甲基异丙基甲酮-苯酚-对苯二酚-水的液液相平衡数据测定、模型关联及萃取过程模拟

液液相平衡测定为溶剂萃取及回收的准确模拟、设计和过程开发提供基础数据。以甲基异丙基甲酮为萃取剂,在处理高浓煤化工含酚废水的三元液液相平衡萃取基础上,选定其中典型单元酚苯酚和多元酚对苯二酚为代表物,测定甲基异丙基甲酮-苯酚-对苯二酚-水在常压40℃下的液液相平衡数据。采用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行热力学关联,回归得到该四元体系的二元交互作用参数。结果表明该模型可以很好地关联实验数据,两种模型的相对均方根偏差分别小于0.190%和0.266%。进一步将得到的二元交互参数导入流程模拟系统,对萃取单元模块进行计算。当萃取温度40℃、萃取级数5级、相比1:7.72时,甲基异丙基甲酮能将总酚12700 mg?L~(-1),多元酚4250 mg?L~(-1)的含酚废水的酚浓度分别降低至300 mg?L~(-1)和299 mg?L~(-1)以下。     

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。     

甲基戊烯酮-水-苯酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联

液液相平衡数据是化工萃取过程设计和模拟计算的基础,为了给以甲基戊烯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,本实验采用平衡法分别测定了25、40和50℃常压下甲基戊烯酮-水-苯酚三元物系液液相平衡数据,并绘出了各温度下的分配系数曲线。同时,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1.5%以内。     

煤气化废水萃取脱酚单元模拟计算与设计

以前期工作所测的甲基异丁基酮-水-苯酚-对苯二酚四元物系液液相平衡数据拟合所得的NRTL模型参数为热力学方法,对煤气化废水的萃取脱酚单元进行流程模拟计算和优化,模拟计算结果表明,在逆流萃取级数n=4,萃取相比R=1∶6的情况下,废水萃取后的总酚质量浓度能控制在400 mg/L以下,与三级错流萃取脱酚实验结果相符合。在此基础上设计的萃取塔,运行后总酚质量浓度为250～350 mg/L。     

丁酮肟-水-异辛醇物系液液相平衡的研究

在甲基三丁酮肟基硅烷的生产过程中会产生部分含丁酮肟的废水,用萃取方法可回收丁酮肟。为获得萃取工艺所需的基础数据,在常压、60℃温度下,以工业实际废水为物料,进行液液相平衡实验,用拟三元方法处理丁酮肟-水-异辛醇三元体系的液液相平衡数据,获得了三元体系平衡相图。实验数据用非随机两相液体(NRTL)模型进行了关联,得出了该三元体系的NRTL模型参数。将实验数据与关联结果进行比较,结果表明,NRTL模型能对该三元体系进行较准确的关联。     

甲基戊烯酮-水-邻苯二酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联

为了给甲基戊烯酮萃取脱酚过程的设计和开发提供数据支撑,采用液液平衡釜分别测出常压下30、40和50℃甲基戊烯酮-水-邻苯二酚体系的液液相平衡组成,并通过Hand方程、Bachman方程对结果进行可靠性检验,其相关性系数的平方均大于0.99。同时利用Aspen Plus软件选取NRTL模型对实验数据进行关联,得到该三元物系相应的热力学模型参数,并以此计算相应的相平衡组成,与实验数据对比两者间的相对均方根误差和绝对平均误差均为1%。因此,NRTL模型及其参数可准确描述该物系的相平衡行为。     

甲基戊烯酮-水-邻苯二酚三元物系液液相平衡数据的测定与关联

为了给甲基戊烯酮萃取脱酚过程的设计和开发提供数据支撑,采用液液平衡釜分别测出常压下30、40和50℃甲基戊烯酮-水-邻苯二酚体系的液液相平衡组成,并通过Hand方程、Bachman方程对结果进行可靠性检验,其相关性系数的平方均大于0.99。同时利用Aspen Plus软件选取NRTL模型对实验数据进行关联,得到该三元物系相应的热力学模型参数,并以此计算相应的相平衡组成,与实验数据对比两者间的相对均方根误差和绝对平均误差均为1%。因此,NRTL模型及其参数可准确描述该物系的相平衡行为。     

水-异丙醚-对苯二酚液-液-固等温平衡数据的实验测定

用气相色谱仪测定了常压下水-二异丙基醚-对苯二酚在50℃和46℃的两个等温平衡数据.这两个等温截面的特点是:存在单相液体与对苯二酚固体的平衡区域,同时存在液相分层的广阔的两相共存区域.实验表明,等温截面上没有液-液-固三相共存点.实验数据包括对苯二酚的饱和溶解度数据和两液相共存数据.二异丙基醚萃取水中对苯二酚的饱和分配系数仅为0.7～1.3,远小于二异丙基醚萃取水中苯酚的分配系数.结论是:等温下用二异丙基醚萃取水中对苯二酚并不很有效.     

2,3-2,5-2,6-二甲基苯酚常压固液相平衡的测定及关联

为了探索采用熔融结晶分离二甲基苯酚系列同分异构体的可行性,并为后续的熔融结晶机理、动力学研究及工艺开发提供数据支撑,采用差示扫描量热法测定了2,3-2,5-2,6-二甲基苯酚(DMP)3个二元体系的固液相平衡数据,结果表明:2,3-2,5-DMP,2,3-2,6-DMP,2,5-2,6-DMP 3个二元体系的相图均属于带有最低共熔点的简单二元体系相图。采用理想溶液模型、Wilson与NRTL活度系数模型对相平衡数据进行拟合,结果表明2种活度系数模型均可较好地关联二元体系的固液相平衡。     

乙酸乙酯-间苯二酚-酸性盐水液液相平衡测定及关联

乙酸乙酯作为萃取剂在酸性盐水环境下萃取间苯二酚。平衡法测定了40℃、101.33 kPa时乙酸乙酯-间苯二酚-酸性盐水准三元体系的液液相平衡数据,实验结果表明间苯二酚的存在增加了乙酸乙酯和水的相互溶解度,降低了萃取效率;盐的存在则降低了乙酸乙酯在水中的溶解度,有利于间苯二酚的萃取。用NRTL模型对实验数据进行了关联,得到了乙酸乙酯-间苯二酚-酸性盐水体系的液液相平衡模型参数,关联结果与实验数据基本吻合。测定的液液相平衡数据可为间苯二酚萃取过程以及间苯二胺水解联产间苯二酚和间氨基苯酚的生产装置的工艺设计提供依据。     

二乙氧基甲烷-乙醇-水-甘油体系部分组分液液平衡

用液液平衡釜测定了二乙氧基甲烷-水、二乙氧基甲烷-甘油2组二元和二乙氧基甲烷-水-甘油、二乙氧基甲烷-乙醇-甘油、二乙氧基甲烷-水-乙醇3组三元体系常温、常压下的液液平衡数据。用NRTL和UNIQUAC方程对所测二元体系的平衡数据进行了处理。采用单参数法关联了乙醇-甘油体系的模型参数。结合三元体系的液液平衡数据,用NRTL和UNIQUAC方程关联出了三元体系中的第3对模型参数。确定了二乙氧基甲烷-乙醇-水-甘油体系合适的模型及参数,为含二乙氧基甲烷体系的实际分离过程提供了依据。     

Measurements and thermodynamic modeling of liquid–liquid equilibria in ternary system 2-methoxy-2-methylpropane+p-cresol+water

Liquid–liquid equilibrium(LLE)data for the ternary system 2-methoxy-2-methylpropane(methyl tert-butyl ether)+ p-cresol + water was measured at atmospheric pressure and temperatures of 298.15 K and 313.15 K.From the distribution coefficients and selectivity,it was found that 2-methoxy-2-methylpropane is an efficient solvent to extract p-cresol from wastewater.The consistency of the experimental tie-line data was verified with the Hand and Bachman equations.These data were also correlated with the non-random two liquid(NRTL)and universal quasi-chemical correlation activity coefficient(UNIQUAC)models to yield binary interaction parameters for p-cresol extraction process evaluation.Both models agreed with experiments very well,yet the NRTL model showed even smaller average deviation than the UNIQUAC model.     

醋酸甲酯-甲醇-水三元物系液液平衡数据的测定与关联

测定了常压下20、30、40、50℃时醋酸甲酯 水二元体系及醋酸甲酯 甲醇 水三元体系的液液平衡(LLE)数据,并与文献中已有的醋酸甲酯 水的液液平衡数据进行比较,证明了测定方法的可靠性。采用二元与三元液液平衡数据相结合的关联方法,并用NRTL和UNIQUAC模型对所测数据进行了热力学关联,得出了相应的模型参数。用该模型对三元体系进行计算,结果令人满意。用VisualBasic6.0语言开发了液液相平衡关联软件,可方便地用于二元和三元液液相平衡的计算。     

丁酮-水-丙三醇三元体系液液平衡数据的测定与关联

为了给以丙三醇为溶剂萃取分离丁酮-水体系的过程设计和流程模拟计算提供基础数据,在常压,20,40,60℃下,测定了丁酮-水-丙三醇三元体系的液液平衡数据,得到了三元体系的共轭相组成并由此绘得相平衡曲线。实验数据用UNIQUAC和NRTL模型进行了关联,利用关联出的模型参数计算了相应的液相组成,并与实验值比较,其平均偏差小于0.003 8,计算值与实验数据吻合良好。求得了溶剂对溶质的选择性系数,验证了丙三醇是液液萃取分离丁酮-水的良好溶剂。     

LIQUID-LIQUID EQUILIBRIA OF ORGANIC COMPOUNDS: MEASUREMENT, CORRELATION AND PREDICTION†

The knowledge of phase equilibria is an important step in the development of extraction processes. This knowledge is usually gained from experiments. However, this procedure is expensive when a suitable solvent has to be found for a specific separation. Therefore methods for predicting phase equilibria are needed. While formerly these methods were largely based on empirical assumptions, the use of the concept of local compositions by Wilson⁶ offers a semi-empirical approach.

There is one disadvantage of this approach: the parameters of models like UNIQUAC or NRTL have to be fitted to different types of data, to liquid-liquid equilibria (LLE) for the immiscible pairs of components and to vapour-liquid equilibria (VLE) or other data for the miscible pairs in a system with mutual solubility.

To demonstrate the problem we performed measurements in the binary systems: n-octane/aniline and methylcylohexane/aniline. of both liquid-liquid equilibrium and vapour-liquid equilibrium: for the second type of measurements ebulliomeiry was used. The prediction of LLE has been improved with two new concepts. One is based on the well-known UNIFAC method. The use of the Lyngby-Dorlmund data bank made it possible to determine a new parameter table merely based on LLE data.

The second method is based on common UNIQUAC parameters which have been determined with the data base.     

丁酮-水共沸物系的萃取分离

采用液液萃取进行丁酮-水共沸物系的分离。测定了三元体系丁酮-水-（1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐）的液液平衡,采用NRTL活度系数方程对液液平衡数据进行回归得到组分间的二元交互作用参数。利用流程模拟软件ChemCAD进行了以离子液体为萃取剂的液液萃取过程的模拟,研究了理论板数、溶剂比（萃取剂摩尔流量和原料摩尔流量的比值）对萃取过程的影响,通过灵敏度分析,获得了优化的操作参数。在最适宜操作条件下,丁酮的摩尔分数可达0.999 4,离子液体经过回收能够直接循环使用。     

水-丙烯酸-醋酸-甲苯四元体系液液平衡数据的测定与关联

采用液液平衡釜,在常压下,测定了293.15,303.15,313.15 K时水-丙烯酸-醋酸-甲苯四元体系的液液平衡数据,为萃取-非均相共沸精馏法精制丙烯酸选择适宜的溶剂提供依据.使用Othmer-Tobias方程对实验数据进行线性拟合.分别采用非随机双液(NRTL)和通用似化学(UNlQUAC)活度系数模型对实验体...     

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。     

Measurement and correlation of liquid-liquid equilibrium for the ternary system (water + 1,2-dichloroethane + sulfolane) at 288.15, 298.15, and 308.15 K

Sulfolane is an important aprotic polar solvent. Liquid-liquid equilibrium(LLE) data for the ternary systems of water + 1,2-dichloroethane + sulfolane were measured at temperatures of 288.15, 298.15 and 308.15 K under the atmospheric pressure. The distribution coefficient and selectivity were determined from the measured LLE data, which showed that 1,2-dichloroethane is a suitable extractant for the recovery of sulfolane from its aqueous solution. The nonrandom two-liquid(NRTL) model and the uni...