摄动硬球三参数状态方程的应用——Ⅰ.高压汽液相平衡的计算

应用摄动硬球三参数状态方程(CSPT方程)进行混合物高压汽液相平衡计算。结果表明,硬球三参数状态方程广泛适用于极性、非极性、对称、非对称等各类混合物系。对31种二元混合物系在不同温度、不同压力下汽液相平衡的计算结果与PT三参数状态方程比较,有较高的精度,能很好地与实验数据吻合。     

乙烯与碳四组分的高压汽液相平衡数据的测定及关联

采用高压汽液相平衡装置测定了286.15 K下,乙烯与异丁烷、乙烯与1-丁烯、乙烯与反-2-丁烯和乙烯与顺-2-丁烯的高压汽液相平衡数据;4个二元物系的汽液平衡数据符合热力学一致性检验。采用Peng-Robinson方程对实验数据进行了关联,得到了4个二元物系在286.15 K下的二元交互作用参数。对实验数据进行计算分析的结果表明,4个二元物系的压力平均相对偏差分别为0.31%,0.17%,0.19%,0.27%;气相质量分数的平均相对偏差分别为0.52%,0.60%,0.82%,0.39%;采用Peng-Robinson方程进行拟合计算,得到的汽液相平衡数据与实验值均取得良好的一致性,Peng-Robinson方程可用于乙烯与碳四组分的热力学数据计算。     

CO_2与异丁烷、1-丁烯汽液平衡数据的测定与关联

采用高压汽液相平衡装置,用静态法测定了263.15,273.15,283.15,293.15,303.15 K下CO_2-异丁烷和CO_2-1-丁烯二组分物系的汽液平衡数据,并采用Peng-Robinson方程对平衡数据进行了关联。实验结果表明,测得的二组分物系的汽液平衡数据通过了热力学一致性检验,拟合计算得到的CO_2-异丁烷和CO_2-1-丁烯的二元交互作用参数分别为0.126 076和0.133 844。CO_2-异丁烷和CO_2-1-丁烯二组分物系气相摩尔分数的计算值和实验值的平均偏差分别为0.778 4%和0.820 2%。     

含水N-甲酰吗啉四元物系汽液平衡的研究

用鼓泡平衡釜测定了常压、60℃下正己烷 -苯 -水 -NFM、正己烷 -甲苯 -水 -NFM、正庚烷 -苯 -水 -NFM和正庚烷 -甲苯 -水 -NFM四个四元物系的汽液相平衡数据 ;用NRIL和UNIQUAC方程进行关联 ,计算值与实测值的偏差均小于 0 0 18。由NRIL方程的相互作用参数预测了相关体系二元和三元的汽液平衡数据、无限稀释活度系数 ,并由同温度含水NFM体系的液液平衡数据推算同物系汽液平衡数据 ,结果均较满意     

二甲醚-异丙醚物系等温汽液平衡数据的测定

在293.04,312.93,332.90,352.70K下,用改进的静态法汽液平衡装置测量了二甲醚-异丙醚二组分物系的汽液平衡数据。实验结果表明,在汽相和液相中二甲醚含量在同一温度下随压力的升高而增加,在同一压力下随温度的升高而减小,低温、高压有利于二甲醚在异丙醚中的溶解。选用PR方程对实验数据进行了关联,拟合得到了PR方程的二元交互作用参数kij(kij=-0.013)。汽液平衡数据的实验值与PR方程的计算值的最大偏差分别为-0.006和-0.011,平均绝对偏差分别为0.003和0.004,表明PR方程能够很好地描述二甲醚-异丙醚二组分物系在实验温度和压力下的相平衡行为。     

聚合物体系相平衡

本文评述了聚合物体系的相平衡。首先介绍了对聚合物体系汽—液平衡,即气体或蒸汽在聚合物中的溶解度的测定方法,如压力法、重量法、气相色谱法和渗透法。其次介绍了预测和关联聚合物汽—液平衡的对应状态原理、溶液模型和状态方程。并以环戊烷—聚苯乙烯体系为例,利用浊点法所获得的实验结果和利用溶液模型所获得的关联结果描述了二元物系的液—液平衡,以含水的两相体系的实验和关联结果为例描述了多元物系的相平衡。最后介绍了聚凝胶的体积相转移的关联结果。     

乙烯-甲苯等温汽液平衡数据的测定

自行设计了高压汽液平衡数据的测定装置,实现汽液两相在线气相色谱分析。在压力0.305～2.036MPa、温度303.15,333.15,363.15K的条件下,测定了乙烯-甲苯二组分物系的汽液平衡数据。汽液平衡数据满足热力学一致性检验。由实验数据对乙烯-甲苯二组分物系的汽相采用Peng-Robinson方程、液相采用NRTL方程进行关联,得到NRTL方程的二元交互作用参数。乙烯-甲苯二组分物系的汽液平衡数据的计算值与实验值的平均偏差为3.14%,最大偏差为10.68%。     

高压系统中氢的汽液平衡比随压力的变化关系

给出了一个简单的方程,用来描述高压系统中氢的汽液平衡比随压力的变化关系。用部分高压含氢物系的汽液相平衡的试验数据作了验证,对17组物系81个温度572个压力点的计算值与试验值相比,绝对平均误差为3.2%,优于现行的各种方法。     

苯乙烯-邻二甲苯-环丁砜三元体系的等压汽-液相平衡

采用双循环玻璃汽-液平衡釜测定了苯乙烯-环丁砜和邻二甲苯-环丁砜二元体系在15 kPa下的汽-液相平衡(VLE)数据.实验结果经Herrington面积法校验符合热力学一致性.分别用van Laar、Margules、Wilson、NRTL和UNIQUAC方程作为活度系数模型,对该实验数据进行了关联,采用Prausnitz推荐的极大似然估计,利用单纯形法回归得到了模型参数,并对关联结果进行了对比.结果表明,Wilson方程能较好地重现实验数据,拟合精度较高.采用基团贡献法计算得到邻二甲苯-苯乙烯体系平衡数据,以Wilson方程关联得到模型参数.利用得到的二元体系的模型参数,以多组分混合物Wilson方程进行计算,并与苯乙烯-邻二甲苯-环丁砜三元系实验值进行了对比,预测精度较高.     

乙酸乙酯-乙腈-1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐物系等压汽液相平衡数据的测定与关联

在101.3 k Pa下,用改进的Othmer釜测定了乙酸乙酯-乙腈-1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([OMIM]PF_6)三组分物系的等压汽液相平衡数据,并应用NRTL模型对汽液相平衡的数据进行了关联。实验结果表明,[OMIM]PF_6对乙酸乙酯有明显的盐析效应;离子液体的加入使乙酸乙酯-乙腈二组分物系的汽液平衡曲线发生偏离,离子液体加入量越大,偏离程度越大;乙酸乙酯-乙腈-[OMIM]PF_6三组分物系乙酸乙酯的汽相摩尔分数的实验值与计算值的绝对平均偏差为0.004,温度平均偏差为0.4 K。     

草酸二甲酯对甲醇-碳酸二甲酯二元物系汽液平衡的影响

用气相单循环平衡蒸馏器测定了甲醇 ( 1) -碳酸二甲酯 ( 2 )物系的常压汽液相平衡数据 ,用积分法对其进行了热力学一致性检验 ,并用Wilson方程对试验数据进行了关联 ,得到了液相活度系数参数。测定了加入萃取剂草酸二甲酯 (DMO)对甲醇 ( 1) -碳酸二甲酯 ( 2 )共沸系统常压汽液相平衡的影响     

甲醇－碳酸二甲酯、甲醇－氯苯和碳酸二甲酯－氯苯二元系常压汽液相平衡的研究

用Ｅｌｉｓ平衡蒸馏器测定了甲醇－碳酸二甲酯、甲醇－氯苯和碳酸二甲酯－氯苯三对二元系的常压汽液相平衡数据，用统计学方法对其进行了热力学一致性检验，采用改进的Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ方程计算气相逸度系数，用Ｗｉｌｓｏｎ方程和ＮＲＴＬ方程计算液相活度系数，对试验数据进行了关联，取得了满意的结果     

微量水-碳四二组分物系汽液平衡数据的测定与关联

采用高压汽液平衡装置,在291.15 K下,测定了微量水-异丁烷、微量水-正丁烷、微量水-1-丁烯、微量水-顺-2-丁烯、微量水-反-2-丁烯5个二组分物系的汽液平衡数据。所测得的汽液平衡数据均符合热力学一致性检验,采用PR方程对实验数据进行关联,得到5个二组分物系在291.15 K下的二元交互作用参数。实验结果表明,采用PR方程进行拟合计算,5个二组分物系的汽相质量分数计算值与实验值的平均相对偏差分别为2.23%,2.36%,2.59%,1.96%,2.14%;PR方程可用于微量水与碳四组分的工程热力学计算。     

二甲醚-甲醇等温汽液平衡数据研究

用气相色谱法测定了二甲醚 甲醇二元系统在20、50、80、100℃温度下,0～1 45MPa压力范围内汽液相平衡数据。对测定数据进行热力学计算,气相采用PR方程,液相采用NRTL方程。模型计算值与实验值符合良好。采用单纯型法回归出二元系统在上述温度下的NRTL方程参数。汽液相平衡数据经Herington面积法检验满足热力学一致性。     

水-三甘醇-一氯甲烷三元体系气液相平衡的测定

采用加压的气液相平衡釜,在0.4 MPa(绝压)、20-40℃的条件下测定含微量水的三甘醇-一氯甲烷体系的气液相平衡数据,用逸度最小方差的方法回归实验数据,以Peng-Robinson状态方程计算组分的逸度,并用单纯形优化法得到方程中的二元相互作用参数。预测了含微量水的一氯甲烷气体在三甘醇中的溶解度,将计算结果与实测值进行比较,平均相对偏差为4.96％。     

甲醇-氯苯-二甲基亚砜二元、三元汽液相平衡研究

测定了甲醇-氯苯、甲醇-二甲基亚砜、氯苯-二甲基亚砜和甲醇-氯苯-二甲基亚砜的汽液相平衡数据,用修正的P-R状态方程,方程采用与组成相关的混合规则,进行关联。计算值和实验数据拟合得很好。     

乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐物系汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer汽液平衡釜测定了乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([omim]BF_4)三组分物系的等压汽液相平衡数据。采用NRTL方程对实验数据进行了关联,得到方程参数,活度系数的计算值与实验值的偏差为3.12%。实验结果表明,加入[omim]BF_4使汽液平衡线偏离乙酸乙酯-乙醇二组分物系的汽液平衡线,[omim]BF_4含量越大,偏离程度越大;[omim]BF_4具有明显的盐析效应,能够增大乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度;当x([omim]BF_4)为10%时,乙酸乙酯-乙醇物系的共沸点消失,随[omim]BF_4含量的增加,乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度增加。     

氮—烃体系高压相态行为的研究

对17个含氮二元体系的高压汽液平衡数据,按4个状态方程（SPK、PR、PT和YL）关联了二元交互作用参数值,并对PT方程建立了关联式。基于二元体系的关联结果,对19个三元至十元含氮体系的泡点压力和液相密度进行了预测计算,结果表明PT方程的预测效果最佳。     

乙醇-乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺物系等压汽液平衡数据的测定及关联

用泵式沸点仪,在100 kPa下测定了乙醇-N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺二组分物系和乙醇-乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺三组分物系的汽液平衡数据。所测的汽液平衡数据符合热力学一致性。两个二组分物系的活度系数分别用Wilson,NRTL,Margules,van Laar模型进行关联;NRTL模型关联的结果较好,乙醇-N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺二组分物系温度和汽相摩尔分数的平均偏差分别为0.34,0.35 K和0.009 3,0.007 4;用二组分物系NRTL模型参数对所测定的三组分物系数据进行关联,得到汽相组成和泡点。     

化学工程

TQ013.1200512429BP网络用于计算含C2H4体系高压汽液相平衡〔刊〕/高晓林,李志坚(北京理工大学化工与环境学院)∥化学工业与工程.-2005,22(2).-145～147用Levenberg-Marguart优化算法,对含C2H4体系的高压汽液平衡建立三层前向BP神经网络模型,其中,输入节点温度(T),各组分液相组成(x1,x2);输出节点为压力(p),汽相组成y。结果表明,预测结果与实验数据有着良好的一致性,表明该技术对C2H4-高碳烃类组成的二元体系的汽液相平衡计算是可行和准确的。所构建的神经网络对进一步研究高压汽液相平衡具有指导意义。图2表1参9(张贤摘)TQ013.12005…