含超临界co,2的二元系统高压相平衡和临界曲线

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1、天津大学博士学位论文含超临界CO<,2>的二元系统高压相平衡和临界曲线姓名：陈丽申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：田宜灵20031201中文摘要作为一种用之不尽、取之不竭的自然资源，C02的综合利用对全球环境和碳资源的开发有着重要的影响。因此对C02的综合开发利用是当今热点问题。超l临界C02的优良特性使之在超临界萃取、超临界反应等中有着广阔应用，而含超临界C02(SCC02)系统相平衡的研究对上述应用有指导性作用。因此本文对四个含SCC02的系统进行了高压相平衡研究。本文独创了国内第一套带石英可视窗的可变体积高压釜，利用霍尔探测仪实现体积的准确测量，利用自动控温、恒温法和用手摇泵调

2、节实现宽温度、压力范围的准确调控，用微型高压钢瓶实现高压状态直接取样，因此可方便地实现对高压气液平衡的准确测量。并用文献数据对该装置的可靠性进行了验证。同时还建立了一套操作方便的组分解析装置，对气液相组成进行分析。采用静态分析法测定了一系列温度下SCC02分别与碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯构成的二元系统的高压气液相平衡组成、相密度、体积。结果表明SCC02在四种酯中均具有较大的溶解度，体现了相似相容的特性。其中COz在碳酸酯系统中具有比饱和脂肪酸的酯相对较大的溶解度，且分子量越大、碳链越长，C02的溶解度越低。而四种酯在SCC02中的含量均很小，且相差不大。选择PR和PRSV方

3、程分别与VanderWaals．1型、VanderWaals一2型、Margules型混合规则和活度系数表达的混合规则搭配成八种不同的计算方法，采用搜索法对上述二元高压GLE实验数据进行优化计算，系统地分析了状态方程、混合规则、回归方法等对计算结果的影响。结果表明，PRSV方程与varderwaals型混合规则组成的方法、PR方程与活度系数表达的混合规则组成的方法的计算效果均较好。对临界曲线的估算表明，四系统的高压气液相图均为第一类型第二亚型。综上所述，本文测定的含SCC02的二元高压GLE数据为研究含SCC02系统的溶液理论和GLE(气液平衡)计算提供了丰富的基础数据，也推进了气液相平衡理

4、论及计算方法的进展。同时为设计含SCC02的萃取和反应工业设计提供了必需数据，提出了各种计算方法。关键词：SCC02，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，乙酸乙酯，丙酸乙酯气液平衡，临界曲线ABSTRACTC02isnotonlyanabundantnaturalcarbonresource，butalsogreengas．Itseffectiveutilizationisanimportantobjectforenvironmentalprotectionandmaterialresource．TheexcellentpropertiesofsupercriticalC02aresuitablefor

5、supercriticalfluidextractionandsupercriticalfluidreaction．Thestudyonhigh—pressurephasebehaviorofbinarysystemscontainingSCC02isnecessaryforitsapplications．SoaseriesofsystemscontainingC02havebeenexperimentallyinvestigatedandcalculated．Asetofvariable—volumeautoclavewithaquartzwindowhasbeenmadedomestic

6、allyforthefirsttime．Theaccuratevolumeofasamplecanbemeasuredwithahall-effectprobe，andthepreciseadjustmentwithinwiderangeoftemperaturesandpressurescanbeactualized．Athighpressure，thesamplescanbetakendirectlyfromtheautoclavewithasmallsteelvessel．Sotheaccuratevapor-liquidequilibriumdatacallbeobtainedThe

7、experimentequipmentisprovedtobereliableandaccuratecomparingwithliteraturedata．Asimpleequipmentwasalsobuiltupfortheanalysisthecompositionofthevaporandliquidsamples．Thevapor—liquidequilibriumdata(incIudinging