Vapour liquid equilibrium measurements with three methods: static total pressure, circulation still and inert gas stripping

Thumbnail Image

Files

isbn9789526046372.pdf (601.92 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Chemical Technology | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2012-06-01
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2012

Department

Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos
Department of Biotechnology and Chemical Technology

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Language

en

Pages

130

Series

Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 67

Abstract

The objective of this work was to study physical properties with different measurement methods and to supply thermodynamic data for several chemical systems. The measured systems are important for the oil industry, and experimental data for these systems were scarce in the open literature. The components studied were hydrocarbons (1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene, 2-methylpropene, n-butane, 2-methylpropane, propane, ethyl etanoate, toluene, hexane, 1-hexene, 2,2,4-trimethylpentane, 2,2,4-trimethyl-1-pentene), ethers (ETBE, MTBE, TAEE, TAME, TOME, TOEE), sulphur compounds (dimethylsulphide, tertahydrothiophene, thiophene, 1-butanethiol, 1-propanethiol, 2-propanethiol, DMS), and nitrogen compounds (propanenitrile). The hydrocarbons and ethers are used in the production of petrol additives, while the sulphur and nitrogen compounds are often present as impurities in these processes. Several experimental techniques were applied or developed in this work. Vapour-Liquid Equilibrium was measured with a static total pressure apparatus and a circulation still apparatus for 19 binary systems, obtaining a total of 617 data points in a wide range of temperatures and pressures. A dilutor technique was developed to determine infinite dilution activity coefficients for 15 binaries in the temperature range from 288.15 K to 333.15 K (62 data points). All the experimental techniques were validated, and whenever possible the new data were graphically compared with literature data.

Tässä väitöskirjassa tutkittiin erilaisilla mittausmenetelmillä useiden kemiallisten systeemien fysikaalisia ominaisuuksia ja aikaan saatiin termodynaamista tietoa näistä systeemeistä. Mitatut systeemit ovat tärkeitä öljy teollisuudelle, koska kirjallisuudesta on löydettävissä hyvin vähän tietoa niistä. Tutkitut komponentit olivat hiilivetyjä (1-buteeni, cis-2-buteeni, trans-2- buteeni, 2-methylpropeeni, n-butaani, 2-methylpropaani, propaani, etyylietanoaatti, tolueeni, heksaani, 1-hekseeni, 2,2,4-trimethylpentane, 2,2,4,-trimethyl-1-penteeni), eettereitä (ETBE, MTBE, TAEE, TAME, TOME, TOEE), rikkiyhdisteitä (dimetyylisulfidi, tetrahydrothiofeeni, thiofeeni, 1-butaanithioli, 1-propaanithioli, 2-propaanithioli) ja typpiyhdisteitä (propaaninitriili). Hiilivetyjä ja eettereitä käytetään bensiinin lisäaineiden valmistuksessa, kun taas rikki ja typpi yhdisteet ovat usein näissä prosesseissa esiintyviä epäpuhtauksia. Työssä käytettiin ja kehitettiin useita mittausmenetelmiä. Kaasu-neste tasapainoja mitattiin staattisella kokonaispaine mittalaitteistolla sekä lasisella kierrätys mittalaiteistolla 19 binäärisysteemille. Tulokseksi saatiin 617 mittapistettä laajalla lämpötila- ja painealueella. Työssä kehitettiin menetelmä äärettömän laimennuksen aktiivisuuskertoimen mittaamiseen. Menetelmä perustuu inertillä kaasulla strippaamiseen hyvin laimeasta liuoksesta. Äärettömän laimennuksen aktiivisuuskertoimia mitattiin 15 binääriseokselle lämpötila-alueella 288.15 K – 333.15 K (62 mittapistettä). Kaikki mittausmenetelmät validoitiin ja mittaustuloksia vertailtiin kirjallisuusarvoihin, jos se oli mahdollista.

Description

Supervising professor

Alopaeus, Ville

Thesis advisor

Uusi-Kyyny, Petri
Aittamaa, Juhani

Keywords

vapour-liquid equilibrium, infinite dilution activity coefficient, ethyl ethanoate, ETBE, C4-hydrocarbons, propanitrile, tertiary ethers, sulphur compounds, DMS, höyry-neste tasapaino, äärettömän laimennuksen aktiivisuuskerroin, etyyli asetaatti, ETBE, C4-hiilivedyt, propaaninitriili, tertiääriset eetterit, rikki komponentit, DMS

Other note

Parts

  • [Publication 1]: Haimi, P., Uusi-Kyyny, P., Pokki, J-P, Pakkanen, M., Keskinen, K.I., Vapor Liquid equilibrium for the ethyl ethanoate + 1-butene, +cis-2-butene, +trans-2-butene, +2-methylpropene, +n-butane and +2-methylpropane, Fluid Phase Equilibria, 2005. Vol. 230, p. 21-28
  • [Publication 2]: Haimi, P., Uusi-Kyyny, P., Pokki, J-P, Aittamaa, J., Keskinen, K.I., Infinite dilution activity coefficient measurements by inert gas stripping method, Fluid Phase Equilibria, 2006. Vol. 243, p. 126-132. Corrigendum to “Infinite dilution activity coefficient measurements by inert gas stripping method” [Fluid Phase Equilib. 243 (2006) 126–132] Fluid Phase Equilib. 246, (2006) 191-192
  • [Publication 3]: Haimi, P., Uusi-Kyyny, P., Pokki, J-P., Pakkanen, M., Aittamaa, J., Keskinen, K. I. Isothermal binary vapour-liquid equilibrium for butanes and butenes with dimethylsulphide, Fluid Phase Equilibria, 2008, 266 (1-2), 143-153
  • [Publication 4]: Haimi, P, Uusi-Kyyny, P., Pokki, J-P., Alopaeus, V. Infinite dilution activity coefficient and vapour liquid equilibrium measurements for dimethylsulphide and tetrahydrothiophene with hydrocarbons, Fluid Phase Equilibria, Volume 295, Issue 1, 15 August 2010, Pages 17-25
  • [Publication 5]: Haimi, P, Uusi-Kyyny, P., Pokki, J-P., Alopaeus, V. Phase Equilibrium Measurements for Systems Containing Propanenitrile with tert-butyl ethyl ether and C4-hydrocarbons, Fluid Phase Equilibria, Volume 299, Issue 1, 15 December 2010, Pages 148-160

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-4637-2

Collections

[diss] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM