CO_2-C_2H_6共沸物分离的立方型状态方程选取

汽液平衡热力学模型的准确选取对CO_2-C_2H_6共沸物分离流程的设计和操作分析至关重要。在汽液平衡实验数据的基础上,依据逸度平衡原则,评估vdW、RK、SRK和PR立方型状态方程结合vdW、Margles和CVD混合规则预测CO_2纯物质、CO_2-C_2H_6共沸物和n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三元体系汽液平衡的可靠性,采用平均绝对误差的方法进行状态方程的选取。结果表明:SRK状态方程计算CO_2纯物质汽液平衡性质的精度最高;PR状态方程结合Margles混合规则可以准确计算CO_2-C_2H_6共沸体系汽液平衡特性;对于n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三元体系,SRK状态方程结合Margles混合规则计算精度明显优于vdW、RK和PR状态方程。通过试差迭代法优化CO_2-C_2H_6共沸体系和n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三元体系的二元交互作用参数,状态方程的计算精度得到明显提高。     

热力学状态方程二元交互作用参数估算模型开发

基于气液平衡理论,建立了热力学状态方程二元交互作用参数估算模型。首先,结合气液平衡理论、状态方程以及相应的混合规则建立气液相平衡数学模型;然后以气相组成误差平方和与压力相对误差平方和之和作为目标函数,并使用计算机编程,利用单纯形法进行优化求解,实现了热力学状态方程二元交互作用参数估算模型的开发;最后,用该模型对5组二元气液平衡体系中的组分二元交互作用参数进行估算,并根据估算出的参数对各体系的气相组成进行预测,结果显示,预测值与实验值的平均相对偏差均小于1％,表明该模型计算结果准确,可应用于气液平衡计算中。     

基于PR-EOS的酸气-水体系二元交互系数修正与应用

PR状态方程虽应用广泛,能够准确预测出非极性物质的物性参数,但对含有极性物质如水的体系适用性较差。为此,文中根据实验测得的H_2S-H_2O、CO_2-H_2O和CH_4-H_2O二元体系气液相平衡实验数据,分别将其二元交互作用系数拟合成温度和压力的函数。在此基础上,分别预测了H_2S-H_2O、CO_2-H_2O、CH_4-H_2O和H_2S-CO_2-CH_4-H_2O体系的气液相平衡。结果表明:修正二元交互作用系数后,H_2S-H_2O体系的平均相对偏差降低至3.43%,CO_2-H_2O体系的平均相对偏差降低至6.72%,CH_4-H_2O体系的平均相对偏差降低至4.37%;对于H_2S-CO_2-CH_4-H_2O多组分体系,修正后的二元交互系数预测精度明显高于PR状态方程的预测精度。修正二元交互作用系数后不仅能为准确预测H_2S-CO_2-CH_4-H_2O多组分体系的气液相平衡提供依据,还可将其修正过程运用于其他含极性物质体系的相平衡计算。     

用改进的Martin-Hou状态方程预测C_5烃汽-液平衡

用改进的Martin-Hou状态方程及其混合规则,计算出C_5烃6个组分的Martin-Hou方程特征常数,并由该常数预测了常压下6个C_5烃二元体系的汽-液平衡关系,其结果与文献值比较,汽相组成绝对误差和温度相对误差的平均值分别为0.013和0.0016。     

普遍化立方型状态方程中Wong-Sandler型混合规则的建立

<正>自70年代末期Huron和Vidal将过量Gibbs自由能模型引入状态方程的混合规则以来,状态方程新混合规则的研究引起了人们的高度重视并取得了重要成就,已成功地将状态方程推广到多种复杂体系的计算,其中近年来由Wong和Sandler等发展的Wong-San-dler（WS）混合规则模型受到了广泛的关注。他们工作的意义在于可以使用由低压汽液平衡数据得到的活度系数模型参数及二元交互作用参数直接推算高压汽液平衡。 但该模型的导出仅限于两参数的立方型状态方程,这样对于广泛应用WS型混合规则势必产生局限性,因此将此类型的混合规则推广到普遍化的立方型状态方程是十分必要的。本文报道了以五参数的Modified Kumar-Starling（MKS）立方型状态方程为工作方程,建立了将WS型混合规则推广到多参数立方型状态方程的途径。     

LCVM型混合规则扩展用于多参数状态方程以关联混合物汽液相平衡

基于两参数状态方程提出的LCVM混合规则是将以无穷压力为参考态的HV混合规则与以零压力为参考态的MHV1混合规则线性结合而得的,尽管没有理论基础,但对于计算非极性、极性体系给出了较好的结果.因而研究借鉴获得LCVM混合规则的思路将LCVM混合规则扩展到多参数状态方程中,即将HVOS混合规则与MHV1混合规则进行线性结合,并通过引入两个对比参数λ0,λ∞给出了适合多常数状态方程的新LCVM型混合规则.在新的LCVM型混合规则中,参数δ决定了MHV1和HVOS混合规则的相对贡献,该参数可由模型在高压和低压下拟合二元混合物的泡露点得到,通过拟合得到的值约为0.21;混合规则中的活度系数模型可以利用由低压区关联出的GE模型.采用该新混合规则模型,在较宽的温度与压力范围内,结合Harmens-Knapp(HK)方程对包括非极性体系、极性体系等在内的20种二元混合物进行了相平衡计算.计算的结果与实验数据吻合得很好.该模型与采用VDW混合规则模型的相平衡计算结果比较表明,该模型的关联精度有了很大的提高,可以在较大的温度与压力范围内关联多种体系的汽液相平衡数据.但是在混合规则中,参数b,c是依赖于经验获得,因此还有待于进一步的研究.     

立方型状态方程含过量自由焓模型的新混合规则

提出了在参考压力下将过量自由焓(g~E)模型引入状态方程的修正Huron-Vidal混合规则,由g~E模型确定状态方程中混合物的参数,以SRK方程和Wilson模型为例,取大气压为参考压力,计算了16个体系50组汽液平衡,结果表明本文建议的混合规则可直接使用现有文献报道的常压g~E模型参数由立方型状态方程预测常压汽液平衡,并对直接外推预测高压汽液平衡作了尝试.     

乙烯在甲苯中的溶解度测定及加压下烯烃-芳烃体系的气液平衡数据推算

采用改进的Novak和Conway实验装置,在常压下测定了20,25,30和40℃时乙烯在甲苯中的溶解度;提出了乙烯-甲苯系的亨利常数值与温度变化关联式,实测的亨利常数值与文献值比较,符合良好。以Yen-Mckett法和片山法推算了常压下乙烯-甲苯系的亨利常数值,并与实测值作了比较。以实测溶解度数据回归得到Peng-Robinson(P-R)方程的二元作用参数δ_(ij),再从P-R方程推算了加压下不同温度时该体系的气液平衡数据,推算值与文献值较接近,表明在一定范围内,可以直接使用状态方程推算气体在液体中的溶解度。据此,对乙烯-苯、乙烯-混合二甲苯、丙烯-苯、丙烯-甲苯、丙烯混合二甲苯五个体系加压下气液平衡数据作了推算,结果令人满意。     

用修正的UNIFAC模型参数及HVOS规则预测汽液平衡

利用Orbey和Sandler提出的HVOS混合规则,PR状态方程与Larsen的活度系数模型相结合建立了无限压力下汽液平衡模型,模型给定状态方程中不随温度变化的参数C*=-0.623 23。用大量的汽液平衡数据在广泛的温度范围内修正了12组MLUNIFAC基团相互作用参数,并用修正的和原始的参数分别对含醇、酸、酮、水、腈和胺等极性二元体系进行了预测。结果表明,体系预测精度显著提高,大部分体系汽相组成的绝对偏差低于4.00×10-2,压力的相对偏差低于6.00%。     

MHVOS混合规则在高压汽液相平衡中的应用

为改进HVOS混合规则应用于非对称体系汽液平衡的能力,将混合规则能量参数表达式中的结合项与活度系数模型UNIFAC结合项中的Flory-Huggins部分进行相互抵消,并相应地修改交叉体积参数项。利用改进后的混合规则MHVOS,结合Peng-Robinson状态方程及UNIFAC模型对14种二元体系的高压气液相平衡进行预测,并与HVOS和MHV1混合规则比较。结果表明,对于小分子且相对分子质量相近的极性或烷烃类二元体系MHVOS混合规则预测能力并未得到提高。而针对相对分子质量差距较大非对称性强的烷烃类二元体系,HVOS和MHV1混合规则的预测精度均明显下降,MHVOS混合规则的预测精度反而有所提高。     

MH状态方程使用DDLC混合规则计算混合物临界轨迹

<正>一、引 言状态方程能否精确地描述流体混合物热力学性质,建立合适的混合规则是一个重要因素.近十年来,许多研究者把局部组成概念引入立方型状态方程,建立了与密度有关的局部组成(DDLC)混合规则,将两类重要的热力学模型——状态方程和活度系数方程联系起来,大大地改善了状态方程应用于高密度区时的柔软性,改进了状态方程描述极性一非极性、含超临界组分等高度非对称体系的精确度.作者将局部组成概念引入多参数的MH状态方程,椎导了MH方程的DDLC混合规则,用于计算高压汽液平衡和二元混合物临界轨迹.本文将介绍后者的计算情况.     

H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH体系气液平衡研究

本文开发了H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH四元系气液平衡热力学模型。以SRK状态方程处理该体系气相的非理想性,以Wilson方程处理液相的非理想性。引用文献公开发表的六个二元对的气液平衡数据,应用最优化的方法进行参数估计,以求取威尔逊常数和亨利常数。在热力学的基础上建立了能确切地描述该四元系气液平衡状态的数学模型。用H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH、H_2-CO_2-CH_3OH、CO_2-H_2S-CH_3OH等多元系气液平衡数据和实际设计数据进行验证。结果表明:模型计算值与实测值有良好的一致性。并进一步应用该模型进行了实例计算。     

二氯苯与二苯胺体系汽液平衡数据测定及关联

采用色谱法测定二氯苯在二苯胺中无限稀释活度系数,并采用单参数法关联W ilson方程中模型参数;测定二氯苯之间的二元体系汽液平衡数据,采用三对二元体系模型参数关联对二氯苯-邻二氯苯-二苯胺、间二氯苯-邻二氯苯-二苯胺及对二氯苯-间二氯苯-二苯胺体系的汽液平衡数据,并与实验值比较;采用5对二元体系模型参数结合四元体系的汽液平衡实验数据,用最小方差法关联四元体系中第6对模型参数,并计算四元体系的汽液平衡数据,与实验值比较,实验与计算值误差均小于5%。实验和计算结果为混合二氯苯的萃取精馏分离提供基础数据。     

变阱宽方阱链流体状态方程模拟制冷剂的汽液平衡

应用作者先前基于二阶微扰理论和PY2近似积分方程建立的可变阱宽方阱链流体状态方程模拟了纯制冷剂及其混合体系的汽液平衡。通过关联不同温度下制冷剂的饱和蒸气压和液体体积得到了18种纯制冷剂的分子参数,新方程计算的饱和蒸气压和液体体积总的平均偏差分别为1.11％和0.92％。结合简单混合规则,将此方程扩展到混合体系。研究发现,建立的方程可满意预测制冷剂二元混合体系除临界区附近外的汽液平衡,对两个三元体系汽液平衡的预测也取得了满意的效果,当引入一个与温度无关的可调参数时,关联精度大为提高,预示着新的方程可模拟制冷剂的汽液平衡。     

挥发性强电解质混合溶剂体系的汽液平衡研究

本文报导了101.3 kPa下HCL+H_2O+CH_3aOH体系汽液平衡的实测结果。在对H_2O+CH_3OH混合溶剂中HCI的电离情况进行研讨,并求得HCl在该混合溶剂中亨利常数的基础上,从二元体系的性质出发,用笔者扩展的Pitzer(1980年)模型预测了HCl+H_2O+CH_3OH体系的汽液平衡,得到与实测数据极为一致的结果。     

CO2-C2H6共沸物分离的立方型状态方程选取

汽液平衡热力学模型的准确选取对CO₂-C₂H₆共沸物分离流程的设计和操作分析至关重要。在汽液平衡实验数据的基础上,依据逸度平衡原则,评估vdW、RK、SRK和PR立方型状态方程结合vdW、Margles和CVD混合规则预测CO₂纯物质、CO₂-C₂H₆共沸物和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系汽液平衡的可靠性,采用平均绝对误差的方法进行状态方程的选取。结果表明：SRK状态方程计算CO₂纯物质汽液平衡性质的精度最高;PR状态方程结合Margles混合规则可以准确计算CO₂-C₂H₆共沸体系汽液平衡特性;对于n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系,SRK状态方程结合Margles混合规则计算精度明显优于vdW、RK和PR状态方程。通过试差迭代法优化CO₂-C₂H₆共沸体系和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系的二元交互作用参数,状态方程的计算精度得到明显提高。     

丙酮-异丙醇-甲基烯丙醇体系气液平衡数据测定及关联

采用双循环气液平衡釜,测定了常压(101.3 kPa)下丙酮-甲基烯丙醇和异丙醇-甲基烯丙醇二元体系以及部分丙酮-异丙醇-甲基烯丙醇三元体系的气液平衡数据。二元气液平衡数据经Herington面积检验法检验,符合热力学一致性。用Wilson和NRTL液相活度系数方程对两个二元体系的气液平衡数据进行关联,效果良好。由关联得到的两个二元体系的Wilson和NRTL模型参数,及Aspen Plus数据库中的丙酮-异丙醇体系的Wilson和NRTL模型参数预示部分三元体系的气液平衡数据,与实验值相比,丙酮、异丙醇和甲基烯丙醇气相摩尔分率平均绝对偏差分别小于0.0137、0.0113、0.0117。实验数据和关联结果为该三元体系的精馏分离提供了一定的基础数据。     

PR方程结合改进的WS混合规则预测汽液平衡

对WS型混合规则加以适当改进提出一种新的G^E型混合规则（MWS型）,并将其与PR状态方程相结合应用于多个二元极性体系汽液平衡数据的预测。结果表明,采用PR方程结合MWS型混合规则预测汽液平衡结果一般优于WS型混合规则,能广泛应用于工程实践。     

异丙醇-异戊醇二元体系的气液平衡数据测定及关联

采用双循环气液平衡釜测定了异丙醇-异戊醇二元体系在常压下的气液平衡数据。实验数据通过了热力学一致性检验，采用P-T状态方程和Wilson方程关联，获得较满意的结果。     

基于无限稀释活度系数模型的状态方程

发展了一种从纯物质的性质参数预测混合物汽液平衡的方法,它是以立方状态方程的过量吉布斯自由能 g~E结合型混合规则和无限稀释活度系数 MOSCED模型为基础,由MOSCED模型预测得到活度系数方程的相互作用参数,从而得到混合规则中的g~E,使得状态方程能在较大温度和压力范围内预测汽液平衡.用此法预测了含极性组分体系常压到较高压力的汽液平衡,结果良好,与UNIFAC基团贡献状态方程的结果相当.