study and thermodynamic modeling of phase equilibrium for aqueous-organic electrolyte two-phase systems

Abstract

Différentes techniques de séparation sont en cours de dév eloppement dans les processus de purification des acides organiques pour faciliter leur passage de la phase non souhaitée à la phase souhaitée. L'extraction liquide liquide est une méthode pertinente pour séparer les composants d'une phase à une autre. De nombreux trav aux de recherche sont trouvés dans la littérature apparentés à l’étude de la récupération des acides organiques à partir des solutions aqueuses. L’objectif principal de ces études est d’avoir des données qui représentent le comportement de phases des mélanges contenant des acides organiques et de déterminer leur distribution entre phases à l’équilibre. Il ressort de ces études que l’efficacité d’un solvant organique dans les processus de l’extraction liquide-liquide des acides organiques à partir des solutions aqueuses est considérée comme l’un des critères pouvant influencer l eurs distributions d’équilibres. Cependant, une détermination précise de l'équilibre de phases doit prendre en compte tous les critères pour juger de l’extraction d’un acide organique par un solvant. Il est révélé que la présence d'un électrolyte dans un mélange de solvants peut affecter le comportement de phases de ce mél ange, et par conséquent les distributions des composants entre phases à l’équilibre peuvent subir des modifications importantes. Un acide faible est susceptible de se dissocier dans l’eau, d'où la nécessité de prendre cette considération en compte lors de la mise en place des méthodes basées sur des études expérimentales ou bien sur l a modélisation thermodynamique de l’équilibre liquide-liquide. Compte tenu de ce critère, l’aspect physico-chimique des acides organiques est pris en considération dans ce travail lors de la simulation de leur extraction à partir des solutions aqueuses en utilisant l e processus liquide liquide. L’effet des réactions chimiques qui se produisent dans la phase aqueuse sur le comportement des mélanges biphasiques est considéré dans le calcul de l’équilibre thermody namique. Le présent travail porte sur la modélisation thermody namique de l'équilibre liquide-liquide pour des systèmes ternaires et quaternaires et dont l’objectif est d’apporter une nouvelle contribution à la modélisation des phases liquides en considérant la présence d’espèces chargées issues de la dissociation des acides organiques. La modélisation d’équilibres entre phases est menée en s’appuy ant sur des données expérimentales disponibles dans la littérature afin de prédire le comportement de phases des mélanges ternaires et quaternaires. Les calculs d’équilibres liquide-liquide sont accomplis en appliquant le modèl e UNIQUAC-Électrolyte. Les paramètres du modèle utilisé dans ce travail sont ajustés en décomposant les mélanges principaux en sous-mélanges binaires. Cette démarche de calcul est utilisée pour prédire les compositions d’équilibres ternaires et quaternaires dans la phase aqueuse et dans la phase organique en présence des électrolytes. Les champs de validité des résultats issus de l a modélisation en tenant compte la dissociation des acides organiques dans leurs milieux aqueux sont justifiés par comparaison avec des résultats expérimentaux issus de la littérature où aucune dissociation n’a été considérée. Pour voir l’effet de cette considération sur des mélanges biphasiques, les comportements de phases obtenus par des données issues de la modélisation sont comparés au ceux de la littérature. Les résultats montrent que les données d’équilibres issues de la modélisation sont déviées par rapport à celles tirées de différentes sources.