用密度泛函理论研究非极性混合流体表面性质

应用密度泛函理论研究了二元非极性混合流体的表面性质.分子作为球形链处理,不同分子内的两链节相互作用以硬核Yukawa势能表示.为了避免计算中势能作用数值积分截断导致的误差,采用了合理的长程校正方法.根据微扰理论建立了流体的状态方程以计算汽液相平衡.从纯流体汽液相平衡数据回归得分子的链节作用参数ε/k、d和m_s,这些参数预测纯流体表面张力时可获得较好结果.继而引入混合参数k_ij表示不同分子链节作用情况,计算了6种非极性混合流体的汽液相平衡、表面张力、表面密度剖面.结果表明,本方法应用于二元非极性流体混合物时汽液表面张力计算值与实验值符合良好,同时显示某些二元混合流体表面区可能出现组分的相对富集现象.     

PR方程用于低温高压含氢体系汽液平衡计算和结果分析

本文用PR状态方程推算低温高压含氢体系汽液相平衡.在计算中,考虑了正、仲氢的转化,并且采用两种方法考虑了量子效应.结果表明比原PR方程更精确地描述了汽液平衡.     

汽液相平衡测定的研究进展

介绍了汽液相平衡的测定方法、研究现状及气相色谱法在汽液相平衡研究中的应用.     

DMF的力场构建及乙腈-甲醇-DMF三元体系的汽液相平衡模拟

采用量子化学和Gibbs系综Monte Carlo模拟相结合的方法,对TraPPE-UA力场中缺失的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）力场参数进行了补充,为含DMF多元体系的汽液相平衡模拟奠定了基础。采用新构建的力场参数,在NVT-Gibbs系综中计算了DMF的汽液相平衡性质,结果表明该力场能准确计算出DMF的饱和液相密度、蒸气压、沸点、临界值和蒸发焓。在NPT-Gibbs系综中,采用TraPPE-UA力场分别计算了乙腈-甲醇、DMF-甲醇、DMF-乙腈二元混合物的汽液相平衡性质,并与实验值进行了比较。模拟结果与实验值较为吻合,验证了力场模型的可靠性。最后在NPT-Gibbs系综中采用TraPPE-UA力场对乙腈-甲醇-DMF三元体系的汽液相平衡数据进行了预测,为设计和优化乙腈和甲醇的萃取分离过程提供了基础数据。     

醋酸异丙酯-醋酸-水体系汽液相平衡研究

用改进的Rose釜测定了101.33 kPa下醋酸异丙酯-醋酸、醋酸异丙酯-醋酸-水(互溶区内)的等压汽液相平衡数据.考虑了醋酸在汽相中的缔合效应和非理想性,用NRTL、UNIQUAC模型对醋酸异丙酯-醋酸体系汽液相平衡数据进行关联,得到了相应的模型参数.在三元汽液相平衡数据的预测过程中详细讨论了醋酸-水体系汽液平衡数据对预测结果的影响,获得了较优的预测结果.     

RG-CPA方程计算超临界CO2-醇体系汽液相平衡

综合考虑缔合作用和密度涨落的影响,将经重整化群修正的CPA方程（RG-CPA方程）扩展到二元体系汽液相平衡的计算。通过一个温度下的汽液相平衡数据回归得到二元交互作用参数,预测其他温度下的相平衡。采用这种方法计算了超临界CO₂与醇二元体系的汽液相平衡性质和临界曲线。结果表明,RG-CPA方程预测超临界CO₂与醇二元体系的气液相组成和密度具有较高的精度,液相组分平均绝对偏差为0.032,气相组分平均绝对偏差为0.019。与原始CPA方程相比,RG-CPA方程能更好地预测气液临界曲线。     

汽液相平衡研究进展

概述了近年来汽液相平衡的测定方法:直接法(蒸馏法、静态法、流动法、循环法、泡露点法),间接法(饱和蒸汽压法、沸点仪法)和汽液相平衡计算方法(状态方程法和基团贡献法)的研究现状及其发展趋势,对其进一步的研究做了展望。     

含R1234yf混合工质汽液相平衡的混合规则评估与预测研究

含R1234yf混合工质具有系统性能优良且对环境友好的特点,在当前制冷剂迭代中受到了广泛关注。汽液相平衡性质是混合工质的基础热物理性质,其理论计算至关重要。为提高含R1234yf混合工质汽液相平衡数据的计算精度,选取PR状态方程结合vdW、WS、MHV1三种混合规则和NRTL活度系数模型评估了16种含R1234yf二元混合工质的汽液相平衡性质。结果表明,WS混合规则和MHV1混合规则计算性能优于vdW混合规则;vdW混合规则对大多数混合工质计算性能较好。最后提出一种预测模型预测含R1234yf混合工质汽液相平衡性质,预测的相对压力偏差值为0.49%,气相摩尔分数绝对偏差值为0.0031,预测偏差满足工程应用。     

二氧化碳与乙醇和异丙醇的二元汽液平衡

应用汽液双循环高压相平衡装置，测定了二氧化碳－乙醇和二氧化碳－异丙醇二元混合物分别在３０３．１５Ｋ，３１０．１５Ｋ和３２９．１５Ｋ，压力范围为１．７８～１０．０４ＭＰａ下的汽液相平衡数据。用ＤＤＬＣ－ＳＲＫ方程关联两个二元体系的汽液相平衡数据，计算值与实验值吻合良好。     

DMF的力场构建及乙腈-甲醇-DMF三元体系的汽液相平衡模拟

采用量子化学和Gibbs系综Monte Carlo模拟相结合的方法,对Tra PPE-UA力场中缺失的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)力场参数进行了补充,为含DMF多元体系的汽液相平衡模拟奠定了基础。采用新构建的力场参数,在NVT-Gibbs系综中计算了DMF的汽液相平衡性质,结果表明该力场能准确计算出DMF的饱和液相密度、蒸气压、沸点、临界值和蒸发焓。在NPT-Gibbs系综中,采用Tra PPE-UA力场分别计算了乙腈-甲醇、DMF-甲醇、DMF-乙腈二元混合物的汽液相平衡性质,并与实验值进行了比较。模拟结果与实验值较为吻合,验证了力场模型的可靠性。最后在NPT-Gibbs系综中采用Tra PPE-UA力场对乙腈-甲醇-DMF三元体系的汽液相平衡数据进行了预测,为设计和优化乙腈和甲醇的萃取分离过程提供了基础数据。     

含盐体系汽液平衡数据的检验

引　言在含盐体系ＶＬＥ实验中 ,数据精确度一般比无盐体系差 ,其检验更为必要 .为对含盐体系ＶＬＥ数据进行检验 ,Ｊａｑｕｅｓ与Ｆｕｒｔｅｒ[1] 曾将虚拟二元法与Ｈｅｒｉｎｇｔｏｎ法相结合提出一个饱和盐溶液恒压ＶＬＥ数据的检验方法 .该方法不仅在应用上有较大局限 ,其理论依据也是近似性的 .目前文献中积累了许多盐未饱和条件下的ＶＬＥ数据 ,其中绝大部分是在双液比固定条件下测定的 .由于缺少检验方法 ,以致这些数据在测定及使用过程中均未能得到检验 .对无盐体系而言 ,Ｇｉｂｂｓ -Ｄｕｈｅｍ方程可以作为ＶＬＥ数据普遍满足的必…     

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。     

四氢呋喃-乙醇-离子液体三组分物系汽液平衡

在100 kPa下,用汽液平衡釜测定了含离子液体1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM] BF4)的四氢呋喃-乙醇物系的等压汽液平衡数据.所测得的汽液平衡数据符合热力学一致性检验.利用UNIFAC方程对实验数据进行了关联,计算值与实验值的平均偏差为0.007,说明UNIFAC模型关联结果与实验结果吻合很好.实验结...     

糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据的测定

利用自制气液平衡装置测定糠醛-环己醇、糠醛-莰烯和糠醛-环己醇-莰烯在101.3kPa下的气液平衡数据。对所测得的数据进行关联与计算,得到Wilson方程参数。代入Wilson模型,计算出101.3KPa条件下糠醛-环己醇、糠醛-莰烯2组二元体系的温度与气相组分的质量分数,与实验值比偏差不大,说明实验可行。用面积积分法验证两组二元气液平衡数据的热力学一致性,结果符合要求。通过测定糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据,并进行拟合,得到421.5K时糠醛的气相物质的量分数相对最高,环己醇的气相物质的量分数又相对最低,即在该温度下分离糖醛分环己醇较好,可为工程上分离糠醛和环己醇提供理论依据。     

费托合成反应体系的气液平衡研究进展

对费托合成反应体系的气液平衡研究进展进行了归纳和分析,对该体系的物质进行了分类,讨论了不同计算方法的适用性和计算准确性. 可将体系划分为烃类产物和小分子气体两部分,烃类产物又可分为C18以下的轻质烃类和C18以上的重质烃类. 在兼顾计算准确性和简单性的前提下,C18及以下的轻质烃类的气液平衡可采用Raoult定律计算,重质烃类由于存在扩散限制作用,其气液平衡可通过状态方程计算,PR方程计算结果准确性较高. 小分子气体的溶解平衡计算较多应用Henry定律法和状态方程法,Henry定律法计算过程较简单且准确性较高.     

费托合成油品体系相关二元物系汽液平衡预测方法的评价

比较了基于不同α函数（BM、SRW）和不同混合规则（MHV2、WS、HG）的PR、RKS状态方程,SR-POLAR和PC-SAFT状态方程,以及UNIF-DMD和UNIF-HOC活度系数方程在费托合成油品体系预测汽液平衡的能力。结果表明：对于弱极性体系,各种计算方法结果接近,偏差均较小;对于非缔合极性体系,UNIF-DMD、RKS-MHV2和RKS-HG方程计算结果比较准确;对于含水缔合极性体系,RKS-MHV2方程和UNIF-HOC方程计算结果比较准确;含酸缔合体系,UNIF-HOC方程和SR-POLAR方程显示了最准确的预测能力;其他缔合极性体系,UNIF-HOC方程和SR-POLAR仍然显示了最高的计算精度,RKS-MHV2和RKS-HG次之;PC-SAFT缺少交互参数时,非均匀体系计算偏差较大。     

溶碱萃取剂-丁酮-水体系汽液平衡数据测定及关联

提出了溶碱萃取精馏分离丁酮-水共沸体系的方法,采用自行设计的双循环汽液平衡釜,测定了全浓度下的溶碱萃取剂-丁酮-水三元体系常压汽液平衡数据,考察了溶碱萃取剂存在下,对丁酮-水体系汽液平衡的影响。采用LIQUAC模型与Wilson模型相结合的关联计算方法,进行了汽液平衡数据的关联,关联精度较高,在此基础上,进行了萃取精馏工艺条件的模拟。结果表明,与传统的溶盐萃取剂相比,溶碱萃取剂可以更好地提高萃取精馏法分离丁酮-水体系的效果。     

UNIFAC模型预测乙烯基环己烯-乙烯基降冰片烯气液相平衡数据

以乙烯基环己烯一乙烯基降冰片烯为体系,在低压下,将气相视为理想气体,液相为非理想溶液的情况下,用UNIFAC模型估算了液相活度系数,得到了在8．0kPa下此二元体系的气液平衡数据,并与文献值比较,拟合结果较好。结果表明在缺乏此体系的气液平衡数据时,可以用UNIFAC模型估算作为基础数据,以便顺利进行工程设计。     

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。     

Taking advantage of available cubic equations of state

All available simple cubic equations of state (EOS) are developed for specific representations. An effort has been made to take advantage of these existing equations for binary vapor-liquid equilibrium (VLE) as well as density calculations by assigning different EOS to different components of the mixture under consideration. A four-parameter cubic equation was used for combining the equations in the calculation. The effect of substance-dependent Ω_ac on vapor-liquid equilibrium calculations was further investigated, using two sets of mixing rules. A criterion for selection of equations for VLE calculation by means of the proposed approach was suggested. The improvement in the prediction of liquid volumes for binary mixtures based on the fitting of pure component liquid volumes was very satisfactory.