超臨界および亜臨界+炭化水素+アルコール系の高温高圧相平衡に関する研究

Research Project

Project/Area Number	04J06612
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research Institution	Kyushu University
Research Fellow	下山裕介九州大学, 大学院・工学研究院, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	高温高圧水 / 相平衡 / 炭化水素 / アルコール
Research Abstract	多成分系相平衡側定が可能となる流通型の測定装置を新規に作製し、高温高圧水を含む系の相平衡測定を行った。本測定装置ならびに操作手順の妥当性を確認するために、現在までに報告されている548,573Kにおける水+2-プロパノール系および573K,20.0MPaにおける水+ヘキサン+ヘキサデカン系の測定を行った。本測定結果は文献値を再現しており、本測定装置ならびに操作手順が高温高圧水を含む多成分系相平衡測定に妥当であることが確認された。水+アルコール系の気液平衡測定結果より、温度一定下においてアルコール分子の炭素原子数を大きくすると、気相ならびに液相線は低圧側へシフトすることが示された。これは、アルコールの分子量が増加することにより、凝縮性が強くなったためであると考えられる。水+炭化水素+アルコール系の測定において、炭化水素分子ならびにアルコール分子の炭素原子数を変化させた場合の相挙動について検討した。炭化水素分子をデカンからヘキサンに変えた場合、2相領域は小さくなり、アルコール分子を2-プロパノールから2-ブタノールに変えた場合、タイラインの傾きに変化がみられた。これは、水と炭化水素、アルコール分子の溶解性が影響していると考えられる。 SRK状態方程式の引力項に指数型混合則を適用した相関モデルにより、得られた測定データの相関を行った。相関結果は、水+アルコール、水+炭化水素+炭化水素、水+炭化水素+アルコール系のすべての系において測定データを再現することができた。量子化学計算であるCOSMO-RS法をGE型混合則に適用し、実測値によるデータフィッティングを必要としない新たな相平衡推算手法を提案した。本推算手法を用いて、高温高圧水を含む多成分系の相平衡推算を行ったところ、推算結果は相挙動を大略を再現することが示された。