醋酸物系相平衡研究

论文摘要

长期以来,醋酸废水的处理一直是困扰许多企业的技术难题。研究醋酸、水的有效分离不仅可以带来经济和社会效益,同时对于化工分离、化工环保等学科的发展也具有重要作用。在工业生产中,大量精确可靠的流体相平衡数据是实现萃取精馏工艺的设计改造、挖潜创新及选择最佳工艺条件的基础条件,同时在化学工程领域,流体相平衡数据的测定和热力学模型的研究也是十分重要的内容。本研究中,采用改进ROSE釜测定了常压下醋酸/醋酸乙烯酯、醋酸/醋酸乙烯酯/水体系（互溶区内）的汽液相平衡数据,并绘制了汽液相平衡的x-y相图和T-x-y相图。对实验数据进行关联和预测时,由于醋酸是强缔合的物质,相平衡关系非常复杂,不仅存在各组分单体之间的相平衡,同时存在缔合体之间的相平衡以及缔合体与缔合组分之间的化学平衡,因此在关联过程中,我们综合考虑了汽液两相中醋酸的二缔合、三缔合作用,分别采用修正UNIQUAC方程计算液相表观活度系数,并由此推算出液相逸度,同时对于汽相的非理想性,我们则采用修正维里方程、R-K方程来校正,从而计算汽相的真实逸度系数。通过关联实验测定的醋酸/醋酸乙烯酯二元汽液相平衡数据,得到计算温度和汽液两相组成,并算出关联的温度偏差及汽液相组成偏差,得到了修正UNIQUAC方程的交互作用能量参数Δu 12和Δu21,绘制了汽液相平衡的x-y相图和T-x-y相图。同时用关联的二元模型参数,汽相分别采用修正维里方程、R-K方程,液相则采用修正Wilson方程和修正UNIQUAC方程对三元汽液相平衡数据进行了预测,并计算了推算值与实测值的平均误差与均方根误差。醋酸物系的液液相平衡体系中也存在缔合现象,因此本研究中同时对常压下正癸烷/醋酸/水体系、减压渣油（正癸烷）/醋酸/水体系30℃、50℃、70℃做了液液相平衡实验研究,得到了相关相平衡实验数据,并绘制了醋酸在两相中的分配系数变化曲线,为后续实验研究打好了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 醋酸废水处理工艺概述
• 1.3 液—液相平衡研究进展
• 1.4 汽—液相平衡研究进展
• 1.5 相平衡数据预测方法
• 1.5.1 汽-液相平衡数据预测方法
• 1.5.2 液-液相平衡数据预测方法
• 1.5.3 二元物系活度系数关联方程
• 1.5.4 多元物系活度系数关联方程
• 第二章 汽液平衡数据测定仪器和分析方法
• 2.1 实验装置和试剂
• 2.1.1 汽液平衡实验装置
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 VATIAN3400 气相色谱分析方法
• 2.2.2 ANGILENT6820 气相色谱分析方法
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 实验可靠性检验
• 第三章 二元汽液相平衡实验数据的测定与关联
• 3.1 二元汽液相平衡实验数据的测定
• 3.1.1 实验数据
• 3.1.2 实验数据的x-y和T-x-y相图
• 3.2 二元汽液相平衡数据的关联
• 3.2.1 缔合物系的普遍化相平衡关联的方法
• 3.2.2 二元汽液平衡数据的关联
• 3.2.3 UNIQUAC 方程计算数据与实验数据 x-y 相图和 T-x-y 相图
• 3.2.4 热力学一致性检验
• 3.3 讨论
• 第四章 三元汽液相平衡数据的测定与关联
• 4.1 三元汽液相平衡实验数据的测定
• 4.1.1 实验数据
• 4.1.2 三元汽液相平衡数据预测
• 4.2 讨论
• 第五章 液液相平衡实验数据的测定
• 5.1 实验可行性分析
• 5.1.1 减压渣油的化学组成
• 5.1.2 渣油中胶质和沥青质的分子结构
• 5.2 实验试剂与仪器
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验仪器
• 5.2.3 液液平衡釜结构设计
• 5.3 减压渣油液液相平衡数据的测定
• 5.3.1 实验步骤
• 5.3.2 实验数据
• 5.4 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢