Quantum-mechanics-based prediction of SAFT parameters for non-associating and associating molecules containing carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen

• Quantenmechanik-basierte Vorhersage von SAFT-Parametern für nichtassoziierende und assoziierende Moleküleaus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff

Kaminski, Sebastian; Leonhard, Kai Olaf (Thesis advisor); Jupke, Andreas (Thesis advisor); Groß, Joachim (Thesis advisor)

1. Auflage. - Aachen : Verlag Mainz (2019)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge zur Technischen Thermodynamik 18
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (XXI, 115 Seiten) : Illustrationen

Dissertation, RWTH Aachen University, 2019

Kurzfassung

Für Prozesse und Produkte der Biomasse-basierten Chemie gibt es eine sehr große Anzahl an auswählbaren chemischen Stoffen. Eine experimentelle Auswertung der Eigenschaften aller möglichen Stofe stellt einen nicht zu bewältigenden Aufwand dar. Mit Stoffdatenvorhersagemethoden wie predictive perturbed-chain polar statistical associating fluid theory (predictive PCP-SAFT) und conductor-like screening model for real solvents (COSMO-RS) können Experimente komplett vermieden werden, jedoch reicht die Genauigkeit für gewisse Einsatzgebiete noch nicht aus. Diese Dissertation befasst sich mit der Steigerung der Genauigkeit von Stofdatenvorhersagen. Mit rigorosen statistischen Methoden können Informationen aus predictive PCP-SAFT und aus Experimenten kombiniert werden und liefern einen guten Kompromiss aus Genauigkeit und experimentellem Aufwand. Werden Informationen aus predictive PCP-SAFT und COSMO-RS mit den gleichen statistischen Methoden kombiniert, so werden keinerlei experimentelle Informationen benötigt und es werden höhere Genauigkeiten als mit den einzelnen Vorhersagemethoden erzielt. Letztendlich wird predictive PCP-SAFT zu einer neuen Methodik weiterentwickelt: segment-based equation of state parameter prediction (SEPP). SEPP ermöglicht höhere Genauigkeit als predictive PCP-SAFT mit einer geringeren Anzahl an Parametern. Die Anwendbarkeit wird auf Stoffe bestehend aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff erweitert. Weiterhin können assoziierende Stoe mit einem geringen zusätzlichen Rechenaufwandvorhergesagt werden. SEPP ist eine weit anwendbare Methodik zur Vorhersage von thermophysikalischen Gleichgewichtsdaten und ist damit ein wertvolles Werkzeug für die Verfahrenstechnik.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Institut für Thermodynamik [412110]