中碳链脂肪酸酯汽液相平衡研究

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1、中碳链脂肪酸酯汽液相平衡研究TheVapor-LiquidEquilibriumResearchonMedium-chainFattyAcidEsters学科专业：化学工程作者姓名：柯文静指导教师：丁辉副教授天津大学化工学院二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版

2、权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要中碳链脂肪酸酯是一类重要的化工原料，其汽液相平衡数据是其精馏分离的重要理论依据。目前，中碳链脂肪酸酯类汽液相平衡研究还不够充分，相关物系的汽液相平衡数据也比较缺乏。因此，开展中碳链脂肪酸酯类汽液相平衡实验研究，并尝试汽液相平衡的理论计算

3、方法，具有非常重要的理论和应用价值。本文采用改进的Othmer平衡釜，测定两组具有代表性的中碳链脂肪酸酯二元体系：辛酸甲酯(1)+癸酸甲酯(2)在2、6和10kPa及癸酸甲酯(1)+月桂酸甲酯(2)在2、4和6kPa的汽液相平衡数据。采用VanNess点检验法，对测得的数据作热力学一致性校验，确保数据的可靠性。利用Wilson模型和NRTL模型对测得的汽液相平衡数据进行拟合，利用UNIFAC模型，对测得的汽液相平衡数据进行预测。结果表明，三个模型的计算值与实验值吻合很好。其中，NRTL模型对实验数据的拟合度最好，汽相组成和平衡温度的计算值与实验值的最大偏差绝对值分别为0.0173和0.95K

4、；Wilson模型次之，而UNIFAC模型的计算值与实验值偏差最大，汽相组成和平衡温度的计算值与实验值的最大偏差绝对值分别为：0.0386和2.08K。本文采用基于统计力学的吉布斯系综蒙特卡洛模拟方法和TraPPE-UA分子力场，应用Towhee分子模拟程序进行了纯组分及二元物系的汽液相平衡模拟。采用NVT-Gibbs系综，模拟计算了纯组分丙酸乙酯、丁酸甲酯和棕榈酸甲酯的饱和液相密度、气相压力和蒸发焓；采用NPT-Gibbs系综，模拟计算了辛酸甲酯(1)+癸酸甲酯(2)及癸酸甲酯(1)+月桂酸甲酯(2)两个二元体系各自一组压力下的汽液相平衡数据。结果表明，模拟值与实验值基本吻合，证明了Tra

5、PPE-UA分子力场和模拟方法是可行的和有效的。本文采用基于量子力学和统计力学的COSMO-SAC模型，预测了辛酸甲酯(1)+癸酸甲酯(2)、癸酸甲酯(1)+月桂酸甲酯(2)、十四酸甲酯(1)+十六酸甲酯(2)及十四酸乙酯(1)+十六酸乙酯(2)四个二元体系的减压汽液相平衡数据，模型计算结果与实验值平均相对偏差为5.82%。该模型计算需要的参数少、计算速度快，可应用于脂肪酸酯汽液相平衡数据预测。关键词：中碳链脂肪酸酯，汽液相平衡，Wilson，NRTL，TraPPE-UA，COSMO-SACI万方数据ABSTRACTMedium-chainfattyacidestersareaserieso

6、fimportantchemicals.Andthevapor-liquidequilibrium(VLE)dataofthemarethevitaltheoreticalfundamentfortheirseparationindistillation.Currently,thestudyrelatedtomedium-chainfattyacidestersisfarfromenough.TheVLEdataofthemareratherscarce.Therefore,inthiswork,wecarryoutVLEexperimentalresearchonmedium-chainf

7、attyacidesters.OnthebasisoftheacquiredVLEdata,wetrytoapplythetheoreticalmethodtocomputetheVLE.Alltheworkwilldefinitelymakegreatcontributiontothetheoreticalresearchandtheapplicationofmedium-chainfattyacidest