UNIFAC基团贡献法研究及应用进展

UNIFAC基团贡献法是推算组分活度系数应用最广泛的模型之一。介绍了UNIFAC基团贡献法的研究进展,分析了UNIFAC模型在气液平衡(气体溶解度、纯组分的蒸汽压、典型气液平衡预测)、液液平衡(液体混合物的表面张力、萃取精馏体系、聚合物溶液粘度的推算、典型液液平衡预测)、固液平衡(同分异构体的平衡体系、固体溶解度的计算)体系的应用领域及其局限性,并针对UNIFAC基团贡献法存在的问题,提出UNIFAC基团贡献法的研究方向和具体的研究内容。

UNIFAC基团贡献法预测合成硝基麝香固液平衡

UNIFAC基团贡献法是目前流行的一种重要的推算相平衡的方法.应用UNIFAC基团贡献法研究了合成硝基麝香物系在乙酸乙酯、乙睛、环已烷等溶剂中的溶解度.通过麝香物系在多种溶剂中的二元相平衡的实验数据对UNIFAC交互作用参数进行了回归修正,并利用这些交互作用参数预测了大量麝香的二元、三元的固液平衡.与实验值比较,证明参数修正的结果是理想的,误差在允许的范围之内,能满足合成硝基麝香体系固液平衡计算的需要.

UNIFAC基团贡献法预测含N-甲酰吗啉体系的汽液平衡

应用UNIFAC基团贡献法 ,将N -甲酰吗啉划分为C4H8NO和CHO两个基团 ,用文献值拟合了CH2 、ACH、ACCH2 、CHO及H2 O与C4H9NO的基团相互作用参数am/n。用拟合的参数预测了含吗啉和N -甲酰吗啉体系的二元、三元和四元体系的汽液平衡数据和烃类在不同含水量的N -甲酰吗啉溶剂中的无限稀释活度系数。结果表明 ,对N -甲酰吗啉基团的划分是合理的 ,拟合的基团相互作用参数能够满足N

UNIFAC基团贡献法预测混合制冷剂的气液相平衡

将UNIFAC基团贡献法成功地应用于HFCs混合制冷剂的气液相平衡热力学性质的预测.根据资料拟合得到了CH2、CF2、F三个主基团的相互作用参数,用拟合的基团相互作用参数预测了新工质对R32/R227ea、R227ea/R134a和R152a/R227ea及三元混合制冷剂R32/R125/R134a的气液相平衡数据,并与实验进行了对比,两者基本吻合.本工作为今后HFCs混合制冷剂替代和制冷系统研究提供了极有推广价值的物性计算方法和数据,满足了新工质工程设计的要求.

UNIFAC基团贡献法对合成硝基麝香固液平衡的研究

应用UNIFAC基团贡献法研究了合成硝基麝香物系在乙酸乙酯、乙腈、环己烷等溶剂中的溶解度。通过麝香物系在多种溶剂中的二元相平衡的实验数据对UNIFAC交互作用参数进行了回归修正,并利用这些交互作用参数预测了大量麝香的二元、三元的固液平衡,与实验值比较,证明参数修正的结果是理想的,误差在允许范围之内,能满足合成硝基麝香体系固液平衡计算的需要。

UNIFAC基团贡献法估算甲醇-碳酸二甲酯的汽液相平衡

以甲醇 碳酸二甲酯为实验物系,在考虑了汽、液混合物非理想性的情况下,用UNIFAC基团贡献法估算了液相活度系数,用维里方程求算了汽相逸度系数,并最终给出了此二元物系在不同压力下的汽液相平衡数据,结果表明其共沸组成(甲醇摩尔分数)随压力的增高而增大,当压力从0.1MPa增至1.5MPa时,共沸组成由0.890增加到0.960。最后将常压下的相平衡数据与实验值进行了对比,二者的最大偏差为9.4%。

UNIFAC基团贡献法预测石油馏分常压气液平衡

提出用正构烷烃模型分子法进行石油馏分的基团划分，只需平均沸点一个物性参数，即可简捷方便地确定假组分的基因组成。将此法与ＵＮＩＦＡＣ基团贡献法相结合，预测了大庆、辽河＜３５０℃馏分油的常压气液平衡，并与试验值和ＳＲＫ模型预测值进行了对比。

基于UNIFAC基团贡献法的计算机辅助分子设计

本文论述了一种基于UNIFAC基团贡献法的计算机辅助分子设计方法。该方法采用UNIFAC模型中的基团概念,借助计算机技术来设计合成分子。主要涉及基团的分类和表征、基团的预选和可行分子结构的合成,同时本文编制了相应的分子设计程序。

UNIFAC基团贡献法推算液体混合物表面张力

本文由Butler公式出发,导出了推算液体混合物表面张力σm的计算方法, 迭代求解其中表面相组成x15。计算方法简便,无需可调参数。用UNIFAC模型对23个二元体系31套恒温条件下液体混合物表面张力数据进行预测。涉及的体系种类较广,包括烷烃、芳香烃、卤代烃、醇、酮、醚、酸、苯胺及水等,总平均偏差约为2.55％,推算精度能满足工程设计的需要。

UNIFAC基团贡献法预测加压下的二元共沸点

本文实例了乙醇－环己烷、乙醇－乙酸乙酯、乙醇－丁酮、异丙醇－正己烷、丙酮－环己烷五组二元体系在１０１．３～９１１．０ｋＰａ压力下的加压共沸数据。研究了二元共沸点随压力变化的规律。并用ＵＮＩＦＡＣ基团贡献法预测了这五组二元体系在相应压力下的共沸数据，与实测值作了比较，两者符合良好。

计算活度系数的UNIFAC基团贡献法(Ⅰ)

本文综述了近年来UNIFAC基团贡献法在计算汽液平衡、超额焓、无限稀释活度系数等方面的进展情况以及对UNIFAC基团贡献法的修正,并提供了有关的UNIFAC参数表。这是本文的第一部分。

UNIFAC基团贡献法推算水-混合低碳醇-环己烷体系的液液平衡

本文用著名的UNIFAC基因贡献法对如下两体系的液液平衡进行了推算：（1）水－甲醇－乙醇－正丙醇－异戊醇；（2）水－乙醇－正丙醇－异丁醇－异戊醇－环己烷。计算结果与实验值吻合，对体系（1）平均摩尔百分偏差为0.012，对体系（2）为0.010,精度满足工程设计的需要，可为醇水分离的蒸馏工艺模拟计算基础数据。

计算活度系数的UNIFAC基团贡献法(Ⅱ)

本文综述了近年来UNIFAC基团贡献法在计算汽液平衡、超额焓、无限稀释活度系数等方面的进展情况以及对UNIFAC基团贡献法的修正,并提供了有关的UNIFAC参数表。这是本文的第二部分。

UNIFAC基团贡献法预测烃类在N-甲酰吗啉中的相平衡数据

用ＵＮＩＦＡＣ基团贡献法预测了苯及烷烃在Ｎ甲酰吗啉溶剂中的无限稀释活度系数及苯ＮＦＭ的二元汽液平衡数据。为提高预测精度，对ＵＮＩＦＡＣ的交互作用参数进行了改进。

UNIFAC基团贡献法推算溶液粘度

本文由Rother等人的液体混合物精度关系式出发,应用UNIFAC模型实现了对溶液粘度的预测,本文推算了28个二元体系43套恒温数据,涉及的蛆分类别有正烷烃、环烷烃、芳烃、卤代烃、酮、醇、酸、醚、酯、环醇以及苯胺等,温度范围由273.15K到338.15K,284个数据点的总平均偏差为5.00％,计算结果较为满意。其中苯一环己醇等高度非理想体系虽偏差较大,但其非理想性亦得到明显的校正(约75％)。

BP神经网络模拟计算基团贡献法的基团作用参数

随着现代化工产业的发展,液相混合物的沸点和活度等热力学参数发挥着重要作用,这些参数可以通过基团贡献法模拟得出。基团贡献法中基团间的交互作用参数是必要的参数之一,它虽然可以通过实验方法得出,但存在耗时长、精度低等缺点。因此本文利用反向传播神经网络对基团交互作用参数进行预测。使用已测得的基团交互作用参数作为训练和测试数据,对基团交互作用参数进行模拟计算。实验证明反向传播神经网络可用于基团交互作用参数的模拟,预测值和真实值拟合度为99.99%,能够满足实际需求。

基于基团贡献法的生物柴油比定压热容的理论研究

生物柴油是一种可再生的清洁能源,主要原材料是植物油、废弃的餐饮油(地沟油)和动植物脂肪等,主要应用于表面活性剂、天然脂肪醇、工业溶剂、工业润滑剂、生物酯增塑剂、醇酸树脂等。比定压热容是流体的热工性能关键参数,是计算热工设备中工质焓变的基础数据,同时也是流体流动和传热计算的必要数据。采用基团贡献法研究在生物柴油中各基团随压力及温度的变化规律,提出了生物柴油主要组分脂肪酸酯类物质的比定压热容计算模型。与实验数据相比,模型计算值的最大偏差为2.7%,绝对平均偏差为0.79%,具有较高的计算精度,适用于温度333~433 K,及压力0.1~10 MPa范围内脂肪酸酯类物质的比定压热容计算。该模型的提出能够为生物柴油的推广应用提供基础热物性数据。

基于基团贡献法单一成分有机液体闪点预测模型

聚焦单一成分的有机液体,建立了一个基于基团贡献法的闪点预测模型。按照化学物质结构,模型预先定义了45个基团,并确定了每个基团对闪点预测模型的贡献值(或权重)。以化学物质的正常沸点和各个基团数量作为模型的输入参数,闪点值作为输出结果。方法选取DIPPR 801数据库中10类144种有机液体作为实验样本,采用最小二乘法(Ordinary Least Square,OLS)拟合模型,随机选取其中120种作为训练集,另外24种作为预测集。结果表明,模型的平均绝对偏差(Average Absolute Deviation,AAD)、平均绝对相对误差(Average Absolute Relative error,AARE)和相关系数(R)分别为3.67,1.18%和0.983,单一成分有机液体的闪点预测值与实验值符合良好,可为口岸现场液体类化学品易燃危险性质评估提供技术指导。

酯交换制油酸甲酯的基团贡献法热力学分析

采用基团贡献法和赵氏经验公式(ΔSv=AslgTb+Bs)计算了三油酸甘油酯与甲醇之间发生的三步连续可逆酯交换反应的标准摩尔反应焓、标准摩尔熵、标准摩尔反应Gibbs函数和标准平衡常数,并分析了酯交换反应转化率的影响因素。结果表明,酯交换反应是放热反应,低温和高压有利于反应的进行。酯交换反应的转化率在甲醇液相时受温度和压力的影响较小,醇油比增大可以提高反应的转化率,当醇油比为20∶1时转化率达到98.8%。酯交换反应的转化率在甲醇气相时,随着压力的增大而增大,随着温度的增大而减小。通过计算结果与实验数据进行比较,表明本文提出的分析方法是可行的。

枞酸与甲醇酯化反应的基团贡献法热力学分析

以枞酸为模型化合物、枞酸与甲醇的酯化为探针反应,采用基团贡献法对枞酸与甲醇酯化反应进行了热力学分析,计算了473～653K、0.1～20MPa反应体系的反应焓变、反应熵变、反应Gibbs自由能变以及反应平衡常数,探讨了温度与压力对酯化反应的影响。计算结果表明,反应的焓变为-46.31～-10.10kJ.mol-1,枞酸与甲醇的甲酯化反应为放热反应;反应Gibbs自由能变为-53.26～-25.49kJ.mol-1,反应为自发过程;标准压力下反应平衡常数为136.32～748.89,5～20MPa下反应平衡常数为(1.1×104)～(3.2×104)。实验结果表明,在无催化剂条件下,超/亚临界甲醇与枞酸酯化反应的转化率分别为85.94%～94.89%、73.80%～81.20%,实验结果与基团贡献法热力学计算值相一致。