乙二醇和乙二醇二乙酸酯二元混合物热力学性质研究

在自制的减压汽-液平衡装置上测量了减压条件下乙二醇和乙二醇二乙酸酯的纯组分饱和蒸汽压以及由其组成的二元混合物的汽-液平衡(VLE)数据,并分别用Antoine(安托尼)方程和NRTL热力学模型拟合了饱和蒸汽压和二元VLE的实验结果,得到了乙二醇和乙二醇二乙酸酯的二元相互作用参数。进一步测量了常压和温度为313.15～333.15 K条件下二元混合物的密度及表面张力,获得了该二元混合体系的摩尔体积、超额摩尔体积和表面热力学性质。得到的实验数据和拟合结果可为乙二醇酯化反应系统的设计和优化提供基础数据。     

丙酮-水-丙酮连氮体系汽液平衡测定与关联

采用汽液双循环平衡釜,在常压（101.3 kPa）下测定了丙酮-丙酮连氮二元组分物系以及部分丙酮-水-丙酮连氮三元组分物系的汽液平衡数据。实验数据经Herington面积积分法检验符合热力学一致性。通过化工过程模拟软件,分别采用Wilson、NRTL、UNIQUAC 活度系数模型对丙酮-丙酮连氮二元组分物系实验数据进行关联得到模型参数。并对汽液平衡的计算值与实验值进行比较,3种模型都吻合良好,其中由NRTL方程关联得到的计算结果最为适合,平均温度偏差和汽相组成偏差分别为0.0639 K和0.0048。从三元汽液相平衡数据中拟合出了丙酮-丙酮连氮、丙酮-水、水-丙酮连氮之间的NRTL方程相互作用参数。为验证数据及其二元相互作用参数的可靠性,利用关联出的丙酮-丙酮连氮模型参数计算出汽相组成与丙酮-丙酮连氮的二元数据比较,二者符合较好。实验和关联的结果为精馏分离丙酮-水-丙酮连氮汽液平衡体系提供了一定的基础数据。     

水-乙醇-甲基异丁基甲酮体系液液相平衡数据的测定与关联

在常压下测定了水-乙醇-甲基异丁基甲酮体系在308.15,318.15,328.15 K的液液相平衡数据。用Hand方程和Othmer-Tobias方程对实验数据进行拟合,结果表明:Hand方程拟合效果优于Othmer-Tobias方程。采用NRTL模型和UNIQUAC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;并对此物系的相平衡数据进行了预测,由模型计算值和实验值的均方根偏差知,NRTL模型能更好地与实验数据吻合。     

丙酮-异丙醇-甲基烯丙醇体系气液平衡数据测定及关联

采用双循环气液平衡釜,测定了常压(101.3 kPa)下丙酮-甲基烯丙醇和异丙醇-甲基烯丙醇二元体系以及部分丙酮-异丙醇-甲基烯丙醇三元体系的气液平衡数据。二元气液平衡数据经Herington面积检验法检验,符合热力学一致性。用Wilson和NRTL液相活度系数方程对两个二元体系的气液平衡数据进行关联,效果良好。由关联得到的两个二元体系的Wilson和NRTL模型参数,及Aspen Plus数据库中的丙酮-异丙醇体系的Wilson和NRTL模型参数预示部分三元体系的气液平衡数据,与实验值相比,丙酮、异丙醇和甲基烯丙醇气相摩尔分率平均绝对偏差分别小于0.0137、0.0113、0.0117。实验数据和关联结果为该三元体系的精馏分离提供了一定的基础数据。     

甲酸-水-甲酸戊酯体系的等压汽液平衡研究

用改进的Rose釜测定了101.325 kPa下甲酸-水、甲酸-甲酸戊酯、甲酸-水-甲酸戊酯体系的等压汽液平衡数据.考虑到甲酸在汽相中的缔合效应,用Hayden-O'connell关联式修正了汽相的非理想性,用非线性最小二乘法关联了甲酸-水和甲酸-甲酸戊酯体系的汽液平衡数据,获得了NRTL和UNIQUAC方程的模型参数.利用得到的二元体系NRTL模型参数,结合部分三元体系汽液平衡数据,关联得到水-甲酸戊酯体系的NRTL模型参数.由关联得到的三对二元NRTL模型参数预测部分三元体系汽液平衡数据,计算值与实验值基本吻合.     

丙酮、水、异丁醛的相平衡

本文测定了760毫米汞柱下丙酮-水-异丁醛体系的二元和三元的汽液平衡以及沸点下液液平衡数据,并用NRTL方程与多参数Wilson方程分别进行关联与计算,根据从二元体系的相平衡数据回归得到的三组二元参数来计算三元汽液平衡,均获得令人满意的一致结果。对于NRTL方程和多参数Wilson方程各建议了一套最佳的二元参数,可以满足设计丙酮-水-异丁醛分离设备的要求。     

汽液相平衡计算混合法则中协体积项b的改进

混合物汽液相平衡通常需要引入合适的混合法则才能更好地进行关联。针对目前混合法则中协体积项b的改进提出了一种新的修正协体积项b的方法。该方法以Mie势能理论、London色散力理论为基础,同时引入Leach等分子形状系数进行修正,这样协体积项b中的交互作用参数l_ij形式上是纯组分分子形状系数θ和φ及临界参数的函数,无需实验数据拟合得到,从而真实反映了二元混合物的实际混合情况。将修正的协体积项b运用于MHV1、LCVM及HV混合法则并结合PR NRTL模型对不同种类的16个体系汽液相平衡进行了计算,并与采用b ∑x_ib_i的MHV1、LCVM及HV混合法则结合PR NRTL模型计算的结果进行比较,结果表明运用修正的协体积项b的混合法则+PR+NRTL模型所得的计算结果精度优于采用b ∑x_ib_i的MHV1、LCVM及HV混合法则 PR NRTL模型的计算结果。     

2,2-二甲基丁烷+乙醇、+正丙醇二元体系常压汽液平衡的测定

使用自行设计的汽液平衡釜测定了常压下2,2-二甲基丁烷+乙醇和2,2-二甲基丁烷+正丙醇二元体系的汽液平衡数据,所得到的汽液平衡数据通过了Herrington面积法热力学一致性检验。实验数据用NRTL方程进行关联,采用关联得到的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较。汽相组成的平均偏差小于0.02,这说明NRTL模型适用于所研究的二元体系。     

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。     

棕榈酸异丙酯+异丙醇+水三元物系液液相平衡数据的测定与关联

用平衡法测定测定了常压下棕榈酸异丙酯+异丙醇+水三元混合物体系的液液相平衡数据。通过AspenPlus软件,用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对该三元物系的液液相平衡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,并用回归得到的模型参数,对该三元物系的液液相平衡进行了关联,将计算值与实验值进行比较,结果表明UNIQUAC模型能够很好的关联实验数据,其平均相对误差ARD小于NRTL模型的ARD。为棕榈酸异丙酯的分离提纯和工程设计提供了必不可缺少的工程基础数据。     

壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物多孔支架制备

天然聚合物壳聚糖,生物可降解材料聚乳酸,都有着良好的生物相容性,在生物医学领域有着广泛的用途。但是,壳聚糖与聚乳酸各自的性能缺陷导致了这两者单独使用有着很大的局限性。为了改善这两者的缺点,可以利用将聚乳酸接枝共聚到壳聚糖主链上。这样既可以改善壳聚糖不易于加工的缺点,而壳聚糖本身碱性多糖的结构也可以中和乳酸降解过程中所产生的酸性。本文介绍了壳聚糖-聚乳酸接枝共聚体系的制备方法。     

甲醇-甲醛-聚甲氧基二甲醚三元体系汽液平衡

聚甲氧基二甲醚(PODE_n)是一种含氧量较高的化合物,近年来更是发展为一种优质的柴油添加剂。在101.3 kPa恒定压力下,使用改进的汽液平衡双循环Rose釜测定了甲醇-甲醛-PODE₂三元体系汽液平衡数据。运用最大似然原理,在Aspen Plus软件中,分别采用NRTL、Wilson以及UNIQUAC三种活度系数模型对测定的三元汽液平衡数据进行回归,分别得到三个模型所对应的二元交互参数以及模拟计算值。通过对比模拟值与实验值,得到温度和气相组成的平均绝对偏差,分别小于1.10 K、0.0250和0.0240。三个模型的关联结果均适用于此体系,得到的二元交互参数能够应用于甲醇-甲醛-PODE₂三元体系的精馏设计,为相关物系的工业分离优化奠定了数据基础。     

聚甲醛二甲醚体系汽液平衡数据的测定与关联

通过改进的Rose汽液平衡釜在常压条件下测定了PODE₂-PODE₃二元体系的汽液平衡数据,对所测得的实验数据进行热力学一致性检验,结果表明所测汽液平衡可通过热力学一致性检验。使用Aspen Plus v8.8 模拟软件,分别对NRTL、Wilson、UNIQUAC活度系数模型进行关联,通过回归得到对应的二元交互作用参数,并将三种模型拟合所得到的汽液平衡数据与实验所得的数据相对比,得到拟合值与实验值的温度和气相组成的平均绝对偏差均不大于0.37 K和0.0044,表明3种模型的拟合结果与实验数据吻合均较好,偏差均在合理范围内。这些工作为化工数据库增添了精馏的基础数据,也为含PODE₂和PODE₃体系的精馏设计与工程设计的进一步深入研究奠定了基础。     

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.     

甲基肼-水二元体系汽液平衡数据的测定及回归

采用改进的Ellis汽液平衡釜在常压下测定甲基肼(MMH)-水二元体系的汽液平衡数据。用Herington半经验法对其进行了热力学一致性检验。借助化工流程模拟软件Aspen Plus中的物性数据回归(Data Regression)功能,关联得到实验数据的Wilson和NRTL活度系数方程参数。用两种方程计算得到的汽相组成与实验数据进行比较,平均偏差分别为0.0185、0.0252。结果表明两种模型都可用于化工工程设计。     

热力学状态方程二元交互作用参数估算模型开发

基于气液平衡理论,建立了热力学状态方程二元交互作用参数估算模型。首先,结合气液平衡理论、状态方程以及相应的混合规则建立气液相平衡数学模型;然后以气相组成误差平方和与压力相对误差平方和之和作为目标函数,并使用计算机编程,利用单纯形法进行优化求解,实现了热力学状态方程二元交互作用参数估算模型的开发;最后,用该模型对5组二元气液平衡体系中的组分二元交互作用参数进行估算,并根据估算出的参数对各体系的气相组成进行预测,结果显示,预测值与实验值的平均相对偏差均小于1％,表明该模型计算结果准确,可应用于气液平衡计算中。     

乙二醇-1,2-丁二醇二元体系汽液平衡数据的测定及关联

为解决合成气经由草酸酯制乙二醇反应过程中产生的副产物1,2-丁二醇与乙二醇的分离问题,利用改进的Ellis汽液平衡釜测定了乙二醇-1,2丁二醇二元体系常压下汽液平衡数据,并通过Herington规则验证了实验结果符合热力学一致性。分别用Wilson和NRTL模型对实验数据进行热力学关联,得到了相关的模型参数并计算了该二元体系不同摩尔分数2种组分的活度系数值,预测了该二元体系的共沸点组成(摩尔分数)为乙二醇47.0%,1,2-丁二醇53.0%,共沸点温度为465.91 K。汽相组成的计算值与实验值平均相对偏差均小于0.2%,说明2种模型均适用于该二元体系,为工业分离工艺的设计提供了参考。     

乙酸异丙酯-异丙醇-DMSO的等压汽液相平衡和萃取精馏模拟

在101.3 kPa压力下,采用汽液平衡釜测定了二元物系异丙醇+二甲基亚砜（DMSO）、乙酸异丙酯+DMSO和三元物系异丙醇+乙酸异丙酯+DMSO的汽液平衡数据。利用Van Ness点校验法检验以上气液平衡数据,结果表明,数据符合热力学一致性。采用NRTL、Wilson和UNIQUAC活度系数模型对二元数据进行了拟合,并进行了三元物系汽液相平衡数据预测,结果表明,回归数据和实验数据吻合良好。Wilson模型的预测结果优于NRTL和UNIQUAC模型。一定量DMSO的加入可消除异丙醇和乙酸异丙酯的共沸点,因此,DMSO可作为一种有效的萃取剂来萃取精馏分离此二元物系。然后,通过流程模拟软件Aspen Plus,使用获得的二元交互作用参数对三元系统的萃取精馏进行了模拟。讨论了在不同的操作条件（塔板数、进料位置、溶剂比和回流比）下,异丙醇和乙酸异丙酯分离的情况,得到了最适宜的操作条件。     

丙酮-乙酸异丙烯酯二元体系常压汽液平衡

用改进的埃利斯(Ellis)平衡蒸馏器测定了丙酮-乙酸异丙烯酯二元系统在常压下的汽液平衡数据,用液相活度模型Wilson、NRTL方程对测定数据进行关联,采用非线性最小二乘法回归出二元系统在常压下的Wilson、NRTL方程参数,Wilson模型与试验值符合良好.汽液相平衡数据经Herrington面积法检验满足热力学一致性.