乙酸乙酯-乙醇-水与甘油体系的液液平衡数据测定及关联

液液平衡数据的测定及热力学模型的研究是化学工程中的重要内容之一,虽然目前已有大量的液液平衡数据发表,但仍有很多物系的相平衡数据有待于人们来测定和研究.本研究选取甘油作为乙酸乙酯液液萃取分离的萃取剂.采用色谱法测定乙醇在甘油中的无限稀释活度系数,并采用单参数法关联UMQUAC方程中的模型参数;采用液液平衡釜测定乙酸乙酯-水、乙酸乙酯-甘油二元体系和乙酸乙酯-乙醇-甘油、乙酸乙酯-水-甘油、乙酸乙酯-乙醇-水三元体系LLE数据,采用最小方差法关联UNIQUAC方程中的模犁参数,并关联二元及三元LLE数据;利用六对模型参数模拟四元LLE数据,并与实验值相比较,实验与计算误差均小于5%.实验值与模拟值吻合较好,精度满足要求,从而可以为液液萃取的工艺改进模拟计算提供可靠的热力学基础数据.另外该体系的液液相平衡数据对于乙酸乙酯的提纯有实际的应用价值.     

甲醇-环己酮二元体系汽液平衡的测定与关联

用改进的Ellis汽液平衡釜测定甲醇-环己酮二元体系常压汽液平衡数据,并校验实验数据的Herington热力学一致性,结果表明实验数据满足热力学一致性要求.以汽相组成的误差平方和作为目标函数,分别用Willson和NRTL方程关联实验数据,得两热力学方程的模型参数.汽相组成的模型计算值与实验值的平均相对偏差分别为0.56%和1.10%.     

碳酸二乙酯-草酸二乙酯二元体系汽液平衡数据的测定与关联

测定了碳酸二乙酯草酸二乙酯二元体系常压汽液平衡数据，利用二元体系的汽液平衡实验数据，运用Visual Basic计算机语言，采用EOS γ法分别用Wilson和NRTL方程模拟计算了碳酸二乙酯-草酸二乙酯二元体系在常压下的汽液平衡并进行了关联，其平均偏差分别为0．0309和0．0201，并进行了热力学一致性检验，两种不同模型的计算结果与实验值都较为吻合，其中以NRTL拟合结果为更好。     

乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系中三元及四元体系的汽液平衡数据测定及推算

设计了液液平衡釜,测定乙酸乙酯-乙醇-甘油、乙酸乙酯-水-甘油及乙醇-水-甘油三元体系的VLE数据;以Wilson方程为平衡模型,由两对二元模型和三元体系的VLE实验数据关联第三对模型参数;测定乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系的VLE数据,由二元模型参数及三元体系的VLE实验数据计算乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系的VLE数据并与实验数据比较;本文测定结果及计算结果为乙酸乙酯-乙醇-水、乙酸乙酯-乙醇体系的萃取分离模拟计算及试验提供基础数据。     

盐酸-水-盐体系的汽液平衡预测

电解质溶液汽液平衡的预测和计算是加盐萃取精馏模拟的基础,准确计算电解质溶液的汽液平衡有重要的理论和实际意义。本文应用Chen的电解质溶液NRTL模型,根据电解质-水二元体系的汽液平衡数据回归的二元参数．对盐酸-水-氯化钙与盐酸-水-氯化镁两种体系的汽液平衡进行了预测,温度的平均绝对误差分别为0．32(K)和0．39(K),汽相摩尔分数的平均绝对误差分别为0．0080和0．0070。计算结果与文献数据比较一致。     

SRK-WS-COSMOSAC模型关联二元体系汽液平衡

基于量子力学计算的真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)在预测纯组分饱和蒸汽压、混合物汽液平衡、液液平衡等方面已取得重要进展,但在模型参数的优化方面还不尽人意.COSMO-SAC(segment activity coefficient)活度系数模型是COSMO-RS模型的1种改进形式,在汽液平衡预测方面能够符合热力学一致性.本文通过WS混合规则将COSMO-SAC与SRK状态方程结合应用于二元体系汽液平衡数据的关联,首次利用牛顿-拉夫逊迭代算法获得多个二元体系最优化的二元交互作用系数k12,填补文献空白.在较宽温度和压力范围内对不同类型二元体系(包括烃与烃,烃与醇,烃与酮,烃与酯,以及醇与水等)汽液平衡数据进行关联的结果表明,采用最优化的二元交互作用系数k12后,模型的计算精度大大提高,与实验数据吻合良好.尤其对醇-水等体系,优化后的模型关联精度明显优于文献数据.     

二甲醚-甲醇二元体系汽液平衡的测定与计算

在0～1.45MPa压力范围内,测定了293．15K、323．15K、353．15K、373．15K温度下二甲醚-甲醇二元体系的汽液相平衡数据。利用气相色谱检测汽液相组成,对测定数据进行了热力学计算,采用PR方程计算气相各组分的逸度系数,利用NRTL和UNIFAC法计算液相活度系数。两种不同模型计算值与实验值符合良好,汽液相平衡数据经Herington面积法校验满足热力学一致性检验。     

盐-水-乙醇-乙二醇体系汽液平衡的预测

电解质溶液汽液平衡的预测和计算是是热力学的一个重要研究领域,是加盐萃取精馏模拟计算的重要基础,精 确的推算电解质溶液的汽液平衡数据有着十分重要的理论和实际意义。本文改进了计算电解质溶液汽液平衡的LI- QUAC模型,用计算水-乙醇-乙二醇体系汽液平衡更为精确的NRTL模型代替lIQUAC模型中的UNIFAC模型来计 算溶剂分子间相互作用对超额Gibbs自由能的影响,并据此推算出两种盐-水-乙醇-乙二醇体系的汽液平衡数据, 与本文实验数据及文献数据比较,结果比较满意。该模型对电解质溶液汽液平衡的进一步研究以及加盐萃取精馏的工 程计算均具有一定的指导意义。     

碳酸二甲酯-甲醇-糠醛三元体系汽液平衡数据的推算与关联

测定了DMC-CH_3OH,DMC-C_5H_4O_2,CH_3OH-C_5H_4O_2二元体系汽液平衡实验数据,利用二元体系的汽液平衡数据,运用C语言用NRTL状态方程模拟推算了碳酸二甲酯-甲醇-糠醛三元体系在常压下的汽液平衡,并对数据进行了关联。为建立精馏分离碳酸二甲酯-甲醇二元共沸体系的数学模型提供了必要的VLE数据。     

乙醇-甲苯-水-氟化钾液液平衡数据的测定及关联

实验采用液液平衡釜测定常压下、298.15 K时乙醇-甲苯-水-氟化钾(KF)四元体系的液液平衡数据,计算了水+KF混合萃取剂对乙醇的选择性系数和分配系数,二者都远大于1。采用Rajendran改进的Eisen-Joffe方程对液液平衡数据进行可靠性检验,计算方程的最大标准差为0.05,最低相关系数为0.993。并使用Aspen数据回归模块,采用NRTL模型对实验体系的液液平衡数据进行回归,得到相应热力学模型参数,将实验值与计算值进行对比,绘制了四元体系的拟三元液液平衡相图,结果表明,NRTL模型可以很好的关联实验数据,相对均方根差最大值为1.4626%。     

甲酸-水-N-甲基吡咯烷酮体系等压汽液平衡的研究

在常压下测试甲酸-水、甲酸-N-甲基吡咯烷酮、水-甲酸-N-甲基吡咯烷酮的汽液平衡数据。考虑甲酸在汽相中的缔合效应,用维里方程和Hayden-O'connell关联式修正了汽相的非理想性,并用非线性最小二乘法关联前2对二元体系的汽液平衡数据,得NRTL和Wilson方程的模型参数。以NRTL模型参数预测三元体系汽液平衡数据,温度平均偏差为1.76℃,甲酸的汽相平均偏差为0.032 2,水的汽相平均偏差为0.040 4;以Wilson模型参数预测三元体系汽液平衡数据,温度平均偏差为1.66℃,甲酸的汽相平均偏差为0.027 5,水的汽相平均偏差0.011 6,可见2个模型预测值均与实验值吻合良好,而Wilson模型的关联精度较高。     

碳酸二甲酯—甲醇二元体系汽液平衡数据的推算与关联

利用共沸点数据,分别用Wilson,NRTL和UNIFAC方程模拟计算了碳酸二甲酯－甲醇二元体系在常压下的汽液平衡,3种不同模型的计算结果与实验值都较为吻合,其中以UNIFAC方程的拟合结果为最好。     

汽-液-液三相平衡计算研究

汽-液-液三相平衡计算兼有汽-液平衡与液-液平衡过程,是多相平衡计算的基础。相对于两相平衡计算,三相平衡计算参数和非线性方程数增加,计算难度相对增大。首先分析汽-液-液三相平衡数学模型,主要包括物料平衡、相平衡和能量平衡方程,其次选用平衡常数法计算汽-液-液三相平衡,包括初值的选取及迭代计算,最后用开发的汽-液-液三相平衡方法计算工业实例,并与化工流程模拟软件Aspen Plus计算结果对比,对三相平衡计算方法的准确性进行验证。结果表明该方法计算结果与Aspen Plus软件计算结果相比,各相分率及组成的相对偏差较小,计算精度较高,可用于汽-液-液三相平衡体系的计算。     

醋酸甲酯-丙烯酸甲酯-醋酸-丙烯酸四元体系汽液相平衡的测定关联与精馏模拟

本文系统地测定了醋酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸和丙烯酸体系的二元汽液相平衡实验数据,为生产丙烯酸新工艺后续产物的分离提供了数据支撑。同时采用NRTL活度系数模型对所测相平衡数据进行了热力学关联,回归了相应的模型参数。经验证模型的预测值和实验值相吻合。在此基础上,利用Aspen Plus模拟软件对该四元体系丙烯酸的分离进行了流程模拟及优化。模拟结果实现了高纯净产品的分离,为丙烯酸新工艺分离技术的工业化提供了重要的指导。     

丁酮-醋酸异丙烯酯等压汽液平衡数据的测定和关联

为了给醋酸异丙烯酯异构化制乙酰丙酮工艺的产物分离提供基础热力学数据,用改进的埃利斯(Ellis)平衡蒸馏器测定了常压下丁酮-醋酸异丙烯酯体系的汽液平衡数据。结果表明,实验数据经Herington面积法热力学一致性检验。采用活度模型Wilson方程和NRTL方程对实验数据进行了关联,计算结果与实验数据均较为吻合。同时关联得到了两方程的模型参数,可满足工程设计的需要。     

甲基三氯硅烷-二甲基二氯硅烷-苯体系中二元体系的汽液平衡数据推算

在预测卤化硅烷体系性能时,通过改变溶液的混合规则来确定预测方案。估算了甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯相互之间组成的二元体系在恒压101.325 kPa下的相互作用参数,这种估算是基于把汽相看成理想溶液来实现的,而且采用matlab优化工具箱中的非线性最小二乘法用Wison模型关联了实验数据,预测结果比文献更逼近实验数据。这些二元体系汽液平衡数据为卤硅烷的生产提供了理论依据。     

正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系汽液平衡研究

测量了不同压力下正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系等压汽液平衡数据，确定了该体系Wilson方程模型参数，并以Wilson方程为汽液平衡模型，采用微机模拟计算了以邻苯二甲酸二丁酯为溶剂，萃取精馏分离正己烷-甲基环戊烷混合物的分离结果，结果表明，萃取精馏分离该混合物效果良好。     

1-辛烯—苯,甲苯,对二甲苯—环丁砜体系液液平衡数据的测定与关联

用平衡釜法测定了常压下,323.15 K下1-辛烯—苯,甲苯,对二甲苯—环丁砜体系的三组三元液液平衡数据,并应用Othmer-Tobias关联式对数据质量进行检验。然后用NRTL模型对所测数据进行了热力学关联,得到了相应的二元能量交互作用参数,并由这些参数对实验点进行理论计算,由均方误差以及平均绝对误差值结果显示,计算值与实验值吻合良好,说明NRTL模型均可适用于芳烃抽提过程的模拟和计算。     

苯-噻吩-NMP三元体系汽液平衡的GEMC模拟

本研究采用了吉布斯系综蒙特卡洛方法(GEMC)对苯-噻吩-NMP三元体系在101.33 k Pa、4个温度点下的汽液平衡性质进行模拟计算。采用Tra PPE-EH力场模拟苯分子和噻吩分子,用OPLS-AA力场模拟NMP分子。得到的模拟结果与实验值吻合良好,证明了Tra PPE-EH力场以及OPLS-AA力场可以共同用于三元体系汽液平衡的预测,具有兼容性。对平衡液相的径向分布函数(RDF)的分析表明,由于NMP的加入,苯和噻吩的相互作用减弱,同时平衡液相中NMP与噻吩的相互作用强于NMP与苯的相互作用,整体表现为苯和噻吩的相对挥发度的增大。模拟结果也证明了几何平均以及算数平均混合规则在预测性质相近的原子的相互作用时精度接近,可以混用。     

汽液平衡测定中温度和压力的实时控制系统

本工作建立了微机联机的温度和压力实时控制系统。用该装置测定了多个体系的等温、等压和等组成汽液平衡数据,均获得了满意的结果。本文以循环法测定汽液平衡数据为例,简述了该系统的装置、控制方案、系统软件及其应用结果。