CO2在正戊醇中的溶解度和体积传质系数

基于等体积饱和法搭建了气体在液体中溶解度与体积传质系数的实验测量系统,该实验系统温度、压力、溶解度、体积传质系数的扩展不确定度分别为0.02 K、0.01%、2%、4%。利用该实验系统测量了温度为323～343 K、压力为0.9～5.0 MPa范围内CO₂在正戊醇中的溶解度和体积传质系数。CO₂在正戊醇中的摩尔分数随着压力的升高而升高,在温度为323 K时,压力从2.5 MPa升高到3.2 MPa,溶解度升高26%。CO₂在正戊醇中的摩尔分数随着温度的升高而减小,在压力为0.9 MPa时,温度从323 K升高为343 K,溶解度降低26%。升高温度和压力都有利于提高体积传质系数,当温度和初始压力分别由323 K、1.1 MPa升高至343 K、5.0 MPa时,CO₂在正戊醇中的体积传质系数由0.0089 s^-1升高至 0.0175 s^-1。     

二甲醚在液体石蜡中的溶解度和体积传质系数的研究

基于等容吸收降压原理,在314.15~517.15K、0.05~0.4MPa、搅拌转速800r?min?1条件下,在机械搅拌高压釜中,测定了二甲醚在液体石蜡中的溶解度和体积传质系数。结果表明二甲醚的溶解度随着压力的升高而增大,随温度的升高而减小。溶解度与压力的关系曲线为通过原点的直线,符合亨利定律。回归出了二甲醚的溶解度系数Hi与温度T的关联式,溶解度的计算值与实验值的相对误差小于5.0%。二甲醚的体积传质系数随温度和压力的升高而增大。     

H_2和CO_2在甲苯中的二元系相平衡特性研究

建立了1套连续式热力学平衡测量装置,在压力1．5～10 MPa,温度303～343 K范围内,测量了H_2和CO_2在甲苯中的二元系平衡溶解度数据。结果表明,2种气体在甲苯中的溶解度均随压力增大而增加。H_2在甲苯中的溶解度随温度升高而增大。CO_2在甲苯中的溶解度则随温度升高而减小。考虑1个二元相互作用参数,将实验数据用Peng-Robinson状态方程式进行关联,可以获得满意的计算精度。     

基于K-K方程的CO2-离子液体吸收制冷工质对相平衡特性预测

基于Krichevsky–Kasarnovsky(K-K)方程,首先通过将实验测得的溶解度数据与K-K方程相关联,得到不同温度下CO_2的亨利常数和无限稀释偏摩尔体积,然后运用改进的K-K(MKK)方程计算了温度为293.15～333.15 K及压力为0～5.0 MPa内CO_2在离子液体[emim][FAP]、[bmim][FAP]和[hmim][FAP]中的溶解度。结果表明:降低温度和升高压力都有助于提高CO_2的溶解度;同族离子液体阳离子的烷基链长度越长,CO_2的溶解度越大;当压力为5 MPa及温度为293.15 K时,CO_2在离子液体[hmim][FAP]中的溶解度值达到最大值为0.764 1;在相同条件下,CO_2在以上3种离子液体中的亨利常数与CO_2的溶解度大小次序相反,表明亨利常数越小,溶解度越大。由MKK方程计算得到的CO_2在3种离子液体中的溶解度值与实验值之间的总相对偏差绝对平均值分别为1.55%、2.09%和2.73%,表明MKK方程能以较好的精度预测CO_2在所研究离子液体中的溶解度。     

阿魏酸和川芎嗪在超临界CO2中溶解度的测定

采用动态法分别测定了阿魏酸和川芎嗪在超临界CO2中的溶解度.实验结果表明在压力10～35MPa和温度308.15～338.15K范围内,阿魏酸在超临界CO2中的溶解度(摩尔分数)为6.936×10(7～26.527×10(7;在压力10～30MPa和温度318.15～338.15K范围内,川芎嗪在超临界CO2中的溶解度(摩尔分数)为0.010～0.131.阿魏酸在超临界CO2中的溶解度随着压力的增加而增大;温度对阿魏酸溶解度的影响较为复杂,出现了交迭压力行为.而川芎嗪在超临界CO2中的溶解度在实验范围内没有出现交迭压力行为.采用Chrastil方程分别对阿魏酸和川芎嗪在超临界CO2中的溶解度数据进行了关联,其AARD值分别为12.92%和4.23%.     

[emim]Ac-CO_2二元体系相平衡实验研究

通过实验测定[emim]Ac-CO_2二元体系的相平衡数据,研究[emim]Ac吸收CO_2的性能。结果表明,当压力一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着温度的升高而减小;当温度一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着压力的升高而增大;在温度和压力的耦合作用下,CO_2在[emim]Ac中的溶解度,在温度263.15K、压力1.37 MPa时高达0.391 6,由此可知[emim]Ac是一种良好的CO_2吸收剂。     

[emim]Ac-CO_2二元体系相平衡实验研究

通过实验测定[emim]Ac-CO_2二元体系的相平衡数据,研究[emim]Ac吸收CO_2的性能。结果表明,当压力一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着温度的升高而减小;当温度一定时,CO_2在[emim]Ac中的溶解度随着压力的升高而增大;在温度和压力的耦合作用下,CO_2在[emim]Ac中的溶解度,在温度263.15K、压力1.37 MPa时高达0.391 6,由此可知[emim]Ac是一种良好的CO_2吸收剂。     

离子液体[Bmim][NTf_2]对CO_2在碳酸二乙酯中溶解性能的强化

采用恒定容积法在温度范围308.15~328.15 K、压力范围0~3 MPa条件下测定了CO_2在碳酸二乙酯(DEC)、离子液体[Bmim][NTf_2]以及二者不同质量分数配比混合溶剂中的溶解度,并用COSMO-RS模型研究了离子液体的加入对DEC蒸气分压的影响。实验表明,在相同实验条件下CO_2在[Bmim][NTf_2]中的溶解度大于在DEC中的溶解度。[Bmim][NTf_2]的加入可强化CO_2在DEC中的溶解性能,在相同温度下CO_2在混合溶剂中的溶解度随[Bmim][NTf_2]质量分数增加而增大,在相同浓度的混合溶剂中CO_2的溶解度随温度升高而降低。COSMO-RS模型计算表明,DEC的蒸气分压下降的分数随混合溶剂中离子液体质量分数增加而增大,而对于相同质量分数配比的混合溶剂温度对DEC的蒸气分压影响较小。     

乙烯和丙烯在低聚物-正己烷溶液中的溶解度及体积传质系数测定

在高压搅拌釜中,利用气体间歇物理吸收技术,在温度343～393 K、压力0.2～1.45 MPa下,测定了乙烯-正己烷、丙烯-正己烷、乙烯-正己烷-低聚物（低分子量聚乙烯）和丙烯-正己烷-低聚物的气体平衡溶解度与液相体积传质系数k_La,并回归出表观溶解热,使用PC-SAFT状态方程关联了汽液平衡数据,拟合得到乙烯/丙烯-正己烷-低聚物的k_La经验关联式,与实验结果吻合良好。实验系统考察了压力、温度和低聚物浓度对平衡溶解度和k_La的影响,结果表明：压力升高,气体溶解度增大,符合亨利定律,k_La略有降低;温度升高,气体溶解度减小,乙烯在正己烷中的k_La增大,丙烯在正己烷中的k_La则减小;低聚物浓度增加,气体溶解度与k_La均降低。     

氯化胆碱乙二醇型低共熔溶剂中CO_2的溶解度测定和关联

在温度为313.15~333.15 K和压力为0.1~14 MPa条件下,采用静态平衡法测定了CO_2在摩尔分率固定为1∶2氯化胆碱乙二醇型(Ch Cl-EG)低共熔溶剂(DES)中的溶解度。同一温度下,DES中CO_2的溶解度随着压力的增加而增加。以压力为变量,采用亨利定律和多项式回归方程对溶解度实验数据进行了关联,基于多项式回归方程而得到的溶解度方程与实验值具有很好的相关性,可用于中低压范围内的氯化胆碱乙二醇型低共熔溶剂中CO_2溶解度的计算。     

丁香油主要成分在超临界CO2中的溶解度测定与关联

采用动态法分别测定了丁香油中主要成分丁香酚、乙酰丁香酚和β-石竹烯在超临界CO2中的溶解度。实验结果表明：三种成分在超临界CO2中的溶解度随着压力的增加而增大，随温度的增加而变小。在压力10-30MPa和温度313.15-333.15K范围内，丁香酚在超临界CO2中的溶解度(摩尔分数)为0.0002 -0.0580，乙酰丁香酚在超临界CO2中的溶解度(摩尔分数)为0.00018-0.07030，β-石竹烯在超临界CO2中的溶解度(摩尔分数)为0.00034-0.07096。采用Chrastil方程及其改进方程（Adachi、del Valle）分别对三种化合物在超临界CO2中的溶解度数据进行了关联，对丁香酚关联的AARD值分别为4.92%、4.47%、5.19%，对乙酰丁香酚关联的AARD值分别为3.69%、2.91%、3.24%，对丁香酚关联的AARD值分别为4.77%、4.41%、4.21%。     

高压搅拌釜中H_2、CO在不同液体介质中的溶解度和体积传质系数的研究

使用高压搅拌釜，应用气体间歇吸收技术，在温度３７３～５７３Ｋ、压力１．０～４．０ＭＰａ，转速８００ｒ／ｍｉｎ的实验条件下，测定了Ｈ_２、ＣＯ在液体石蜡，正二十八烷烃和ＦＴ３００蜡中的溶解度和体积传质系数。实验结果表明Ｈ_２、ＣＯ在３种液体介质中的溶解度和体积传质系数均随温度和压力的升高而增加，随液体介质分子量增加而减少。同时获得了溶解度随温度变化的关联式和气体在液体中的溶解热数据。     

水在超临界二氧化碳中的溶解度

生物柴油副品油酸的高值化利用是降低生物柴油成本的有效途径之一,为了充分利用生物柴油副品油酸中的壬二酸,用基于超临界流体技术(SCCO2)的固相缩聚方法可制得超高相对分子质量的尼龙69等高分子材料。SCCO2不仅可以作为增强SSP过程的介质使用,还可以有效地将缩聚物(如水等小分子缩聚物)脱除,促进反应的进行,因此测定水在超临界二氧化碳中的溶解度对研究SCCO2增强的SSP过程具有重要意义。文中采用静态法测定了水在超临界二氧化碳中的溶解度,温度为313.15,333.15,353.15,373.15 K,压力为8.0—18.0 MPa,溶解度(摩尔分数)为0.254%—1.414%;探究了温度、压力对溶解度的影响,结果表明:溶解度随温度、压力的升高而升高;利用PR状态方程和Chrastil修正模型对溶解度进行了计算,结果表明溶解度的计算值和实验值吻合良好,平均相对误差分别为4.63%和5.89%。     

CO_2在混合胺MEA+DETA溶液中的溶解度

在温度298—338 K,压力300—700 kPa,吸收剂浓度1—3 mol/L的实验条件范围内,讨论了CO2-吸收剂体系气液二相基本达到平衡时,CO2吸收量与体系温度,压力及吸收剂浓度的关系。根据亨利定律,引入温度及压力相关因子,建立了CO2在单胺溶液中的溶解度模型。模型对CO2在MEA、DETA单胺溶液中的溶解度预测效果较好,与实验值比较,误差在1%以下。引入增强因子β=1.06,并以单胺在混合胺溶液中的摩尔分数为系数,将CO2在单胺溶液中的溶解度叠加获得CO2在MEA+DETA混合溶液中的溶解度模型。模型对MEA+DETA混合胺的预测误差在1%—10%。     

大尺度浆态床内气含率和气液传质特征

测定了中试规模的浆态床反应器装置(内径0.29 m,高为3 m)内气含率和气液体积传质系数,其中,采用费托合成蜡和铁系催化剂且N2和He的混合气代替合成气CO和H2来模拟费托合成条件,费托合成蜡的黏度、密度、表面张力和扩散系数以及亨利系数等由实验或ABC混合模型研究得到。研究结果表明:气含率和体积传质系数随压力(0.5—3.5 MPa)、温度(380—500 K)、气体表观气速(0.1—0.3 m/s)增加而增加,但随固体体积分数(0—10%)和气体体积比(He/N2)增加而减小,基于实验数据提出了新的体积传质系数经验关联式。     

分散橙30和分散橙31在超临界CO2中的溶解度测定

超临界CO2染色技术是一种新型的无水染色技术,染料在超临界CO2中的溶解度是超临界CO2染色工艺的一个重要基础数据.在压力16～28 MPa、温度343.2～383.2 K范围内,采用静态循环法对分散橙30和分散橙31两种分散染料在超临界CO2中的溶解度进行了测定.两者的溶解度范围分别为2.1×10-5～7.8×10-5和1.4×10-5～3.7×10-5(摩尔分率),均随着压力的升高而升高.由溶解度随温度变化趋势推测,分散橙30在16 MPa附近将出现压力转折点,而分散橙31在实验范围内未出现转折压力.两种染料的溶解度数据比较表明,苯环上引入-Cl,可使溶解度明显提高.分散橙30和分散橙31的溶解度实验数据用Chrastil经验模型拟合,平均相对偏差分别为4.9%和2.46%.     

二氧化碳在环烷烃中的溶解度和体积膨胀

为研究环烷烃对注CO_2提高采收率效果的影响,利用PVT仪测量了在不同温度、压力条件下CO_2在环己烷(CH)和甲基环己烷(MCH)中的溶解度和在溶解了气体之后环烷烃的体积膨胀系数,并系统讨论了温度、压力、分子结构对溶解度、体积膨胀系数的影响,使用扩展的Chrastil模型关联了实验数据。研究表明:温度不利于CO_2在环烷烃中的溶解,压力增加溶解度增大。当环己烷上的氢原子被甲基取代后,溶解度略有降低。体积膨胀系数和溶解度随温度、压力、分子结构的变化趋势一致。膨胀系数受到CO_2在环烷烃中溶解度的影响。扩展的Chrastil模型的关联效果较好,最大平均相对误差为2.8%。     

CO_2-1,3-PDO-PTT三元体系相平衡的研究

溶质-超临界流体-聚合物三元体系相平衡的研究为超临界流体辅助聚合物脱挥技术提供了热力学基础数据,利用自行研制的一套超临界CO_2高压装置,采用静态法,研究了温度为313.15—353.15 K、压力为7—19 MPa条件下,二氧化碳(CO_2)/1,3-丙二醇(1,3-PDO)/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)三元体系相平衡时超临界流体相中的组成。实验测得PTT模拟样品中1,3-PDO在SCCO_2中的溶解度,并计算得到了1,3-PDO在SCCO_2相与PTT相间的分配系数,同时分析了温度和压力对溶解度、分配系数的影响。在上述条件下,1,3-PDO的溶解度为0.262—3.597g/L,分配系数为0.020 5—0.076 2。研究结果显示:当温度一定时,溶解度随压力的增大呈现增大的趋势;溶解度随温度的变化会存在一转变压力(约18 MPa),在转变压两侧,溶解度会呈现相反的变化趋势;分配系数等温线随压力的增大呈现倒U型,即先增大后减小。     

新型促进剂对二氧化碳水合物形成效果的研究

通过水合物相平衡观察法确定TBAB能与CO_2形成半茏状结构的水合物,极大程度地改善CO_2气体形成水合物的相平衡条件.摩尔分数为0.29%的TBAB(四丁基溴化铵)不仅能大幅度地降低CO_2形成水合物的压力至0.66MPa,而且能缩短形成CO_2水合物的诱导时间至30 min以内,高效地提高CO_2水合的效率.实验表明,体积分数17%的CO_2混合气体在0.29m01%的TBAB溶液中形成水合物,经过一级分离后的CO_2体积分数为60%,二级分离后的体积分数可以达到95%以上.     

苄嘧磺隆在超临界CO_2中溶解度的测定与模拟

采用动态法测定苄嘧磺隆在超临界CO2中的平衡溶解度,所用的压力范围为10～35 MPa,温度为308.15、318.15、328.15 K,结果表明其溶解度摩尔分数为4.13×10-7～1.932×10-6.实验数据经Chrastil密度型模型和Chrastil改进模型模拟,均取得较好的吻合.后者的模拟效果稍优于前者,模拟所得的平均相对偏差为8.82%,根均平方为11.30%,两者很接近,这表明理论模型的可操作性很好.