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A novel equation of state (EOS) for prediction of solute solubility in supercritical carbon dioxide: Experimental determination and correlation

Authors


Abstract

Solubility data of organophosphorous metal extractants in supercritical fluids (SCF) are crucial for designing metal extraction processes. We have developed a new equation of state (EOS) based on virial equation including an untypical parameter as BP/RT, reduced temperature and pressure for prediction of solute solubility in supercritical carbon dioxide (SC CO2). Solubility experimental data (solubility of tributylphosphate in SC CO2) were correlated with the two cubic equations of state (EOS) models, namely the Peng–Robinson EOS (PR-EOS) and the Soave–Redlich–Kwong EOS (SRK-EOS), together with two adjustable parameter van der Waals mixing and combining rules and our proposed EOS. The AARD of our EOS is significantly lower than that obtained from the other EOS models. The proposed EOS presented more accurate correlation for solubility data in SC CO2. It can be employed to speed up the process of SCF applications in industry.

Abstract

Les données de solubilité d'extractants de métaux organo-phosphorés dans des fluides supercritiques (FSC) sont cruciales pour concevoir des processus d'extraction des métaux. Nous avons développé une nouvelle équation d'état (ÉÉ) basée sur une équation d'état du viriel comprenant un paramètre atypique tel que la température et la pression réduite pour la prédiction de la solubilité du soluté dans du dioxyde de carbone supercritique. Les données expérimentales de solubilité (solubilité du phosphate de tributyle dans CO2 SC) ont été corrélées avec les deux modèles d'équations d'état cubiques, soit l'ÉÉ Peng–Robinson (ÉÉ-PR) et l'ÉÉ Soave–Redlich–Kwong (ÉÉ-SRK), avec deux paramètres ajustables, les règles de mélange et de combinaison van der Waals et notre ÉÉ proposée. L'AARD de notre ÉÉ est significativement plus faible que celui obtenu à partir des autres modèles d'ÉÉ. L'ÉÉ proposée présentait une corrélation plus exacte pour les données de solubilité dans le CO2 SC. Elle peut être employée pour accélérer les processus des applications de FSC dans l'industrie.

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