Implementation of the Heterosegmental PC-SAFT Approach

Titel in Übersetzung: Implementierung der heterosegmentellen PC-SAFT Herangehensweise

Clara Gessl

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Die Vorhersage und Modellierung thermodynamischer Eigenschaften von Systemen im Gleichgewicht ist von großer Bedeutung für die Auslegung und Gestaltung effizienter Prozesse in der chemischen Industrie. Das in dieser Arbeit verwendete Modell ist die heterosegmentelle Perturbed Chain Statistical Associating Fluid Theory (PC-SAFT). PC-SAFT ist ein weit verbreitetes Modell für Zustandsgleichungen, das besonders gut geeignet ist, das Verhalten komplexer Fluide und assoziierender Substanzen zu beschreiben. Der heterosegmentelle PC-SAFT Ansatz differenziert Moleküle in verschiedene Segmente, die jeweils durch einen Satz von Parametern charakterisiert sind. In der vorliegenden Arbeit wurde das Modell verwendet, um das Verhalten von Butan-Alkohol-Systemen vorherzusagen, wobei gezeigt werden konnte, dass das Zweiphasengebiet mit zunehmender Anzahl von C-Atomen im Alkohol größer wird und sich mit höheren Temperaturen verengt. Darüber hinaus nähert sich die Mischung mit zunehmender Anzahl von C-Atomen dem Verhalten einer idealen Lösung an. Für Butanol-Alkan-Systeme konnte gezeigt werde, dass das Zweiphasengebiet ebenfalls mit steigender Temperatur schrumpft. Die Anwendung des Modells zur Vorhersage des Verhaltens von binären Alkohol - Kohlendioxid (CO2)-Systemen zeigt, dass die Modellierung nicht im gesamten Druckbereich gut mit den experimentellen Daten übereinstimmt. Obwohl die Ergebnisse keine signifikante Verbesserung gegenüber den mit dem homosegmentellen Ansatz erzielten Ergebnissen zeigen, bietet der heterosegmentelle Ansatz den Vorteil eines einzigen temperaturabhängigen binären Parameters für alle CO2-Alkohol-Systeme, während der homosegmentelle Ansatz eine Anpassung des Parameters für jedes einzelne System erfordert. Obwohl keiner der Ansätze in der Lage ist, die Phasengleichgewichte über den gesamten Temperatur- und Druckbereich genau vorherzusagen, liefert der heterosegmentelle Ansatz vergleichbare oder sogar bessere Ergebnisse mit dem Vorteil, dass nur ein einziger binärer Parameter angepasst werden muss. Zusätzlich wurde gezeigt, dass die Modellierungsergebnisse für Ethanol-Butanol- und Propan-Butanol-Systeme ebenfalls Abweichungen in der Nähe der kritischen Region aufweisen, ähnlich wie bei CO2-Alkohol-Systemen beobachtet.
Titel in ÜbersetzungImplementierung der heterosegmentellen PC-SAFT Herangehensweise
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Gamsjäger, Ernst, Betreuer (intern)
  • Nagl, Roland, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung30 Juni 2023
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2023

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Thermodynamik
  • PC-SAFT
  • heterosegmentell
  • thermodynamisches Modell
  • Zustandsgleichung

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