UNIFAC yöntemi kullanılarak etilasetat-etanol sistemi için izotermal buhar-sıvı dengesi kestirimi
Prediction of Isothermal Vapor-Liquid Equilibria for the Ethylacetate-Ethanol System using UNIFAC Method
Yazar: Salt, Yavuz
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 22, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Buhar-sıvı dengesi,Etilasetat,Etanol,Unifac yöntemi,İkili etkileşim parametresi ; Vapor-liquid equilibrium,Ethylacetate,Ethanol,Unifac method

Çözücü ve çözücü karışımları birçok sanayii dalında yaygın olarak kullanılmaktadır. Çözücüler arasında esterler ve alkollerin endüstriyel ve bilimsel önemi nedeniyle bunların ikili karışımları üzerine çok sayıda araştırma yapılmıştır.  Asetik asidin Fischer esterleştirme reaksiyonu ve etanol dehidrojenasyon yöntemiyle üretilebilen ve önemli bir çözücü olan etil asetat kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Etil asetat tüm bileşimlerde etanol ile karışabilen bir organik çözücüdür ve etil asetat ve etanol karışımı atmosfer basıncında geleneksel distilasyon ile ayrılamayan bir minimum azeotrop oluşturur. Etilasetat saflaştırma işleminde, birkaç ikili ve üçlü azeotroplar oluşmaktadır. Sıvı karışımındaki bileşenlerin aktivite katsayılarının kestiriminin yapılması, buhar-sıvı dengesi (VLE) gibi faz dengesi hesaplamalarında çok önemlidir. Sıvı karışımların termodinamik özelliklerinin kestirimi, distilasyon, ekstraksiyon veya absorpsiyon gibi kimyasal üretim ekipmanlarının tasarımı için gereklidir. Bu nedenle, sıvı karışım özelliklerini, özellikle aşırı Gibbs enerjisinin (GE) kestirimi için doğru modellere ihtiyaç duyulmaktadır. En iyi ve umut verici yaklaşımlardan biri, hem faz dengesinin parametrelerini hem de farklı fizikokimyasal nitelikteki sistemlerin termokimyasal özelliklerini tahmin etmek için uygulanabilen UNIFAC (UNIQUAC Fonksiyonel Grup Aktivite Katsayıları) modelidir. Bu çalışmada, etilasetat-etanol sisteminin 298,15 K, 313,15 K ve 323,15 K sıcaklıklarda izotermal buhar-sıvı denge hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. UNIFAC yöntemi kullanılarak aktivite katsayılarının kestirimi yapılmış ve aşırı Gibbs enerjileri bulunarak ikili etkileşim parametreleri hesaplanmıştır. İkili karışımda sıcaklığın artışıyla birlikte aktivite katsayısı ve ikili etkileşim parametresi azalırken, etilasetat konsantrasyonu artışıyla birlikte aktivite katsayısı azalırken ikili etkileşim parametresi artmaktadır. Pozitif aşırı Gibbs enerjisi değerlerine sahip etilasetat-etanol sistemi Raoult yasasından pozitif sapma sergilemektedir.

Çözücü ve çözücü karışımları birçok sanayii dalında yaygın olarak kullanılmaktadır. Çözücüler arasında esterler ve alkollerin endüstriyel ve bilimsel önemi nedeniyle bunların ikili karışımları üzerine çok sayıda araştırma yapılmıştır.  Asetik asidin Fischer esterleştirme reaksiyonu ve etanol dehidrojenasyon yöntemiyle üretilebilen ve önemli bir çözücü olan etil asetat kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Etil asetat tüm bileşimlerde etanol ile karışabilen bir organik çözücüdür ve etil asetat ve etanol karışımı atmosfer basıncında geleneksel distilasyon ile ayrılamayan bir minimum azeotrop oluşturur. Etilasetat saflaştırma işleminde, birkaç ikili ve üçlü azeotroplar oluşmaktadır. Sıvı karışımındaki bileşenlerin aktivite katsayılarının kestiriminin yapılması, buhar-sıvı dengesi (VLE) gibi faz dengesi hesaplamalarında çok önemlidir. Sıvı karışımların termodinamik özelliklerinin kestirimi, distilasyon, ekstraksiyon veya absorpsiyon gibi kimyasal üretim ekipmanlarının tasarımı için gereklidir. Bu nedenle, sıvı karışım özelliklerini, özellikle aşırı Gibbs enerjisinin (GE) kestirimi için doğru modellere ihtiyaç duyulmaktadır. En iyi ve umut verici yaklaşımlardan biri, hem faz dengesinin parametrelerini hem de farklı fizikokimyasal nitelikteki sistemlerin termokimyasal özelliklerini tahmin etmek için uygulanabilen UNIFAC (UNIQUAC Fonksiyonel Grup Aktivite Katsayıları) modelidir. Bu çalışmada, etilasetat-etanol sisteminin 298,15 K, 313,15 K ve 323,15 K sıcaklıklarda izotermal buhar-sıvı denge hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. UNIFAC yöntemi kullanılarak aktivite katsayılarının kestirimi yapılmış ve aşırı Gibbs enerjileri bulunarak ikili etkileşim parametreleri hesaplanmıştır. İkili karışımda sıcaklığın artışıyla birlikte aktivite katsayısı ve ikili etkileşim parametresi azalırken, etilasetat konsantrasyonu artışıyla birlikte aktivite katsayısı azalırken ikili etkileşim parametresi artmaktadır. Pozitif aşırı Gibbs enerjisi değerlerine sahip etilasetat-etanol sistemi Raoult yasasından pozitif sapma sergilemektedir.