NH_3-CO_2-H_2O体系热力学汽液平衡计算应用

基于Edwards模型对NH3 CO2 H2 O体系进行了热力学平衡模拟计算 ,开发了在较稀浓度范围内收敛性较好的计算程序 ,所得计算结果与文献实验数据的偏差在允许范围之内。对尿素流程冷凝工段的闪蒸过程进行了模拟计算 ,结果同实验数据及设计数据吻合较好。     

用状态方程描述弱电解质NH_3-CO_2-H_2O体系的汽液平衡行为

本文以扰动理论为基础建立了一个新的电解质溶液的状态方程.该方程考虑了分子—分子、分子—离子及离子—离子的二元交互作用,并被用来关联弱电解质体系NH_3-CO_2-H_2O的汽液平衡.该方程只有三个二元交互作用参数,其中两个是可调参数,比其他模型的参数少得多,而关联结果则与其他模型相仿,关联误差在实验误差的范围之内.取得了令人满意的结果.     

用状态方程描述弱电解质NH_3-CO_2-H_2O体系的汽液平衡行为

本文以扰动理论为基础建立了一个新的电解质溶液的状态方程.该方程考虑了分子—分子、分子—离子及离子—离子的二元交互作用,并被用来关联弱电解质体系NH_3-CO_2-H_2O的汽液平衡.该方程只有三个二元交互作用参数,其中两个是可调参数,比其他模型的参数少得多,而关联结果则与其他模型相仿,关联误差在实验误差的范围之内.取得了令人满意的结果.     

挥发性弱电解质水溶液三元系的汽液平衡——NH_3-CO_2-H_2O,NH_3-H_2S-H_2O,NH_3-SO_2-H_2O体系

在Edwards通用性分子热力学模型中增加了三元相互作用项,应用优化若干可调参数的方法研究了弱电解质水溶液三元系的汽液平衡.编制了通用性FORTRAN计算程序PARA_9,在TQ-16机上实施.该程序具有弹性功能:可以直接计算,亦可优化参数.对NH_3-CO_2-H_2O、NH_3-H_2S-H_2O、NH_3-SO_2-H_2O三个体系进行处理获得满意结果,平均相对误差5—10%.同时给出了几组可调参数数值,并得到了溶液中离子和分子的活度系数,平衡浓度等有价值的信息.     

NH_3-H_3PO_4-H_2O体系汽液平衡的测定与热力学平衡计算

采用静态法测定了NH_3-H_3PO_4-H_2O体系在NH_3/H_3PO_4分子比为1.0-1.4,相应温度范围为75-175℃时的汽液平衡数据,并把实验数据关联成数学式.根据热力学理论,对NH_3-H_3PO_4-H_2O体系的热力学平衡计算的模型作了初步探讨.液相活度及活度系数采用扩充Pitzer方程,汽相逸度系数采用根据极性修改的RK方程.根据Edwards提出的弱电解质溶液的分子热力学,基于质量平衡、化学平衡、电荷平衡及汽液平衡理论,提出了NH_3-H_3PO_4-H_2O体系汽液平衡计算的热力学模型.计算结果表明:摩尔浓度低于25mol/kg H_2O时,模型计算结果与实验数据吻合得较好.     

NH_3-H_2O体系汽-液平衡的研究

本工作所设计的“带压弹式静态法汽-液平衡装置”能测定高温、中压和有腐蚀性介质体系的汽-液平衡。测定了NH_3-H_2O体系在40°、60°、80°、101°、120°、140℃温度和2至10大气压下的汽-液平衡数据。提出了适用于试验条件下氨浓度在0.5％至61％对计算氟活度系数的经验方程式和该体系汽-液平衡数据的关联方法。计算结果与实测值及文献值作了比较:总压绝对平均误差分别为0.15~9和0.06~5大气压;汽相组成平均绝对误差为0.0154和0.0221摩尔分数。     

K_2CO_3-KHCO_3-CO_2-H_2O系统的气液平衡

目前世界上,合成氨厂原料气中二氧化碳的脱除,大多采用以碳酸钾为主体加入不同活化剂的化学吸收法。虽然该法广为流传,但对其相平衡研究还很不够。我们对热钾碱溶液及苯菲尔溶液脱碳的气液平衡进行了实验测定。实验是在合成氨厂实际使用的浓度与温度的范围内进行的,即总碱度为27—30％,温度70℃、90℃、110℃、130℃及转化率20—80％的气液平衡数据。     

尿素生产中高温高压条件下NH_3-CO_2-H_2O-NH_2CONH_2体系的汽液平衡研究

提出了一个适用于尿素合成条件下(T=438.15～478.15K,P=6.87～24.5MPa,NH_3/CO_2=2.6～5.0,H_2O/CO_2=0.2～1.2)NH_3-CO_2-H_2O-NH_2CONH_2体系的热力学模型,该模型用PHS状态方程和Wilson方程来分别修正气液两相的非理想行为,用本模型可对尿素合成体系进行有效的汽液平衡计算.     

煤气化装置中NH_3-CO_2-H_2O体系相平衡研究

煤气化过程中产生的NH3和CO2,在煤气洗涤、灰水处理、变换和热回收工段与水形成NH3-CO2-H2O三元体系,通过三元体系相平衡的热力学模型,能够预测NH3在系统中的分布,解决煤气化装置普遍存在的铵盐结晶、废水氨氮超标等问题。提出了NH3和CO2在水中的解离反应和酸碱反应,是造成Aspen中NH3-CO2-H2O三元体系电解质NRTL模型与实验数据产生偏差的原因。利用系统压力0—1.2 MPa条件下NH3-CO2-H2O三元体系的气液平衡实验数据,回归了NH3-CO2-H2O三元体系电解质NRTL模型的二元交互作用参数和亨利系数,得到修正的NH3-CO2-H2O三元体系电解质NRTL模型。模型计算结果与实验数据间的平均相对误差小于2.9%,能够准确地预测煤气化装置中低压含NH3系统的气液相平衡,对工程设计和装置运行具有一定指导意义。     

高压下NH_3-H_2O-CO_2-N_2-H_2五元系汽液平衡测定和计算

本文从实用目的出发,提供一个高压下NH_3-H_2O-CO_2-N_2-H_2五元体系汽液平衡计算模型.本模型结构为:(1)以NH_3-H-2O-CO_2三元系为基础,液相内的平衡运用分子热力学原理——离解平衡、电荷平衡、质量平衡三原则;并以Prausnitz提供的NH_3-H_2O二元系双曲正切函数活度系数模型为骨架,建立了宽广的氨水浓度范围内[NH_310一90%(mass)]的NH_3-H_2O-CO_2三元系的汽液平衡计算方法.(2)对于高压下NH_3-H_2O-CO_2-N_2-H_2五元系,汽相非理想性,本文用PHS状态方程计算汽相逸度系数.本模型的适用性已被实验测定值及文献数据所证实,实验值与计算值一致.     

NH_3-H_2O-N_2体系汽、液平衡的热力学计算(第二报)

在第一报中,我们提出了计算NH_3-H_2O体系的活度系数模型: lnγ_1=-a·e~(-b(x_1/x_2));lnγ_2=a/b[((b(x_1/x_2) 1)·e~((-b(x_1/x_2))-1)]。在此基础上,我们进一步研究了NH_3—H_2O—N_2体系在高压下的汽、液平衡。在不同的试验条件下:t=30～60℃、P=71～201大气压(绝)、XNH_8=0.3～0.9的范围内,测试了NH_3—H_2O—N_2三元系的汽、液平衡数据,並提出了从T.P.X计算y的电算框图,为大联尿水洗分氨NH_3-H_2O-N_2-H_2-Ar-CH_4六元系的计算,打下了基础。     

NH_3-H_2O-CH_4-Ar-H_2-N_2六元系统汽液相平衡

本文依据化工热力学理论,在前人工作的基础上建立了NH_3-H_2O-CH_4-Ar-H_2-N_2六元体系汽、液相平衡数学模型,完成了程序设计,并用于对水洗分氨降膜吸收塔实验数据进行了实例计算,取得了满意的结果。     

H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH体系气液平衡研究

本文开发了H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH四元系气液平衡热力学模型。以SRK状态方程处理该体系气相的非理想性,以Wilson方程处理液相的非理想性。引用文献公开发表的六个二元对的气液平衡数据,应用最优化的方法进行参数估计,以求取威尔逊常数和亨利常数。在热力学的基础上建立了能确切地描述该四元系气液平衡状态的数学模型。用H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH、H_2-CO_2-CH_3OH、CO_2-H_2S-CH_3OH等多元系气液平衡数据和实际设计数据进行验证。结果表明:模型计算值与实测值有良好的一致性。并进一步应用该模型进行了实例计算。     

V-L EQUILIBRIUM OF WEAK ELECTROLYTE SOLUTION OF THE NH_3-CO2-H_2O,NH_3-H_2S-H_2O AND NH_3-SO_2-H_2O SYSTEM

In this paper we have systematically studied V-L equilibrium in ternary aqueous solutions containingvolatile electrolytes by introducing a ternary interaction term into Edwards generalized molecular thermody-namic model and optimizing several adjustable parameters.The program PARA9 with flexible functions ofdoing a series of calculations has been developed and carried out on a TQ-16 computer.It can be usedeither for directly calculating the V-L equilibrium or for optimizing the adjustable parameters.For the sys-toms(NH_3-CO_3-H_2O_3,NH_3-H_2S-H_2O and NH_3-SO_2-H_2O)satisfactory results have been obtained withrelative mean deviation of 5-10%.Besides,several sets of adjustable parameters and valuable information ofactivity coefficients,equilibrium concentrations of ions and molecules in solutions are obtained.     

NH_3-CO_2-SO_4~(2-)-H_2O四元体系气液相平衡研究

鉴于国内缺少有关NH3-CO2-SO42--H2O四元体系气液相平衡的数据及模型,采用连续流动鼓泡法测定了NH3-CO2-SO42--H2O四元体系在常压、温度为313.15~343.15 K条件下的气液平衡实验数据,并建立了相应的热力学相平衡模型。实验结果表明在NH3-CO2-H2O三元体系中引入SO42-后,气相NH3平衡分压降低,CO2平衡分压升高。模型采用改进的Davies方程及Henry定律进行计算,用Matlab中的fsolve函数进行编辑求解。模型简洁,计算方便,计算结果与实验数据能够较好地吻合,为涉及NH3-CO2-SO42--H2O四元体系的工艺过程研究提供了相应的参考数据和理论依据。     

高压下 NH_3-H_2O-N_2-H_2-Ar-CH_4六元系汽、液平衡的热力学计算(第三报)

在第一报(NH_3-H_2O体系)及第二报(NH_3-H_2O-N_2体系)的基础上,我们进一步研究了NH_3-H_2O-N_2-H_2-Ar-CH_4六元系在高压下的汽、液平衡行为。实验是在压力为120～300大气压(表压);温度为30°、40°、50°、60℃条件下,测定了该六元系的汽、液平衡组成。在热力学关联方面,我们是将NH_3-H_O-N_2三元系汽、液平衡热力学计算模型,进而推广应用到高压下NH_3-H_2O-N_2-H_2-Ar-CH_4六元系的汽、液平衡计算,实验证明计算结果是令人满意的,并推荐作为大联尿水洗分氨汽、液平衡计算的工程设计提供可靠的依据。     

高压下氨水全浓度范围NH_3-H_2O-N_2-H_2-Ar-CH_4六元系汽液平衡热力学模型

本文提供一个高压下氨水全浓度范围的 NH_3-H_2O-N_2-H_2-Ar-CH_4六元系汽液平衡热力学计算模型。用扰动硬球状态方程(PHS)计算体系汽相逸度系数,用双曲正切函数型模型计算液相活度系数。作者用高压下的实验数据检验了 PHS 方程,并在全浓度范围的氨水文献数据考核了活度系数模型,证明本模型在温度15～76℃范围内具有良好的浓度及压力适应能力。     

NH_3—H_2O体系汽、液平衡的热力学计算(第一报)

由于大联尿开发流程研究的需要,对氨-水体系,特别是生产流程中所遇到的浓氨水范围的研究,又重新引起了我们的兴趣。我们进行了NH_3-H_2O体系的汽、液平衡测试工作,找出了一个简单的热力学表达模型,可以正确地描述在浓氨水范围内(X_(NH_3)≥0.4,t=30～60℃,P=2.30～23.8ata),NH_3-H_2O体系的汽、液平衡性质。实验证明,计算结果是令人满意的。在此基础上,我们进一步提出了一个从T、X计算p、y的框图,为工程设计提供了计算模型。     

H_2O-NH_3-N_2-H_2-Ar-CH_4体系的汽液平衡

由H_2和N_2高压催化生产氨时,其合成气中还含有少量的Ar和CH_4。 用稀水溶液从合成气中吸收氨,可以将氨从合成气中分离出来。要恰当地设计吸收塔和其它的一些生产设备,就必须计算H_2O-NH_3-H_2-N_2-Ar-CH_4六元体系的汽液平衡。较早的一种计算方法是假设不凝性气体不溶于液相。而本文则认为所有六种组份皆存在于两相之中。     

NH_3-CO_2-H_2O三元体系相图查图方法的改进及其在氮肥生产中的应用

首先对以氨碳比和水碳比表示溶液组成的NH_3-CO_2-H_2O三元体系,在查阅其直角等腰三角形相图时不是采用传统的查图方法,而是借鉴了直角坐标的查图方法,使查图过程变得简单、准确和直观。然后,简单地探讨了新的查图方法在尿素生产中的应用。