汽液相平衡测定的研究进展

介绍了汽液相平衡测定的各种方法及其研究现状，指明了汽液相平衡测定的发展方向。     

邻苯二酚体系汽液相平衡的测定及预测

在Ｅｉｌｌｓ平衡蒸馏釜中测定了水－苯酚、邻苯二酚－酚两组二元物系的汽液相平衡数据,采用单纯形法拟合求得了Ｗｉｌｓｏｎ方程和ＮＲＴＬ方程参数,用修正的ＵＮＩＦＡＣ模型预测了水－苯酚,邻苯二酚－对苯二酚物系在高真空条件下的汽液相平衡。预测结果与实测数据吻合较好。可将修正的ＵＮＩＦＡＣ模型直接用于邻苯二酚生产工艺技术的开发和分离装置的设计。     

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。     

DMF-CHCl3体系汽液相平衡数据的测定与关联

为获得二甲基甲酰胺（DMF）与氯仿（CHCl3）精馏分离的基础热力学数据,实验采用改进型的Rose平衡釜测定了DMF-CHCl3体系在760mmHg下的汽液相平衡数据,并分别用NRTL和Margules模型对实验数据进行关联。结果表明：实验数据满足热力学一致性的检验,且NRTL和Margules模型的计算结果与实测结果偏差小,平均绝对误差分别为0．0026和0．0010,平均相对误差分别为1．81％和1．23％,可满足工业精馏工艺过程设计的需要。     

氨／水体系汽液相平衡模型的研究

基于具有较好的热力学一致性并且覆盖较宽的温度、压力、浓度范围的氨／水汽液相平衡实验数据，本研究评价了6个具有代表性的VLE模型。结果发现，总的来说SR-P方程能够较好描述氨／水体系汽液相平衡行为，虽然在中低温度范围内SR-P方程仅次于最佳的电解质NRTL模型和RK-NRTL。据此，本研究回归了SR—P方程的交互作用参数。与原方程相比，新参数SR-P方程的计算精度明显提高。     

汽液相平衡数据库

本数据库是在广泛收集国内各理、工科高校、研究院、研究所和一些设计院、工厂(公司)1990年以前,在国内各种文献上发表的汽液相平衡数据的基础上建立起来的。具有体系号、两个纯物质编码、一个纯物质编码三种检索途径,并设有供用户使用的库管理程序,还可生成用于热力学一致性检验和关联数据的数据文件。     

氨/水体系汽液相平衡模型的研究

基于具有较好的热力学一致性并且覆盖较宽的温度、压力、浓度范围的氨/水汽液相平衡实验数据,本研究评价了6个具有代表性的VLE模型.结果发现,总的来说SR-P方程能够较好描述氨/水体系汽液相平衡行为,虽然在中低温度范围内SR-P方程仅次于最佳的电解质NRTL模型和RK-NRTL模型.据此,本研究回归了SR-P方程的交互作用参数.与原方程相比,新参数SR-P方程的计算精度明显提高.     

均三甲苯、偏三甲苯二元体系汽液两相平衡的测定

以双循环平衡釜测定了740mmHg下均三甲苯和偏三甲苯二元体系的汽液相平衡组成，数据进行了热力学一致性检验，并用常用活度系数模型作了关联。     

含HFC混合物的气液相平衡计算模型评价

含氢氟烃(HFC)混合物是一类很有前景的替代工质,其气液相平衡性质的准确描述非常重要.该文对23种有代表性的含HFC二元和4种三元混合工质,采用PR状态方程结合vdw混合规则及其改进形式,以及两种GE-EoS型混合规则进行了相平衡性质研究,详细分析了各模型对二元体系,以及应用于三元体系相平衡性质预测时的适用性.结果表明:简单的vdW混合规则对多种二元体系的计算精度较低,而SV、MHV1、WS混合规则均可准确再现各二元体系的相平衡性质.vdW、MHV1、WS混合规则结合优化得到的二元交互作用参数可以较好地用于文中三元体系的预测,SV混合规则对三元体系的适用性不佳.     

甲醇-苯-离子液体等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了甲醇-苯与三种离子液体的三元物系的等压汽液平衡数据,即甲醇-苯-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4),甲醇-苯-1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4),甲醇-苯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)。实验结果表明,加入离子液体可以使汽液平衡线偏离甲醇-苯二组分物系的汽液平衡线,离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大。[OMIM]BF4表现出明显的盐析效应,使甲醇对苯的相对挥发度发生改变,消除了甲醇—苯物系的共沸点。离子液体对甲醇的盐析效应顺序为：[OMIM]BF4 >[BMIM]BF4 >[EMIM]BF4。因此[OMIM]BF4 可以作为甲醇-苯物系萃取精馏的溶剂。     

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。     

高压下CO2异丙醚体系的汽液相平衡

采用带有可视石英玻璃窗的高压汽液相平衡装置，测定了压力0.5～25MPa、温度265.15～333.15K条件下CO₂异丙醚体系的二元汽液相平衡数据，并通过了热力学一致性检验。用Peng-Robinson(PR)状态方程对CO₂-异丙醚体系的汽液相平衡数据进行关联，得到该方程的二元交互作用参数。结果表明，体系的汽液相平衡数据计算值与实验值偏差较小，可采用PR方程对CO₂-异丙醚二组分物系的汽液相平衡数据进行预测。     

0．053MPa下酒精中乙醇和主要杂质之间的汽液平衡研究

本文利用自行改进的Ｒｏｓｅ釜研究了在０．０５３ＭＰａ绝对压力下酒精中乙醇和主要杂质（甲醇、正丙醇和异丁醇）之间的三个二元汽液平衡关系，为差压精馏技术在酒精精馏中的应用提供基础数据．获得的全部数据与ＵＮＩＱＵＡＣ模型符合得很好．     

异丙醇-水-1-辛基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-辛基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([OMIM]BF4)的异丙醇-水物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[OMIM]BF4摩尔分数为10%时异丙醇-水二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,[OMIM]BF4摩尔分数分别为20%和30%时,偏离程度越大;[OMIM]BF4表现出盐效应,使异丙醇对水的相对挥发度发生改变,消除了异丙醇-水物系的共沸点;[OMIM]BF4摩尔分数越大,盐效应越明显,随着[OMIM]BF4摩尔分数的增加,异丙醇对水的相对挥发度增加。[OMIM]BF4可以作为异丙醇-水物系萃取精馏的溶剂,适宜的[OMIM]BF4摩尔分数为20%。用NRTL模型对数据进行了关联,关联的结果和实验计算值差不多,符合实验趋势。     

甲醇-甲乙酮-1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐物系等压汽液相平衡数据的测定及分析

考察了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（[EMIM][NTf₂]）对甲醇-甲乙酮共沸物系等压汽液相平衡的影响。首先测得了101.3 kPa下甲醇-甲乙酮-[EMIM][NTf₂]三元体系的等压汽液相平衡数据,然后用非随机双液（NRTL）模型进行了关联,平均相对偏差为1.39%,表明了NRTL模型对含离子液体三元体系的良好适用性。经NRTL模型计算,在[EMIM][NTf₂]的摩尔分数为0.047时可消除甲醇-甲乙酮共沸点。实验结果表明：[EMIM][NTf₂]的加入对甲醇-甲乙酮体系表现出极强的盐效应,改变了体系的汽液相平衡,提高了甲醇对甲乙酮相对挥发度。因此[EMIM][NTf₂]可作为甲醇-甲乙酮萃取精馏的萃取剂。     

二甲基二乙氧硅烷-甲基三乙氧基硅烷二元体系等压汽液平衡研究

利用新型泵式沸点仪,在101.3kPa下测定了二甲基二乙氧基硅烷-甲基三乙氧基硅烷二元体系汽液相平衡数据,并对二甲基二乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的临界性质进行了估算,分别用Wilson,NRTL,Margules,Van Laar四种模型进行了关联.     

甲酸乙酯和乙醇汽液相平衡的估算

用修正的UNIFAC模型对常压下甲酸乙酯和乙醇的汽液平衡进行估算,得到理论共沸组成为0.935(甲酸乙酯摩尔分数).与UNIFAC模型计算结果相比,修正的UNIFAC模型更接近实验值.常压下甲酸乙酯和乙醇存在共沸点,共沸温度为327.38K,不能用普通精馏进行分离.     

二甲基二氯硅烷-二甲基二乙氧基硅烷二元体系等压汽液平衡研究

利用新型泵式沸点仪,在101.3kPa下测定了二甲基二氯硅烷-二甲基二乙氧基硅烷二元体系汽液相平衡数据,并对二甲基二乙氧基硅烷的临界性质进行了估算,分别用Wilson,NRTL,Margules,Van Laar四种模型进行了关联,结果令人满意.