吉布斯系综蒙特卡洛法模拟研究链状流体的汽液相平衡

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1、重庆大学硕士学位论文吉布斯系综蒙特卡洛法模拟研究链状流体的汽液相平衡姓名：李艳姣申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：薛荣书20070415重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要液体及其混合物的相平衡一直是化学工程中非常重要的问题。随着计算机技术的发展，分子模拟方法已经可以更加广泛应用于流体相平衡性质的计算。Gibbs系综MontoCarlo(GEMC)模拟方法是一种直接模拟流体汽液相平衡的计算机模拟方法，应用这种方法可以减少计算时间，而且比间接蒙特卡洛模拟法简便，不需要计算大量的化学势，汽液平衡的模拟在一次计算中就能完成。本文采用GEMC方法，运用结构化程序语言Vis

2、ualFortran95，在TraPPE、NERD分子力场模型的基础上，调整某些正烷烃纯组分势能模型中的Lennard-Jones参数，较为系统地模拟了二十四碳以内的正烷烃纯组分及混合物，正烷烃与1．j希烃混合物的汽液相平衡，计算分子问的非电荷近程相互作用势能及电荷问的近程作用势能。分别采用长程校正方法及Ewald加和方法计算分子间非电荷长程作用及电荷长程作用，模型分子结构均采用构型偏倚增长方法产生。参数调整后，模拟结果与实验数据相比，正烷烃纯组分及其混合物的模拟结果与实验数据吻合较好。乙烷和丙烯混合体系中，乙烷和丙烯的饱和气体压力模拟值比实验值分别低5．7％和3．3

3、％。正辛烷和1．己烯混合体系中，正辛烷和1．己烯的饱和气体压力模拟值比实验值分别高出16％和15％。正十二烷与1斗八烯混合体系，正十二烷与1-十八烯的沸点的模拟值比实验值都差不多低10K，偏差在1．8％左右。本文所做的研究工作为以后利用分子模拟方法进一步预测更复杂的链状碳氢化合物的多元体系的相平衡的性质积累了经验。关键词：GEMC模拟，流体，汽液相平衡，正烷烃，1．烯烃重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTPhaseequilibriaofliquidsandtheirmixturesisalwaysallissueinchemicalengineering．W

4、iththedevelopmentofchemicaltechnieal,molecularsimulationhasalreadybeenusedinthecomputingoffluids’phaseⅨluilibriumproperties．GibbsensembleMonteCarlosimulationisadirectcomputermodelingwaytosimulatethevapor-liquidphaseoqttilibriaoffluids．ItCalldecreasethecomputingtime,anditissimplerthanind

5、irectMonteCarlosimulationsincethesimulationwaync：ecl／l’tcomputeanumberofchemicalpotentialandthesimulationofvapor-liquidphaseequilibriacanbecompletedinonce．InOUrwork,GibbsEnsembleMonteCarlosimulationhasbeenusedsuccessfullytosimulatethevapor-liquidphaseequilibriumforbinarysystems，suchasth

6、epurecomponentandmixturesofn-alkaneandthe1-alkeneataseriesofI：II'嘲U'CSandtemperaturesbycomputerprog阴m—vjsualFortran95．BasedontheTraPPE，NERDmolecularforcefieldmodels,WOadjusted∞111eLennard-Jonesparametersinthepotentialmodelsofthen-alkanetocalculatetheshortrangepotentialenergyalnongeleelr

7、iechargesandthepotentialenergyamongmolecules．Atthe8alnetime,long-rangeeorreetiortsandEwaldSummationteelmiqueshavebeenusedrespeelivelytocalculateno-chargelongrangeintermoleeularinteractionsandlongrangecharge-chargeinteractionsinthesimulations．Comparedtotheexperimentdata,thesimul