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2020 年度 実施状況報告書

新しい活量係数相関式の多成分系活量係数推算式への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20K05195
研究機関九州大学

研究代表者

岩井 芳夫  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80176528)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード活量係数式 / 気液平衡 / 液々平衡 / グループ寄与法
研究実績の概要

申請者が提案した新しい活量係数式では、分子あたりの分子間相互作用対数qが相手の分子種と組成xによって変わるとし、qを直接パラメータとした。そして、この式を多成分系の活量係数の推算に用いようとした。純物質iの分子あたりの分子間相互作用対数qi0を物質ごとの定数とし、その定数を実測値の活量係数から求めようとしたが、色々な組み合わせの系の活量係数の実測値を良好に再現するqi0を見つけることは困難だった。そこで、元々のこの活量係数式の導出過程を精査したところ、qi0は物質固有の値にする必要はなく、2成分ごとに変わる方がむしろ合理的であることが分かった。そこで、(i) + (j) の2成分系のqi0を qi0= qji*のように2成分系毎に求まる値とした。さらに、3成分系以上ではqi0をqi0=Σ( qji*xj)/xj (i≠j)のように表した。この式を4成分系およびその構成3成分系と2成分系の気液平衡の相関に適用したところ、同じパラメータセットで良好に表されることが分かった。さらに、3成分系液々平衡とその構成2成分系の気液平衡が同じパラメータセットで良好に相関可能であることが示された。
この式をグループ寄与法に拡張し、グループOH, CH3, CH2, ACH, CO, COOのパラメータを決定した。また、既存のASOG式およびUNIFAC式と計算結果を比較したところ、これらの式に比較して申請者が提案した式は活量係数の計算精度が良く、気液平衡のみではなく液々平衡も良好に計算できることが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

純物質iの分子あたりの分子間相互作用対数qi0を物質ごとの定数とするのではなく、2成分系ごとに決まる定数とすることで多成分系の計算の時に発生していた純物質パラメータの制限条件が必要ではなくなった。これは、実際に多成分系の活量係数を計算する上で大変大きな利点となる。また、多成分系の活量係数の相関結果も良好である。

今後の研究の推進方策

この式を多成分系に適用した場合、相関法としては優れているが、推算法として使用できる状態には至ってない。推算法として用いるために、各2成分系で決定したパラメータ値を精査し、どのパラメータセットが多成分系の推算に用いるのが良いか検討する。また、グループ寄与法ではグループの種類を増やすとともに、グループパラメータの温度依存性を検討する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 新しい活量係数式の純物質相互作用対パラメータの改良と多成分系への適用2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 芳夫
    • 学会等名
      化学工学会 第86年会
  • [学会発表] 改良した新しい活量係数式を用いた2,3および4成分系気液平衡の相関2021

    • 著者名/発表者名
      松田 悠希, 岩井 芳夫
    • 学会等名
      化学工学会 第86年会

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公開日: 2021-12-27  

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