα οργανικό κατιόν και ένα οργανικό ή ανόργανο ανιόν. Τα τελευταία χρόνια, τα ιοντικά υγρά μελετώνται βαθύτερα λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων τους, οι οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Μερικές από αυτές τις ιδιότητες είναι: η καλή θερμική και χημική τους σταθερότητα, η αμελητέα τάση ατμών, η μη ευφλεκτότητα και τοξικότητα τους. Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μέτρηση της ισοβαρούς ισορροπίας φάσεων υγρού – ατμού των δυαδικών συστημάτων: αιθανόλης – ιοντικού υγρού (δις(2-υδροξυ-αιθυλ)αμμώνιο – DEAF), νερού – DEAF και των τριαδικών συστημάτων: αιθανόλης – νερού – DEAF και ισοπροπανόλης – νερού – DEAF. Οι μετρήσεις των δυαδικών μιγμάτων πραγματοποιήθηκαν σε πιέσεις: 400, 600, 800 και 1013.3 mbar, ενώ οι μετρήσεις των τριαδικών μιγμάτων στα 1013.3 mbar. Στην περίπτωση του τριαδικού μίγματος αιθανόλης – νερού – DEAF, οι μαζικές συστάσεις του ιοντικού υγρού ήταν ίσες με: 5%, 10% και 15%, ενώ στην περίπτωση του μίγματος ισοπροπανόλης – νερού – DEAF ήταν ίσες με: 5%, 15% και 20%. Στην περίπτωση των δυαδικών μιγμάτων μετρήθηκαν οι θερμοκρασίες βρασμού μόνο, καθώς τα ΙΥ είναι μη πτητικά. Στην περίπτωση των τριαδικών μιγμάτων εκτός από τις θερμοκρασίες βρασμού μετρήθηκαν και οι συστάσεις της ατμώδους φάσης με τη βοήθεια των οποίων υπολογίστηκαν οι σχετικές πτητικότητες προκειμένου να αξιολογηθεί η ικανότητα του DEAF ως διαλύτη για τη μετακίνηση του αζεοτροπικού σημείου, διευκολύνοντας το διαχωρισμό των δυαδικών μιγμάτων αλκοόλης/νερού. H προσθήκη του DEAF μετακίνησε το αζεοτροπικό σημείο του συστήματος αιθανόλης - νερού για σύσταση DEAF 5%, ενώ για συστάσεις πάνω από 10% το αζεότροπο φαίνεται να εξαφανίζεται. Επίσης, η εισαγωγή 5%, 15% και 20% DEAF στο μίγμα ισοπροπανόλης – νερού μετακινεί απλώς το αζεότροπο σε μεγαλύτερες συστάσεις ισοπροπανόλης. Έτσι το DEAF αλληλοεπιδρά επιλεκτικά με το νερό και προωθεί τα λιγότερο πτητικό συστατικό στην ατμώδη φάση. Με αυτόν τον τρόπο αυξάνεται η σχετική πτητικότητα των μελετούμενων συστημάτων. Tα δυαδικά και τριαδικά συστήματα που μελετήθηκαν, μοντελοποιήθηκαν με UNIQUAC και NRTL. Στην περίπτωση των δυαδικών μιγμάτων και τα δύο μοντέλα δίνουν παρόμοια αποτελέσματα πρόβλεψης των θερμοκρασιών βρασμού με μικρό σφάλμα (\|DΤ%\| = 0.19). Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε πρόβλεψη των τριαδικών μιγμάτων χρησιμοποιώντας τις δυαδικές παραμέτρους αλληλεπίδρασης που προσαρμόστηκαν στα δυαδικά μίγματα με πολύ καλά αποτελέσματα, ιδιαίτερα στην περίπτωση του NRTL Για το τριαδικό μίγμα αιθανόλης – νερού – DEAF η UNIQUAC οδηγεί σε λίγο καλύτερα αποτελέσματα με μικρή διαφορά από το NRTL, κυρίως λόγω του μικρότερου σφάλματος στην πρόβλεψη της σύστασης της ατμώδους φάσης. Συγκεκριμένα προέκυψε ότι: \|DΤUNIQUAC%\| = 0.58, \|Dy1,UNIQUAC%\| = 0.2825 και \|Dα12,UNIQUAC%\| = 2.14 ενώ με τη χρήση NRTL: \|DΤNRTL%\| = 0.10, \|Dy1,NRTL%\| = 0.3872 και \|Dα12,NRTL%\| = 2.54. Για το τριαδικό μίγμα ισοπροπανόλης – νερού – DEAF προέκυψε ότι: \|DΤUNIQUAC%\| = 0.48, \|Dy1,UNIQUAC%\| = 0.6897 και \|Dα12,UNIQUAC%\| = 1.30 ενώ με τη χρήση NRTL: \|DΤNRTL%\| = 0.12, \|Dy1,NRTL%\| = [3] 0.5477 και \|Dα12,NRTL%\| = 2.95. Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη τα σφάλματα των συστάσεων ίσως φαίνεται να προτιμάται ελαφρώς η NRTL.	el
heal.advisorName	Βουτσάς, Επαμεινώνδας	el
heal.committeeMemberName	Μαγουλάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	99 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true