1,2-丙二醇/乙醇混合物液相导热系数的实验研究

乙醇和1,2-丙二醇是重要的化工原料,以其作为主要组分的多元低温载冷剂在低温工程技术中具有重要的应用价值。为了给1,2-丙二醇/乙醇混合物的工程应用和科学研究提供基本的热物性数据,在233—313 K的温度范围内,利用瞬态热线法测量装置对乙醇、1,2-丙二醇及摩尔分数分别为0. 2,0. 4,0. 6和0. 8的1,2-丙二醇/乙醇二元液相混合物的导热系数进行了实验研究。采用二阶Scheffé多项式,将混合物的导热系数实验数据拟合为温度和质量分数的关联方程,实验数据与关联方程的最大偏差和平均绝对偏差分别为0. 48%和0. 12%。利用5种二元液体混合物的导热系数预测方法对1,2-丙二醇/乙醇混合物的导热系数进行了估算,根据预测结果与实验值的偏差,从工程应用及方程形式上推荐使用幂率法对液体混合物的导热系数进行预测。     

透射法测量半透明液体热辐射物性的双厚度模型

基于光线跟踪法研究了玻璃-半透明液体-玻璃三层平板透射特性,给出了获取夹层内液体透射比模型。分析了透射法测量液体热辐射物性的双厚度模型的单值性和多值性条件,给出了其适用范围。以庚烷热辐射物性测量为例,采用正问题模型计算透射比并作为“测量值”,利用双厚度模型反演n、k。结果表明,在一定n、k的范围内双厚度模型反演误差较小,且利用其反演庚烷的n、k与文献实验数据吻合较好,同时分析了测量误差对反演的影响。     

煤中全水分及灰分的近红外测试方法研究

为了快速、无损检测煤质中的全水分和灰分,采集了120个精煤样品的近红外漫反射光谱,对微分光谱进行分析,利用偏最小二乘回归(PLSR)算法结合不同光谱预处理方法建立基于马氏距离剔除异常样品后的定量数学模型,分析预测值与真实值的相关性,并对最优预处理下的模型残差进行讨论。结果表明:经过多元散射校正处理后建立的全水分模型效果最优,相关系数达到0.982 12,校正集均方根误差为0.013,预测集均方根误差为0.017。经过5点平滑预处理后建立的灰分模型效果最佳,相关系数达到0.947 47,校正集均方根误差为0.058,预测集均方根误差为0.052,2项指标的残差波动均匀,模型的稳定性和预测能力较强。     

近红外法测定羊毛聚酯混纺产品成分含量

传统用于羊毛与聚酯混纺纺织产品定量分析的方法为化学溶解法,该方法费时费力。探讨了应用近红外法对此类产品进行定量分析,通过对样品分类整理和光谱预处理后,应用最小二乘法建立定量分析模型,最终建立的校正模型校正集标准差SEC为0.526 4,校正集预测值与真实值相关系数RC为0.997,模型预测效果较好。模型预测样品值与标准方法测试值进行方差分析,F值为1.015,小于临界值2.168,说明此方法与标准方法的结果无显著性差异。     

三元互溶混合液体闪点预测研究

闪点是评价易燃液体火灾危险性重要指标。文中基于定量结构-性质相关性(QSPR)原理对三元互溶混合液体的闪点与其结构信息间的内在定量关系(M-QSPR)开展了理论研究。从结构信息角度计算混合物描述符,并采用"Kay's mixing rule"混合规则对混合液体的结构特征进行表征,应用遗传-多元线性回归(GA-MLR)算法,优化筛选出与混合体系闪点最密切的结构参数作为输入参数,分别采用多元线性回归(MLR)和支持向量机(SVM)算法建立三元互溶混合液体闪点的理论预测模型,并将其与文献已有模型比较。研究结果表明:预测模型不仅有较好的预测能力,还可揭示影响三元互溶混合液体闪点的主要结构因素及其影响规律。     

基于SRK方程混合规则修正的烃类混合物相平衡计算研究

为改进SRK方程对烃类混合物相平衡计算的准确性,采用修正方程中系数计算的混合规则,在分析众多混合规则的基础上,采用SR混合规则来计算SRK方程中的系数,基于-型相平衡模型,应用Newton-Raphson迭代算法计算求解,并将计算结果与现场实测数据进行对比分析,结果表明,采用SR混合规则后的SRK状态方程对烃类混合物的相平衡预测精度高,验证了方法的有效性,并且通过计算发现该方法不适合混合物中H2S等酸性气体的相平衡数据计算。     

CO2在离子液体中溶解度预测模型的建立与应用

CO_2在离子液体中溶解度是离子液体对CO_2进行捕集回收的重要基础数据之一,研究提出了一种半经验半机理模型,用于预测CO_2在离子液体中溶解度。首先,基于Krichevsky-Kasarnovsky方程的先验机理知识构建了预测模型,并利用亨利常数经验Valentiner式和无限稀释偏摩尔体积经验多项式修正该模型,以提高模型的应用范围;将CO_2在多种离子液体和相应压力、温度范围中的溶解度实验数据分为训练集和测试集,训练集实验数据涵盖了相应的操作条件范围,采用非线性最小二乘优化算法对模型参数进行学习和修正,以提高模型的预测精度;然后,利用测试集对所建模型的预测性能进行评测,模型评测结果表明:该预测模型可用于CO_2在多种离子液体中的溶解度预测,预测结果与相应实验数据较为吻合,模型预测性能良好。研究工作为进一步丰富和完善CO_2在离子液体中溶解度的数据信息分析,提供了一种理论方法。     

基于电性拓扑状态指数的二元液体混合物自燃温度的预测

利用AITTA551自燃温度测试仪,测得不同组分和配比下的28组168个二元可燃混合液体自燃温度（AIT）;基于电性拓扑状态指数（ETSI）理论,计算获得不同原子类型所对应的混合ETSI值;采用添加指数递减惯性权重的改进粒子群算法（MPSO）优化支持向量机（SVM）的超平面参数,建立根据原子类型混合ETSI值来预测混合物自燃温度的MPSO-SVM模型。结果表明,基于电性拓扑状态指数能够有效预测二元液体混合物自燃温度,MPSO-SVM模型的复相关系数R²为0.991,平均绝对误差AAE为3.962 K。MPSO-SVM模型的泛化性能和预测精度明显优于多元线性回归（MLR）、网格搜索法（GSM-SVM）、遗传算法（GA-SVM）、标准粒子群算法（PSO-SVM）模型。本研究为工程上提供了一种预测二元混合物自燃温度的有效途径。     

基于电性拓扑状态指数的二元液体混合物自燃温度的预测

利用AITTA551自燃温度测试仪,测得不同组分和配比下的28组168个二元可燃混合液体自燃温度(AIT);基于电性拓扑状态指数(ETSI)理论,计算获得不同原子类型所对应的混合ETSI值;采用添加指数递减惯性权重的改进粒子群算法(MPSO)优化支持向量机(SVM)的超平面参数,建立根据原子类型混合ETSI值来预测混合物自燃温度的MPSO-SVM模型。结果表明,基于电性拓扑状态指数能够有效预测二元液体混合物自燃温度,MPSO-SVM模型的复相关系数R2为0.991,平均绝对误差AAE为3.962 K。MPSO-SVM模型的泛化性能和预测精度明显优于多元线性回归(MLR)、网格搜索法(GSM-SVM)、遗传算法(GA-SVM)、标准粒子群算法(PSO-SVM)模型。本研究为工程上提供了一种预测二元混合物自燃温度的有效途径。     

一个新的溶解度参数

基于液体混合的热力学模型,为非电解质溶液导得了1个比Scatchard-Hilde-brand正规溶液理论更加严格的过量Gibbs自由能表示式.据此,定义了1个新的溶解度参数,它等于液体的内聚能密度除以内压的开方根.对35个二元液体混合物的过量Gibbs自由能预测结果表明,预测值与实验值的偏差大多优于SHFH理论,特别是碳氟与碳氢化合物的溶液,对于这类溶液,正规溶液及其修正形式SHFH理论是不适用的.     

离子液体中裂解C_5馏分二烯烃聚合反应动力学

用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为裂解C5馏分中混合二烯烃的反应介质和催化剂,考察了其对混合二烯烃二聚反应的影响。在温度303.15—343.15 K、离子液体质量分数0.3—0.8范围内,采用封管实验方法测定了C5混合二烯烃的动力学数据。在相同温度范围内,测定了离子液体介质中环戊二烯无限稀释状态下的动力学数据。将催化剂影响因数引入Arrhen ius方程,确定了离子液体介质中二烯烃聚合反应动力学模型。用墨森数值积分和非线性最小二乘法拟合求取了各反应速率常数,得到了模型参数和各聚合反应对于催化剂质量分数的反应级数,动力学模型预测值与实验值吻合良好。     

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.     

紫外光谱结合偏最小二乘法监测氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑离子液体合成反应进程

采用紫外吸收光谱结合偏最小二乘回归建立一种同时快速测定氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑离子液体合成反应体系中N-甲基咪唑(IM1)和1-羟乙基-3-甲基咪唑氯化物(IM2)的方法。配制25个样本作为校正集,采用偏最小二乘回归方法和留一交互验证法分别建立IM1和IM2的回归模型,并采用5个样本作为独立验证集评价模型的预测性能。校正模型用于预测氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑离子液体合成体系中IM1和IM2含量。结果表明紫外光谱法结合偏最小二乘回归可实现氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑离子液体合成过程的近实时监测。     

具有最低共沸点难分离物系变压精馏分离

变压精馏是根据物系压力改变引起液体混合物共沸点组成变化,进而使共沸物系得以分离的一种有效分离方法。具有最低共沸点的液体混合物分离是化工过程中常见的分离难题。本文在热力学分析基础上研究了四氢呋喃与乙醇、环己烷与苯混合物这类典型的最低共沸液体混合物的变压精馏可行性,提出变压精馏分离四氢呋喃-乙醇液体混合物工艺流程,以NRTL-RK为物性计算方法,利用Aspen Plus模拟软件对变压精馏分离工艺过程进行分析及模拟,并对工艺参数进行优化。结果表明:在常压塔和8atm高压塔组成的双塔流程中变压精馏能将四氢呋喃-乙醇最低共沸混合物进行较好的分离,指出本文提出的研究方法可为具有最低共沸点液体混合物分离工艺的建立提供更加有效的指导。     

变性燃料乙醇的快速近红外光谱(DA7200)分析

本文论述了采用近红外光谱DA7200的液体分析装置检测变性燃料乙醇主要成分含量的方法。讨论采用偏最小二乘法(PLS)建立校正模型过程中样品预处理及利用常规吸收峰优选波长的方法。经验证：水分、乙醇、甲醇、变性剂的预测值与浓度参考值具有良好相关性(相关系数大于0．96),测量重复性变异系数(CV)优于2％。结果表明,近红外光谱DA7200的液体分析装置可以满足变性燃料乙醇主要成分含量的实际测量要求,并可作为在线分析的参考模式。     

基于近红外光谱与SIMCA快速识别乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂牌号的定性方法

利用近红外光谱与族类独立软模式方法(SIMCA)对不同牌号的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物树脂进行快速定性分析。利用漫反射测量方式与傅里叶近红外光谱仪测量样本的近红外光谱,并利用SIMCA方法对训练集样本建立类别定性模型及预测验证集样本的牌号。结果表明,近红外光谱经过导数与MSC预处理后,利用主成分分析方法将光谱数据降维得到光谱的主成分信息,选用前3主成分建立的EVA树脂牌号的定性识别模型,对24个验证集样本的预测准确度为100%。基于近红外光谱与SIMCA定性方法可以用于EVA树脂牌号的快速识别。     

含氟双二苯乙炔液晶的合成及液晶性

为开发光子学领域的器件所需要的低黏度及双折射大的混合液晶材料,笔者设计及完成适于工业化的一系列新型含氟双二苯乙炔类液晶的合成。利用有加热台光学显微镜及差示扫描量热法(DSC)研究表明,所列含氟双二苯乙炔液晶都是向列相液晶,单个2,3,5,6-四氟亚苯基有利于向列相的形成,不仅具有高清亮点,还具有宽的液晶温度区间。介绍了含氟双二苯乙炔液晶的合成方法以及结构与液晶性的相关性,此类液晶非常适于制备稳定的液晶混合物。     

基于结构导向集总的废弃油脂催化裂化分子尺度动力学模型

利用结构导向集总与Monte Carlo模拟方法相结合构建了废弃油脂催化裂化反应的分子尺度动力学模型。模型选取17个结构向量表示废弃油脂分子,生成1000个原料分子表示废弃油脂原料,利用模拟退火算法对原料矩阵进行优化,同时针对废弃油脂体系的脱氧反应新增12条反应规则,利用Materials Studio 8.0软件求取其速率常数,完成动力学模型的构建。结果表明模型可以很好地对原料性质和产物分布进行预测,模拟值与实验值的绝对误差都在比较合理的范围内,说明求取的速率常数和编制的反应规则是合理的。     

四氢呋喃-乙醇变压精馏分离

共沸混合物分离是化工过程中常见的分离难题。变压精馏是根据物系压力改变而使液体混合物共沸点组成发生变化,进而使共沸物系得以分离的一种有效分离方法。在热力学分析基础上,提出了四氢呋喃-乙醇液体混合物变压精馏分离双塔工艺流程。以NRTL-RK为物性计算方法,利用Aspen Plus模拟软件对变压精馏分离工艺过程进行分析及模拟,并对工艺参数进行优化。研究结果表明:在常压塔和0.8 MPa高压塔组成的双塔流程中变压精馏可将四氢呋喃-乙醇最低共沸混合物进行较好的分离。     

基于结构导向集总的废弃油脂催化裂化分子尺度动力学模型

利用结构导向集总与Monte Carlo模拟方法相结合构建了废弃油脂催化裂化反应的分子尺度动力学模型。模型选取17个结构向量表示废弃油脂分子,生成1000个原料分子表示废弃油脂原料,利用模拟退火算法对原料矩阵进行优化,同时针对废弃油脂体系的脱氧反应新增12条反应规则,利用Materials Studio 8.0软件求取其速率常数,完成动力学模型的构建。结果表明模型可以很好地对原料性质和产物分布进行预测,模拟值与实验值的绝对误差都在比较合理的范围内,说明求取的速率常数和编制的反应规则是合理的。