盐酸-水-盐体系的汽液平衡预测

电解质溶液汽液平衡的预测和计算是加盐萃取精馏模拟的基础,准确计算电解质溶液的汽液平衡有重要的理论和实际意义。本文应用Chen的电解质溶液NRTL模型,根据电解质-水二元体系的汽液平衡数据回归的二元参数．对盐酸-水-氯化钙与盐酸-水-氯化镁两种体系的汽液平衡进行了预测,温度的平均绝对误差分别为0．32(K)和0．39(K),汽相摩尔分数的平均绝对误差分别为0．0080和0．0070。计算结果与文献数据比较一致。     

二乙氧基甲烷-乙醇-水体系萃取精馏溶剂的筛选

由于二乙氧基甲烷-乙醇-水体系形成共沸物且共沸点接近,不能用普通精馏的方法分离,本文提出采用萃取精馏分离法。从二乙氧基甲烷、乙醇、水与溶剂分子之间存在的诱导力、静电力、色散力及氢键出发,分析和对比十二类溶剂,提出选用多元醇、水、胺类、酮作为萃取精馏溶剂;通过汽液平衡釜测定有所选溶剂存在时,各组分问的相对挥发度,确定乙二醇为分离二乙氧基甲烷一乙醇的良好溶剂;而乙二醇加盐作为复合溶剂,可提高二乙氧基甲烷-乙醇的分离效果。     

常压下丙醛-水-甘油体系汽液平衡测定与关联

采用单循环汽液平衡釜测定了常压条件下丙醛-水的二元以及丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据。运用MATLAB中求解非线性最小二乘法问题的函数Lsqnonli,结合丙醛-水的二元汽液平衡实验据,迭代出了Margules、Vanlaar、Wilson和UNIQAC四个方程的二元模型参数。通过计算值和实验值的比较,Wilson方程的相对误差均小于5%,故选择Wilson方程为本体系的适合模型。将测定的丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据与模型参数带入Wilson方程求得的三元汽液平衡数据相比较,相对误差均小于5%,由此验证了本文Wilson模型参数的可靠性。本文的测定结果和计算结果为丙醛-水-甘油体系的萃取精馏模拟选择了合适的模型,关联得到的Wilson模型参数,为萃取精馏过程的模拟计算打下基础,同时也为丙醛和水混合液的有效分离提供了一定基础数据。     

加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程模拟

以改进的LIQUAC模型为热力学基础,编写了计算电解质溶液汽液平衡的子程序,并将其链接到化工流程模拟软件PRO/Ⅱ5.10中,进而模拟了加盐萃取精馏制取无水乙醇的工艺流程。模拟结果与工业生产的实际情况基本符合。在此基础上,将此工艺与本文及其它文献中模拟的溶盐精馏、萃取精馏和共沸精馏等各种制取无水乙醇的工艺进行了比较研究。     

加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程模拟

以改进的LIQUAC模型为热力学基础，编写了计算电解质溶液汽液平衡的子程序，并将其链接到化工流程模拟软件PRO/Ⅱ5.10中，进而模拟了加盐萃取精馏制取无水乙醇的工艺流程。模拟结果与工业生产的实际情况基本符合。在些基础上，将此工艺与本文及其它文献中模拟的溶盐精馏、萃取精馏和共沸精饮馏等各种制取无水乙醇的工艺进行了比较研究。     

乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系中三元及四元体系的汽液平衡数据测定及推算

设计了液液平衡釜，测定乙酸乙酯-乙醇-甘油、乙酸乙酯-水-甘油及乙醇-水-甘油三元体系的VLE数据；以Wilson方程为平衡模型，由两对二元模型和三元体系的VLE实验数据关联第三对模型参数；测定乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系的VLE数据，由二元模型参数及三元体系的VLE实验数据计算乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系的VLE数据并与实验数据比较；本文测定结果及计算结果为乙酸乙酯-乙醇-水、乙酸乙酯-乙醇体系的萃取分离模拟计算及试验提供基础数据。     

正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系汽液平衡研究

测量了不同压力下正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系等压汽液平衡数据，确定了该体系Wilson方程模型参数，并以Wilson方程为汽液平衡模型，采用微机模拟计算了以邻苯二甲酸二丁酯为溶剂，萃取精馏分离正己烷-甲基环戊烷混合物的分离结果，结果表明，萃取精馏分离该混合物效果良好。     

乙酸乙酯-乙醇-水与甘油体系的液液平衡数据测定及关联

液液平衡数据的测定及热力学模型的研究是化学工程中的重要内容之一,虽然目前已有大量的液液平衡数据发表,但仍有很多物系的相平衡数据有待于人们来测定和研究.本研究选取甘油作为乙酸乙酯液液萃取分离的萃取剂.采用色谱法测定乙醇在甘油中的无限稀释活度系数,并采用单参数法关联UMQUAC方程中的模型参数;采用液液平衡釜测定乙酸乙酯-水、乙酸乙酯-甘油二元体系和乙酸乙酯-乙醇-甘油、乙酸乙酯-水-甘油、乙酸乙酯-乙醇-水三元体系LLE数据,采用最小方差法关联UNIQUAC方程中的模犁参数,并关联二元及三元LLE数据;利用六对模型参数模拟四元LLE数据,并与实验值相比较,实验与计算误差均小于5%.实验值与模拟值吻合较好,精度满足要求,从而可以为液液萃取的工艺改进模拟计算提供可靠的热力学基础数据.另外该体系的液液相平衡数据对于乙酸乙酯的提纯有实际的应用价值.     

乙醇-甲苯-水-氟化钾液液平衡数据的测定及关联

实验采用液液平衡釜测定常压下、298.15 K时乙醇-甲苯-水-氟化钾(KF)四元体系的液液平衡数据,计算了水+KF混合萃取剂对乙醇的选择性系数和分配系数,二者都远大于1。采用Rajendran改进的Eisen-Joffe方程对液液平衡数据进行可靠性检验,计算方程的最大标准差为0.05,最低相关系数为0.993。并使用Aspen数据回归模块,采用NRTL模型对实验体系的液液平衡数据进行回归,得到相应热力学模型参数,将实验值与计算值进行对比,绘制了四元体系的拟三元液液平衡相图,结果表明,NRTL模型可以很好的关联实验数据,相对均方根差最大值为1.4626%。     

裂解C_9与溶剂之间汽液平衡数据的测定及溶剂筛选

裂解C9是乙烯装置的副产,产量很大,对其研究具有重要的经济意义.实验测定裂解C9汽液平衡数据,计算各组分之间相对挥发度,以确定精馏过程分离条件;测定裂解C9与溶剂之间汽液平衡数据,计算各主要组分之间的相对挥发度,通过气质联用色谱法分析实验结果,对比分析不同溶剂对相对挥发度的影响,筛选出甘油作为裂解C9萃取精馏实验的最佳溶剂.本文研究为进一步放大实验、裂解C9的精馏预处理及萃取精馏提取C9馏分提供依据.     

缔合体系精馏过程模拟软件开发

建立了缔合体系相平衡模型,并对含缔合组分汽相焓进行了校正,液相用NRTL、Wilson方程修正其非理想性计算出的汽液相平衡数据及焓值,用于缔合体系多股进料精馏模拟取得了满意的效果。本软件采用三对角矩阵法求解精馏过程的MESH方程组,用Visual Basic 6．0开发出缔合体系精馏模拟软件,同时软件也包括了一般体系的多元复杂精馏模拟。     

Recent developments for molten salt systems in Thermochimica

The modified quasi-chemical model in the quadruplet approximation has been implemented in the open-source equilibrium thermodynamics library Thermochimica, enabling single point equilibrium calculations and sophisticated multi-physics simulations of molten salt nuclear reactor systems. Here, the derivations necessary to obtain the chemical potentials of the quadruplet species required for Gibbs energy minimization are provided. The implementation is verified via code-to-code benchmarking against FactSage. A scheme to increase computational efficiency of multi-physics simulations including Thermochimica is described and its effectiveness for molten salt systems demonstrated. Finally, a multi-physics simulation of a molten salt nuclear fuel system is presented as a demonstration problem: ORIGEN-S is used to calculate the isotopic evolution of a fuel-loaded FLiBe mixture with fission and activation products as Thermochimica predicts the phase evolution and number of moles of Cs in various phases.     

Comparison of pressure-swing distillation and extractive distillation with varied-diameter column in economics and dynamic control

Pressure-swing distillation and extractive distillation are two common methods for azeotrope separation. The economics and controllability are two crucial factors for evaluating the feasibility of a separation process. A varied-diameter column (VDC) was used in the process design to evaluate its economics and controllability. Five azeotropic systems were investigated in order to compare the economics of pressure-swing distillation and extractive distillation with a VDC. Results indicate that pressure-swing distillation with a VDC saves more money than extractive distillation. The dynamic control were evaluated in the acetone-methanol system for both processes with a VDC. The improved control structure for pressure-swing distillation with a VDC can handle ±20% disturbances effectively, while the improved control structure for extractive distillation with a VDC can only handle ±10% disturbances. A comparison of the two methods from the viewpoint of economics and controllability demonstrates that pressure-swing distillation is more suitable when using a VDC.     

萃取精馏的条件及选择萃取剂的研究

采用UNIFAC改进模型和MATLAB计算软件,对萃取精馏过程中萃取剂选择、萃取剂性能和萃取条件的影响进行了研究。通过对甲醇-丙酮、甲醇-乙酸甲酯和苯-环己烷等多个共沸体系在不同萃取剂和不同萃取条件下的相对挥发度的计算比较,确定了体系进行萃取精馏分离时合适的萃取剂分别为DMSO、水和DMF等,讨论了原料组成和溶剂比对相对挥发度的影响。结果表明:溶剂比是重要的影响因素之一,溶剂比越大,被分离体系的相对挥发度越大;原料组成对相对挥发度的影响较弱,随着重组分含量的增加,体系的相对挥发度稍有下降。本文还对文献数据进行了关联和比较,计算结果与文献符合良好,表明所开发的程序具有一定的可靠性和适用性。     

苯-环己烷体系萃取精馏溶剂的计算机筛选

为了对苯-环己烷体系进行萃取精馏溶剂的计算机筛选,采用了基于UNIFAC分子设计方法并结合Aspen数据库进行了萃取精馏溶剂的初步筛选。利用全塔模拟筛选法对初选溶剂做了进一步的筛选,获得了效果较好的一组溶剂为：含氮杂环化合物-NMP、酰胺类-DMF、醇类-四甘醇、三甘醇等。得出结论酯类和酸类分离效果一般,酯类化合物中分...     

A modified electrolyte-Uniquac model for computing the activity coefficient and phase diagrams of electrolytes systems

A modified electrolyte-Uniquac model describing the behaviour of single and multicomponent electrolyte systems was developed. The thermodynamic properties of electrolyte solutions are considered to be the sum of two contributions: the long-range represented by Debye–Hückel contributions and the local-composition expression (modified Uniquac type) that have been applied to account for short-range contributions. The local mole fractions are calculated based on the assumptions proposed by Chen and coworkers. The model has been tested on 86 aqueous electrolyte solutions at 298.15 K and results have been compared with those obtained from the Pitzer and electrolyte-NRTL models. The modified electrolyte-Uniquac model led to the accurate calculation of individual activity coefficient of ion. This new model can also be used to predict the excess properties and the salt solubility in aqueous multielectrolyte solutions with the interaction parameters obtained from binary data.