Measurement and thermodynamic modeling of partition coefficients in N,N-dimethylacetamide?water?carbon dioxide system

Abstract

N,N-Dimetilasetamid (N,N-DMA)' in su ve süper kritik karbondioksit (skCO2) fazı arasındaki dağılım katsayıları 298.15 K ? 318.15 K sıcaklık değerleri arasında ve 8.3 ? 24.1 MPa basınç değerleri arasında ölçülmüştür. Bu ölçümler 56 ml hacmindeki yüksek basınca dayanıklı paslanmaz çelik kapta süper kritik ve su fazı kontakt halinde olacak şekilde yapılmıştır. N,N-DMA' in dağılım katsayılarının 0.05' ten 0.150' ye sabit sıcaklıkta artan basınçla arttığı ve sabit yoğunlukta artan sıcaklık ile arttığı bulunmuştur.N,N-DMA ? CO2 karışımının kabarcık noktası basınçları 298.15 K, 308.15 K ve 318.15 K' de ölçülmüştür ve CO2' in artan mol kesri ile arttığı belirlenmiştir. Dağılım katsayıları Peng-Robinson Hal denklemi (PREOS) ile modifiye edilmiş van der Waals karışım kuralı - Panagiotopoulos ve Reid karışım kuralı kullanılarak modellenmiştir. CO2 ? H2O çifti için ikili etkileşim parametreleri literatürden alınmıştır. CO2 ? N,N-DMA and H2O ? N,N-DMA çiftleri için ikili etkileşim parametreleri ise dağılım katsayı verilerine uyacak şekilde hesaplanmıştır. CO2 ? N,N-DMA çiftinin ikili etkileşim parametrelerinin sıcaklıkla doğrusal olarak değiştiği bulunmuştur. N,N-DMA ve CO2 sisteminin kabarcık noktası basınçları bulunan etkileşim parametreleri kullanılarak uygun şekilde bulunmuştur.

The partition coefficients of N,N-Dimethylacetamide (N,N-DMA) between the water and the supercritical carbon dioxide (scCO2) phases were measured in the temperature range of 298.15 K ? 318.15 K and the pressure range of 8.3 ? 24.1 MPa. The measurements were carried out in a 56 ml vessel by contacting the supercritical and the aqueous phases. The partition coefficients of N,N-DMA were found to increase from 0.05 to 0.150 with increasing pressure at a constant temperature and increase with temperature at a constant density.The bubble point pressures of N,N-DMA ? CO2 mixtures were measured at 298.15 K, 308.15 K and 318.15 K and were found to increase with increasing mole fraction of CO2. The partition coefficients were modeled using the Peng-Robinson Equation of State (PREOS) combined with modified van der Waals mixing rule ? The Panagiotopoulos and Reid mixing rule. The binary interaction parameters for the CO2 ? H2O pair were taken from the literature and were regressed for CO2 ? N,N-DMA and H2O ? N,N-DMA pairs by fitting partition coefficients data. The binary interaction parameter for CO2 ? N,N-DMA pair was found to depend linearly on temperature. The bubble point pressures of N,N-DMA and CO2 could be predicted fairly well using the regressed binary interaction parameters.