5-氯-2-戊酮与环丙基甲基酮物性及汽液相平衡

测定5-氯-2戊酮和环丙基甲基酮的物化性质:密度、黏度、摩尔体积、热膨胀系数和表面张力。测定5-氯-2-戊酮(1)+环丙基甲基酮(2)二元体系的汽液相平衡(VLE),并应用Aspen Plus V11中Van Laar方程、Wilson方程和NRTL方程对实验数据进行关联,回归得到二元交互参数。实验结果通过热力学一致性检查。该研究不仅补充了汽液相平衡数据库,也为5-氯-2-戊酮与环丙基甲基酮的分离提供热力学数据。

30kPa下乙二胺–水体系汽液相平衡数据的测定及关联

对于乙二胺和水形成的最高共沸物体系,用常规的精馏方法难以进行有效分离。变压精馏是一种利用共沸点随压力变化而显著改变的特点实现共沸物分离的特殊精馏方法,为获得变压精馏计算所需的热力学模型和参数,采用Rose型汽液平衡釜测定乙二胺-水二元体系在30 kPa下的汽液相平衡实验数据,采用Herington面积积分法对实验数据进行热力学一致性检验;在此基础上,分别采用UNIQUAC和NRTL活度系数模型对汽液相实验数据进行关联,回归得到二元系统的相互作用参数和2种模型下实验值与预测值的偏差。结果表明:NRTL和UNIQUAC活度系数模型分别对应的平均绝对偏差为0.028 05,0.030 78,2种模型均能较好地关联乙二胺-水体系相平衡数据;相较而言,NRTL模型与低压下的乙二胺-水汽液相平衡数据符合度更高,更适合模拟低压下乙二胺-水体系的分离工艺。

Excel和Aspen Plus软件在《化工热力学》汽液平衡数据计算中的应用

本文利用Excel提供的单变量求解及相关函数功能,无需编程,就可使问题得到圆满解决。同时,通过Aspen Plus软件的物性分析功能也能快捷地对汽-液相平衡进行计算,并利用Aspen Plus软件绘图功能将Excel和Aspen Plus得到的汽液平衡数据以相图的形式直观表示出来。将Excel和Aspen Plus软件应用于汽-液相平衡数据计算,简单明了,且不易出错,将其作为有效的教学改革工具应用到化工热力学教学中,不仅可以实现理论与实际应用的结合,也可以提高学生的学习兴趣。

基于Aspen HYSYS的沼气中CO_2气体低温液化分离技术

基于沼气主要成分CH4气体和CO2气体物理性质的差异,利用PR方程,得出不同CH4体积分数下,沼气泡点和露点的温度和压力;在Aspen HYSYS平台中,设计了低温液化分离沼气中CO2气体的流程,仿真分析了低温液化对CH4体积分数和CO2体积分数的影响。根据低温液化分离沼气中CO2气体的流程,对沼气进行纯化实验,结果表明:实验结果与模拟结果相吻合;液化分离后CH4体积分数从58.2%升至82.8%,CO2体积分数由36.4%降至8.8%,N2+O2体积分数小于4.0%。

基于CPA状态方程计算天然气-甲醇-水气液相平衡

采用考虑了极性分子间氢键缔合作用的立方型附加缔合项(CPA)状态方程计算了天然气-甲醇-水体系气液相平衡。根据实验测试的甲烷-水、乙烷-水、丙烷-水、正己烷-水、甲醇-水二元体系气液相平衡实验数据,拟合了CPA状态方程中甲烷、乙烷、丙烷、正己烷、甲醇与水的二元交互作用系数,提出了与烷烃摩尔质量相关的烷烃-水二元交互作用系数关联式。在此基础上,预测了天然气-甲醇-水多组分体系的气液相平衡。结果表明:在温度为283—298 K,压力为5.86—34.34 MPa的范围内,预测的气相水含量、甲醇含量与实验值之间的平均相对偏差分别为5.55%和8.09%。CPA状态方程不仅为准确预测天然气-甲醇-水体系的气液相平衡提供了依据,还可应用于其他含极性物质体系的热力学物性参数和相平衡的计算。

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.

燃料馏分油气-液相平衡常数的测定与关联

实沸点蒸馏原油获得燃料馏分油。采用拟静态法测定不同沸程的22种燃料馏分油在系列温度下的泡点蒸气压,用Antoine方程关联蒸气压与温度的关系。在泡点压力分别为10kPa、30kPa、50kPa、80kPa和101 325kPa时,按虚拟组分处理法计算了燃料宽馏分油中各虚拟组分的气 液相平衡常数,关联了气 液相平衡常数与虚拟组分的沸点以及相平衡温度、压力的关系,得到的表达式可以计算常压沸点范围在348 15K至623 15K间燃料宽馏分油的气 液相平衡常数,经180个数据点回归检验,平均误差为4 5%。

基于CPA状态方程预测烷烃-水体系相平衡

采用考虑了极性分子间氢键缔合作用的立方型附加缔合项(CPA)状态方程计算了烷烃-水体系的气液相平衡。通过调整CPA状态方程中的二元交互作用系数,拟合了n-C_7,n-C_(10),n-C_(16),n-C_(20),n-C_(24),n-C_(28),n-C_(32),n-C_(36)与水二元混合物的气液液三相平衡(VLLE)曲线,提出了适用于n-C_7以上烷烃的烃-水体系二元交互作用系数关联式;对于n-C_(36)以上的烷烃,二元交互作用系数建议取值为-0.038。以此为基础,预测了n-C_6,n-C_7,n-C_8,n-C_9,n-C_(10),nC_(12),n-C_(16),n-C_(20)与水二元混合物液相中的水的摩尔分率,预测值与实验值之间平均绝对偏差为0. 018 10。取得成果能够同时对烃-水体系的VLLE曲线和烃水互溶度进行准确的预测,为下一步研究多组分天然气-水、油-水混合物的相态特征奠定了基础。

一种多组分相平衡计算的优化方法

本文提出了一种计算多组分相平衡的优化模型及具体实现方法。实例计算表明：在任一温度、压力和组成条件下，无论多组分系统是汽液共存还是仅为单相，该算法均能快速得到相应极值解。以汽液两相区中某一温度、压力和组成条件下的闪蒸计算结果为初始猜测，直接用此方法作泡露点闪蒸计算或相邻点的汽液相平衡闪蒸计算，其速度非常快，具有明显的优点。

湍流状态下单组分气液相平衡体系压力的变化

以水、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸和丙酮为研究目标,使纯液体与其气相在密闭容器中达到静态气液相平衡。用恒温水浴振荡床使气液相平衡体系以一定速度做回旋运动,研究流动对单组分气液相平衡体系压力变化的影响。实验共选取8个温度,从10～80℃每隔10℃选取一个;14个实验振荡速度,从80～210 r/min每隔10 r/min选取一个。在实验条件下,体系动态平衡压力与相平衡压力的偏移率(R)与实验温度和湍动程度成正比,这一数值最大可达74.20%。在实验数据的基础上,拟合出了R与雷诺数和对比温度的关联式。通过该关联式,可以预测当湍动程度足够剧烈时,液相的动态饱和蒸汽压可达静态数值的两倍以上。

静态顶空气相色谱技术

本文介绍了一种以顶空取样结合气相色谱分析的静态顶空气相色谱技术。重点是介绍在静态顶空气相色谱测定中的各种顶空分析技术,包括常规、全挥发、基于化学反应的相转化、挥发性示踪剂术,以及用于研究化学动力学多次顶空抽提气相色谱技术。本文还例举了一些顶空气相色谱技术的特殊应用。

混合制冷剂(R600a+R152a+R134)的气液相平衡分析

制冷剂的选取不仅要考虑保护臭氧层,而且也要考虑降低温室效应,开发新型的制冷剂必须要研究制冷剂的热物性。文中基于真实溶剂似导体屏蔽(COSMO-RS)模型,即依据量子化学计算信息和统计热力学理论进行物质的热物性预测。采用COSMO-RS模型研究三元混合制冷剂(R600a+R152a+R134)的气液相平衡性质,并将模拟结果与实验数据进行对比分析,结果表明:三元混合制冷剂(R600a+R152a+R134)气液相平衡时压力的相对误差绝对值最大为7%,组分1(R600a)的气相摩尔相对误差绝对值能够控制在12%以内。组分2(R152a)气相摩尔相对误差绝对值最大为7%。所以模拟数据与实验数据有很好的一致性,同时证明了COSMO-RS模型可用于计算三元混合制冷剂的气液相平衡性质。

基于Plackett-Burman设计的气井采出水储罐安全研究

针对天然气气井采出水储罐可能存在易燃易爆安全风险的实际生产问题,首先利用X射线衍射仪、离子色谱仪、气质联用仪对气井采出水中的固体杂质、无机杂质和有机杂质进行了检测分析,并利用Plackett-Burman设计通过室内实验研究了不同杂质含量下气井采出水体系的气-液相平衡变化规律。结果表明:气井采出水中的杂质主要包括Fe3O4等固体杂质、K+等无机杂质以及甲酸等有机杂质几大类;与纯甲醇-水体系相比,杂质会对气井采出水的气-液相平衡产生不同程度的影响且总体上表现出一定的正偏差;在这些杂质中,FeS、MgCO3、K+、Ca2+、F-、甲酸、正癸烷、正庚烷、1,2,4-三甲基苯和乙基环己烷等对甲醇气相摩尔分数均存在显著影响,其中乙基环己烷影响最大,Ca2+次之,FeS最小。研究结果可为气井采出水储罐安全运行提供科学、可靠的理论依据和数据来源,同时对同类型设备也具有一定的借鉴作用。

测定二元物系共沸数据新方法的研究

提出了用惰性气流带出气相色谱法测定二元物系共沸数据的新方法。该方法只需测定恒温下平衡气相的组成y,即可求得总压力p。并由所提出的拟合p-y关系的方法确定共沸数据。验证、测定了4种具有最高共沸点和最低共沸点在不同温度下的共沸数据。测定结果与文献值比较相符合。同时对文献中一系列有关相平衡数据的计算结果进一步表明,该方法是可靠的。

汽液相变系统的平衡稳定性分析

以非平衡热力学理论为基础,通过引入可用能这个汽液相变换热过程的一个重要的功势函数,对汽液相变系统的可用能进行了分析,得到了汽液相变系统的可用能变化的计算式,并以此为判据来分析汽液相变系统的稳定性,得到了汽液相变系统的相平衡条件、力学稳定性条件和热稳定性条件,并给出了有关物理意义;定义了汽液相变时的汽、液相的力稳边际曲线。结果表明,汽液相变系统的力稳条件不同于简单可压缩单相系统的力稳条件,相变力稳边际曲线是相变时不可逾越的界限。

CO_2膨胀液体热力学特性与溶解度增强规律研究

二氧化碳膨胀液体(Carbon dioxide expanded liquids,CXLs)作为环境友好的绿色溶剂,具有良好的气体溶解度、传质特性、低粘度、条件温和、有机溶剂用量少等突出特点,常表现出优于超临界二氧化碳(SCCO2)与纯有机溶剂的特性.应用Peng-Robinson状态方程(PR EOS)对CXLs二元及三元体系的体积膨胀度进行了模拟计算.通过调节二元相互作用参数,使PR EOS计算结果与实验数据吻合较好,表明PR EOS能够预测多元体系的相行为.在此基础上,对溶解度增强因子进行了研究.

天然气中低碳烷烃的汽-液平衡研究

研究建立了天然气体系中汽-液两相相平衡理论模型并进行了计算。通过自主研发的热力学计算软件,使用PR方程,针对我国某LNG厂的天然气体系进行了相平衡计算,并做出了天然气的相包络图,为天然气的液化工艺设计提供可靠的数据支持和理论依据。

R170+R23系的汽液液相平衡研究

针对PR-HV-NRTL模型对R170(乙烷)+R23(三氟甲烷)系在低温下的异常计算结果,采用扩展的双液相模型对低温区进行了计算,从理论上预测出该混合物出现液相分离的可能;对185.26 K温度下的汽液液相平衡进行了初步的实验,首次证实了R170+R23系存在汽液液相平衡现象,这被认为是发现的第三种具有汽液液相平衡特性的HC+HFC混合物。

两组元乙醇基混合工质振荡热管的传热性能

通过实验研究乙醇中分别加入少量水、丙酮、甲醇，体积比分别为2：1、4：1，加热功率从10 W到100 W，充液率为45%、55%、62%、70%、90%时振荡热管的热阻特性，并与纯乙醇工质振荡热管相比较。结果表明，45%充液率时，乙醇中加入水可以改善烧干，混合工质较乙醇、水纯工质振荡热管热阻小；55%充液率时，乙醇-丙酮混合工质较乙醇、丙酮纯工质振荡热管热阻小；大充液率62%～90%时，两组元乙醇基混合工质振荡热管传热性能略不如各纯工质振荡热管。混合工质对振荡热管的影响主要与物性、分子间相互作用、溶液汽液相平衡及相变特性、传质阻力有关。

汽液相平衡测定技术的研究进展

汽液相平衡数据对于化工生产中液体混合物分离工艺参数的确定有着十分重要的意义。选择正确的测定方法,是准确有效地测定汽液相平衡数据的前提。介绍了目前国内外应用汽液相平衡数据测定方法的原理及优缺点。