Diffusion coefficients in carbon dioxide-[bmim][PF6] mixture at high pressure: Transport and thermodynamic modeling of experimental solubility
Yüksek basınçta karbondioksit-[bmim][PF6] karışımında yayınım katsayıları: Deneysel çözünürlüğün taşınım ve termodinamik modellemesi
- Tez No: 823361
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BETÜL ÜNLÜSÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
İyonik sıvılar, erime noktası 100°C'nin altında olan erimiş tuzlar olarak tanımlanır. Düşük buhar basıncı, alev almazlık ve iyi ısıl kararlılık gibi, çözücüler olarak çekici olmalarını sağlayan benzersiz özelliklere sahiptirler. Öte yandan karbondioksit hem kritik ötesi hem de sıvı fazda çözücü olarak onlarca yıldır kullanılmaktadır. Farklı uygulamalarda kullanılmak üzere iyonik sıvılar ile çözücü sistemi oluşturulabilir. Tek yönlü bir kütle aktarımı süreci, yüksek basınçta karbondioksitin iyonik sıvı olan bir sisteme eklenmesiyle başlar. Karbondioksit sıvı fazında çözünür. Ancak, iyonik sıvının gaz fazına taşınımı ölçülebilir miktarlarda gerçekleşmez. Bu çalışmada amaç, karbondioksit-iyonik sıvı, [bmim][PF6], sisteminin yayınım katsayılarının 313.15 K ve 323.15 K sıcaklıklarında ve 5 MPa ve 8 MPa basınçlarında belirlenmesidir. Karbondioksitin zamana bağlı olarak iyonik sıvı içerisindeki çözünürlüğünü bulmak için deneyler yapılmıştır. Sonra, difüzyon katsayılarını hesaplamak üzere, deneysel veriye bir taşınım modeli uygulanmıştır. Sistem, hareketli bir ara-yüzeyle gaz fazından sıvı fazına doğru tek yönlü bir kütle transferi olarak modellenmiştir. Fazlar arasındaki ara-yüzeyin konumunda oluşan değişim için Akışkan-Hacmi yöntemi kullanılmıştır. Sıvı yoğunluğundaki değişimi hesaba katmak için, taşınım modeline deneysel yoğunluk verilerine uyan bir denklem dahil edilmiştir. Seyreltik konsantrasyon ve termodinamik faz dengesindeki yayınım katsayıları belirlenmiş ve literatürdeki değerler ve korelasyonlarla elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Ionic liquids are defined as molten salts which have melting point below 100°C. They have unique properties such as low vapor pressure, non-flammability and good thermal stability, that make them attractive as solvents. On the other hand, carbon dioxide, has been used as a solvent in both supercritical and liquid phases for decades. It can form a solvent system with ionic liquids to be used in different applications. A mass transfer process in one-direction starts with the introduction of carbon dioxide at high pressure to an ionic liquid containing system. Carbon dioxide dissolves in the liquid phase. However, the transport of the ionic liquid into the gas phase does not occur in measurable quantities. In this study, the objective is to determine the mutual diffusion coefficients of the carbon dioxide-ionic liquid, [bmim][PF6], system at temperatures of 313.15 K and 323.15 K and pressures of 5 MPa and 8 MPa. Experiments have been run to find time-dependent carbon dioxide solubilities in the ionic liquid and then, a transport model is fit to the experimental data in order to estimate the diffusion coefficients. The system is modeled as one-directional mass transfer from gas phase to liquid phase with a moving interface. The volume-of-fluid method is used to model the change in the position of the interface. To account for the variation in liquid density, an equation fit to the experimental density data is included in the transport model. The diffusivities at dilute concentration and at thermodynamic phase equilibrium are determined and compared with the literature values and those obtained from correlations.
Benzer Tezler
- Mathematical modeling of binary interphase diffusion in gas-expanded liquids
Gazla genleşmiş sıvılarda fazlar arası ikili difüzyonun matematiksel modellenmesi
GÜLÇİN CEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BETÜL ÜNLÜSÜ
- High pressure diffusion coefficients of carbon dıoxide in the ionic liquid [bmim][bf4
Karbondi̇oksi̇ti̇n [bmim][bf4] i̇yoni̇k sıvısı i̇çeri̇si̇ndeki̇ yüksek basınç yayınım katsayıları
ÖMER BARIŞ EMEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BETÜL ÜNLÜSÜ
- Karbitol asetat ile karbon dioksitin absorpsiyonu
Absorption of carbon dioxide with carbitol acetate
İREM KOÇYİĞİT ÇAPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZKAN MURAT DOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU UYSAL ZIRAMAN
- High pressure solubilities and diffusion coefficients of carbon dioxide in polyethylene glycol 400
Karbondioksitin polietilen glikol 400 içerisindeki yüksek basınç çözünürlükleri ve yayınım katsayıları
HAZAL CANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BETÜL ÜNLÜSÜ