2,4-TDI/共沸剂二元体系的汽液平衡数据的测定及共沸组成分析

在脱除游离甲苯二异氰酸酯(F-TDI)的共沸蒸馏研究中,缺少2,4-TDI与共沸剂的二元体系汽液平衡数据及基础热力学参数。采用自制的汽液平衡釜,测定了0.55 k Pa压力下,2,4-TDI/苯甲酸乙酯、2,4-TDI/丁二酸二乙酯、2,4-TDI/己二酸二甲酯三组二元体系的汽液平衡数据,所得数据通过了热力学一致性面积检验。借助流程模拟软件Aspen Plus对实验数据进行了回归,得到3组UNIQUAC模型参数及关联偏差,气相摩尔分数平均偏差分别为0.0067、0.0083和0.0179,平衡温度平均绝对偏差分别为0.7 K、1.2 K和0.5 K。进而对共沸体系进行了共沸分析,得到了共沸组成和共沸条件,为F-TDI的共沸分离技术提供了工艺参数。     

HDI/共沸剂二元体系汽液平衡数据的测定及关联

采用自制的汽液平衡釜,测定了0.55 k Pa压力下,HDI/苯甲酸乙酯、HDI/丁二酸二乙酯、HDI/己二酸二甲酯3组二元体系的汽-液平衡数据,并通过了热力学一致性面积检验。借助流程模拟软件Aspen Plus对实验数据进行了回归,得到了UNIQUAC、UNIFAC模型参数及关联偏差,结果表明:汽相摩尔分数平均偏差均小于2%,平衡温度平均相对偏差均小于1.0 K。进而对共沸体系进行了共沸分析,得到了共沸组成和共沸条件。为HDI的共沸分离技术提供了汽-液平衡数据和热力学工艺参数。     

醋酸+二甲基亚砜等压汽液平衡研究

二甲基亚砜可作为水+醋酸体系的萃取共沸剂,文中用改进的Rose汽液平衡釜,测定101.33 kPa下醋酸+二甲基亚砜二元体系的等压汽液平衡数据,实验数据通过了热力学一致性逐点校验。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和NRTL模型对醋酸+二甲基亚砜体系的汽液平衡数据进行关联,得到了相应的模型参数和关联偏差。结果表明,NRTL模型关联结果较好,温度平均绝对偏差0.26 K,醋酸在汽相中的平均绝对偏差为0.002 7,可为醋酸萃取精馏工艺设计提供必要的基础数据。     

CO_2-C_2H_6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CO_2-C_2H_6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CO_2纯物质、CO_2-C_2H_6共沸物和n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三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CO_2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CO_2-C_2H_6共沸体系汽液平衡特性;对于n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三元体系,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CO_2-C_2H_6共沸体系和n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三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。     

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。     

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。     

苯-噻吩-二甲基亚砜体系等压汽液相平衡研究

采用汽液双循环相平衡仪测定了101.33 k Pa下苯-噻吩、苯-二甲基亚砜及苯-噻吩-二甲基亚砜的等压汽液相平衡数据。两组二元体系实验数据均通过了Herington面积法的热力学一致性检验,分别采用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对二元体系实验数据进行热力学关联,得到了相应的模型参数,温度偏差和汽相组成偏差,关联结果表明两种模型均能较好的关联实验数据,其中UNIQUAC模型的关联结果稍优于NRTL。利用二元体系UNIQUAC模型参数预测三元体系汽液平衡数据,预测值与实验值相比,平均温度偏差1.37 K,汽相各组分平均绝对偏差均在3%以内,获得了较优的预测结果,从而为工业上苯-噻吩萃取精馏分离过程提供可靠的热力学基础数据。     

常压下甲醇-原甲酸三甲酯体系汽液平衡数据的测定及关联

采用双循环汽液平衡釜测定了101.3 kPa下甲醇-原甲酸三甲酯二元体系在337～372 K的等压汽液平衡数据。实验数据经Herington面积积分法检验,满足热力学一致性。分别采用Wilson、NRTL、UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联,得到了模型参数。并对汽液平衡的计算值与实验值进行比较,两者吻合良好,其中由Wilson方程关联得到的数据与实验数据偏差最小,平均温度偏差和汽相组成偏差分别为0.57 K和0.0092。本工作为工程设计提供了基础数据。     

Determination and correlation of VLE data for methanol and trimethoxymethane system at 101.3 kPa

采用双循环汽液平衡釜测定了101.3 kPa下甲醇-原甲酸三甲酯二元体系在337～372 K的等压汽液平衡数据。实验数据经Herington面积积分法检验,满足热力学一致性。分别采用Wilson、NRTL、UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联,得到了模型参数。并对汽液平衡的计算值与实验值进行比较,两者吻合良好,其中由Wilson方程关联得到的数据与实验数据偏差最小,平均温度偏差和汽相组成偏差分别为0.57 K和0.0092。本工作为工程设计提供了基础数据。     

工业醋酸脱水过程五元体系非均相共沸精馏的流程模拟

针对以醋酸正丙酯为共沸剂的醋酸脱水过程,考虑醋酸溶剂中未反应的前体对二甲苯以及反应的副产物醋酸甲酯的影响及回收利用,分别选用HOC和UNIQUAC模型来修正体系中五元混合物系的汽液非理想性,通过拟合醋酸甲酯-对二甲苯和醋酸正丙酯-对二甲苯两体系的二元汽液平衡实验数据获得了该两组体系UNIQUAC模型的二元交互作用参数,借助模拟软件Aspen Plus,结合软件内置其他二元体系参数,对工业醋酸脱水塔系包括溶剂脱水塔、PX回收塔、共沸剂回收塔在内的三塔体系进行系统的分析模拟,得到了与工艺数据误差小于±6%的能正确描述工业醋酸脱水塔系操作特性的工艺机理稳态模型,为工业醋酸脱水过程工艺的进一步研究提供理论基础和依据。     

丙酮-水-丙酮连氮体系汽液平衡测定与关联

采用汽液双循环平衡釜,在常压（101.3 kPa）下测定了丙酮-丙酮连氮二元组分物系以及部分丙酮-水-丙酮连氮三元组分物系的汽液平衡数据。实验数据经Herington面积积分法检验符合热力学一致性。通过化工过程模拟软件,分别采用Wilson、NRTL、UNIQUAC 活度系数模型对丙酮-丙酮连氮二元组分物系实验数据进行关联得到模型参数。并对汽液平衡的计算值与实验值进行比较,3种模型都吻合良好,其中由NRTL方程关联得到的计算结果最为适合,平均温度偏差和汽相组成偏差分别为0.0639 K和0.0048。从三元汽液相平衡数据中拟合出了丙酮-丙酮连氮、丙酮-水、水-丙酮连氮之间的NRTL方程相互作用参数。为验证数据及其二元相互作用参数的可靠性,利用关联出的丙酮-丙酮连氮模型参数计算出汽相组成与丙酮-丙酮连氮的二元数据比较,二者符合较好。实验和关联的结果为精馏分离丙酮-水-丙酮连氮汽液平衡体系提供了一定的基础数据。     

甲基肼-水二元体系汽液平衡数据的测定及回归

采用改进的Ellis汽液平衡釜在常压下测定甲基肼(MMH)-水二元体系的汽液平衡数据。用Herington半经验法对其进行了热力学一致性检验。借助化工流程模拟软件Aspen Plus中的物性数据回归(Data Regression)功能,关联得到实验数据的Wilson和NRTL活度系数方程参数。用两种方程计算得到的汽相组成与实验数据进行比较,平均偏差分别为0.0185、0.0252。结果表明两种模型都可用于化工工程设计。     

乙酸异戊酯+异戊醇和乙酸异戊酯+正己醇体系汽液平衡

在50.00和101.33 kPa下,采用改进的Rose汽液平衡釜测量乙酸异戊酯+异戊醇和乙酸异戊酯+正己醇体系的汽液平衡数据。乙酸异戊酯+异戊醇在50.00 kPa下形成最低共沸物。使用Herington法对汽液平衡数据进行热力学一次性检验,结果表明测得的汽液平衡数据符合热力学一致性。对实验数据使用NRTL、Wilson和UNIQUAC活度系数模型进行关联,回归获得相应的二元交互参数,模型计算的温度和组成与实验值相比均方差小于0.20 K和0.0050,表明3种模型的拟合结果与实验数据吻合较好。通过Wilson模型预测乙酸异戊酯+异戊醇体系在98.4 kPa时共沸点消失。为化工数据库增添了内容,为乙酸异戊酯体系的工程设计和进一步深入研究奠定了基础。     

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。     

Azeotropic phase equilibrium diagrams: a survey

An analysis of the structural properties of vapor-liquid equilibrium (VLE) diagrams provides a fundamental understanding of the thermodynamic behavior of azeotropic mixtures upon distillation.In addition to a review of well-known fundamental work on the analysis of VLE diagrams, this survey comprises less-known published results, especially from the Russian literature. Some new results are also presented for the first time.     

醋酸甲酯和甲醇热集成变压精馏分离工艺模拟与优化

基于对醋酸甲酯与甲醇二元共沸特性的分析,提出热集成变压精馏分离醋酸甲酯和甲醇的工艺. 利用Aspen Plus软件对该分离过程进行模拟,以NRTL活度系数方程为物性计算方法,其二元相互作用参数由气液相平衡数据回归,分析了加压塔和常压塔的理论板数、进料位置及回流比对分离效果的影响,并进行了能耗比较. 结果表明,该工艺能很好地分离醋酸甲酯和甲醇,较佳的工艺条件为：加压塔操作压力909 kPa,理论板数32,第21块板进料,回流比4.2,塔釜醋酸甲酯纯度99.8%;常压塔操作压力101 kPa,理论板数30,第20块板进料,回流比4.6,塔釜甲醇纯度99.0%. 与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节能达45.8%;与以水为萃取剂的萃取精馏分离工艺相比,热集成变压精馏分离工艺更适合醋酸甲酯与甲醇体系的分离.     

N-甲酰吗啉与苯的二元等压汽液平衡

石化系统、焦化行业,采用N-甲酰吗啉（NFM）溶剂精制芳烃受到极大重视,但可资利用的基础数据却极为贫乏,尚无等压汽液平衡数据。用改进的EC-2型汽液平衡釜,测定了常压下苯-NFM、甲苯-NFM二元体系汽液平衡数据,并用 NRTL 和 UNIQUAC 模型对实验数据进行了关联,得到了模型相应的二元交互参数。经Herington 面积法检验,上述数据满足热力学一致性要求,结果较为满意。研究结果填补了该项数据空白,完全能满足N-甲酰吗啉溶剂精制芳烃工程设计的需要。     

Isobaric vapor–liquid equilibrium for ternary system of ethanol,ethyl propionate and para-xylene at 101.3 kPa

Isobaric vapor–liquid equilibrium(VLE) data for the binary system ethyl propionate(2) + para-xylene(3) and ternary system ethanol(1) + ethyl propionate(2) + para-xylene(2) at atmospheric pressure(101.3 k Pa)were obtained by a VLE modified othmer still. All the experimental data passed a point to point consistency test of Van Ness method, which verified the data reliability. The Wilson and UNIQUAC activity coefficient models were employed to correlate the binary VLE data to obtain binary interaction parameters. Based on binary interaction parameters, ternary VLE data of ethanol(1) + ethyl propionate(2) + para-xylene(3) were predicted by Wilson and UNIQUAC models, which proved that predicted values are consistent with the experimental data.Furthermore, azeotropic phenomenon between ethanol and ethyl propionate disappears when the mole ratio of para-xylene and binary system of ethanol and ethyl propionate is 1:1. Therefore, this paper convinced that para-xylene is a proper extractive additive that could be used in extractive distillation to separate the binary azeotropic system of ethanol and ethyl propionate.     

水-乙酸-乙酸丁酯体系汽液平衡研究

用改进Rose釜测定了乙酸-乙酸丁酯、水-乙酸-乙酸丁酯(完全互溶区)体系在101.33 kPa下的汽液平衡数据。考虑乙酸的缔合效应,利用维里方程和Hayden-O'Connell(HOC)模型计算各组分的汽相逸度系数,校正汽相的非理想性,液相的非理想性全部归结到液相活度系数中予以校正。用NRTL,UNIQUAC模型对乙酸-乙酸丁酯的汽液平衡数据进行关联,并得到相应的模型参数、温度偏差和汽相组成偏差。比较二元体系的关联结果,用NRTL模型参数预测了三元汽液平衡数据,计算值与实验值吻合良好,预测精度较好,说明采用的模型参数是可靠的,能够为精馏的设计和模拟计算提供基础热力学数据。     

1,2-环氧环己烷与2-环己烯-1-酮的等压汽液平衡

Green oxidation of cyclohexene using dioxygen as oxidizing agent is highly desirable because of its environmental compatibility and economic impact. Separation of its oxidation products depends on the reliable vapor- liquid equilibrium (VLE) data of relevant components, which are still lacking. The VLE data of binary system 1,2-epoxycyclohexane and 2-cyclohexen-1-one under ambient pressure were obtained using an improved VLE equipment EC-2 still in this work. The results showed that this binary system has no azeotropic point. Furthermore, the experimental VLE data were correlated with the Wilson thermodynamic model and the corresponding binary interaction parameters of the model were obtained. The results showed that the VLE data agreed well with the model and passed the thermodynamic consistency test of Herrington.