萃取分离低浓度DMF含盐废水的液-液平衡研究

利用液-液平衡釜测定了在常压下,温度为293.15K,Na2SO4质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%条件下的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-水-氯仿体系的液-液平衡数据。实验结果表明,随着盐浓度的增加,DMF的选择性系数增大。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了热力学关联,回归得到该体系的二元交互性参数,并得到了模型参数随盐浓度变化的规律。运用回归得到的模型参数对该体系的液-液相平衡数据进行了预测,计算值与实验值的相对均方根误差在7.15%以内,绝对平均误差在1.46%以内,说明NRTL模型能较好地预测该体系的液-液平衡关系,可为萃取分离低浓度DMF含盐废水提供了工艺设计和模拟优化的基础数据。     

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.     

甲醇-丙酸甲酯二元体系汽液平衡数据的测定与关联

采用改进的Rose釜测定了常压下甲醇-丙酸甲酯二元体系的汽液平衡数据,用Herington检验法对实测数据进行了热力学一致性检验。用Aspen plus7.2软件,对Wilson,NRTL活度系数模型进行关联,回归出相应的二元交互作用参数。与实验数据相比较,用Wilson模型预测的汽相组成其平均相对偏差为0.20%,温度平均偏差为0.10℃;NRTL模型的偏差分别为0.58%和0.09℃,可满足工程上分离设计的需要。     

合成ε-己内酯相关体系气液平衡数据的测定与关联

采用Rose气液平衡釜测定了20 kPa和30 kPa下ε-己内酯-环己酮与乙酸-环己酮二元体系的气液平衡数据,使用Herington面积积分法对不同压力下的实验数据进行热力学一致性检验;并应用Aspen Plus v7.1软件Wilson活度系数模型与NRTL活度系数模型回归得到二元交互参数,将此模型关联得到的气相摩尔分数、平衡温度的计算值与实验值相比较,并对实验数据绘制出T-x-y相图。实验结果表明,所得数据均符合热力学一致性;在ε-己内酯-环己酮体系中气相摩尔分数和平衡温度的标准差均分别小于等于0.001 1和2.38,乙酸-环己酮体系中气相摩尔分数和平衡温度的标准差均分别小于等于0.001 1和1.46,说明所选模型对各二元体系的拟合结果与实验数据吻合良好。     

环丁砜 苯、环丁砜 甲苯体系常压汽液平衡数据的测定与关联

用Rose釜测定了环丁砜-苯和环丁砜-甲苯体系的常压汽液平衡数据。用维利方程计算汽相的逸度系数,用Antoine方程计算饱和蒸汽压,用NRTL方程计算液相的活度系数。将NRTL参数写成温度的函数,回归得到了两体系的NRTL参数。取得了满意的拟合结果。     

苯乙烯-邻二甲苯-环丁砜三元体系等压汽-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下的汽液平衡数据。实验结果经Herrington面积法校验符合热力学一致性。分别用Vanlaar、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Prausniz推荐的极大似然估计,利用Nelder-Mead扩展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,拟合精度较为满意。     

应用PRO/Ⅱ软件研究碳酸二甲酯-甲醇体系和氨-甲醇体系的汽液平衡

采用化工流程模拟软件PRO/Ⅱ对常压下碳酸二甲酯(DMC)-甲醇汽液平衡数据进行关联,考虑最低共沸点和甲醇沸点间汽液平衡数据的权重关系,回归得到了NRTL模型的二元交互参数,模型的计算值与实验值吻合较好,甲醇气相组成的平均相对偏差为0.13%,温度的平均相对偏差为0.04%。提出了氨-甲醇体系汽液平衡的研究在尿素醇解法制备DMC分离工艺中的重要性,对文献报道的氨-甲醇汽液平衡数据进行关联,得到了Wilson模型的二元交互作用参数,所得参数可在较宽温度和压力范围内使用。对碳酸二甲酯-甲醇体系、氨-甲醇体系所建立的模型可靠,可为工业生产提供理论指导。     

亚硝酸乙酯-乙醇二元体系常压汽液平衡研究

采用改进的Rose平衡釜测定了亚硝酸乙酯-乙醇二元体系在常压下的汽液平衡数据,分别用NRTL和UNIQUAC热力学模型对实验数据进行了关联得到模型参数,并进行了热力学一致性检验。结果表明,二种不同模型的计算结果与实验值都较为吻合,为工程设计提供了数据支持。     

糠醛/异佛尔酮-二乙氧基甲烷-水三元体系的液液相平衡

测定了在大气压下308.2K、318.2K和328.2K时糠醛-二乙氧基甲烷-水和异佛尔酮-二乙氧基甲烷+水的液液相平衡数据,得到体系三元相图。由实验数据计算得到的分配系数和分离因子其值均高于1,表明糠醛和异佛尔酮作为萃取剂具有较好的萃取能力和较高的选择性;采用Othmer-Tobias和Bachman经验方程验证了实验数据的准确性和可靠性;利用NRTL和UNIQUAC热力学模型对实验数据进行关联,相对均方根偏差(RMSD)均低于0.0071,表明NRTL和UNIQUAC都能很好地关联三元体系的实验数据。     

碳五与N-甲基吡咯烷酮常压汽液平衡数据的测定及关联

利用气相单循环的小型汽液平衡釜测定了异戊二烯-N-甲基吡咯烷酮(NMP)、1-戊烯-NMP、异戊二烯-1-戊烯-NMP物系的常压(101.3kPa)汽液平衡数据。其中两个二组分物系的汽液平衡数据均通过了Herington法的热力学一致性检验,利用NRTL模型对实测数据进行了关联和估算,汽相摩尔分数的实验值和计算值的平均相对偏差均小于0.32%。实验结果表明,异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系均不形成共沸物;利用得到的异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系的NRTL方程参数对异戊二烯-1-戊烯-NMP三组分物系的汽液平衡数据进行预测,精度良好,可满足工程设计的需要。     

苯-环己烷-甲基环己烷-DMF体系汽液平衡数据的测定与关联

采用改进的Ｒｏｓｅ釜，测定了１０１．３ｋＰａ下，苯（１）－ＤＭＦ（２）、环己烷（１）－ＤＭＦ（２）、环己烷（１）－甲基环己烷（２）３组二元体系，以及苯（１）－环己烷（２）－ＤＭＦ（３）三元体系，苯（１）－环己烷（２）－甲基环己烷（３）－ＤＭＦ（４）四元体系的ＶＬＥ数据。３组二元体系的ＶＬＥ数据均通过了积分法和微分法热力学一致性检验，应用ＮＲＴＬ和ＵＮＩ－ＱＵＡＣ模型及ＰＲ方程关联了二元体系的ＶＬＥ数据，并推算了上述三元和四元体系ＶＬＥ数据。     

碳五馏分与加盐二甲基甲酰胺常压汽液平衡数据的测定及关联

以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用小型气相循环釜测定了NaCl,KNO_3,KCOOH,NaSCN,KSCN 5种盐对1-戊烯-异戊二烯物系相对挥发度的影响;在101.3 kPa下测定了碳五组分(异戊二烯、1-戊烯和环戊烯)与DMF+NaSCN 3组物系的汽液平衡数据。实验结果表明,加入NaSCN时,1-戊烯对异戊二烯相对挥发度的增幅最大,在DMF中NaSCN适宜的质量分数为4%;3组物系的汽液平衡数据符合热力学一致性检验。用NRTL模型对汽液平衡数据进行了关联,得到模型参数,汽相组成最大偏差为0.87%,温度的最大偏差为1.00 K。     

醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系等压汽液平衡数据的测定

采用改进的 Rose 汽液平衡釜,在13.33 kPa 下,测定了醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的等压汽液平衡数据,实验数据通过了热力学一致性检验。N,N-二甲基甲酰胺与醋酸物系有最高共沸点。考虑醋酸在汽相中的缔合效应和非理想性,分别采用 van Laar,Wilson,NRTL 横型对醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的汽液平衡数据进行关联,得到相应的模型参数。关联结果表明,NRTL 模型关联的结果较好,温度平均绝对偏差为0.47 K,醋酸在汽相中摩尔分数的平均绝对偏差为0.006 7。用 NRTL 方程推算出醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的共沸温度为370.70 K,共沸组成中醋酸摩尔分数为0.383 0。     

N,N-二甲基甲酰胺和乙醇、乙酸乙酯二元物系常压汽液平衡数据的测定

利用气相单循环平衡釜测定了乙醇-N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯-N,N-二甲基甲酰胺二元物系的常压(101.3kPa)汽液平衡数据。所测数据通过了Herington法的热力学一致性检验,利用W ilson方程和修正的UN IFAC方程对实验数据进行关联和估算。汽相摩尔分数的实验值和计算值的平均相对偏差均小于0.78%。实验结果表明,乙醇-N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯-N,N-二甲基甲酰胺二元物系均不形成共沸物。     

乙酸乙酯-N,N-二甲基甲酰胺-水三组分物系液液平衡数据的测定及关联

为选择适用于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)废水处理的萃取剂,在常压下,用液液平衡釜测定了30,35,40,45,50℃时乙酸乙酯-DMF-水三组分物系的液液平衡数据。采用NRTL和UNIQUAC方程对液液平衡的实验数据进行关联,得到了不同温度下的乙酸乙酯-DMF-水三组分物系的方程参数。采用经验式对不同温度下的方程参数进行关联,得到方程参数的温度经验式。对乙酸乙酯-DMF-水三组分物系,采用UNIQUAC方程关联结果较好,利用UNIQUAC方程计算的温度值与实验值的平均偏差为0.031 0;组分的最大平均偏差为0.017 9。     

碳五与二甲基甲酰胺+离子液体二组分物系汽液平衡数据的测定与关联

采用小型气相循环釜测定了不同离子液体1-戊烯对异戊二烯的相对挥发度(α12)的影响;在101.3 kPa下,测定了异戊二烯、1-戊烯、2-甲基-1-丁烯和环戊烯与二甲基甲酰胺(DMF)+1-己基-3-甲基咪唑六氟硼酸盐([hmim]PF6)4个二组分物系的汽液平衡数据;用NRTL方程对汽液平衡数据进行了关联。实验结果表明,[hmim]PF6对α12影响最大;适宜的[hmim]PF6用量为其在DMF中的含量为4%(w);4个二组分物系的汽液平衡数据符合热力学一致性检验;用NRTL方程对4个二组分物系进行计算,温度的最大偏差为1.59℃,汽相摩尔分数最大偏差为0.016 4,NRTL方程可用于碳五-DMF+[hmim]PF6物系的热力学数据的计算。     

费-托合成混醇萃取精馏模拟研究

对费-托合成煤制油过程副产物混醇的萃取精馏脱水工艺进行模拟研究,向某企业混醇模拟原料中分别添加乙二醇（EG）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）3种溶剂,通过UNIFAC模型评价3种溶剂的萃取精馏脱水效果来选取最佳萃取剂,并应用于模拟混醇料液的相平衡和连续精馏试验。结果表明：EG、DMSO对混醇原料体系的萃取精馏脱水效果明显优于DMF,综合考虑萃取剂的稳定性等因素,选取EG作为混醇原料的最佳脱水萃取剂;采用EG作为萃取剂时,不同溶剂比(萃取剂与混醇的体积比）对模拟混醇料液脱水效果的试验结果和UNIFAC模拟结果吻合较好,随着溶剂比增加,精馏塔塔顶组分中的水含量降低,当溶剂比为3∶1 时,塔顶混醇馏分中水质量分数可降至0.5%以下。     

C_4烃在DMF中的相对挥发性

利用静态法测定了不同温度下Ｃ４烃在ＤＭＦ中的蒸气压与组成的关系曲线，与纯Ｃ４的蒸气压曲线比较，可以看出，ＤＭＦ改变了正丁烷与其它Ｃ４烃之间的相对挥发性关系，这为萃取精馏法分离烷烃和烯烃提供了依据。为了验证，还测定了正丁烷和１－丁烯在ＤＭＦ中的相对挥发度。     

萃取精馏脱除MTBE中DMDS的分子模拟和气液相平衡研究

采用连续极化模型计算方法,对比研究了不同萃取剂与硫化物分子间的相互作用,在此基础上,通过Ellis平衡蒸馏实验测定模型硫化物二甲基二硫醚(DMDS)在甲基叔丁基醚(MTBE)和几种不同萃取剂中的气液相平衡数据,同时结合萃取剂基本性质,优选了MTBE萃取精馏脱硫适宜的萃取剂。量子化学计算结果表明,几种萃取剂与DMDS之间的相互作用由大到小的顺序为:二甲亚砜(DMSO)环丁砜(SULF)N,N-二甲基甲酰胺(DMF)N-甲基吡咯烷酮(NMP)二甘醇(DEG)。Ellis平衡蒸馏试验结果表明,各萃取剂对MTBE中DMDS的选择性由大到小的顺序为:DMSOSULFDMFNMPDEG,与量子化学计算结果相吻合,其中DMSO对DMDS的选择性最好,是MTBE萃取精馏脱硫适宜的萃取剂。此外,还建立了可用于预测不同剂油比下气液相平衡行为的经验关联式,为MTBE萃取精馏脱硫工艺设计及开发提供基础数据和理论依据。     

二甲胺与二甲基甲酰胺溶剂回收流程改造

实验研究了二甲胺(DMAM)在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂回收系统中对甲酸生成的抑制作用,得到了DMF焦油酸度随二甲胺加入比例的变化规律;对实验数据进行了回归,得到了对实际生产具有一定指导作用的通用性方程式;提出了DMF溶剂回收过程的工艺流程改造方案。