煤液化油气液平衡体系研究

煤炭直接液化反应体系为高温高压下气、液、固三相混合物,液化体系的高压气液相平衡数据是液化过程设计的基础数据。为得到高压下的气液平衡数据,本研究引入流程模拟软件Aspen Plus,针对煤液化油高温和低温分离器,建立了煤液化油闪蒸模型。通过计算值与文献值对比,筛选适用于煤液化高压体系的物性方法,最终得出使用UNIQUAC-RKS方法和GRAYSON方法可以分别得到与高温分离器和低温分离器的实验值较相符的气液平衡数据。采用UNIQUAC-RKS方法的高温分离器气相和液相组成计算值与实验值的平均相对误差为分别为18.7%、5.49%,采用GRAYSON方法的低温分离器气相和液相组成计算值与实验值的平均相对误差为分别为19.8%、42.5%。     

N,N-二甲基甲酰胺-三氯甲烷-水体系液液相平衡数据的测定与关联

为获得进一步研究DMF废水萃取回收工艺所需的基础数据,利用液液平衡釜在常压下温度分别为30℃、35℃、40℃时进行N,N二甲基甲酰胺-三氯甲烷-水体系的液液相平衡实验,各物质的平衡组成由气相色谱分析,所得液液相平衡数据用NRTL和UNIQUAC模型进行关联,应用单纯形法求得相应的模型参数.计算值与实验值比较结果表明:NRTL与UNIQUAC模型的计算值与实验数据吻合良好,模型计算的总平均绝对误差分别为0.0032和0.0033,总平均相对误差分别为2.60%和2.97%.     

甲醇、碳酸二甲酯、草酸二甲酯二元体系汽液平衡测定与关联

采用液上气相色谱法测定了一氧化碳低压气相催化合成碳酸二甲酯过程中3组二元物系甲醇-碳酸二甲酯、甲醇-草酸二甲酯、碳酸二甲酯-草酸二甲酯的等温汽液平衡数据。选用W ilson、NRTL、UNIQUAC活度系数方程进行了关联,利用关联出的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较,二者符合较好。     

高炉下部气相压降特性的模拟研究

为了阐明高炉下部气相压降的特性,在填料床内模拟高炉下部流动条件进行了气液两相逆流的流体力学实验.结果表明在气相雷诺数较小时,由于停滞孔隙率的存在,实测压降值比修正厄根方程计算的值大;气相雷诺数较大时,气液界面上产生的粘性曳力较小,实测压降值比修正厄根方程计算的值小.对实验结果进行回归得到了阻力系数与气相雷诺数的关系,并提出了新的气相压降计算模型.当填料密度比液体密度小时,在液泛前填料会发生松动和膨胀,通过修正填料床的孔隙度可以计算膨胀填料床的压降.填料膨胀率的大小与液体流量、填料的流化速度及自由沉降速度有关.在实验数据范围内,模型的计算结果与实测值吻合较好.     

气液平衡数据测定装置可靠性的检验

介绍了气液平衡数据测定装置可靠性的一种检验方法。以气相单循环气液平衡仪为实验装置,分别对乙醇-水体系及水-醋酸体系的常压气液平衡(VLE)数据进行了测定,用气相色谱仪分析气、液相组成并与文献值比较,同时用Herington面积法对所测VLE数据进行热力学一致性的检验,从而考察了本实验装置测定气液平衡数据的稳定性及可靠性。     

二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡的测定与计算

利用自吸式搅拌静态平衡釜,测定了333.15、353.15、373.15、393.15 K下二甲醚-甲醇-水三元体系的等温汽液平衡数据.二甲醚在气液相中的含量随压力的提高而增大,随温度的升高而减小.采用状态方程-活度因子法,由PR方程计算气相各组分的逸度因子, NRTL方程计算液相活度因子,进行了二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡数据的热力学计算.模型计算值与实验值吻合良好.     

糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据的测定北大核心

利用自制气液平衡装置测定糠醛-环己醇、糠醛-莰烯和糠醛-环己醇-莰烯在101.3 k Pa下的气液平衡数据。对所测得的数据进行关联与计算,得到Wilson方程参数。代入Wilson模型,计算出101.3 KPa条件下糠醛-环己醇、糠醛-莰烯2组二元体系的温度与气相组分的质量分数,与实验值比偏差不大,说明实验可行。用面积积分法验证两组二元气液平衡数据的热力学一致性,结果符合要求。通过测定糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据,并进行拟合,得到421.5K时糠醛的气相物质的量分数相对最高,环己醇的气相物质的量分数又相对最低,即在该温度下分离糖醛分环己醇较好,可为工程上分离糠醛和环己醇提供理论依据。     

糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据的测定

利用自制气液平衡装置测定糠醛-环己醇、糠醛-莰烯和糠醛-环己醇-莰烯在101.3kPa下的气液平衡数据。对所测得的数据进行关联与计算,得到Wilson方程参数。代入Wilson模型,计算出101.3KPa条件下糠醛-环己醇、糠醛-莰烯2组二元体系的温度与气相组分的质量分数,与实验值比偏差不大,说明实验可行。用面积积分法验证两组二元气液平衡数据的热力学一致性,结果符合要求。通过测定糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据,并进行拟合,得到421.5K时糠醛的气相物质的量分数相对最高,环己醇的气相物质的量分数又相对最低,即在该温度下分离糖醛分环己醇较好,可为工程上分离糠醛和环己醇提供理论依据。     

含辛烯醛体系的液液、汽液相平衡研究

测定了水-辛烯醛、水-正丁醇二元系在常压下的液液平衡数据及26.66kPa下的正丁醇-辛烯醛二元系和水-正丁醇-辛烯醛三元系的汽液平衡数据.由测定的3对二元数据求取了NRTL常数及有规参数,并与三元数据进行拟合,计算值与实验值符台良好,液液平衡与汽液平衡得到了统一的关联.     

涓流床反应器中流区过渡的气相渗透率表征

由于Ergun方程可适用于气液间无相互作用的两相流动压降计算,并且由气相单相和气液两相并流下的气相压降比值可计算气相相对渗透率,因此,Ergun方程可用于涓流床中不同流区过渡和气液相互作用程度的表征。为检验这一方法的有效性,实验测定了空气-水体系在内径140mm有机玻璃塔中不同粒径玻璃珠(1.9、3.6、5.2、9.3mm)组成的床层压降和持液量。由于采用了压力传感器和电容层析成像仪,因此可测定脉冲流状态下的瞬态数据。通过压降的实验值与理论值比较,发现Ergun方程的适用范围有限,在没有进入脉冲流前先已失效,说明此时气液间作用已经相当显著。鉴于此,改用气液两相压降实验值代替理论值进行了气体渗透率的计算,发现不同气液流速和颗粒直径下出现脉冲流时的气体渗透率均低于0.08。     

Phase equilibria of clathrate hydrates of methyl cyclopentane, methyl cyclohexane, cyclopentane or cyclohexane+carbon dioxide

In this work, experimental dissociation data for clathrate hydrates of methyl cyclopentane, methyl cyclohexane, cyclopentane or cyclohexane+carbon dioxide are reported at different temperatures. The experimental data were generated using an isochoric pressure-search method. The reliability of this method is examined by generating new dissociation data for clathrate hydrates of methyl cyclopentane+methane and comparing them with the experimental data reported in the literature. The acceptable agreement demonstrates the reliability of the experimental method used in this work. The experimental data for all measured systems are finally compared with the corresponding literature data in the absence of the above mentioned cyclic compounds to identify their promotion effects.     

A Comparative Study of the Film‐Drainage Models for Coalescence of Drops and Bubbles at Flat Interface

Film‐drainage models are widely used to estimate the coalescence time of drops and bubbles. These models were developed and studied based on the experimental data obtained from only a few systems. Recent studies have shown that there are many systems where the estimation based on these models is quite different from the experimental observations. The present work investigates the applicability of these models by using data from a wide variety of systems. Coalescence times of a single drop and bubble are studied at flat liquid‐liquid and air‐water interfaces. Systems having different physical properties are studied. All these systems contain surface‐active substances. The models are compared with the experimental data. The possible reasons for deviation of these models from the experimental data are pointed out.     

碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-甲醇三元体系相平衡数据的推算

采用双循环汽液平衡釜测定了常压下碳酸二甲酯-碳酸二乙酯、碳酸二甲酯-甲醇、碳酸二乙酯-甲醇三组二元体系的汽液平衡数据,实验数据经Herington面积积分法检验符合热力学一致性。用Wilson模型分别对实验数据进行了关联,利用关联出的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较,二者符合良好。利用二元体系的汽液平衡数据,由Wilson方程推算了碳酸二甲酯-碳酸二乙酯-甲醇三元体系的汽液平衡数据。为建立碳酸二乙酯和碳酸二甲酯、甲醇的精馏分离数学模型提供了基础数据。     

Simulation of oscillatory baffled column: CFD and population balance

In the present work, an attempt has been made to combine population balance and a CFD approach for simulating the flow in oscillatory baffled column (OBC). Three-dimensional Euler-Euler two-fluid simulations are carried out for the experimental data of Oliveira and Ni [2001. Gas hold-up and bubble diameter in a gassed oscillatory baffled column. Chemical Engineering Science 56, 6143-6148]. The experimental data include the average hold-up profile and bubble size distribution in the OBC. All the non-drag forces (turbulent dispersion force, lift force) and the drag force are incorporated in the model. The coalescence and breakage effects of the gas bubbles are modeled according to the coalescence by the random collision driven by turbulence and wake entrainment while for bubble breakage by the impact of turbulent eddies. Predicted liquid velocity and averaged gas hold-up are compared with the experimental data. The profile of the mean bubble diameter in the column and its variation with the superficial gas velocity is studied. Bubble size distribution obtained by the model is compared with the experimental data.     

用局部组成理论关联纳米流体的剪切黏度

In this study, a new method is presented to correlate the shear viscosity of nanofluids by local composition theory. The Eyring theory and nonrandom two-liquid (NRTL) equation are used for this purpose. The effects of temperature and particle volume concentration on the viscosity are investigated. The adjustable parameters of NRTL equation are obtained by fitting with experimental data. The calculated shear viscosities for nanofluids of CuO/water with 29 nm particle size, Al2O3/water with two different particle diameters, 36 nm and 47 nm, and CuO/(ethylene glycol, water) are compared with experimental data and the average absolute deviation (AAD) is 1.2%, while the results from some conventional models yield an AAD of 190%. The results of this study are in excellent agreement with experimental data.     

碳酸二甲酯-乙醇体系等压汽液相平衡

采用双循环汽液平衡釜测定了碳酸二甲酯-乙醇在100 kPa下的汽液平衡数据。实验数据经Herington面积积分法校验符合热力学一致性。运用M atlab中的非线性最小二乘法程序,对二元汽液平衡的W ilson模型进行参数计算,利用关联出的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较,其平均绝对偏差为0.002 8,表明二者符合良好,这为建立碳酸二甲酯和乙醇的精馏分离数学模型提供了基础数据。     

基于UNIFAC模型的基团-OCOO-与-CH3,ACH,CH3OH和CH3COO-的交互作用参数估算与验证

Isobaric vapor-liquid equilibria (VLE) are experimentally measured for the binary systems of dimethyl carbonate (DMC) ethylene carbonate and methanol ethylene carbonate at 101.325kPa. The thermodynamic consistency of these experimental data is tested with an available statistic method. Interaction parameters of the carbonate group —OCOO— with the group —CH3, ACH, CH3OH and CHACO0— in UNIFAC model are determined using the experimental and literature VLE data. The results show that the calculated VLE data using the new UNIFAG parameters agree excellently with the experimental data in this work and in literature. These results are useful in the research on DMG and diphenyl carbonate synthesis by transesterification in design of reactor and distillation tower.     

氯化锶非平衡吸附动力学模型及其在制冷中的应用

为了研究氯化锶混合吸附剂-氨气工质对的非平衡吸附动力学模型,对混合比例为4：1（氯化锶：膨胀硫化石墨）的氯化锶-膨胀硫化石墨混合吸附剂的吸附与解吸性能进行了测试与研究。发现其非平衡吸附过程是双变量控制过程而不是单变量控制过程。通过对其等压吸附/解吸过程及解吸滞后现象进行进一步分析,建立了氯化锶混合吸附剂的动力学模型。分别用理论、实验及模型数据拟合吸附制冷过程的COP和制冷量,结果表明,所建立的非平衡动力学模型的拟合结果和实际结果吻合得很好。例如在蒸发温度为0℃、环境温度为25℃、热源温度为90.5℃以上时,拟合COP所带来的最大误差只有1.0%,而理论的平衡吸附性能计算所带来的最大误差为25.8%;理论得到的制冷量比实际值偏高188.1%,而拟合值只比实际值偏高2.1%。     

甲基异丁基酮－水－苯酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联

为了给以甲基异丁基酮为溶剂的含酚废水萃取过程设计和流程模拟计算提供基础数据，实验测定了常压，25、40和50℃下甲基异丁基酮-水-苯酚三元物系在稀酚水范围内的液液相平衡数据。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了关联，回归得到了该三元物系的二元交互参数。运用回归得到的模型参数，对该三元物系的相平衡数据进行预测计算，结果表明该模型可以很好地关联实验数据，模型计算值与实验值的相对均方根误差和绝对平均误差均在2％以内。     

均三甲苯氧化合成间二甲基苯甲酸的宏观动力学

研究了由均三甲苯液相富氧催化氧化制备间二甲基苯甲酸的动力学规律 ,考察了反应时间、温度、通气量和氧浓度等因素对均三甲苯和间二甲基苯甲酸浓度的影响 ,根据双膜理论建立了该反应的宏观动力学模型 ,并由实验数据拟合出模型参数 ,经检验模型计算值能较好地与实验数据相吻合