مدلسازی سینتیکی فرآیند تبلور به شیوه ضدحلال فوق بحرانی (دی اکسید کربن-تولوئن-فنانترن)
نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
3 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
4 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
doi
10.22103/jsse.2014.598چکیده
در این تحقیق با استفاده از دادههای آزمایشگاهی موجود در منابع، رابطهای تجربی برای تعیین حلالیت فنانترن در مخلوط دیاکسیدکربن فوقبحرانی و تولوئن و همچنین رابطهای جهت پیشبینی فوق اشباعیت فنانترن دراثر تغییر فشار سیستم (نرخ تزریق ضدحلال) تعیین گردیدهاست. در ادامه، مدلسازی سینتیکی تبلور ضدحلال فوقبحرانی با استفاده از روش موازنه جمعیت صورت گرفتهاست. الگوریتم عددی به صورت ترکیبی از روشهای کرنک-نیکلسون و لکس-وندراف برای حل مدل درنظر گرفته شدهاست. مراحل شبیهسازی با تغییر در عوامل موثر فرآیندی نظیر نرخ افزایش ضدحلال، نرخ فوقاشباعیت در دمای عملکردی °C40 و بازه فشاری بین 34/0 تا 63/5 مگاپاسکال انجام شد. با حل عددی معادله موازنه جمعیت به روش گسستهسازی، هستهزایی، رشدبلور، توزیع اندازه و متوسط طول ذرات تعیین گردیدند. نتایج حاکی از کاهش شدید حلالیت اشباع حلشونده از 27/0 تا 16/0 بدلیل افزایش شدید فشار از 1/0 تا 34/0 مگاپاسکال بوده که باعث ایجاد فوق اشباعیت شدید از 1 به 6/1 و کاهش شدید حلالیت شدهاست. همچین با افزایش ضدحلال، در فشار 6 مگاپاسکال مقدار فوقاشباعیت بیشترین بودهاست. در فشار 3/0 مگاپاسکال هستهزایی اولیه نسبت به ثانویه اولویت داشته و با افزایش ضدحلال و رسوب حلشونده اثر هستهزایی ثانویه تشدید شده و در فشار 6 مگاپاسکال به مقدار بیشینه خود رسیدهاست. تا فشار79/1 مگاپاسکال، منحنی توزیع اندازه ذرات بصورت یونیمودال بوده و نقطه بیشینه منحنی در نواحی با اندازه کوچکتر (دسته اندازهای کمتر از20) قرار داشته است. مشاهده میشود که با افزایش فشار، پیک دوم رشد کرده و نمودار از حالت یونیمودال به سمت باینومیال در حال تغییر یافتن بوده است.