常压下甲醇-聚甲氧基二甲醚二元体系汽液平衡

在101.3 kPa恒定压力下,采用改进的Rose汽液平衡釜测定了甲醇-DMM₃（聚甲氧基二甲醚,聚合度为n,即DMM_n）二元体系汽液平衡数据,并对汽液平衡数据进行热力学一致性检验,结果表明所测定数据符合Gibbs-Duhenm的热力学一致性。用Aspen Plus v7.1计算机软件,分别对Wilson、NRTL、UNIQUAC活度系数模型进行关联,由最大似然法对目标函数进行优化,回归出相应的二元交互作用参数。将关联结果与实验结果相比较,得到关联值与实验值的温度和汽相组成的平均绝对偏差,分别小于0.65 K和0.0065。为化工数据库增添了内容,也为含甲醇、DMM₃体系的工程设计和进一步深入研究奠定了基础。     

碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-甲醇三元体系相平衡数据的推算

采用双循环汽液平衡釜测定了常压下碳酸二甲酯-碳酸二乙酯、碳酸二甲酯-甲醇、碳酸二乙酯-甲醇三组二元体系的汽液平衡数据,实验数据经Herington面积积分法检验符合热力学一致性。用Wilson模型分别对实验数据进行了关联,利用关联出的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较,二者符合良好。利用二元体系的汽液平衡数据,由Wilson方程推算了碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-甲醇三元体系的汽液平衡数据。为建立碳酸二乙酯和碳酸二甲酯、甲醇的精馏分离数学模型提供了基础数据。     

二氯甲烷-甲醇-丙酮-水体系汽液平衡测定和关联

二氯甲烷-甲醇-丙酮-水四元体系常见于化工、医药等行业生产的废液中,该体系分离回收的前提是进行汽液平衡数据的测定。现利用单级循环汽液平衡釜测定了二氯甲烷、甲醇、丙酮、水混合液中的6组二元体系在常压下的汽液平衡数据,同时对其进行了点对点法热力学一致性校验。实验中采用SP-6800型气相色谱仪分析汽液相组成,并运用Matlab中的非线性最小二乘法分别关联6组二元体系的汽液相组成,从而得到6对Wilson模型参数,并计算出相应的汽相组成。此外,还测定了二氯甲烷-甲醇-丙酮-水四元体系在100 kPa下的汽液平衡数据,并用关联出的6对模型参数计算该四元体系的汽液平衡数据。将计算结果与实验结果进行对比,实验值与计算值间的绝对偏差均小于0.05。实验结果表明Wilson模型的拟合精度高,适合于关联二氯甲烷、甲醇、丙酮、水体系。实验和计算结果为萃取精馏分离二氯甲烷、甲醇、丙酮、水混合液提供了一定的基础数据。     

101.3kPa下异丙醇-异丁醇-正丁醇汽液平衡的测定与关联

用改进的Rose釜测定了101.3 kPa下异丙醇-异丁醇、异丙醇-正丁醇、异丁醇-正丁醇3个二元体系及异丙醇-异丁醇-正丁醇1个三元体系的汽液平衡数据。3组两元汽液平衡数据均通过了Herington热力学一致性检验,三元汽液平衡数据也通过了McDermett-Ellis热力学一致性检验。分别用Wilson、NRTL和UNIQUAC方程对二元汽液平衡数据进行了关联,得到了相应的模型参数及关联偏差。对于3个二元体系而言,Wilson和UNIQUAC模型方程比NRTL模型方程的关联效果好。最后运用关联得到的Wilson二元交互作用参数预测了三元体系的汽液平衡数据,平衡温度的平均绝对偏差为0.52℃,异丙醇的汽相摩尔组成平均绝对偏差为0.0057,异丁醇的汽相摩尔组成平均绝对偏差为0.0048,实验值与预测值基本吻合。     

甲醇-甲缩醛-聚甲醛二甲基醚体系汽液平衡

采用改进的Rose平衡釜首次测定了甲醇-DMM2,甲缩醛-DMM22组二元体系在101.3 k Pa条件下的等压汽液平衡数据。运用最大似然原理,借助Aspen Plus软件,采用Wilson,NRTL和UNIQUAC 3大活度系数模型对测定的2组二元汽液平衡数据进行了回归。关联得到了3个模型所对应的二元交互作用参数及汽液平衡数据的计算值,通过计算值与实验值的对比得到了2组数据关于平衡温度和汽相组成的平均绝对偏差∣ΔT∣,∣Δy∣,其平均绝对偏差均分别小于0.40 K和0.013 9。通过比较,结果表明用Wilson模型对2组测定数据进行关联最为适用。回归得到的二元交互作用参数能够应用于含甲醇-甲缩醛-DMM2体系的精馏设计。     

聚甲醛二甲醚体系汽液平衡数据的测定与关联

通过改进的Rose汽液平衡釜在常压条件下测定了PODE₂-PODE₃二元体系的汽液平衡数据,对所测得的实验数据进行热力学一致性检验,结果表明所测汽液平衡可通过热力学一致性检验。使用Aspen Plus v8.8 模拟软件,分别对NRTL、Wilson、UNIQUAC活度系数模型进行关联,通过回归得到对应的二元交互作用参数,并将三种模型拟合所得到的汽液平衡数据与实验所得的数据相对比,得到拟合值与实验值的温度和气相组成的平均绝对偏差均不大于0.37 K和0.0044,表明3种模型的拟合结果与实验数据吻合均较好,偏差均在合理范围内。这些工作为化工数据库增添了精馏的基础数据,也为含PODE₂和PODE₃体系的精馏设计与工程设计的进一步深入研究奠定了基础。     

聚甲醛二甲醚体系汽液平衡数据的测定与关联

通过改进的Rose汽液平衡釜在常压条件下测定了PODE₂-PODE₃二元体系的汽液平衡数据,对所测得的实验数据进行热力学一致性检验,结果表明所测汽液平衡可通过热力学一致性检验。使用Aspen Plus v8.8模拟软件,分别对NRTL、Wilson、UNIQUAC活度系数模型进行关联,通过回归得到对应的二元交互作用参数,并将三种模型拟合所得到的汽液平衡数据与实验所得的数据相对比,得到拟合值与实验值的温度和气相组成的平均绝对偏差均不大于0.37 K和0.0044,表明3种模型的拟合结果与实验数据吻合均较好,偏差均在合理范围内。这些工作为化工数据库增添了精馏的基础数据,也为含PODE₂和PODE₃体系的精馏设计与工程设计的进一步深入研究奠定了基础。     

四氢呋喃-水-正己烷体系等压汽液平衡研究

用改进Rose釜测定了100 kPa下四氢呋喃-水、四氢呋喃-正己烷、四氢呋喃-水-正己烷体系(互溶区域)的等压汽液平衡数据。汽相非理想性通过逸度系数的计算进行校正,液相非理想性归结到活度系数中予以校正。用非线性最小二乘法关联了二元体系的汽液平衡数据,得到NRTL/UNIQUAC模型参数。利用得到的二元模型参数,结合部分三元汽液平衡数据,关联得到水-正己烷体系的模型参数。由关联得到的3对二元模型参数预测另一部分的三元汽液平衡数据,实验值与预测值基本吻合。     

常压下正丁醇-异丁醇-醋酸丁酯-水体系汽液平衡测定与关联

文章采用单级循环汽液平衡釜测定了常压条件下正丁醇-异丁醇-醋酸丁酯-水混合液中的二元体系的汽液平衡数据,运用试差法关联Wilson方程中六对二元体系的模型参数,并计算出相应的汽相组成;测定了常压条件下正丁醇-异丁醇-醋酸丁酯-水四元体系的汽液平衡数据,并由六对二元体系模型参数关联出四元体系的汽液平衡数据。比较实验和计算值,结果表明:实验值与计算值的相对偏差均≤5%,说明实验值与计算值一致。文章研究结果为正丁醇、异丁醇、醋酸丁酯及水混合液的分离提供了一定基础数据。     

甲酸-水-甲酸戊酯体系的等压汽液平衡研究

用改进的Rose釜测定了101.325 kPa下甲酸-水、甲酸-甲酸戊酯、甲酸-水-甲酸戊酯体系的等压汽液平衡数据.考虑到甲酸在汽相中的缔合效应,用Hayden-O'connell关联式修正了汽相的非理想性,用非线性最小二乘法关联了甲酸-水和甲酸-甲酸戊酯体系的汽液平衡数据,获得了NRTL和UNIQUAC方程的模型参数.利用得到的二元体系NRTL模型参数,结合部分三元体系汽液平衡数据,关联得到水-甲酸戊酯体系的NRTL模型参数.由关联得到的三对二元NRTL模型参数预测部分三元体系汽液平衡数据,计算值与实验值基本吻合.     

CO2-C2H6共沸物分离的立方型状态方程选取

汽液平衡热力学模型的准确选取对CO₂-C₂H₆共沸物分离流程的设计和操作分析至关重要。在汽液平衡实验数据的基础上,依据逸度平衡原则,评估vdW、RK、SRK和PR立方型状态方程结合vdW、Margles和CVD混合规则预测CO₂纯物质、CO₂-C₂H₆共沸物和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系汽液平衡的可靠性,采用平均绝对误差的方法进行状态方程的选取。结果表明：SRK状态方程计算CO₂纯物质汽液平衡性质的精度最高;PR状态方程结合Margles混合规则可以准确计算CO₂-C₂H₆共沸体系汽液平衡特性;对于n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系,SRK状态方程结合Margles混合规则计算精度明显优于vdW、RK和PR状态方程。通过试差迭代法优化CO₂-C₂H₆共沸体系和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系的二元交互作用参数,状态方程的计算精度得到明显提高。     

含辛烯醛体系的液液、汽液相平衡研究

测定了水-辛烯醛、水-正丁醇二元系在常压下的液液平衡数据及26.66kPa下的正丁醇-辛烯醛二元系和水-正丁醇-辛烯醛三元系的汽液平衡数据.由测定的3对二元数据求取了NRTL常数及有规参数,并与三元数据进行拟合,计算值与实验值符台良好,液液平衡与汽液平衡得到了统一的关联.     

UNIFAC模型预测含α-蒎烯体系的汽液平衡数据

α-蒎烯具有一个特殊的双环双键结构。为更准确地预测含α-蒎烯体系的汽液平衡数据,利用UNIFAC模型原理对α-蒎烯进行基团重新划分,可得到一个大基团双环[3.1.1]-2-庚烯基与3个CH₃。通过对含α-蒎烯二元汽液平衡数据进行拟合,得到新基团双环[3.1.1]-2-庚烯基与CH₃、C=C、ACH、ACCH₃基团间的相互作用参数,扩大了UNIFAC模型的应用范围。与原始UNIFAC模型仅利用CH₃、C=C、ACH、ACCH₃基团预测出的含α-蒎烯三元体系汽液平衡数据进行比较,新基团模型预测的气相组成平均偏差以及温度平均偏差比原始基团模型的偏差要更小,说明新基团的划分更为合理。     

甲酸-水-甲酸丁酯体系的等压汽液相平衡研究

用改进的Rose釜测定了101.33 kPa下甲酸-水、甲酸-甲酸丁酯、甲酸-水-甲酸丁酯(互溶区内)的等压汽液相平衡数据。考虑了甲酸在汽相中的缔合效应和非理想性,用Hayden-O’connell关联式修正了汽相的非理想性,用NRTL模型对甲酸-水和甲酸-甲酸丁酯体系的汽液平衡数据进行了关联,得到了相应的模型参数。利用得到的二元体系模型参数,结合部分三元体系汽液平衡数据,关联得到水-甲酸丁酯体系的模型参数。由关联得到的3对二元NRTL模型参数预测三元体系汽液平衡数据,温度平均偏差为1.20℃,甲酸的汽相平均偏差为0.0152,甲酸丁酯的汽相平均偏差为0.0184,实验值与预测值基本吻合。     

二乙氧基甲烷-乙醇-水-甘油体系部分组分液液平衡

用液液平衡釜测定了二乙氧基甲烷-水、二乙氧基甲烷-甘油2组二元和二乙氧基甲烷-水-甘油、二乙氧基甲烷-乙醇-甘油、二乙氧基甲烷-水-乙醇3组三元体系常温、常压下的液液平衡数据。用NRTL和UNIQUAC方程对所测二元体系的平衡数据进行了处理。采用单参数法关联了乙醇-甘油体系的模型参数。结合三元体系的液液平衡数据,用NRTL和UNIQUAC方程关联出了三元体系中的第3对模型参数。确定了二乙氧基甲烷-乙醇-水-甘油体系合适的模型及参数,为含二乙氧基甲烷体系的实际分离过程提供了依据。     

二甲基硫醚-二硫化碳-甲醇体系等压汽液平衡

用泵式沸点仪测定了100 kPa下二甲基硫醚-二硫化碳、二甲基硫醚-甲醇2个二元系以及二甲基硫醚-二硫化碳-甲醇三元系在不同液相组成时的汽液平衡数据,用Wilson、NRTL、Margules和van Laar模型分别对2个二元系活度系数进行关联,用最小二乘法求出其液相活度系数模型参数,用这些模型参数来计算其汽相组成y,根据过量Gibbs自由能函数Q(GE/RT),采用间接法由Tpx推算了2个二元系的汽相平衡组成。用所得的液相活度系数计算2个二元系的过量吉布斯自由能函数GE/RT,并由2个二元系与三元系回归出二硫化碳-甲醇二元系的NRTL模型参数。用3个二元系NRTL模型参数对所测的三元系数据进行关联,建立三元系汽液平衡的热力学模型并计算平衡时的汽相组成y和泡点温度。分别由Herington法和McDermott-Ellis法对2个二元系和三元系进行热力学一致性检验,结果表明这些相平衡数据满足热力学一致性。     

ON THE COMPOSITION-DEPENDENT INTERACTION PARAMETERS IN EQUATIONS OF STATE

Composition-dependent interaction parameters have been applied to the calculation of vapor-liquid equilibria (VLE) in mixtures containing components of different chemical nature. Binary VLE have been correlated and ternary VLE have been predicted from binary data using five different mixing rules. Binary data can be accurately correlated for systems with moderate deviations from ideality using mixing rules with two binary parameters. For very strongly nonideal mixtures three binary parameters are needed. For the prediction of ternary VLE from binary information only the mixing rules of Panagiotopoulos and Reid (1986) and Schwartzentruber et al. (1987) are reliable. For most systems the quality of predicting ternary data is comparable to the quality of correlating binary data. Significant deviations are noted only for strongly nonideal systems close to phase separation. In these cases it is recommended to use models incorporating association in an explicit form. KEYWORDS Equations of state Mixing rules Multicomponent Vapor-liquid equilibria.     

二氧化碳在稠油中溶解度的测定与模型预测

选取华东地区某油田的稠油作为研究对象,采用静态高压相平衡装置,在温度363.15、368.15、373.15 K下,测定了压力2~22 MPa 范围内CO₂-稠油体系的气液两相的平衡组成。将稠油看作假一元组分,通过基团贡献法估算了稠油的临界参数,分别采用P-R 方程和改进的P-T 方程拟合关联所测得的实验数据,得到了CO₂-稠油体系的二元作用参数,最后计算了CO₂-稠油体系的相平衡数据,结果表明改进的P-T 方程的拟合结果要明显优于P-R 方程,更适用于高温高压下CO₂-稠油体系溶解度的数据预测。