Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Study on vapor – liquid equilibrium

Adrianna Marta Kruszyńska

Abstract

The work is focused on the methodology of the vapor – liquid equilibrium determination using a didactic measurement set in the Laboratory of Process Thermodynamics at the Faculty of Chemical and Process Engineering. The purpose of this thesis is elaboration of measurement procedure for a new two-component mixture and thermodynamic consistency analysis of the obtained measurement results. The first part of this work discusses the basic thermodynamic relations, which are used to describe phase equilibrium and provides an overview of the experimental methods for investigation of vapor – liquid equilibrium. The second part contains characteristics of the research stand and description of the experimental procedure. The refractive index calibration curves were determined to analyze the composition of acetone – water system and acetone – 1-propanol system. The acetone – 1-propanol system was chosen for further experimental tests carried out with the use of the modified Othmer still, because of the monotonicity of the calibration curve of the refractive index as a function of the mixture’s composition. A series of measurements of vapor – liquid equilibrium data were performed and the results were analyzed by determining the activity coefficients of liquid phase components. The thermodynamic consistency test was also performed and the parameters of model equations for the activity coefficients in two-component solutions were determined. For this purpose, the equations of Margules, van Laar, Margules-Wohl and Wilson were used, which subsequently allowed for calculation of boiling points and the equilibrium composition of the vapor phase as a function of liquid phase composition. The calculated values were compared with experimental data and presented in the form of a phase diagram for the isobar. It was possible to improve the thermodynamic consistency of the measurements as a result of additional thermal insulation of the Othmer still and better power control in the heated zones.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adrianna Marta Kruszyńska (FCPE) Adrianna Marta Kruszyńska,, Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Title in Polish
Badanie równowagi ciecz - para
Supervisor
Piotr M. Machniewski (FCPE/DPKT) Piotr M. Machniewski,, Department of Process Kinetics and Thermodynamics (FCPE/DPKT)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Affiliation unit
Department of Process Kinetics and Thermodynamics (FCPE/DPKT)
Study subject / specialization
, Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
14-05-2019
Issue date (year)
2019
Pages
50
Internal identifier
DICHP-2906
Reviewers
Piotr M. Machniewski (FCPE/DPKT) Piotr M. Machniewski,, Department of Process Kinetics and Thermodynamics (FCPE/DPKT)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE) Jakub M. Gac (FCPE/CIPE) Jakub M. Gac,, Chair of Integrated Process Engineering (FCPE/CIPE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Keywords in Polish
równowaga ciecz – para, aparat Othmera, współczynnik aktywności, test zgodności termodynamicznej
Keywords in English
vapor – liquid equilibrium, the Othmer still, activity coefficient, thermodynamic consistency test
Abstract in Polish
Przedmiotem niniejszej pracy jest metodyka badania równowagi destylacyjnej przy pomocy dydaktycznego zestawu pomiarowego w Laboratorium Termodynamiki Procesowej na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej. Celem prowadzonych badań jest opracowanie procedury pomiarowej dla nowego układu dwuskładnikowego oraz analiza poprawności termodynamicznej otrzymanych wyników pomiarów. W pierwszej części pracy omówiono podstawowe zależności termodynamiczne, które wykorzystuje się do opisu równowagi fazowej oraz przedstawiono przegląd doświadczalnych metod badania równowagi ciecz – para. Druga część pracy zawiera opis stanowiska badawczego oraz opis procedury prowadzonych badań. Wyznaczono krzywe kalibracyjne umożliwiające analizę składu roztworów dla układu aceton – woda oraz układu aceton – 1-propanol metodą refraktometryczną. Do dalszych badań doświadczalnych prowadzonych przy pomocy zmodyfikowanego aparatu Othmera wybrano układ aceton – 1-propanol z uwagi na monotoniczność współczynnika załamania światła w funkcji składu roztworu. Przeprowadzono serię pomiarów, których wyniki opracowano i poddano analizie poprzez wyznaczenie współczynników aktywności składników, wykonanie testu zgodności termodynamicznej oraz określenie parametrów modelowych równań dla współczynników aktywności w roztworach dwuskładnikowych. Wykorzystano w tym celu równania Margulesa, van Laara, Margulesa-Wohla oraz Wilsona, które użyto w dalszej części do obliczenia temperatury wrzenia i równowagowego składu fazy parowej w funkcji składu fazy ciekłej. Obliczone wartości porównano z danymi doświadczalnymi i przedstawiono w formie diagramu fazowego dla izobary. Zgodność termodynamiczną pomiarów poprawiono dzięki dodatkowej izolacji termicznej aparatu Othmera oraz lepszej kontroli mocy w strefach ogrzewanych.
File
  • File: 1
    Adrianna_Kruszyńska_277584_-_praca_dyplomowa_inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 26191

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT482ad61b5bbb4a1185a5622ed5d603ec/
URN
urn:pw-repo:WUT482ad61b5bbb4a1185a5622ed5d603ec

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page