Karboksilli asitlerin sulu çözeltilerinden ekstraksiyonunda sıvı faz denge verilerinin incelenmesi
Examination of the liquid phase equilibrium data of carboxylic acid extraction from aqueous solutions
Yazar: SELİN ŞAHİN
Danışman: DOÇ.DR. ŞAH İSMAİL KIRBAŞLAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Karboksilik asitler = Carboxylic acids ; Sıvı-sıvı dengesi = Liquid-liquid equilibrium ; Özütleme = Extraction

Özet:
Sıvı - sıvı ekstraksiyonu karboksilli asitlerin sulu çözeltilerinden ayrılmasındakullanılan bir yöntemdir. Bu yönteme ait bir ayırma prosesinin dizayn edilebilmesi içinayrılacak karışıma ait denge verilerinin bilinmesi gereklidir.Bu çalışmada karboksilli asit olarak asetik asit, propiyonik asit, butirik asit ve laktikasit; çözücü olarak da farklı kimyasal yapılarda bulunan ester ve alkoller kullanılmıştır.Çalışmada su - asetik asit - dibazik ester (dietil süksinat, dietil glutarat, dietil adipat), su- propiyonik asit - dibazik ester (dietil süksinat, dietil glutarat, dietil adipat), su -propiyonik asit - alkol (oktanol, nonanol, dekanol, dodekanol), su - butirik asit - ester(etil propiyonat, dimetil ftalat, dibutil ftalat), su - butirik asit - dibazik ester (dimetilsüksinat, dimetil glutarat, dimetil adipat) ve su - laktik asit - alkol (oktanol, nonanol,dekanol) üçlü sistemleri olmak üzere altı farklı grup altında 19 adet üçlü sistemincelenmiştir. Her bir sisteme ait çözünürlük eğrileri ve bağlantı doğruları 298.15 K'dedeneysel olarak tespit edilmiştir. Her sistem için asidin ve suyun organik ve sulu fazlararasındaki dağılma katsayıları hesaplanmıştır. Bu verilerden yola çıkarak da ayırmafaktörleri ve seçicilik değerleri bulunmuştur. Deneysel verilerin güvenilirliği bağlantıdoğrularına Othmer-Tobias korelasyonu uygulanmak suretiyle test edilmiştir. Eldeedilen sonuçlar tablolar ve grafikler halinde sunulmuştur.Sonuç olarak; asetik asidin sulu çözeltilerinden ekstraksiyonu için dietil süksinat, dietilglutarat ve dietil adipatın kullanılması durumunda sulu ve organik fazlar arasındakidağılma katsayılarının 1'den küçük ve her üç çözücünün performansının birbirine yakınolduğu görülmüştür. Bu çözücülerin propiyonik asidi sulu çözeltilerinden asetik asidegöre daha kolay ekstrakte edebileceği bulunmuştur. Propiyonik asidin suluçözeltilerinden ekstraksiyonu açısından kullanılan esterlerin (dietil süksinat, dietilglutarat, dietil adipat) ve alkollerin (oktanol, nonanol, dekanol, dodekanol) birbirineyakın ekstraksiyon özelliğine sahip olduğunu söylemek mümkündür. Butirik asidinsulu çözeltilerinden ekstraksiyonu için kullanılan esterlerden en yüksek dağılmakatsayısı ve en büyük çözünmezlik alanını ise etil propiyonat vermiştir. Laktik asidinsulu çözeltilerinden ekstraksiyonu için kullanılan alkoller içinde en yüksek dağılmakatsayısını ise oktanol sağlamıştır.

Abstract:
Liquid-liquid extraction is a process used to separate carboxylic acids from theiraqueous solutions. Equilibrium data relating to these systems are required to design anextraction process.In this study, acetic acid, propionic acid, butyric acid and lactic acid were used ascarboxylic acids; esters and alcohols in different chemical structures were used assolvents.We investigated nineteen ternary systems under six different groups which were water -acetic acid ? dibasic ester (diethyl succinate, diethyl glutarate, diethyl adipate), water -propionic acid ? dibasic ester (diethyl succinate, diethyl glutarate, diethyl adipate),water - propionic acid - alcohol (octanol, nonanol, decanol, dodecanol), water - butyricacid - ester (ethyl propionate, dimethyl phthalate, dibutyl phthalate), water - butyric acid? dibasic ester (dimethyl succinate, dimethyl glutarate, dimethyl adipate), water - lacticacid - alcohol (octanol, nonanol, decanol). The solubility curves and the tie-lines of eachternary system were determined experimentally at 298.15 K. The distributioncoefficients of acid and water were calculated. Separation factors and selectivity valueswere determined by means of these data. The reliability of the experimental data wastested by applying Othmer-Tobias correlation to the tie-lines. The results obtained fromthe experiments for the ternary systems are shown on tables and graphics.When diethyl succinate, diethyl glutarate, diethyl adipate were used to extract aceticacid from aqueous solutions, the distribution coefficients were less than 1 and theperformances of the solvents were similar to each other. These solvents can extractpropionic acid easier than acetic acid from aqueous solutions. Dibasic esters (diethylsuccinate, diethyl glutarate, diethyl adipate) and alcohols (octanol, nonanol, decanol,dodecanol) used to extract propionic acid from aqueous solutions indicated nearly thesame extraction features. Ethyl propionate gave the highest distribution coefficient andthe largest immiscibility region to extract butyric acid from aqueous solutions amongthe esters used in this study. Octanol used to extract lactic acid from aqueous solutionsprovided the highest distribution coefficient among the other alcohols.