알칸올에서의 약물의 고체-액체 평형 상거동에 대한 모델링

Abstract

실제 다수의 산업 공정에서 고체-액체 평형이 사용되고 있고 이 공정들의 정확한 설계를 위해서 상평형에 대한 정확한 지식이 필수적이지만 신뢰성 있는 고체-액체 상평형 데이터와 정확한 고체 데이터 계산 모델이 부족하다. 본 연구에서는, 순수한 용매인 에탄올, 1-프로판올, 1-부탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 그리고 1-헵탄올에서 약물의 용해도를 측정하였다. 실험 결과는 NRTL, UNIQUAC, 그리고 Wilson 모델을 이용하여 계산하였다. 제시된 세 개의 활동도 계수 모델 모두 실험 데이터를 잘 재현하였다. 기존의 상태방정식과 결합되어 고체-액체 전이를 잘 나타내는 상태방정식을 개발하였다. 고체를 강하게 회합 되어 있는 물질로 보는 Heidemann과 Prausnitz의 이론을 바탕으로 하였고 회합 효과는 별도의 인력항을 도입하여 나타내었다. 이를 위해, Veytsman 통계의 확률 함수를 수정하여 확장하였다. 확장된 Veytsman 통계는 기체, 액체, 고체 모두 설명하기 위해 QLF(Quasi-chemical nonrandom Lattice Fluid model) 상태방정식에 결합되었다. 결합된 상태방정식으로 순수한 고체의 용융 압력, 승화 압력, 증기압 그리고 혼합물의 고체-액체 평형 데이터를 재현하였고 모두 좋은 상평형 결과를 나타내었다. 고체의 물성값이 부족한 문제를 해결하기 위하여 분자 모사를 이용하여 밀도와 용해도 매개변수를 예측하였다. 밀도의 경우 문헌값과 비교하여 일치하는 모사 결과를 나타내었다. 용해도 매개변수는 그룹 기여법으로 구한 값과 비교하여 더 정확한 값을 모사를 통해 얻을 수 있음을 확인하였다.