モンテ・カルロ法による超臨界流体に対する高沸点化合物の溶解度の計算機実験

蒙特卡罗法计算机实验高沸点化合物在超临界流体中的溶解度

• 批准号: 06214219
• 负责人: 岩井 芳夫
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06214219/
• 关键词: 超臨界流体; 分子シミュレーション; モンテカルロ; 溶解度; 固気平衡; 超臨界二酸化炭素; 芳香族化合物; 高級アルコール

1.超臨界CO_2+芳香族化合物系 固相は純芳香族化合物と仮定し、固相の芳香族化合物のフガシティーは飽和蒸気圧データより与えた。気相の芳香族化合物の残余化学ポテンシャルはWidomのテスト分子挿入法を改良した方法を用いて計算を行った。分子間ポテンシャルとしてCO_2は1サイト、芳香族化合物中のベンゼン環、メチル基および水酸基をサイトとするLennard-Jones(12-6)ポテンシャルを用いた。共通のサイト間ポテンシャルを使用することによりフェノール、キシレノール異性体、ナフタレン、ナフトール異性体およびジメチルナフタレン異性体など広い芳香族化合物群において超臨界CO_2に対する溶解度が良好に計算でき、異性体の区別も可能であることが示された。このことは、サイトモデルによるグループ寄与法で溶解度の推算が可能であることを示唆している。2.超臨界CO_2+高級アルコール系 超臨界CO_2に対する高級アルコール(炭素数が16、18および20)系の溶解度の計算を行った。分子間ポテンシャルとしてはJorgensenらが提案したものを用いた。また、気相中の高級アルコールの残余化学ポテンシャルはKirkwood法を用いて計算した。CO_2とメチル基およびCO_2とメチレン基の相互作用パラメータk_<12>は昨年度の研究により0.12と決定した。そこで、CO_2と水酸基の相互作用パラメータk_<12>を超臨界CO_2に対する高級アルコールの溶解度を良好に表すよう決定したところ-1.5となった。このパラメータを用いて3種の高級アルコールの溶解度を計算したところ実測値との一致はほぼ良好であった。

1. Supercritical CO_2+ aromatic compounds are solid phase aromatic compounds, solid phase aromatic compounds and saturated vapor pressure. A modified method for the calculation of residual aromatic compounds in gaseous phase was developed. The molecular structure of CO_2 was studied by Lennard-Jones(12-6) method. The solubility of common aromatic compounds in supercritical CO_2 is well calculated and the difference between isomers is possible. The calculation of solubility is possible by the method of calculation. 2. Calculation of Solubility of Supercritical CO_2+ High Carbon System for High Carbon System (Carbon Number: 16, 18, 20) The molecular structure of the molecule was changed. The residual chemical composition of the high-level hydrocarbon in the hydrocarbon phase was calculated by Kirkwood method. CO_2-CO_2 <12>interaction CO_2-<12>H_2O_3-based interaction with supercritical CO_2 is a good indicator of high solubility. The solubility of three kinds of high-level compounds was calculated according to the measurement results.

项目成果

Y.Iwai,Y.Mori,Y.Koga,Y.Arai,H.Eya: "Monte Carlo Calculation of Solubilities of High-Boiling Component in Supercritical Carbon Dioxide and Solubility Enhancements by Entrainer" Journal of Chemical Engineering of Japan. 27. 334-339 (1994)

Y.Iwai，Y.Mori，Y.Koga，Y.Arai，H.Eya：“超临界二氧化碳中高沸点组分溶解度的蒙特卡罗计算以及夹带剂的溶解度增强”日本化学工程杂志。

Y.Koga,Y.Iwai,Y.Arai: "Monte Carlo Simulation for chain Molecules in Supercritical Ethane" Journal of Chemical Physics. 101. 2283-2288 (1994)

Y.Koga，Y.Iwai，Y.Arai：“超临界乙烷中链分子的蒙特卡罗模拟”化学物理杂志。