О воспроизводимости результатов моделирования давления пара для растворов алкилгалогенид + спирт

Аннотация

Проведено моделирование концентрационных зависимостей давления пара над системами от состава жидких фаз с использованием кластерной модели для смесей алкилгалогенидов со спиртами. Исходные данные: концентрационные зависимости избыточных мольных характеристик растворов. Область применения модели: растворы неэлектролитов, отклонения от идеальности которых вызваны преимущественной ассоциацией одного из компонентов раствора. Параметрами уравнений модели являются математическое ожидание распределения ассоциатов в стандартном состоянии и дисперсия числа ассоциации. В разработанном методе моделирования требуется отфильтровать локальные минимумы целевой функции, не имеющие физического смысла. Использование методов глобальной оптимизации при составлении карты локальных минимумов обусловливает необходимость исследования воспроизводимости результатов. Для оценки воспроизводимости метода сопоставлены результаты моделирования зависимостей давления пара для разных областей поиска. Установлено, что полученные различными способами решения находятся в хорошем соответствии друг с другом и с приемлемой точностью описывают результаты. Параметры уравнения модели при изменениях области поиска хорошо воспроизводятся. Изменения параметров уравнений кластерной модели в изученном диапазоне температуры соответствуют закономерностям ассоциации систем, склонных к образованию водородных связей

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Митрофанов М.С., Гришкина М.П., Ананьева Е.А. и др. О воспроизводимости результатов моделирования давления пара для растворов алкилгалогенид + спирт. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2024, № 4 (115), с. 93--108. EDN: UQMUSU

Литература

[1] Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии. Ч. 1. М., Мир, 1989.

[2] Челюскина Т.В., Марченкова М.Ю., Кулакова А.А. Математическое моделирование и исследование парожидкостного равновесия в системах этанол--вода--этилендиамин и этанол--вода--бутиламин. Вестник МИТХТ, 2010, т. 5, № 3, с. 18--25. EDN: MTANNR

[3] Рудаков A.M., Скоробогатько Д.С., Сергиевский В.В. Молекулярная ассоциация в бинарных смесях спирт--алифатический углеводород по данным равновесия жидкость--пар. Инженерная физика, 2007, № 2, с. 32--35. EDN: KFALDF

[4] Рудаков А.М., Сергиевский В.В. Описание термодинамических свойств растворов на основе кластерной модели самоорганизации. В кн.: Структурная самоорганизация в растворах и на границе раздела фаз. М., URSS, 2008, с. 341--411.

[5] Рудаков A.M., Скоробогатько Д.С., Сергиевский В.В. и др. Моделирование термодинамических свойств бинарных смесей алканоламинов с водой. Химическая технология, 2011, т. 12, № 7, с. 444--447. EDN: KFALDF

[6] Рудаков А.М., Скоробогатько Д.С., Сергиевский В.В. Описание равновесий жидкость--пар для бинарных смесей спирт--органический растворитель. Конденсированные среды и межфазные границы, 2007, т. 9, № 2, с. 147--151. EDN: IBZTFV

[7] Рудаков А.М., Глаголева М.А., Липанова Н.В. и др. Молекулярная ассоциация в бинарных смесях алифатических эфиров и н-спиртов. Современные проблемы науки и образования, 2012, № 6, с. 723. EDN: TODUUX

[8] Митрофанов М.С., Сергиевский В.В. Моделирование равновесия жидкость--пар уравнениями кластерной модели растворов. Успехи в химии и химической технологии, 2017, т. 31, № 4, с. 7--9. EDN: ZRTPBR

[9] Рудаков А.М., Сергиевский В.В., Митрофанов М.С. Определение констант ассоциации в бинарных смесях неэлектролитов по данным равновесия жидкость--пар. Конденсированные среды и межфазные границы, 2012, т. 14, № 2, с. 233--238. EDN: OZINRR

[10] Рудаков А.М., Митрофанов М.С., Сергиевский В.В. Моделирование давления пара по результатам описания избыточной энтальпии пяти бинарных систем с ассоциированным компонентом. Конденсированные среды и межфазные границы, 2012, т. 14, № 3, с. 377--383. EDN: PCPZWF

[11] Митрофанов М.С., Ананьева Е. А., Сергиевский В.В. Моделирование давления пара в бинарных растворах неэлектролитов по избыточным функциям. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2022, № 4 (103), с. 125--139. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/1812-3368-2022-4-125-139

[12] Митрофанов М.С., Ананьева Е.А., Сергиевский В.В. Исследование равновесия жидкость--пар бинарных растворов спиртов в рамках кластерной модели. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2023, № 1 (106), с. 161--172. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2023-1-161-172

[13] Чипига А.Ф., Колков Д.А. Анализ методов случайного поиска глобальных экстремумов многомерных функций. Фундаментальные исследования, 2006, № 2, с. 24--26. EDN: IRGDCN

[14] Garriga R., Martinez S., Perez P., et al. Vapor pressures at several temperatures between 278.15 and 323.15 K and excess functions at T = 298.15 K for 1-bromobutane with 1-butanol or 2-methyl-2-propanol. J. Chem. Eng. Data, 2002, vol. 47, iss. 2, pp. 322--328. DOI: https://doi.org/10.1021/je0101754

[15] Garriga R., Martínez S., Perez P., et al. Vapor liquid equilibrium between (278.15 and 323.15) K and excess functions at T = 298.15 K for 1-bromobutane with 1-octanol or 1-decanol. J. Chem. Eng. Data, 2004, vol. 49, iss. 2, pp. 224--230. DOI: https://doi.org/10.1021/je030168a

[16] Martinez S., Garriga R., Perez P., et al. Isothermal vapor−liquid equilibrium of 1-chlorobutane with ethanol or 1-hexanol at ten temperatures between 278.15 K and 323.15 K. J. Chem. Eng. Data, 2001, vol. 46, iss. 3, pp. 535--540. DOI: https://doi.org/10.1021/je0000874

[17] Chen H.-W., Wen C.-C., Tu C.-H. Excess molar volumes, viscosities, and refractive indexes for binary mixtures of 1-chlorobutane with four alcohols at T = (288.15, 298.15, and 308.15) K. J. Chem. Eng. Data, 2004, vol. 49, no. 2, pp. 347--351. DOI: https://doi.org/10.1021/je030226s

[18] Garriga R., Martinez S., Perez P., et al. Thermodynamic excess properties for binary mixtures of 1-chlorobutane with 2-butanol or 2-methyl-1-propanol. Fluid Phase Equilib., 2001, vol. 181, iss. 1-2, pp. 203--214. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-3812(01)00499-X

[19] Garriga R., Martinez S., Perez P., et al. Isothermal (vapour + liquid) equilibrium at several temperatures of (1-chlorobutane + 1-butanol, or 2-methyl-2-propanol). J. Chem. Thermodyn., 2001, vol. 33, iss. 5, pp. 523--534. DOI: https://doi.org/10.1006/jcht.2000.0766

[20] Anson A., Garriga R., Martinez S., et al. Densities and viscosities of binary mixtures of 1-chlorobutane with butanol isomers at several temperatures. J. Chem. Eng. Data, 2005, vol. 50, iss. 2, pp. 677--682. DOI: https://doi.org/10.1021/je0496140