苯与甲苯及C8芳烃体系固液相平衡计算

针对对二甲苯结晶体系中由苯与甲苯及C₈芳烃组成的二元、三元及多元体系,选取了固液相平衡计算模型—Van′t Hoff方程简式,利用该模型计算二元、三元及多元体系的低共熔点温度及对应的低共熔点组成,并绘制三元体系固液相平衡相图。结果表明：由Van′t Hoff方程简式得到的苯-对二甲苯二元体系固液相平衡计算结果与文献数据吻合较好,表明所选固液相平衡计算模型适合于由苯与甲苯及C₈芳烃组成的体系固液相平衡计算;利用Van′t Hoff方程简式计算得到了由苯与甲苯及C₈芳烃组成的二元、三元、四元、五元和六元体系的低共熔点温度及组成,并预测了苯-甲苯和苯-乙苯二元体系的液相摩尔分数,利用这些数据绘制了对二甲苯-甲苯-苯、对二甲苯-乙苯-苯、苯-乙苯-甲苯3个三元体系的固液相平衡相图,这些数据和相图未见文献报道,可为PX结晶相关的苯与甲苯及C₈芳烃组成的体系固液相平衡研究提供理论指导和依据。     

固液相平衡级的通用算法

从热力学原理出发,建立了一种固液相平衡级计算的通用方法,通过自动判别平衡时的相数及析出固相的种类,经过较少的迭代次数就可获得固液相平衡时各相分率和组成,从而满足化工过程模拟计算与实际生产的需要。由于该解法为虚拟的等温蒸发过程,在判别平衡相数的同时给出了过程中晶体的析出顺序与各晶体刚析出时溶液组成,这些中间结果为分离过程的模拟计算提供了理论指导。此算法不仅完全不依赖于相图,而且还可通过对不同进料配比的计算,绘制出全范围内的固液相图。通过实例计算证明该方法可适用于目前文献中尚难以处理的复盐、含结晶水盐以及多离子体系。     

LNG接收站蒸发计算状态方程选择

LNG物性参数是LNG接收站模型建立、工艺流程模拟计算及研究必不可少的基础数据。以国外实验数据为基础,采用Aspen HYSYS软件分析评价PR、SRK、LKP、BWRS状态方程对气液相组成、焓、密度等物性参数的预测结果,比选汽液相平衡和热力学参数的计算状态方程,建立了LNG接收站储罐蒸发模型,并比较了四种状态方程的准确度。结果表明：PR方程在汽液相平衡计算方面计算精度最高,相对误差为4.70%;LKP方程计算热力学参数最准确,预测误差为2.59%。综合考虑相平衡参数和热力学参数计算精度,PR方程精度最高,预测误差为3.77%。此外,PR方程对LNG储罐蒸发和储罐压力的模拟计算值与现场数据吻合度最好,因此LNG接收站蒸发计算推荐选用PR方程。研究结果对物性参数和LNG接收站蒸发计算状态方程的选择具有借鉴意义。     

苯和二甲苯体系固液相平衡的数据预测与相图

针对对二甲苯装置结晶单元中由苯和二甲苯组成的相关体系,选取了固液相平衡计算模型—Van′t Hoff方程简式,利用与苯和二甲苯有关的二元和三元体系固液相平衡文献数据对该模型进行考察,利用该模型预测由苯和二甲苯组成的二元和三元体系的固液相平衡数据,并绘制三元体系的固液相平衡相图。结果表明：采用Van′t Hoff方程简式计算,苯和二甲苯有关体系的液相摩尔分数的平均相对偏差为2.69%,低共熔点温度的偏差最高为0.59℃,最低为0.01℃,表明所选模型适用于由苯和二甲苯组成的体系固液相平衡计算;利用该模型预测苯-间二甲苯、苯-邻二甲苯二元体系及对二甲苯-间二甲苯-苯、对二甲苯-邻二甲苯-苯、间二甲苯-邻二甲苯-苯三元体系的固液相平衡数据,绘制了对二甲苯-间二甲苯-苯三元体系的固液相平衡相图,这些新的相平衡数据和相图均未见有文献报道,可为对二甲苯结晶相关体系的固液相平衡研究提供理论指导和依据。     

含盐酸和盐的气液固三相平衡计算

利用亨利定律和溶解平衡方程,建立了气液固同时存在时体系总Gibbs自由能的数学模型,活度系数模型选用Pitzer模型,基于相平衡体系Gibbs自由能最小化原理,运用遗传算法求解,计算NaCl-KCl-HCl-H2O体系固液平衡和气液平衡,并和实验数据进行对比,进一步计算了该体系固液气三相平衡,实现了一步计算固相、液相和气相的组成。     

利用过量焓预言苯-环已烷系统的固液相平衡关系

随着连续分步结晶技术的开发成功,固液相平衡关系的研究,已经引起普遍的注意。本文实测了苯-环己烷系统的固液平衡数据及混合热(即过量焓)数据。并探讨了利用过量焓,预言简单低共熔体系固液平衡关系的方法。计算结果与实测数据进行比较。证明这种方法是可行的。     

水-丙酸二元体系汽液平衡的热力学性质

用新型泵式沸点仪测定了在101.325kPa下水-丙酸二元系在不同液相组成时的沸点,用过量自由焓函数Q,采用间接法由Tpx推算了水-丙酸二元系的汽相平衡组成y。汽相的非理想性用截至第二项的维里系数的状态方程求出汽相混合物中组分逸度系数。二元体系活度系数的关联分别用Wilson模型、NRTL模型、Margules模型和vanLaar模型进行关联,用最小二乘法求出了它们的液相活度系数模型参数。用所得的液相活度系数来计算三个二元体系的过量吉布斯自由焓函数GE/RT。计算的泡点温度与实验测得的沸点温度吻合良好,由面积积分法检验这些模型参数计算的二元体系相平衡数据,得到很好的热力学一致性。     

PROVISION与PHEES集成模拟无机盐生产工艺

以ＰＲＯＶＩＳＩＯＮ和ＰＨＥＥＳ为基础,建立了固液相平衡级计算的通用方法,通过自动判别平衡时的相数及析出固相的种类,可获得固液平衡时各相分率和组成,通过对几种无机盐生产的蒸发、结晶流程的模拟计算证明该方法可适用于目前文献中尚难以处理多离子复分解反应体系,从而满足涉及电解质溶液的化工过程的模拟计算与实际生产的需要     

基于焓法与伪焓法的固液相变传热LB模型分析

固液相变传热过程在各个领域有着重广泛的应用,为深入研究固液相变传热过程特性,对格子Boltzmann方法在解决固液相变传热问题的相关模型进行了介绍.重点分析了基于焓法及伪焓法的固液相变LB模型,接着指出了基于焓法的LB模型可以根据焓值直接追踪相界面但需要迭代计算,而基于伪焓法的LB模型通过"预测"和"修正"无须进行迭代但将源项完全根据显热计算,从而改变了能量方程的形式,并未考虑潜热影响.对模型的对比分析,为解决固液相变相关问题提供指导与借鉴作用.     

对乙酰氨基苯甲酸在甲醇+乙醇混合溶剂中溶解度测定及关联计算

溶解度的实验和计算是固-液相平衡热力学研究的基础, 为工业结晶分离过程优化提供重要参数。本文以对乙酰氨基苯甲酸为目标溶质, 在标准压力下, 通过激光动态法在277.95~323.35K温度范围内, 测量其在甲 醇+乙醇混合溶剂中(乙醇质量分数0、20%、40%、60%、80%、100%)的溶解度, 分析了溶解过程中的热力学现象。实验数据用Modified Apelblat、修正的Jouyban-Acree两种热力学模型进行了关联计算。结果表明, 两种模型对对乙酰氨基苯甲酸的关联效果都很好, 其中Modified Apelblat、修正的Jouyban-Acree方程的计算值与实验值的平均相对偏差分别为0.702%和1.105%。通过热力学理论分析, 计算得到对乙酰氨基苯甲酸在混合溶液中溶解焓Δ_dH_m和溶解熵Δ_dS_m, 结果发现该溶解过程为放热过程, 焓变对溶解过程影响较大。     

一种计算含盐有机溶液固液相平衡的方法

基于Pitzer模型,提出了计算含盐有机溶液体系固液相平衡的Pitzer扩展模型,把扩展模型中的模型参数表达为Pitzer模型参数和有机溶剂摩尔组成xm的函数。文中利用吉布斯自由能差获得盐在混合溶剂中的溶度积常数,并结合扩展模型计算盐在混合溶剂中的溶解度。以NaCl,KCl,NaBr,NaI 4种盐在甲醇-水混合溶剂体系中的溶解度为例,关联得到了各体系的新模型参数。结果表明:计算结果和文献数据吻合良好,最大绝对误差为0.209mol/kg,验证了该模型的可行性,成功扩展了Pitzer模型的适用范围。因此,Pitzer扩展模型是一种可用于含盐有机溶液体系固液相平衡计算的方法。     

甲苯和二甲苯体系固液平衡相图及其低共熔点对比

针对对二甲苯结晶相关由甲苯和二甲苯组成的二元和三元体系,选取固液相平衡计算模型—Van′t Hoff方程简式计算了由甲苯和二甲苯组成的二元和三元体系的液相摩尔分数与低共熔点温度及组成,并绘制了与甲苯有关的对二甲苯-甲苯-邻二甲苯、邻二甲苯-甲苯-间二甲苯、对二甲苯-甲苯-间二甲苯等3个三元体系的固液相平衡相图,对比分析...     

甲基二氯硅烷+甲基三氯硅烷+二甲基二氯硅烷+苯多元系常压汽液平衡研究

卤代硅烷的相平衡数据为硅烷生产所需,而这方面的研究又较缺乏,尤其是甲基乙烯基二氯硅烷生产中所需的汽液相平衡数据尚未见报道.今用新型泵式沸点仪测定了常压(101.325 kPa)下甲基二氯硅烷 甲基三氯硅烷 二甲基二氯硅烷 苯四元系及其四个三元体系和六个二元体系在不同液相组成时的泡点.由所测的二元系数据,用过量自由焓Q函数间接法推算了与之平衡的汽相组成.再用最小二乘法求出二元体系的最佳配偶液相活度系数模型参数.所得的六组最佳二元系Wilson模型参数符合热力学一致性,并用于该体系三元和四元系汽液相平衡数据的预测,将计算的泡点与实验测得的泡点作了比较,其拟合精度良好,关联结果令人满意,硅烷二元系、多元系的热力学模型及VLE数据可为该体系的分离设计提供必要的理论依据.     

煤液化油气液平衡体系研究

煤炭直接液化反应体系为高温高压下气、液、固三相混合物,液化体系的高压气液相平衡数据是液化过程设计的基础数据。为得到高压下的气液平衡数据,本研究引入流程模拟软件Aspen Plus,针对煤液化油高温和低温分离器,建立了煤液化油闪蒸模型。通过计算值与文献值对比,筛选适用于煤液化高压体系的物性方法,最终得出使用UNIQUAC-RKS方法和GRAYSON方法可以分别得到与高温分离器和低温分离器的实验值较相符的气液平衡数据。采用UNIQUAC-RKS方法的高温分离器气相和液相组成计算值与实验值的平均相对误差为分别为18.7%、5.49%,采用GRAYSON方法的低温分离器气相和液相组成计算值与实验值的平均相对误差为分别为19.8%、42.5%。     

308.2 K三元体系KCl+PEG10000/20000+H2O相平衡及热力学计算

采用等温溶解平衡法和浊点法分别测定了308.2 K时三元体系KCl+PEG10000/20000+H₂O的固液平衡组成和液液平衡组成,同时测定了固液平衡时体系的密度和折射率。根据实验数据,绘制了两个三元体系308.2 K时的完整相图、双液线对比图和结线-组成图。研究发现：三元体系KCl+PEG10000/20000+H₂O 308.2 K时的完整相图均包含6个区域：不饱和液相区（L）,2个一固一液区（L+S）,双液相区（2L）,两液一固区（2L+S）,两固一液区（L+2S）;其中,一液两固区（L+2S）中的两种固相分别为KCl和PEG10000/20000。在完整相图中,一固一液区面积最大,双液相区面积最小。对比308.2 K时聚乙二醇分子量为1000、4000、6000、10000和20000的KCl+PEG+H₂O体系可知：分子量为1000、4000和6000时,体系中仅存在固液相平衡关系;分子量为10000和20000时,体系中同时存在固液和液液相平衡关系,且随着聚乙二醇分子量的增加,双液线向原点移动,双液相区（2L）和两液一固区（2L+S）增大,不饱和液相区（L）和一固一液区（L+S）均减小。采用Chen-NRTL-PDH热力学模型进行了液液相平衡计算,计算结果与实验数据吻合较好。     

对苯二甲酸在醋酸水溶液中的固液相平衡研究

在自制高温高压固液平衡装置中对苯二甲酸(TA)在醋酸水溶液中达到了固液相平衡,用一个特殊的取样装置取出饱和液相样品并冷却至常温。加入内标物异丙苯于样品中,采用液相色谱法定量了样品中的TA浓度。利用此法测定了1.4 MPa下423.15—493.15 K对TA在质量分数为60%、70%、80%、90%和100%的醋酸水溶液中的溶解度数据。用Apelb lat方程对所测数据进行关联,得到了相应的模型参数。用该模型对本体系进行了计算,计算值与实验值的平均偏差较小,结果令人满意。     

汽液相平衡计算混合法则中协体积项b的改进

混合物汽液相平衡通常需要引入合适的混合法则才能更好地进行关联。针对目前混合法则中协体积项b的改进提出了一种新的修正协体积项b的方法。该方法以Mie势能理论、London色散力理论为基础,同时引入Leach等分子形状系数进行修正,这样协体积项b中的交互作用参数l_ij形式上是纯组分分子形状系数θ和φ及临界参数的函数,无需实验数据拟合得到,从而真实反映了二元混合物的实际混合情况。将修正的协体积项b运用于MHV1、LCVM及HV混合法则并结合PR NRTL模型对不同种类的16个体系汽液相平衡进行了计算,并与采用b ∑x_ib_i的MHV1、LCVM及HV混合法则结合PR NRTL模型计算的结果进行比较,结果表明运用修正的协体积项b的混合法则+PR+NRTL模型所得的计算结果精度优于采用b ∑x_ib_i的MHV1、LCVM及HV混合法则 PR NRTL模型的计算结果。     

水-醋酸-醋酸正丁酯三元体系液液平衡研究

文章用液液平衡装置在常压下,测定了水．醋酸-醋酸正丁酯三元体系40℃的液液相平衡数据。运用Othmer-Tobias方法对系线组成进行关联。由实验数据回归确定了NRTL、UNIQUAC以及修正的UNIFAC活度系数模型参数,并运用这些模型对体系相平衡进行了预测。将实验数据与关联结果比较,结果表明,三种方程均能较好地对溶液组成进行预测,其中UNIQUAC方程的拟合精度最好。     

固体─超临界流体相平衡的分子热力学模型

从分子热力学基础出发提出一个适用于固体-超临界流体相平衡的理论模型，溶液中溶质的化学位分解为无限稀溶液化学位及溶质浓度效应两部.无限稀溶液化学位由简化的Oz方程计算，其中包括斥力贡献、局部组成及长程引力项浓度对化学位的贡献由作者根据Kirkwood-Buff溶液理论提出的修正Wilson模型计算．用45个二元系862个数据点对此模型进行检验并和PR方程（vdw-2混合规则）计算结果进行比较，本模型的平均绝对误差为11.7％，而PR方程的结果为14.9％，对极性溶剂体系的计算结果有显著改善.用此模型直接推算的萘-Co_2体系萘的偏摩尔焓和文献数据相吻合     

邻碘苯胺与对碘苯胺固液相图测定及数据关联

用步冷曲线法测定了邻碘苯胺与对碘苯胺二元混合物体系不同组成的凝固点,得到了邻碘苯胺与对碘苯胺二元系固液平衡相图,用理想固液平衡模型对实验数据进行了关联。结果表明:邻碘苯胺与对碘苯胺二元系固液平衡相图为简单低共熔固液相图,其低共熔点温度为298.56 K,共熔点的邻碘苯胺的摩尔分数为0.497 6。理想溶液模型计算值与实验值的平均相对偏差是0.17%,最大相对偏差是0.58%,说明该物系符合理想溶液模型。用该模型计算的邻碘苯胺的熔化焓为1.976 1 k J/mol,对碘苯胺的熔化焓为1.579 5 k J/mol。