Improving the Estimation Accuracy of Confined Vapor-Liquid Equilibria by Fine-tuning Pure Component Parameter in the PC-SAFT Equation of State
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Roosta Aliakbar; Zendehboudi Sohrab; Rezaei Nima
Tiivistelmä
We propose a thermodynamic model that combines the Young–Laplace equation and perturbed chain-statistical associating fluid theory (PC-SAFT) equation of state to estimate capillary condensation pressure in microporous and mesoporous sorbents. We adjust the PC-SAFT dispersion-energy parameter when the pore size becomes comparable to the molecular dimension. This modelling framework is applied to diverse systems containing associating and non-associating gases, various sorbents, and a wide range of temperatures. Our simulation results show that under extreme confinement, a higher value of the dispersion-energy parameter (e) is required. Furthermore, using the experimental saturation pressure data for 18 different associating and non-associating confined fluids, we find that the shift in the PC-SAFT dispersion energy correlates with the ratio of the sorbent mean pore size to the PC-SAFT segment size (rp/s). By fitting to the capillary condensation data, the relative deviation between the confined and bulk PC-SAFT dispersion energy parameter is only 0.1% at rp/s = 15; however, this deviation starts to increase exponentially as rp/s decreases. For a sorbent with large pores, when rp/s > 15, the capillary condensation pressure results from our model are similar to the predictions from the Kelvin equation. Using a dataset containing 235 saturation pressure data points composed of 18 pure gases and 4 binary mixtures, the overall AARD% from our model is 12.26%, which verifies the good accuracy of our model. Because the mean sorbent pore radius (rp), the PC-SAFT energy parameter (e), and segment size (s) are known a priori, our model estimates the corrected energy parameter for small pores and, thus, extends its applicability.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei tietoa
DOI
10.1039/d3cp05979k
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä