Physical Properties Database for Organic Compounds and Its

유기화합물 물성 데이터베이스 Physical Properties Database for Organic Compounds and Its Verification 강정원, 양대륙 고려대학교 화공생명공학과

유기화합물 물성 데이터의 중요성 (3) q 국내외 많은 기업들이 정확한 물성 측정 및 데이터 구 입에 많은 비용을 투자하고 있음. l BASF 사례 l 다수의 국내 기업 유관 프로젝트 Annula total expenditure of BASF on Phase equilibria and themophysical Properties : 8, 000 Euro p. a. (1993) Other properties (30 %) Phase Equilibrium (70 %)

유기화합물 물성 DB의 형태와 내용 Material Properties (pure, mixture) solid, liquid, gas Thermodynamic properties Reaction kinetics Safety aspects Electrical and magnetic properties Optical properties Mechanical properties Toxicological properties • Thermal Properties • Density • Phase Equilibrium • Caloric Properties • Heat Capacity • Latent Heat • Heat of Fusion • Heat of Formation • Transport and Interfacial • Thermal Conductivity • Viscosity • Diffusion Coefficient • Surface Tension

국내 현황 – KDB Databank Pure Component Pure Properties Phase Equilibrium KDB 1955 약 100, 000 약 5, 000 DDB 15, 000 약 1, 000 약 50, 000 NIST 1921 Unknown - DIPPR 7000 약 100, 000 -

단순 물성 자료의 상호 평가 q 여러 가지 Estimation Methods 와의 비교 (Molecular Structure, Boling Point) q 온도의존 물성을 이용한 비교 l Tb versus Vapor Pressure l Tc versus Vapor Pressure l Pc versus Vapor Pressure q Homologous Series Qualification l ECN(Effective Carbon Number) Approach (Ambrose)

Sample ECN approach on KDB Databank

Realtion of Pvp, Hvap, Cp q 증기압 자료의 평가 q 저온에서 증기압 자료의 Extrapolartion q 증기압 자료의 Controlled Regression

Model Free Consistency Tests q Integral Test q Differential Test q Infinite Dilution Test 무한 희석으로 외삽한 경우 두 값의 일치도를 비교함

Consistency Tests with Models q Van Ness- Byer-Gibbs Test (1982) l - Approach l Summarize in Van Ness Text Book l P-x 자료로 부터 fitting 된 결과의 residual 비교 l DDB Criteria q High Pressure Test - Bertccco et. al. (1997) l - Approach l SRK-HV Equation of State 사용

VLE Consistency Test q 테스트에 기본적으로 포함된 가정의 이해가 중요함. l Vapor Phase Fugacity Coefficient (Virial, SRK, PR, …) l Isothermal Data 인 경우 Excess Volume Data 필요 l Isobaric Data 인 경우 Excess Enthalpy Data 필요 l Model Based Test인 경우 l 모델의 Consistency Test -> Good Data 필요 l Data의 Consistency Test -> Good Model 필요

물성 자료의 평가 방법 개요 Molecular Structure Effective Carbon Number Self Checking Criteria T, P Dependent Properties Limiting Point Checking Phase Equlibrium Homologous Series Test Fixed Properties Self Checking Criteria Homologous Series Test Consistency Test

모델의 평가 방법 q 단순 물성 계산 l Extrapolartion Capability - 여러 연구자들이 연구 결과를 발표한 바 있음 - Ambrose(1980), Ruzicka and Majer (1996), … - Controlled Regression Technique의 적용 필요성 q 상태 방정식 및 활동도 계산 모델 l Multiproperty Analysis - Cox et. al. (1971) l Thermodynamic Relation l Mixing Rule Test

Test of Model and Codes (Zabaloy and Vera) q Test for Model and Computer Codes l Mixture A l Mixture B q Variant and Invariant Properties l Variant Properties : Gibbs Free Energy, Activity, Fugacity, Entropy l Invariant Properties : Volume, Excess Volume, Internal Energy, …. q Single Phase Test / Phase Equilibria Test

해외 연구 현황 q DIPPR (Deisign Institute of Physical Properties) l Critically Evaluated Pure Compound Data 축적 q DDB (Dortmund Databank) l VLE Data Evaluation q IUPAC l Experimental Data Evaluation q J. P. O’Connel l Model Testing

국내 연구 현황 q M. H. Moon, J. Ochi and K. Kojima l Thermodynamic consistency test on DDB (224 Sets) l Differential Test, Area Test, Infinite Dilution Test q KDB (Korean Thermophysical Data. Bank) l Over 5000 Equilibrium Data Sets l 2000 Hydrocarbons, 200 Polymers, 2000 Electrolytes l 상평형 자료에 대한 Thermodynamic Consistency Test 구현 중 l Homologous Series 에 대한 자료의 건전성 검증 l 문헌상의 자료에 대한 정확도 정보 및 실험 정보 포함

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