Exercice : Représentation du comportement d'un système ternaire
Nous disposons de données expérimentales d'équilibre liquide-vapeur pour les mélanges ternaires :
acétone / méthanol / eau
acétone / propanol-2 / eau
acétone / méthanol / propanol-2
méthanol / propanol-2 / eau
méthanol / tétrachlorométhane / benzène
ainsi que pour tous les sous-systèmes binaires.
Vous disposez de deux programmes :
le premier "ajustement de paramètres sur des données d'équilibre binaires" a déjà été vu dans le chapitre sur les équilibres liquide-vapeur de mélanges. Il est disponible ici avec les seuls modèles NRTL[1] et UNIFAC[2],les données expérimentales des systèmes binaires utiles.
le second "calcul des équilibres liquide-vapeur de mélanges ternaires" permet de comparer les données expérimentales aux équilibres calculés à partir de l'équation NRTL[1], dont il faut fournir les paramètres, ou de l'équation UNIFAC[2] (dont les paramètres sont déjà déterminés).
Question
Déterminez les paramètres de l'équation NRTL[1] permettant de représenter convenablement les mélanges binaires, puis testez la représentation des mélanges ternaires avec ces paramètres. Comparez ces résultats avec ceux d'UNIFAC[2].
Indice
Utilisez autant que possible des données binaires qui sont dans le même domaine de température ou de pression que les données ternaires que vous cherchez à prédire.
Ainsi, pour le système ternaire acétone-méthanol-eau, les données expérimentales sont toutes à la pression atmosphérique, et on dispose de données isobares à cette même pression pour chacun des binaires.
On ajuste donc les paramètres NRTL[1] (indépendants de la température) sur les données isobares à pression atmosphérique pour chacun des binaires, on note les déviations, et on reporte ces paramètres dans le calcul du ternaire. Le programme comparera alors les équilibres prévus à partir des binaires avec les données expérimentales du mélange ternaire.
Avant d'introduire les paramètres ajustés dans le programme pour les systèmes ternaires, vous pouvez faire un essai en laissant les paramètres à zéro (solution idéale) : vous verrez que la représentation est très mauvaise !