Vapor–Liquid Equilibrium and Excess Enthalpies: Measurements and Modeling for Process Industry

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Pokki, Juha-Pekka, Dr., Aalto University, Finland
dc.contributor.advisor Uusi-Kyyny, Petri, Dr., Aalto University, Finland
dc.contributor.author Laavi, Helena
dc.date.accessioned 2013-08-27T09:00:23Z
dc.date.available 2013-08-27T09:00:23Z
dc.date.issued 2013
dc.identifier.isbn 978-952-60-5272-4 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-5271-7 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/10926
dc.description.abstract The purpose of this work was to examine vapor–liquid equilibria (VLE) together with excess enthalpies (HE) in order to formulate thermodynamic models for the studied systems to meet the needs of process industry. A static total pressure apparatus, a circulation still, and a headspace gas-chromatograph were used to obtain VLE data. A SETARAM C80 calorimeter with a flow mixing cell was implemented and used for HE measurements and an Anton Paar DMA 512P vibrating tube densimeter for excess volumes (VE). The parallel use of different VLE apparatuses widened the scope of the experiments and ensured the high quality of the VLE data. The studied binary systems consisted of a group of alcohols with alkanes, ethers, esters, and a ketone. Additionally, binary mixtures of ethers and nitriles were studied. The components were selected based on their relevance to chemical industry and to their potential for supporting the sustainable development of eco-friendlier chemical processes. The measured VLE data were modeled by using the Hayden–O’Connell method with the chemical theory for the vapor phase fugacities and the Wilson model, NRTL, UNIQUAC, or UNIFAC model for the liquid phase activity coefficients. The inclusion of also HE data improved the model applicability beyond the original temperature and pressure ranges. The parallel thermodynamic measurements produced data of good quality. The consistency of the data was checked by applying the area test, the point test, and the infinite dilution test on the measured data. For the static total pressure apparatus, the method of Barker was used to reduct the pTz data to pTxy data. en
dc.description.abstract Tässä työssä mitattiin höyry-nestetasapainoja (VLE) ja eksessientalpioita (HE), joiden pohjalta laadittiin termodynaamisia malleja tutkituille kaksi-komponenttisysteemeille. Tutkitut systeemit ja näiden mallit ovat hyödyksi prosessiteollisuudelle. Höyry-nestetasapainojen mittaamiseen käytettiin staattista kokonaispainemittalaitteistoa, lasista kierrätysmittalaitteistoa ja headspace- mittalaitetta yhdistettynä kaasukromatografiin. Eksessientalpiat mitattiin sekoituskennolla varustetulla SETARAM C80 –virtauskalorimetril-lä, joka otettiin käyttöön tässä työssä. Anton Paarin DMA 512P –mallista tiheysmittaria käytettiin eksessitilavuuksien (VE) määrittämiseen. Eri VLE-mittausmenetelmien rinnakkainen käyttö mahdollisti laajemman mittausalueen ja paransi mittausten laatua. Tutkitut kaksi-komponenttisysteemit voitiin jakaa viiteen ryhmään. Systeemit muodostivat neljä ryhmää, joissa alkoholi oli toisena komponenttina ja toisena komponenttina oli joko alkaani, eetteri, esteri tai ketoni. Lisäksi viidenteen ryhmään kuuluivat komponenttiparit, joista toinen oli eetteri ja toinen nitriili. Komponenttien valinnoissa huomioitiin niiden merkitys prosessiteollisuudessa sekä ympäristöystävällisempien prosessien kehityksessä.Höyry-nestetasapainojen mittaustulokset mallinnettiin käyttämällä Hayden-O’Connell –menetelmää höyryfaasin fugasiteettien ja Wilson, NRTL, UNIQUAC tai UNIFAC-mallia nestefaasin aktiivisuuskertoimien määrittämiseen. Eksessientalpiat otettiin mukaan termodynaamiseen malliin, jota voitiin tämän ansiosta käyttää laajemmalla lämpötila- ja painealueella. Rinnakkaiset mittaukset tuottivat laadukasta tietoa aineominaisuuksista. Mittausten laatu tarkistettiin käyttämällä kolmea konsistessitestiä, joita kutsutaan pinta-alatestiksi, pistetestiksi ja äärettömän laimennoksen testiksi. Staattisella kokonaispainelaitteella saadut pTz-mittaustulokset redusoitiin pTxy-mittaustuloksiksi. fi
dc.format.extent 120
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 121/2013
dc.relation.haspart [Publication 1]: Helena Laavi, Petri Uusi-Kyyny, Juha-Pekka Pokki, Minna Pakkanen, and Ville Alopaeus. Vapor–Liquid Equilibrium for the Systems 2-Methylpropane + Methanol, + 2-Propanol, + 2-Butanol, and + 2-Methyl-2-propanol at 364.5 K. J. Chem. Eng. Data, 53 (4) 913–918, March 15, 2008. doi:10.1021/je800021r.
dc.relation.haspart [Publication 2]: Helena Laavi, Anna Zaitseva, Juha-Pekka Pokki, Petri Uusi-Kyyny, Younghun Kim, and Ville Alopaeus. Vapor–Liquid Equilibrium, Excess Molar Enthalpies, and Excess Molar Volumes of Binary Mixtures Containing Methyl Isobutyl Ketone (MIBK) and 2-Butanol, tert-Pentanol, or 2-Ethyl-1-hexanol. J. Chem. Eng. Data, 57 (11) 3092–3101, October 15, 2012. doi:10.1021/je300678r.
dc.relation.haspart [Publication 3]: Aarne T. Sundberg, Helena Laavi, Younghun Kim, Petri Uusi-Kyyny, Juha-Pekka Pokki, and Ville Alopaeus. Vapor–Liquid Equilibria, Excess Enthalpy, and Excess Volume of Binary Mixtures Containing an Alcohol (1-Butanol, 2-Butanol, or 2-Methyl-2-butanol) and 2-Ethoxy-2-methylbutane. J. Chem. Eng. Data, 57 (12) 3502–3509, November 5, 2012. doi:10.1021/je300670n.
dc.relation.haspart [Publication 4]: Helena Laavi, Juha-Pekka Pokki, Petri Uusi-Kyyny, Alexis Massimi, Younghun Kim, Erlin Sapei, and Ville Alopaeus. Vapor–Liquid Equilibrium, Excess Molar Enthalpies, and Excess Molar Volumes of Binary Mixtures Containing Ethyl Acetate, Butyl Acetate and 2-Butanol at 350 K. J. Chem. Eng. Data, 58 (4) 1011–1019, April 1, 2013. doi:10.1021/je400036b.
dc.relation.haspart [Publication 5]: Helena Laavi, Juha-Pekka Pokki, Petri Uusi-Kyyny, Younghun Kim, and Ville Alopaeus. Vapor–Liquid Equilibrium, Excess Molar Enthalpies, and Excess Molar Volumes of Binary Mixtures Containing 2-Ethoxy-2-methylpropane or 2-Ethoxy-2-methylbutane and Acetonitrile or Propanenitrile. J. Chem. Eng. Data, 58 (4) 943–950, March 15, 2013. doi:10.1021/je301238f.
dc.subject.other Chemistry en
dc.title Vapor–Liquid Equilibrium and Excess Enthalpies: Measurements and Modeling for Process Industry en
dc.title Höyry-nestetasapaino ja eksessientalpia: Mittauksia ja malleja prosessiteollisuuden tarpeisiin fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Chemical Technology en
dc.contributor.department Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Biotechnology and Chemical Technology en
dc.subject.keyword vapor–liquid equilibrium en
dc.subject.keyword excess enthalpy en
dc.subject.keyword excess volume en
dc.subject.keyword flow calorimeter en
dc.subject.keyword circulation still en
dc.subject.keyword headspace en
dc.subject.keyword static total pressure apparatus en
dc.subject.keyword höyry-nestetasapaino fi
dc.subject.keyword eksessientalpia fi
dc.subject.keyword eksessitilavuus fi
dc.subject.keyword virtauskalorimetri fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-5272-4
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Alopaeus, Ville, Prof., Aalto University, Finland
dc.opn Kontogeorgis, Georgios, Prof., Technical University of Denmark, Denmark
dc.date.dateaccepted 2013-06-18
dc.contributor.lab Research Group of Chemical Engineering en
dc.contributor.lab Kemian laitetekniikan tutkimusryhmä fi
dc.rev Mayer, Vladimir, Dr./CNRS res. prof., Blaise Pascal University Institute of Chemistry of Clermont-Ferrand, France
dc.rev Thomsen, Kaj, Dr./Ass.prof., Technical University of Denmark, Denmark
dc.date.defence 2013-10-11


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account