CO2-C2H6共沸物分离的立方型状态方程选取

汽液平衡热力学模型的准确选取对CO₂-C₂H₆共沸物分离流程的设计和操作分析至关重要。在汽液平衡实验数据的基础上,依据逸度平衡原则,评估vdW、RK、SRK和PR立方型状态方程结合vdW、Margles和CVD混合规则预测CO₂纯物质、CO₂-C₂H₆共沸物和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系汽液平衡的可靠性,采用平均绝对误差的方法进行状态方程的选取。结果表明：SRK状态方程计算CO₂纯物质汽液平衡性质的精度最高;PR状态方程结合Margles混合规则可以准确计算CO₂-C₂H₆共沸体系汽液平衡特性;对于n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系,SRK状态方程结合Margles混合规则计算精度明显优于vdW、RK和PR状态方程。通过试差迭代法优化CO₂-C₂H₆共沸体系和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系的二元交互作用参数,状态方程的计算精度得到明显提高。     

超临界二氧化碳分离乙醇水溶液的模拟计算

使用PR状态方程结合Hurou和Vidal提出的局部组成混合规则,较好地预测了CO_2-C_2H_5OH-H_2O三元体系的汽液平衡数据。在此基础上,模拟计算了超临界CO_2分离乙醇水溶液的过程。对萃取塔的特点和工艺条件作了详细的讨论。     

HC-290+HFC-134a体系汽液平衡的测量与关联

HC-290/HFC-134a混合制冷剂具有在空调制冷系统中替代R22的应用潜力。混合制冷剂的汽液平衡性质在工程应用中具有重要意义,然而,HC-290/HFC-134a混合制冷剂在285—313 K温度区间的汽液平衡数据还鲜有报道。文中采用气相循环法测量了HC-290+HFC-134a二元体系在273.14—313.15 K的等温汽液平衡,选用Peng-Robinson(PR)状态方程结合van der Waals(vdW)混合规则对实验数据进行了关联计算,并推算了275.00,283.15和285.00 K的汽液平衡数据,与文献值进行对比,获得了较好的一致性。实验结果表明:HC-290+HFC-134a体系在实验温度范围内具有很强的最高共沸,且共沸组成和共沸压力随温度的升高而增大。此研究为HC-290+HFC-134a体系的工程应用提供了数据参考,也为汽液平衡数据库补充新的内容。     

H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH体系气液平衡研究

本文开发了H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH四元系气液平衡热力学模型。以SRK状态方程处理该体系气相的非理想性,以Wilson方程处理液相的非理想性。引用文献公开发表的六个二元对的气液平衡数据,应用最优化的方法进行参数估计,以求取威尔逊常数和亨利常数。在热力学的基础上建立了能确切地描述该四元系气液平衡状态的数学模型。用H_2-CO_2-H_2S-CH_3OH、H_2-CO_2-CH_3OH、CO_2-H_2S-CH_3OH等多元系气液平衡数据和实际设计数据进行验证。结果表明:模型计算值与实测值有良好的一致性。并进一步应用该模型进行了实例计算。     

含R1234yf混合工质汽液相平衡的混合规则评估与预测研究

含R1234yf混合工质具有系统性能优良且对环境友好的特点,在当前制冷剂迭代中受到了广泛关注。汽液相平衡性质是混合工质的基础热物理性质,其理论计算至关重要。为提高含R1234yf混合工质汽液相平衡数据的计算精度,选取PR状态方程结合vdW、WS、MHV1三种混合规则和NRTL活度系数模型评估了16种含R1234yf二元混合工质的汽液相平衡性质。结果表明,WS混合规则和MHV1混合规则计算性能优于vdW混合规则;vdW混合规则对大多数混合工质计算性能较好。最后提出一种预测模型预测含R1234yf混合工质汽液相平衡性质,预测的相对压力偏差值为0.49%,气相摩尔分数绝对偏差值为0.0031,预测偏差满足工程应用。     

气体在含盐非水溶液中的溶解度——CO_2-CuAlCl_4·(C_6H_5CH_3)_n体系的气-液平衡

本文提出了拟二元模型和状态方程联用的方法,计算加压情况下CO_2-CuAlCl_4·(C_6H_5CH_3)_n体系的气-液平衡数据.选用拟一元模型得到的CuAlCl_4·(C_6H_5CH_3)_n的表观临界参数和表观偏心因子作为状态方程中含盐非水溶液的特征参数.由实测的气-液平衡数据拟合了状态方程中的二元可调参数.考察了两种混合规则对计算精度的影响,发现修正混合规则后的P-R方程比原始的P-R方程具有更高的关联精度.计算表明,能用拟二元模型和状态方程来描述该体系的气-液平衡关系.     

超(近)临界CO_2—醇、水二元系汽液平衡

建立了双循环高压汽液平衡数据测定装置。该装置用两相循环、在线取样分析,可快速、准确地获得实验数据。测定CO_2—C_2H_5OH、CO_2—nC_3H_7OH、CO_2—iC_3H_7OH三个体系的高压汽液平衡数据,精度较好。采用了状态方程法和活度系数法计算了六个CO_2—醇、水体系的汽液平衡数据,较好的结果说明了这两种方法基本可行。     

应用PSRK状态方程预测高压汽液平衡

为预测高压汽液平衡,将过量吉布斯自由能混合规则和UNIFAC活度系数模型与SRK状态方程相结合,建立基团贡献状态方程PSRK。利用该状态方程对5个体系在不同压力和温度下的汽液平衡数据进行了关联实验测定的汽相压力和汽相组成与计算结果相比所得的相对平均偏差分别为2．16％和1．01％。结果表明,PSRK状态方程可以成功地预测高压下汽液平衡,其精度高于MHV1和MHV2模型。     

尿素生产中高温高压条件下NH_3-CO_2-H_2O-NH_2CONH_2体系的汽液平衡研究

提出了一个适用于尿素合成条件下(T=438.15～478.15K,P=6.87～24.5MPa,NH_3/CO_2=2.6～5.0,H_2O/CO_2=0.2～1.2)NH_3-CO_2-H_2O-NH_2CONH_2体系的热力学模型,该模型用PHS状态方程和Wilson方程来分别修正气液两相的非理想行为,用本模型可对尿素合成体系进行有效的汽液平衡计算.     

含氟烷烃和含氟烯烃汽液平衡研究进展

综述了氢氟烃(HFCs)、氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)3种含氟烷烃类和含氟烯烃类的汽液平衡研究进展,对文献中的实验测定及数据处理方法进行了简要分析。分析表明:研究者广泛采用静态法对汽液平衡数据进行测定,多采用PR、SRK和Lee-Kesler等状态方程,同时结合WS和vdW混合规则对数据进行关联拟合,且拟合效果较好。HFCs类汽液平衡数据的测定工作占据多数,含氟烯烃类的汽液平衡研究仍有较大的空间。     

CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系汽液相平衡及超额焓研究

针对CO_2-离子液体二元体系的相平衡问题,搭建了一套汽液相平衡数据测定系统,获得了CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系在273.15～328.15 K的汽液相平衡数据,利用PR (Peng-Robinson)状态方程、NRTL (non-random two liquid)活度系数模型结合WS (Wong-Sandler)混合规则对实验数据进行关联,并应用此模型计算得到CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系的超额焓。结果表明:关联得到的压力计算值与实验值相比,两者的平均相对偏差为3.87%,与其他模型对比所选模型偏差最小,能够成功地关联CO_2-[emim][Tf_2N]二元体系汽液相平衡数据。进一步完善了CO_2-离子液体二元体系的关联模型。     

立方型状态方程含过量自由焓模型的新混合规则

提出了在参考压力下将过量自由焓(g~E)模型引入状态方程的修正Huron-Vidal混合规则,由g~E模型确定状态方程中混合物的参数,以SRK方程和Wilson模型为例,取大气压为参考压力,计算了16个体系50组汽液平衡,结果表明本文建议的混合规则可直接使用现有文献报道的常压g~E模型参数由立方型状态方程预测常压汽液平衡,并对直接外推预测高压汽液平衡作了尝试.     

N_2-C_2H_6-CO_2三元系统汽液平衡的实验测定

在低温条件下测定了N_2C_2H_6CO_2系统的汽液平衡。所测数据的温度范围为220.00～253.15K,压力范围为2.00～5.00MPa。实验数据以常用的几个状态方程RKS、PR以及LKP来检验,结果令人满意,实验结果并被用来对以上3个状态方程中二元相互作用系数进行了优选。对于全部105个测量点的汽相组成,实验值和计算值之差的算术平均值分别为0.0064（N_2）,0.0039(C_2H_6）,0.0050（CO_2）,压力实验值和计算值的算术平均相对误差为1.7％。     

PR方程结合改进的WS混合规则预测汽液平衡

对WS型混合规则加以适当改进提出一种新的G^E型混合规则（MWS型）,并将其与PR状态方程相结合应用于多个二元极性体系汽液平衡数据的预测。结果表明,采用PR方程结合MWS型混合规则预测汽液平衡结果一般优于WS型混合规则,能广泛应用于工程实践。     

R1234yf+CO_2和R1234ze (E)+CO_2二元混合物的比容平移Soave-Redlich-Kwong方程

采用温度相关比容平移项的比容平移Soave-Redlich-Kwong(VTSRK)方程计算新工质R1234yf和R1234ze(E)的热力学性质以及两种物质与CO_2的二元混合物性质,混合物计算采用van der Waals混合规则,二元交互作用系数由密度数据拟合得到。对纯净物计算与专用状态方程进行对比,VTSRK方程比SRK方程显著改善了液相密度表征效果。对混合物的密度计算结果与实验数据进行对比,对于R1234yf+CO_2二元混合体系方程与实验数据相对均方根偏差为1.17%,对于R1234ze(E)+CO_2二元混合体系相对均方根偏差为0.82%。结果显示,采用温度相关比容平移项的VTSRK方程应用于R1234yf和R1234ze(E)纯流体以及R1234yf+CO_2和R1234ze(E)+CO_2密度性质计算,可获得较高精度。     

CO2混合工质的气液相平衡的混合规则对比与预测研究

CO₂混合工质兼顾高效和环境友好的特点,在新一代热功转化循环中受到广泛关注。混合工质气液相平衡性质是循环分析与计算的基础。为了提高CO₂混合工质气液相平衡数据的计算精度,采用PR状态方程结合三种混合规则（vdW、MHV1、WS）,对7种CO₂+HFCs/HFOs及4种CO₂+HCs混合工质的气液相平衡性质进行了计算。结果表明,对CO₂+HCs混合工质,vdW混合规则可达较好的结果;对CO₂+HFCs/HFOs混合工质,在亚临界区三者计算精度相近,但在超临界区,WS混合规则对计算精度提升明显。最后,提出了一种差值模型预测CO₂混合工质气液相平衡性质,预测的AARD(p)值为2.03%,AAD(y)值为0.0120,预测精度较高。     

用修正的UNIFAC模型参数及HVOS规则预测汽液平衡

利用Orbey和Sandler提出的HVOS混合规则,PR状态方程与Larsen的活度系数模型相结合建立了无限压力下汽液平衡模型,模型给定状态方程中不随温度变化的参数C*=-0.623 23。用大量的汽液平衡数据在广泛的温度范围内修正了12组MLUNIFAC基团相互作用参数,并用修正的和原始的参数分别对含醇、酸、酮、水、腈和胺等极性二元体系进行了预测。结果表明,体系预测精度显著提高,大部分体系汽相组成的绝对偏差低于4.00×10-2,压力的相对偏差低于6.00%。     

含盐溶液汽液平衡的状态方程法研究c单一溶剂盐溶液蒸汽压的测定及关联

用静态-双沸点仪比较法测定了不同温度下CaCl_2-H_2O,CaCl_2-CH_3OH,CaCl_2-C_2H_5OH,KAc-H_2O,KAc-C_2H_5OH五种溶液的蒸汽压,共132个数据点.以CCOR状态方程关联实验数据,相对平均误差为±0.42%.所得的状态方程参数可用于含盐溶液汽液平衡的计算.     

基于Excel运用SJ方程预测纯流体的汽-液平衡性质

大多数立方型状态方程主要针对vd W引力项进行修改,如SRK、PR和PT等,计算纯流体的汽-液平衡性质有一定的提高。由于这些状态方程斥力项过于简单,在临界点附近,很难准确描述流体的热力学性质。SJ方程强化了引力项和斥力项对温度特性的描述,较好的解决了流体在临界状态的描述。在这里利用Excel提供的强大可视化计算功能,使SJ方程运算无需编程便可解决大多数纯流体的汽-液平衡性质的计算,操作简单易行。     

超临二氧化碳萃取分离异丙醇-水的相平衡研究

用静态法测定了高压下CO_2-i-C_3H_7OH二元系和CO_2-i-C_3H_7OH-H_2O三元系的相平衡数据.实验证明超临CO_2能从水溶液中萃取分离异丙醇,并打破了常压下异丙醇-水的恒沸组成.用SRK方程和Huran-Vidal混合规则,建立了CO_2-i-C_3H_7OH-H_2O三元系的热力学模型.此模型只用二元作用系数,能成功地预测三元气液平衡和平衡系线随温度压力剧烈变化的行为.最后,通过实验数据分析和模型预测,探讨了影响超临CO_2从水溶液中萃取分离异丙醇的各种条件.