基于丙烯酸物系汽液相平衡研究

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1、天津大学硕士学位论文丙烯酸物系汽液相平衡研究姓名：邱文申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：夏清201005摘要丙烯酸作为合成聚合物的有机酸，是重要的化工基础原料，丙烯酸及其聚合物产品具有广泛的应用，因此丙烯酸的生产和提纯具有很高的经济效益，其核心技术都是世界各大化工企业的专利。在工业生产中，准确可靠的物系相平衡数据是实现化工分离工艺的设计改造、创新及最优化的基础条件，同时在化工热力学研究中，物系的相平衡测定及研究也是非常重要的内容。本研究中，采用循环式玻璃汽液平衡釜测定了在20kPa下水．乙酸、水．丙烯酸及乙酸．丙烯酸

2、的二元汽液相平衡数据，还测定了20kPa下水．乙酸．丙烯酸的三元汽液平衡数据。由于丙烯酸、乙酸都是羧酸，有强烈的缔合作用，因此采用维里方程和Hayden．O’Connell关联式计算汽相逸度系数，对汽相进行校正。液相的非理想性，包括羧酸的缔合作用，全部归结于液相活度系数中予以校正，分别采用NRTL、UNIQUAC和Wilson活度系数模型分别对三组二元汽液相平衡数据进行关联，得到相应组分的最优交互作用参数，并给出了关联的结果：水．丙烯酸物系的温度平均相对偏差分别是O．1676％、O．1723％、0．1887％，水的汽相组成平

3、均相对偏差分别是8．9364％、8．9419％、9．1846％；水．乙酸物系的温度平均相对偏差分别是0．0894％、0．09419％、0．1084％，水的汽相组成平均相对偏差分别是3．6023％、4．3298％、4．2238％；乙酸．丙烯酸物系的温度平均相对偏差分别是0．0907％、0．0897％、0．0929％，乙酸的汽相组成平均相对偏差分别是2．7996％、2．7663％、2．7381％。最后，利用得到的二元交互作用参数，分别用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对20kPa下水一乙酸．丙烯酸三元体系汽液相平衡数据进行预

4、测，并与实验值比较：该体系的温度平均相对偏差分别是0．92％、1．00％；水的汽相组成平均相对偏差分别为10．64％、11．11％；乙酸的汽相组成平均相对偏差分别为11．79％、13．21％；丙烯酸的汽相组成平均相对偏差分别为20．17％、20．60％。实验值与预测值吻合较好，精度满足要求，从而可以为丙烯酸提纯的工艺改进、模拟计算提供可靠的热力学基础数据。关键词：汽液平衡乙酸丙烯酸Hayden-O，ConnellWilsonN-RTLUNIQUACABSTRACTAcrylicacidasanorganicacidusedi

5、npolymersynthesis，istheimportantchemicalrawmaterial．Acrylicacidanditspolymerproductsarewidelyusedinindustry．Sotheproductionandpurificationofacrylicacidhaveaveryhigheconomicefficiency．Thecoretechnologiesarethepatentsoflargechemicalcompaniesintheworld．Inindustrialpro

6、duction,accurateandreliablephaseequilibriumdataalerequiredindesign，innovationandoptimizationofchemicalseparationprocess，whileresearchinginthethermodynamics，themeasurementandstudyofthephaseequilibriaisalsoveryimportantcontent．Inthisstudy,vapor-liquidequilibriumdataf

7、orwater—aceticacid，water—acrylicacidandaceticacid．acrylicacidbinarysystemsweremeasuredat20kPabyusingacirculatingvapor-liquidequilibrastill．Vapor-liquidequilibriumdataforwater。aceticacid．acrylicacidternarysystemalsoweremeasuredat20kPa．BecausestrongassociationOCCURSi

8、nthesystemscontainingacrylicacidandaceticacid,thefugacitiycoefficientsofcomponentsinthevaporphasewerecalculatedbyV'trialequationandtheHayden-0’Co