Équilibre liquide-vapeur et test de consistance thermodynamique pour les systèmes ternaires

Abstract

Dans notre mémoire de maîtrise intitulé "L'EQUILIBRE LIQUIDE­-VAPEUR PAR LA METHODE DE PRESSION TOTALE", une méthode numérique a été élaborée qui permet de calculer l'énergie libre de Gibbs d'un système binaire dans le cas général, c'est-à-dire à température et pression variables. Cette méthode générale s'applique parfaitement aux cas particuliers dans lesquels la pression ou la température demeure constante. De plus, de nouvelles données d'équilibre liquide-vapeur ont été mesurées et calculées par cette méthode de pression totale. Dans le présent ouvrage, nous élaborons une étude approfondie sur l'équilibre liquide-vapeur du système binaire et particulièrement du système ternaire à température ou à pression constante. Une nouvelle méthode de calcul est proposée pour les systèmes ternaires. Celle-ci est applicable aux cas où la différence entre les points d'ébullition des composants est assez grande. Ce sont des problèmes que les méthodes existantes publiées ont certaines difficultés à résoudre. En dehors des méthodes de calcul de l'énergie libre de Gibbs d'un système à deux ou trois composants, nous proposons également une nouvelle méthode de test de consistance pour les systèmes ternaires. Les vérifications effectuées avec des données publiées antérieurement montrent un avantage certain de notre test de consistance sur les autres tests publiés par des auteurs différents. Nous avons également mis au point un nouveau modèle d'ébulliomètre pour mesurer la température d'ébullition en fonction de la pression et de la concentration de la phase liquide. Ce modèle permet d'éliminer les erreurs causées par les anciens ébulliomètres dans le cas où la différence de température d'ébullition entre les composants est grande, due au changement de la concentration de la phase liquide tout au long du temps d'expérimentation. La précision de mesure de ce nouveau modèle a été vérifiée avec les données de la littérature et les résultats sont très satisfaisants. De plus, pour achever l'étude de l'équilibre liquide-vapeur des systèmes ternaires, nous avons mesuré et calculé, par la méthode de pression totale proposée, les données d'équilibre des systèmes ternaires suivants, à différentes températures et pressions: 1) Methyl Ethyl Cétone - Isopropanol - N - Pentyl Alcool 2) Ethyl Acétate - Cyclohexane - Isopentyl Alcool 3) Methyl Ethyl Cétone - Methyl Cyclohexane - N.- Pentyl Alcool 4) Ethyl Acétate - Methyl Ethyl Cétone - Isobutyl Alcool 5) Methyl Ethyl Cétone - Isopropyl Acétate - N - Pentyl Alcool. Actuellement, à notre connaissance, ces systèmes ternaires ne sont pas disponibles dans la littérature. Leur intérêt provient de la différence entre les points d'ébullition des composants. Dans de tels cas, les méthodes de calcul existantes et les appareils de mesure récents ont des difficultés à fournir de bons résultats.