汽液相平衡中无模型法的计算及应用

汽液相平衡计算是化工过程开发及优化设计的基础。汽液相平衡计算的核心是确定体系处于平衡状态时,温度T、压力p、液相组成x及汽相组成y 4个变量之间的关系。在这4个变量中,汽相组成一般难以准确测定,低浓度汽相组成的测定偏差更为明显,因此一般实验测定T、p、x,用热力学方法推算y。由T、p、x数据推算y的方法分为模型法和无模型法两种,无模型法由于不需要考虑各种活度系数模型的使用限制条件而备受国内外学者的关注。通过分析无模型法的原理,按照直接法和间接法两部分对目前无模型法的发展历程进行归纳综述,着重比较了各方法的适用体系、收敛速度和计算精度等方面,总结了几种常用方法的应用情况,并对无模型法未来的研究方向进行了展望。     

静态蒸汽总压法研究二氟二氯甲烷-乙醚、乙醚-丙酮二元系的恒温汽液平衡

新研制了带视镜的高压静态平衡器,可以观察平衡系统内相的分布情况及准确测定相体积,测压范围0～10MPa,实验在1/2全浓度范围内可连续进行.用此平衡器测定了二氟二氯甲烷、乙醚、丙酮在常沸点以上的蒸汽压以及二氟二氯甲烷-乙醚、乙醚-丙酮2对二元系的加压汽液平衡,获得了T、p、n_T、z以及V~g的数据.进一步用物料衡算与由T、p、x推算y的方法相结合,计算了平衡相组成x和y.汽相逸度系数用改进的PR状态方程计算.     

静态蒸汽总压法研究二氟二氯甲烷-乙醚、乙醚-丙酮二元系的恒温汽液平衡

新研制了带视镜的高压静态平衡器,可以观察平衡系统内相的分布情况及准确测定相体积,测压范围0～10MPa,实验在1/2全浓度范围内可连续进行.用此平衡器测定了二氟二氯甲烷、乙醚、丙酮在常沸点以上的蒸汽压以及二氟二氯甲烷-乙醚、乙醚-丙酮2对二元系的加压汽液平衡,获得了T、p、n_T、z以及V~g的数据.进一步用物料衡算与由T、p、x推算y的方法相结合,计算了平衡相组成x和y.汽相逸度系数用改进的PR状态方程计算.     

中压下由温度、压力与液相组成确定二元系平衡汽相组成

本文提出了一种在中压条件下由温度T、压力p与液相组成x确定平衡汽相组成y的方法。选一个能同时适用于汽液两相的状态方程,用T、p、x数据拟合得出该方程的可调参数,即可同时求得y。对大量文献数据的计算结果表明,该方法是可靠的。使用该方法对我们测定的甲醇—丙酮、二氟二氯甲烷—正戊烷、二氟二氯甲烷—丙酮三对二元系在常沸点以上的平衡蒸汽总压进行计算,得到了完整的T、p、x、y平衡数据。     

确定流动汽液平衡釜总压的直接法

本文提出了两种由体系温度(T)及汽液相组成(y,x)推算总压(P)的直接法。对二元体系,如果忽略气相非理想性,计算总压的公式如下: 式中P_1~0、P_2~0分别为组分1、2的饱和蒸汽压,P为在y_1~0组成下的总压。 P=y_1x_1P_1~0+y_2x_2P_2~0 式中:y_1、y_2分别为组分1、2的活度系数,可由图解积分法求得。用T、x、y、P均已知的体系数据,对上述两方法进行验算,结果计算值与实验值吻合。此法可直接确定用流动平衡釜测汽液平衡时的总压;对同时测定了T、x、y、P的体系可进行逐点的P检验。     

汽液相平衡中无模型法的计算及应用

汽液相平衡计算是化工过程开发及优化设计的基础。汽液相平衡计算的核心是确定体系处于平衡状态时,温度T、压力p、液相组成x及汽相组成y 4个变量之间的关系。在这4个变量中,汽相组成一般难以准确测定,低浓度汽相组成的测定偏差更为明显,因此一般实验测定T、p、x,用热力学方法推算y。由T、p、x数据推算y的方法分为模型法和无模型法两种,无模型法由于不需要考虑各种活度系数模型的使用限制条件而备受国内外学者的关注。通过分析无模型法的原理,按照直接法和间接法两部分对目前无模型法的发展历程进行归纳综述,着重比较了各方法的适用体系、收敛速度和计算精度等方面,总结了几种常用方法的应用情况,并对无模型法未来的研究方向进行了展望。     

异戊醇-乙二醇体系等压汽液相平衡研究

利用双循环汽液平衡釜测定 10 1.3kPa下异戊醇 乙二醇体系的汽液平衡数据x y t,并运用该实验结果 ,进一步获得组分的液相活度系数。实验数据经Herrington方法检验 ,表明符合热力学一致性。用Wil son模型对该实验数据进行处理 ,计算结果与实验值的平均绝对偏差为 0 .0 0 6 3,取得满意的效果。     

一异丙醇胺-二异丙醇胺-水体系汽液平衡预测和推算

主要利用UNIFAC基团贡献法预测一异丙醇胺-二异丙醇胺-水三元体系的汽液平衡数据,同时又根据UNIQUAC二元模型参数推算上述三元体系的汽液平衡。预测值和推算值分别与实验测定的一异丙醇胺-二异丙醇胺-水三元体系在338、353、368 K下的恒温汽液平衡数据进行比较,三者符合良好,为该三元体系平衡数据的获得提供了又一途径。     

3-羟基丁醛和3-羟基丁酸体系等温汽液平衡数据的测定与关联

利用汽液双循环的玻璃平衡釜测定了327.65K和332.65K下3 羟基丁醛和3 羟基丁酸体系的汽液平衡数据。采用积分法对其进行了热力学一致性检验,并用Wilson模型对该实验数据进行了关联。方程的计算平均误差分别为0.0279和0.0776,这表明Wilson模型适合本体系的汽液平衡数据的关联和预测。     

拟静态法测定汽液平衡的研究

<正>组成分析是汽液平衡测定过程中常常遇到的较为困难的问题,多少年来,人们一直在寻求可靠的实验方法,以使能在较低代价下对汽液平衡数据进行准确测定.沸点计法的较大进展就足以说明这一点.为了提高测定的精度和准确度,拟静态操作在沸点计法测定汽液平衡中得到了应用.为此,研究适合拟静态法的新型沸点计对汽液平衡的测定具有重要的意义.     

气体在石墨化炭黑上吸附平衡的普遍化模型

通过静态容积法测试了CO2和CH4在石墨化炭黑上的吸附平衡数据,温度范围253.2～313.2 K,压力范围0～4.5 MPa.利用Virial方程计算CO2和CH4吸附平衡的亨利常数K,绘制(K·p)-n的普遍化曲线.结果表明,普遍化曲线可以很好地描述不同温度下CO2和CH4的吸附平衡数据,利用普遍化模型能够实现预测...     

聚苯乙烯在超临界丙烷中的溶解度测定

从20世纪70年代末兴起超临界流体技术以来,人们已经对超临界萃取进行了大量的研究．近几年来,研究的热点转向超临界的粒子制备、物质的超临界处理、超临界聚合和聚合物的超临界分离．而在所有的超临界流体技术研究中,一个很重要的基础问题就是需要了解和预测超临界流体的     

油酸甲酯催化加氢制备生物烷烃的热力学分析

采用Benson基团贡献法对油酸甲酯加氢脱氧、加氢脱羰和加氢脱羧制备生物烷烃的热力学进行了分析，计算了613~653 K温度区间内油酸甲酯加氢体系的反应热、反应熵变、反应Gibbs自由能变和标准平衡常数，在此基础上采用PRO/Ⅱ软件中的平衡反应器模型分析了温度对油酸甲酯加氢产物分布的影响并和实验数据进行了对比验证。结果表明，油酸甲酯加氢脱氧、加氢脱羧和加氢脱羰制备生物烷烃的反应均为放热反应，放热量依次递减，各反应在613~653 K范围内均能够自发进行且反应完全。升高温度能够提高平衡产物中油酸甲酯加氢脱羰/羧产物的选择性，降低温度则有利于加氢脱氧产物的选择性，加氢脱氧与脱羰/羧产物选择性的比例随温度从613 K升高到653 K相应从1.92降低到0.56，与实验测得的反应数据变化趋势吻合。     

二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡的测定与计算

利用自吸式搅拌静态平衡釜,测定了333.15、353.15、373.15、393.15 K下二甲醚-甲醇-水三元体系的等温汽液平衡数据.二甲醚在气液相中的含量随压力的提高而增大,随温度的升高而减小.采用状态方程-活度因子法,由PR方程计算气相各组分的逸度因子, NRTL方程计算液相活度因子,进行了二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡数据的热力学计算.模型计算值与实验值吻合良好.     

High pressure vapor-liquid equilibria of binary system 1,1,1-trifluoroethane (HFC-143a)+propane (HC-290)

Isothermal vapor-liquid equilibrium data were measured for the binary mixture of 1,1,1-trifluoroethane (HFC-143a)+propane (HC-290) at six equally spaced temperatures between 268.15 and 318.15 K by using a circulation-type equilibrium apparatus. The phase composition at equilibrium was measured by gas chromatography. The experimental data were compared with the calculated data based on the Carnahan-Starling-De Santis (CSD) equation of state. Good agreement between experimental and calculated data indicates that the CSD equation of state can be used to estimate thermodynamic properties for the mixture of HFC-143a+propane in the range of temperatures between 268.15 and 318.15 K. The binary system of HFC-143a+propane exhibits azeotropes.     

甲苯-正己烯-二甲基亚砜液-液平衡数据的测定与关联

裂解汽油是含有烯烃的重要芳烃资源,二甲基亚砜(DMSO)能够从高烯烃含量组分中选择性萃取芳烃,测定相应体系液-液平衡是裂解汽油中的芳烃萃取过程研究开发的理论基础。测定了常压下293.15、298.15、303.15 K时甲苯-正己烯-DMSO体系液-液平衡数据,获得了三元体系的相图和褶点,并采用Hand方程和NRTL方程进行关联。体系中甲苯对正己烯选择性系数为2～6,表明DMSO萃取分离甲苯和正己烯理论上可行。通过体系液-液平衡关联获得了NRTL方程模型参数,利用NRTL模型对该体系进行计算,计算值与实验值的平均偏差较小,说明NRTL模型适用于该体系的液-液平衡。     

二氧化碳在稠油中溶解度的测定与模型预测

选取华东地区某油田的稠油作为研究对象,采用静态高压相平衡装置,在温度363.15、368.15、373.15 K下,测定了压力2~22 MPa 范围内CO₂-稠油体系的气液两相的平衡组成。将稠油看作假一元组分,通过基团贡献法估算了稠油的临界参数,分别采用P-R 方程和改进的P-T 方程拟合关联所测得的实验数据,得到了CO₂-稠油体系的二元作用参数,最后计算了CO₂-稠油体系的相平衡数据,结果表明改进的P-T 方程的拟合结果要明显优于P-R 方程,更适用于高温高压下CO₂-稠油体系溶解度的数据预测。     

超临界CO2中异丁醇的相平衡研究

Vapor-liquid phase equilibrium data including composition, densities, molar volume and equilibrium constant of isobutanol in supercritical carbon dioxide from 313.2 K to 353.2 K were measured in a variable-volume visual cell. The properties of critical point were obtained by extrapolation. The results showed that critical temperature, critical pressure and critical compressibility factor of CO2-isobutanol system decreased with the increase of critical CO2 content. The phase equilibrium model was established by Peng-Robinson equation of state and van der Waals-2 mixing regulation, and model parameters were determined by optimization calculation of nonlinear least square method. The correlation between calculated values and the experimental data showed good agreement.     

等离子体裂解煤制乙炔碳-氢体系的热力学平衡分析

碳-氢多相多组份体系的化学反应平衡组成可用Gibbs自由能极小化法求得. 计算表明：把C-H体系视为单相体系是不合理的，只有在多相体系下的计算结果才是真正意义上的热力学平衡组成，两种体系在生成乙炔的最佳温度范围和平衡组成两方面都有较大的差别. 得出C-H体系中生成乙炔的最佳温度范围是3400~3800 K的高温区域.