Phasendiagramme von Kohlendioxid, Stickstoff und ihren Gemischen mit unterschiedlichen Stickstoffanteilen (z.B.. 5 mol%, 10 mol N2) wurden mit hoher Genauigkeit mit dem NIST Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database Programm REFPROP® für bis zu 200 bar berechnet, ebenso wie Dichte-Druck-Diagramme.
Neben der Verwendung von Kohlendioxid als Lösungsmittel für die überkritische Fluidextraktion besteht ein zunehmendes Interesse an den physikalisch-chemischen Eigenschaften von CO2, da die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (Carbon dioxide Capture and Storage, CCS) eine wichtige Rolle bei der Begrenzung der anthropogenen CO2-Emissionen in die Atmosphäre zu spielen beginnt. Daher sind CO2-Aufbereitungs- und Pipeline-Technologien von erheblicher kommerzieller Bedeutung, insbesondere im Zusammenhang mit der zukünftigen unterirdischen Speicherung von CO2.
Als Beispiel wurde der CO2-Kompressionsprozess mit Gastrennmembran bei der Post-Combustion Capture mit der PRO/II®-Software simuliert. Unter Verwendung verschiedener Zustandsgleichungen wurden Phasendiagramme verschiedener CO2-N2-Gasgemische berechnet und mit den oben erwähnten genauen Berechnungsergebnissen für thermodynamische und Transporteigenschaften verglichen. Diese Art der Validierung ist für die verfahrenstechnische Analyse sehr nützlich.
Weitere Untersuchungen im Zusammenhang mit dem Verdichtungsprozess wurden für die verschiedenen CO2-Gasgemische durchgeführt, die aus dem Gastrennmembran-Abscheidungsprozess stammen. Die spezifische Energie des Verdichtungsprozesses wurde für jedes Gasgemisch analysiert. Der Energieverbrauch und der Zustand der komprimierten Verbindungen werden stark von der N2-Zusammensetzung im Gemisch beeinflusst.
Die Verunreinigungen in mehrkomponentigen CO2-Gemischen variieren stark in Abhängigkeit von den verschiedenen Abscheidetechnologien. Die Berechnung zuverlässiger Phasendiagramme von CO2-Gemischen liefert Richtlinien für die Optimierung von Verdichtungs-, Pipelinetransport- und Speicherprozessen.