Prediction of Solid-Liquid Equilibrium for KCI in Mixed Water-Ethanol Solutions Using the LIQUAC Model

The LIQUAC model is often used to predict vapor-liquid equilibria, osmotic coefficients, and mean ion activity coefficients for electrolyte systems. This paper describes a thermodynamic method to analyze solid-liquid equilibrium for electrolytes in mixed solvents solutions using the LIQUAC model. The KCI solubilities in mixed water-ethanol solutions are predicted with the LIQUAC model and its original interaction parameters. This method is also used to obtain new K^＋-ethanol interaction parameters in the LIQUAC model from the solubility data. The new interaction parameters accurately predict the vapor-liquid equilibrium data of K^＋ salts （including KCI, KBr, and KCOOCH3） in mixed water-ethanol solutions. The results illustrate the flexibility of the LIQUAC model which can predict not only vapor-liquid equilibrium but also solid-liquid equilibrium in mixed solvent systems.     

丙酮－PMMA及乙酸乙酯－PMMA系统汽液平衡研究

采用石英弹簧重量法，对三种不同相对分子质量的ＰＭＭＡ单分散样品，测定了３５℃下丙酮－ＰＭＭＡ、乙酸乙酯－ＰＭＭＡ系统的汽液平衡数据。分析了Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ相互作用参数χ与溶液组成及样品相对分子质量的关系。用Ｅｌｂｒｏ－ＦＶ模型预测了溶剂活度系数，并与实验结果进行了比较。     

氨基酸与甲醇-水混合溶剂的相互作用

本文采用改进的Ｒｏｓｅ釜测定了在３３３．１５及３３８．１５Ｋ下，氨基乙酸、ＤＬ－氨基丙酸在甲醇水溶液中的汽液平衡数据．计算了各双液组成下溶剂组分的活度系数以及氨基酸与溶剂组分间的相互作用参数．探讨了溶液内部粒子间的相互作用规律，得到了一些具有理论价值的结论     

CO2/DME/CH3OH和CO2/DME/C2H5OH体系的汽液相平衡研究

文中基于对CO₂/DME,DME/CH₃OH,CO₂/CH₃OH和DME/C₂H₅OH体系汽液相平衡研究的文献调查,采用Gibbs-Duhems方程对实验数据做热力学一致性检验和热力学模型评价。研究表明,PR-NRTL模型组合对四个体系都有良好的表现。进而基于通过检验的二元体系数据拟合了5个组合的NRTL模型的交互作用参数,并以此模型研究了CO₂ /DME/CH₃OH和CO₂/DME/C₂H₅OH两个三元体系。计算给出的CH₃OH/DME/CO₂体系的VLE数据与文献值偏差很小,表明此PR NRTL模型组合能较好地描述其高压下的VLE行为,在此基础上对C₂ H₅OH/DME/CO₂体系的VLE行为进行了预测,给出了VLE相图。     

甲醇-水、水-丙酸和甲醇-丙酸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下甲醇-水、水-丙酸、甲醇-丙酸3个二元系在不同液相组成时的沸点,并用间接法Tpx推算了甲醇-水、水-丙酸、甲醇-丙酸3个二元系的汽相平衡组成y.3个二元体系活度系数的关联分别用W ilson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.同时,用这些模型参数来计算它们的汽相组成y.所得的液相活度系数来计算3个二元体系的过量吉布斯自由焓函数GE/RT,并且研究的所有体系之间不存在共沸点.计算的沸点温度与实验的所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3个二元体系相平衡数据得到很好的热力学一致性.     

化工分离中相平衡研究进展

相平衡是分离过程的理论基础,对化工分离过程中的理论研究和工业应用具有极为重要的价值。本文在介绍了汽-液相平衡热力学模型及固-液相平衡测定方法的基础上,综述了近年来以离子液体为溶剂的汽-液相平衡以及激光动态监测法固-液相平衡的研究进展,介绍了典型物系的相平衡研究近况,并在最后提出了几点对未来化工分离中相平衡重点研究方向的看法。     

UNIFAC-PR模型应用范围的进一步拓展

利用Nelder-Meand扩展单形求极值法估算出了预测型的UNIFAC-PR模型的18对新的基团交互作用参数,进一步扩大了UNIFAC-PR模型的应用范围．并根据新估算出的基团交互作用参数对35个二元汽液相平衡体系盼泡点压力和汽相组成进行了预测,预测值和实验值吻合良好．     

溶质在CO_2-PVAc混合物系中气液平衡比率

开发了迅速测定超临界流体－聚合物混合物系中的无限稀释气液平衡比 率（以下简称气液平衡比率）的系统．该系统由气液分配色谱与石英压电法两 套实验装置构成．应用该系统在温度３１３．２、３３３．２Ｋ，压力８ ＭＰａ以下的条件 下测定了苯与甲苯在二氧化碳－聚醋酸乙烯酯（ＰＶＡｃ）混合物系中的气液平 衡比率．两温度下的实验值都呈现极小值，并在压力８ ＭＰａ附近有大小交替 趋势．使用Ｓａｎｃｈｅｚ－Ｌａｃｏｍｂｅ状态方程对气液平衡比进行了推算，推算中使 用的各二元混合物系的相互作用参数是通过关联各物系的气液平衡实验值 获得的.推算值与实验值良好一致．     

H2O—DMF—HCOOH体系汽液相平衡研究

在常压下测定了 Ｈ２Ｏ－ＤＭＦ－ＨＣＯＯＨ体系的汽液平衡数据并进行了热 力学关联计算，测定了三组二元体系和一组三元体系的汽液相平衡数据。用 Ｗｉｌｓｏｎ方程和缔合模型进行了热力学关联，求得Ｈ２Ｏ，ＤＭＦ，ＨＣＯＯＨ之间 的 Ｗｉｌｓｏｎ方程配偶参数。由二元配偶参数推算了 Ｈ２Ｏ－ＤＭＦ－ＨＣＯＯＨ三元体 系汽液相平衡数据，并与实验数据进行比较；其结果令人满意。     

乙二醇/正辛醇二元体系汽液相平衡数据的测定及关联

为了采用共沸精馏方法模拟分离乙二醇和1,2-丁二醇,用汽液平衡釜测定了30.4kPa条件下乙二醇-正辛醇二元体系的汽液相平衡数据,分别采用Wilson方程和NRTL方程对该汽液相平衡数据进行关联,并进行热力学一致性检验。结果表明实验数据符合热力学一致性,获得了的Wilson方程与NRTL方程参数,模型计算结果均与实验数据都吻合,可满足工程设计需要。     

含盐体系等温汽液平衡的关联与预测

为了研究加盐对汽液平衡的影响,对Ｃｌｅｇｇ－Ｐｉｔｚｅｒ方程进行了简化,在计算短程力对Ｇｉｂｂｓ自由能的贡献时略去了四粒子作用项,并对长程项进行了扩展。用简化后的方程对２１ 个二元溶剂 盐体系和３ 个溶剂 溶剂体系的汽液平衡数据进行了关联,其误差小于１％ ; 用由二元体系得到的作用参数预测５ 个三元含盐体系的汽相组成时平均绝对偏差为０．０２５,预测三元含盐体系的总压时平均偏差为２．１％ 。结果说明,该简化模型能够用来预测含盐体系的等温汽液平衡。     

醋酸-水-醋酸丁酯体系等压气液平衡数据的测定与关联

用改进的Rose釜测定了101.33 kPa下醋酸水、醋酸醋酸丁酯及醋酸-水-醋酸丁酯(互溶区内)的等压气液相平衡数据。由计算得出的活度系数、逸度系数可知,醋酸的强缔合效应使得体系严重偏离理想行为。利用化学理论模型、Hayden-O’Conmell模型校正气相的非理想性及NBTL模型和UNIQUAC模型校正液相的非理想性用NRTL和UNIQUAC模型对醋酸-水和醋酸-醋酸丁酯的气液平衡数据进行了关联,得到相应的模型参数、温度偏差和气相组成偏差。利用二元NRTL体系模型参数预测三元体系气液平衡数据,计算值与实验值基本吻合。     

电解质水溶液的固—液平衡计算

本文以扰动理论为基础建立了电解质溶液的状态方程。并将其用于电解质水溶液的固—液平衡计算。同时与Guggenheim模型,Bromley模型,Meissner模型和Pitzer模型进行了比较。本文模型与Bromley模型,Meissner模型及Pitzer模型具有大致相同的精度。取得了令人满意的结果。     

用汽液平衡法研究NaI在乙醇-环己烷中的活度系数

测定了乙醇-环己烷-NaI体系常压汽液平衡数据,采用双标准检验法对数据进行检验,检验结果全部合格.假定NaI的平均活度系数可表示为盐浓度平方根(m1/2)的幂级数,采用全部合格的汽液平衡数据拟合出幂级数中的各项参数,从而获得在双液比固定条件下盐在非水混合体系中的活度系数.计算结果表明,正常泡点温度下,在具有固定双液比的乙醇-环己烷混合溶剂中,NaI的平均活度系数随盐浓度的增加而减小.此法可推广于其他非水混合溶剂中电解质活度系数的测定.     

正庚烷-甲苯-环丁砜液液平衡体系的神经网络模型

建立了正庚烷-甲苯-环丁砜液液平衡体系的神经网络模型.首先以303.15 K和313.15 K下的数据作为样本来训练神经网络,获得了优化的模型参数,而后用323.15 K下的数据来检验其预测能力.结果表明:在所研究的温度范围内,对相平衡数据能够给出较好的描述,3个温度下的平均绝对偏差分别为0.87%、0.71%和1.59%.     

汽液平衡法研究NaI在甲醇-苯中的活度系数

测定了甲醇-苯-NaI体系常压汽液平衡数据,采用双标准检验法对数据进行检验,检验结果全部合格.假定NaI的平均活度系数可表示为盐浓度平方根(m1/2)的幂级数,采用全部合格的汽液平衡数据拟合出幂级数中的各项系数,从而获得在双液比固定条件下盐在非水混合体系的活度系数.计算结果表明正常泡点温度下在具有固定双液比的甲醇-苯混合溶剂中NaI的平均活度系数随盐浓度的增加先减小,经过一个极小值后又增加.此法可推广于其它非水混合溶剂中电解质活度系数的测定.     

异丙醇胺-水体系的汽液平衡

采用鼓泡式平衡釜测定了一异丙醇胺-水、一异丙醇胺-二异丙醇胺以及水-二异丙醇胺等二元体系在65℃、80℃、95℃时的恒温汽液平衡数据。用vanLaar、Margules、NRTL、Wilson、UNIQUAC等5种方程对其进行关联,求出模型参数,利用所得模型参数计算相应的汽相组成,并与实测值比较,二者符合良好。     

硫酸氢根吡啶催化制备乙酸正丁酯的酯化反应精馏过程模拟

采用离子液体硫酸氢根吡啶（[Hpy][HSO4]）作为催化剂,对乙酸和正丁醇在反应精馏塔中进行酯化反应生成乙酸正丁酯的过程进行模拟研究。在缺乏实验数据的情况下,使用真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)方法预测了离子液体与其他物质的汽液相平衡,得到了离子液体与反应体系的二元交互参数。基于共沸精馏概念设计了带有分相器的反应精馏塔,实现了离子液体的循环利用。分析了反应精馏塔总塔板数、进料模式、进料塔板位置、再沸器热值和塔板持液量对于产品质量和乙酸转化率的影响,结果表明,当反应精馏塔塔板总数为28,反应物从第4块塔板同时进料,离子液体从第2块塔板进料,且塔板持液量为0.05m3时,乙酸正丁酯纯度和乙酸转化率均可达99.9%。     

液体混合物的导热系数与汽液平衡之间的关系

将统计热力学模型与作者建立的传热反应速率理论相结合，通过液体混合物中分子间的相互作用能、分子的大小和形状，将液体混合物的导热系数与汽液平衡相互联系起来，使这两类液体混合物的性质统一到分子间相互作用能、分子的大小和形状这一液体混合物的共性上，对这两类性质进行统一的描述，研究这两类性质之间的关系。对１１对二元体系根据液体混合物的导热系数对汽液平衡进行了推算。结果表明，所建立的液体混合物的模型能够描述它们的导热系数与汽液平衡之间的相互关系。