甲酸-水-N-甲基吡咯烷酮体系等压汽液平衡的研究

在常压下测试甲酸-水、甲酸-N-甲基吡咯烷酮、水-甲酸-N-甲基吡咯烷酮的汽液平衡数据。考虑甲酸在汽相中的缔合效应,用维里方程和Hayden-O'connell关联式修正了汽相的非理想性,并用非线性最小二乘法关联前2对二元体系的汽液平衡数据,得NRTL和Wilson方程的模型参数。以NRTL模型参数预测三元体系汽液平衡数据,温度平均偏差为1.76℃,甲酸的汽相平均偏差为0.032 2,水的汽相平均偏差为0.040 4;以Wilson模型参数预测三元体系汽液平衡数据,温度平均偏差为1.66℃,甲酸的汽相平均偏差为0.027 5,水的汽相平均偏差0.011 6,可见2个模型预测值均与实验值吻合良好,而Wilson模型的关联精度较高。     

碳酸二甲酯-甲醇-糠醛三元体系汽液平衡数据的推算与关联

测定了DMC-CH_3OH,DMC-C_5H_4O_2,CH_3OH-C_5H_4O_2二元体系汽液平衡实验数据,利用二元体系的汽液平衡数据,运用C语言用NRTL状态方程模拟推算了碳酸二甲酯-甲醇-糠醛三元体系在常压下的汽液平衡,并对数据进行了关联。为建立精馏分离碳酸二甲酯-甲醇二元共沸体系的数学模型提供了必要的VLE数据。     

碳酸二乙酯-草酸二乙酯二元体系汽液平衡数据的测定与关联

测定了碳酸二乙酯草酸二乙酯二元体系常压汽液平衡数据，利用二元体系的汽液平衡实验数据，运用Visual Basic计算机语言，采用EOS γ法分别用Wilson和NRTL方程模拟计算了碳酸二乙酯-草酸二乙酯二元体系在常压下的汽液平衡并进行了关联，其平均偏差分别为0．0309和0．0201，并进行了热力学一致性检验，两种不同模型的计算结果与实验值都较为吻合，其中以NRTL拟合结果为更好。     

常压下丙醛-水-甘油体系汽液平衡测定与关联

采用单循环汽液平衡釜测定了常压条件下丙醛-水的二元以及丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据。运用MATLAB中求解非线性最小二乘法问题的函数Lsqnonli,结合丙醛-水的二元汽液平衡实验据,迭代出了Margules、Vanlaar、Wilson和UNIQAC四个方程的二元模型参数。通过计算值和实验值的比较,Wilson方程的相对误差均小于5%,故选择Wilson方程为本体系的适合模型。将测定的丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据与模型参数带入Wilson方程求得的三元汽液平衡数据相比较,相对误差均小于5%,由此验证了本文Wilson模型参数的可靠性。本文的测定结果和计算结果为丙醛-水-甘油体系的萃取精馏模拟选择了合适的模型,关联得到的Wilson模型参数,为萃取精馏过程的模拟计算打下基础,同时也为丙醛和水混合液的有效分离提供了一定基础数据。     

盐酸-水-盐体系的汽液平衡预测

电解质溶液汽液平衡的预测和计算是加盐萃取精馏模拟的基础,准确计算电解质溶液的汽液平衡有重要的理论和实际意义。本文应用Chen的电解质溶液NRTL模型,根据电解质-水二元体系的汽液平衡数据回归的二元参数．对盐酸-水-氯化钙与盐酸-水-氯化镁两种体系的汽液平衡进行了预测,温度的平均绝对误差分别为0．32(K)和0．39(K),汽相摩尔分数的平均绝对误差分别为0．0080和0．0070。计算结果与文献数据比较一致。     

甲醇-环己酮二元体系汽液平衡的测定与关联

用改进的Ellis汽液平衡釜测定甲醇-环己酮二元体系常压汽液平衡数据,并校验实验数据的Herington热力学一致性,结果表明实验数据满足热力学一致性要求.以汽相组成的误差平方和作为目标函数,分别用Willson和NRTL方程关联实验数据,得两热力学方程的模型参数.汽相组成的模型计算值与实验值的平均相对偏差分别为0.56%和1.10%.     

盐-水-乙醇-乙二醇体系汽液平衡的预测

电解质溶液汽液平衡的预测和计算是是热力学的一个重要研究领域,是加盐萃取精馏模拟计算的重要基础,精 确的推算电解质溶液的汽液平衡数据有着十分重要的理论和实际意义。本文改进了计算电解质溶液汽液平衡的LI- QUAC模型,用计算水-乙醇-乙二醇体系汽液平衡更为精确的NRTL模型代替lIQUAC模型中的UNIFAC模型来计 算溶剂分子间相互作用对超额Gibbs自由能的影响,并据此推算出两种盐-水-乙醇-乙二醇体系的汽液平衡数据, 与本文实验数据及文献数据比较,结果比较满意。该模型对电解质溶液汽液平衡的进一步研究以及加盐萃取精馏的工 程计算均具有一定的指导意义。     

1-辛烯—苯,甲苯,对二甲苯—环丁砜体系液液平衡数据的测定与关联

用平衡釜法测定了常压下,323.15 K下1-辛烯—苯,甲苯,对二甲苯—环丁砜体系的三组三元液液平衡数据,并应用Othmer-Tobias关联式对数据质量进行检验。然后用NRTL模型对所测数据进行了热力学关联,得到了相应的二元能量交互作用参数,并由这些参数对实验点进行理论计算,由均方误差以及平均绝对误差值结果显示,计算值与实验值吻合良好,说明NRTL模型均可适用于芳烃抽提过程的模拟和计算。     

乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系中三元及四元体系的汽液平衡数据测定及推算

设计了液液平衡釜，测定乙酸乙酯-乙醇-甘油、乙酸乙酯-水-甘油及乙醇-水-甘油三元体系的VLE数据；以Wilson方程为平衡模型，由两对二元模型和三元体系的VLE实验数据关联第三对模型参数；测定乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系的VLE数据，由二元模型参数及三元体系的VLE实验数据计算乙酸乙酯-乙醇-水-甘油体系的VLE数据并与实验数据比较；本文测定结果及计算结果为乙酸乙酯-乙醇-水、乙酸乙酯-乙醇体系的萃取分离模拟计算及试验提供基础数据。     

正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系汽液平衡研究

测量了不同压力下正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系等压汽液平衡数据，确定了该体系Wilson方程模型参数，并以Wilson方程为汽液平衡模型，采用微机模拟计算了以邻苯二甲酸二丁酯为溶剂，萃取精馏分离正己烷-甲基环戊烷混合物的分离结果，结果表明，萃取精馏分离该混合物效果良好。     

丁酮-醋酸异丙烯酯等压汽液平衡数据的测定和关联

为了给醋酸异丙烯酯异构化制乙酰丙酮工艺的产物分离提供基础热力学数据,用改进的埃利斯(Ellis)平衡蒸馏器测定了常压下丁酮-醋酸异丙烯酯体系的汽液平衡数据。结果表明,实验数据经Herington面积法热力学一致性检验。采用活度模型Wilson方程和NRTL方程对实验数据进行了关联,计算结果与实验数据均较为吻合。同时关联得到了两方程的模型参数,可满足工程设计的需要。     

碳酸二甲酯—甲醇二元体系汽液平衡数据的推算与关联

利用共沸点数据,分别用Wilson,NRTL和UNIFAC方程模拟计算了碳酸二甲酯－甲醇二元体系在常压下的汽液平衡,3种不同模型的计算结果与实验值都较为吻合,其中以UNIFAC方程的拟合结果为最好。     

稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟

醋酸是一种重要的化工原料,其水溶液广泛存在于各类工业过程中。由于醋酸与水会缔合使得两者的相对挥发度不大,生产中用于分离醋酸/水的工艺能耗较高,因此研究者和工业界都在寻求更好的分离方法。本文以醋酸正丙酯做挟带剂,应用Aspen Plus流程模拟软件,汽相逸度采用Hayden-O’Connell方程,液相活度系数采用NRTL方程计算,实现了稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟。本文详细讨论了全塔理论板数、进料位置、回流比等因素对脱水塔性能的影响。结果表明,在理论板数50块,回流比3.2,醋酸进30块板,挟带剂与进料比0.15条件下,塔釜得到醋酸浓度高于95%。模拟结果对醋酸脱水工艺的设计和改造具有重要的指导意义。     

Genetic programming based models for prediction of vapor-liquid equilibrium

The design, operation, and control of chemical separation processes heavily rely on the knowledge of the vapor-liquid equilibrium (VLE). Often, conducting experiments to gain an insight into the separation behavior becomes tedious and expensive. Thus, standard thermodynamic models are used in the VLE prediction. Sometimes, exclusively data-driven models are also used in VLE prediction although this method too possesses drawbacks such as a trial and error approach in specifying the data-fitting function. For overcoming these difficulties, this paper employs a machine learning (ML) formalism namely “genetic programming (GP)” possessing certain attractive features for the VLE prediction. Specifically, three case studies have been performed wherein GP-based models have been developed using experimental data, for predicting the vapor phase composition of a ternary, and a group of non–ideal binary systems. The inputs to models consists of three pure component attributes (acentric factor, critical temperature, and critical pressure), and as many intensive thermodynamic parameters (liquid phase composition, pressure, and temperature). A comparison of the VLE prediction and generalization performance of the GP-based models with the corresponding standard thermodynamic models reveals that the former class of models possess either superior or closely comparable performance vis-a-vis thermodynamic models. Noteworthy features of this study are: (i) a single GP-based model can predict VLE of a group of binary systems, and (ii) applicability of a GP-based model trained on an alcohol-acetate series data for its higher homolog. The VLE modeling approach exemplified here can be gainfully extended to other ternary and non-ideal binary systems, and for designing corresponding experiments in different pressure and temperature ranges.     

Experimental investigation and modeling of vapor-liquid equilibria for Bi–Zn and Bi–Sn–Zn systems at 10 Pa

For the Bi–Zn and Bi–Sn–Zn systems, vacuum distillation experiments were carried out at 10 Pa. The results show that the content of Zn for the Bi–Zn system in the vapor phase could reach more than 0.999 mol fraction in vacuum distillation. The VLE (vapor-liquid equilibrium) data were correlated using the Tsuboka-Katayama's modification of the Wilson equation (T-K-Wilson). The correlation showed good agreement with experimental data. Thermodynamic consistency tests of experimental data for the binary and ternary systems were presented by the Van Ness method. The results demonstrate that VLE phase diagram is reliable for predicting the process of vacuum distillation for the systems. It provides an efficient way to guide the separation and purification of crude Zn in vacuum metallurgy