试析顺酐和有机溶剂汽液平衡及高压二元系统的相行为计算

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1、天津大学博士学位论文顺酐和有机溶剂汽液平衡及高压二元系统的相行为计算姓名：刘志华申请学位级别：博士专业：化学工艺指导教师：田宜灵20061101中文摘要本论文工作主要分为两部分：含顺酐二元系统汽液平衡数据的研究以及含二氧化碳二元系统和含甲烷二元系统的高压相平衡计算。有机溶剂吸收顺酐是顺酐生产工艺的发展方向，国外已经广泛采用有机溶剂吸收顺酐，此法可以大大降低能耗并提高产率，而我国目前大部分仍是采用水吸收，而有机溶剂吸收工艺的设计和改进需要大量的相平衡数据。因而本研究中选择了具备应用前景的酯类有机溶剂作为研究对象，并用沸点仪法测定了顺酐+有机溶剂二元系统的汽

2、液平衡数据。由于单组分的Antoine常数，对汽液平衡的计算影响较大，因此，本论文中，首先利用改进型沸点仪测定了顺酐、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、六氢化邻苯二甲酸二异丁酯以及癸二酸二丁酯等单组分在一定温度范围内的饱和蒸汽压数据，将这些数据同相关文献做了比较，同时对这些饱和蒸汽压数据按照Antoine方程ln(p／kPa)=A．B／(C+T／K)的形式进行了回归，获得了各单组分的Antoine常数。利用改进的沸点仪，测定了顺酐+邻苯二甲酸二甲酯、顺酐+邻苯二甲酸二乙酯、顺酐+邻苯二甲酸二丁酯、顺酐+六氢化邻苯二甲酸二异丁酯以及顺酐

3、+癸二酸二丁酯等二元系统等温(413．2K、433．2K和453．2K)条件下的压力P和配料组成g数据，以及等压(2．67kPa、5．33kPa和8．00kaa)条件下的温度丁和配料组成g数据，利用NRTL模型关联这些数据，获得了含顺酐二元系统的汽液平衡数据。在关联过程中，利用单纯形法获得了NRTL模型参数。同时，用UNIFAC法计算了等压条件下的顺酐+邻苯二甲酸二甲酯、顺酐+邻苯二甲酸二乙酯、以及顺酐+邻苯二甲酸二丁酯等二元系统汽液平衡数据。并定义了新基团ACCOO，利用实验数据回归了基团ACCOO与基团CH3、CH2、ACH、CH=CH、COOOC等

4、的交互作用参数。将UNIFAC法的计算结果同沸点仪法获得的汽液平衡数据做了比较，吻合较好。另外，本论文对含二氧化碳二元系统和含甲烷二元系统的高压相平衡进行了计算。利用由微扰理论和硬球模型导出的状态方程：p=‰+％=等{堡吃铲卜赤；结合高压相平衡和临界点状态的判据，计算了超临界二氧化碳+乙酸乙酯、超临界二氧化碳+碳酸二甲酯和超临界二氧化碳+碳酸二乙酯高压条件下的等温气液平衡数据以及临界曲线。另外，还利用该状态方程，计算了甲烷+氮气、甲烷+一氧化碳、甲烷+二氧化碳、甲烷+乙烷和甲烷+丙烷等二元系统的临界曲线。将计算结果同相关文献值做了比较，结果表明本研究中确

5、定的状态方程，比较适合于高压相平衡和临界曲线的计算。关键词：顺酐、沸点仪法、汽液平衡、NRTL模型、超临界二氧化碳、状态方程、临界曲线ABSTRACTThisdissertationcomprisestwoparts：thefirstisvapor-liquidequilibriumdataforthebinarysystemcontainingmaleicanhydride，thesecondisthecalculationofvapor-liquidequilibriumdataforthebinarysystemscontainingsupercr

6、iticalC02andsystemscontainingCH4athi曲pressures．ItisagoodmethodtOrecovermaleicanhydrideusingorganicsolventsfromitsproductiontailgas，whichcandecreaseenergyconsumptionsandincreaseyields．Manyabroadcompanieshaveappliedthismethod，butmostinternalcompaniesstillusewaterastheabsorptionsolv

7、ent．Thephaseequilibriumdataofthesystemsanhydride+estersarenecessarytodesignthenewprocess．Thus，fiveesterswerechosenastheprospectiveorganicsolvents，andvapor-liquidequilibriumdataforthesebinarysystemsweremeasuredwithebulliometricmethod．TheAntoine’Sconstantsofpurecomponentsinabovesys

8、temswillinfluencethecalculatedresultsofv