用HVOS-PR/MDUNIFAC状态方程活度系数法预测汽液平衡

摘要

本文首先介绍了在解决相平衡过程中状态方程法和活度系数法各自的优缺点及其发展状况。文中采用PR状态方程与MDUNIFAC和MLUNIFAC活度系数模型，并与HVOS混合规则相结合，建立得到了HVOS-PR/MDUNIFAC（以下简称“模型一”）和HVOS-PR/MLUNIFAC（以下简称“模型二”）两种预测模型。 本文利用上述两个模型同时对93个二元体系(2482个实验点)的汽液相平衡的气相组成，泡点温度和98个二元体系(3838个实验点)汽液相平衡的气相组成，泡点压力进行了初步预测。通过两个预测结果分别与实验值相比较，结果表明两模型对大多数类型体系均能够有良好的预测效果。但是对含水极性体系的预测精度往往不令人满意，整体上看模型一的预测能力略优于模型二。因此，在接下来的工作中选取HVOS-PR/MDUNIFAC模型。 本文利用Nelder-Mead扩展单纯形求极值法选取了原模型参数（MDUNIFAC）预测能力差的40个二元汽液平衡体系（共计2546个实验数据点）进行重新回归，得到了22组修正的基团相互作用参数；用同样方法对原模型没有的基团参数7个体系（共计361个实验点）进行了回归补充，得到了7组基团相互作用参数。利用上述修正后的和补充的相互作用参数对24个三元汽液平衡体系（共计852个实验点）进行预测验证其正确性。结果表明，用修正的和补充的基团相互作用参数构建的汽液平衡模型对含醇、酸的非水极性体系预测精度显著提高，汽相组成的绝对偏差在0.05以内，压力的相对偏差￡6％；对含水极性二元、三元体系的汽液平衡，预测精度也略有提高。由此可以证明修正和补充得到的基团参数是正确的，这在一定程度上扩充了原MDUNIFAC模型的基团参数矩阵，扩大了这一模型的预测范围。在化学反应工程，分离工程，化工过程研究，开发和设计当中具有极强的实用价值。