二氧化碳与丙酮,丙酸乙酯,碳酸二乙酯二元系统高压气液相平衡的研究

摘要

高压相平衡数据是相平衡领域中的研究热点.人们对于由CO<,2>和有机溶剂组成的二元系统高压相平衡的研究尤其重视.该文建立了一套可变体积高压釜,通过静态法来研究高压气液相平衡.测定了CO<,2>+乙醇系统在333K和413K时的高压气液相平衡数据,与文献值比较相当一致,验证了实验方法的可靠性.然后研究了超临界CO<,2>和丙酮、丙酸乙酯和碳酸二乙酯这三种溶剂组成的二元系统的高压相平衡行为,填补了国内外对这三个体系的研究空白.分别测定了CO<,2>+丙酮体系,在333K、353K、373 K和393K四个温度条件下,CO<,2>+丙酸乙酯在313K、333 K、353 K和373 K四个温度下,和CO<,2>+碳酸二乙酯在313 K、333K、353 K、373K、393K五个温度条件下的相平衡数据.测定的压力范围在2.0~15MPa.通过计算得到了这三个体系在不同压力和温度条件下,气液两相中CO<,2>的摩尔分数、密度、摩尔体积和气液分配比等数据.实验结果表明,在该实验研究范围内,三个体系的高压气液平相衡,具有相似的变化规律:随着压力的增加,CO<,2>在液相中的溶解度增大,液相密度减小,而在气相中的含量减小,气相密度增大;在临界点,两相变为一相.超临界CO<,2>和这三种溶剂的相图属于Ⅰ型的第二种亚型.CO<,2>的溶解度随温度的升高而减小.采用Chrastil半经验溶解度方程建立了丙酮、丙酸乙酯和碳酸二乙酯三种溶剂在超临界CO<,2>中的溶解度模型.液体的溶解度随着压力的增加而增大,在中高压区能够较好的符合Chrastil半经验溶解度方程.

目录

文摘

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第一章前言

第二章文献综述

2.1 高压相平衡理论及测定方法

2.1.1相平衡理论

2.1.2气液相平衡数据的测定方法

2.1.3相平衡数据的计算

2.2超临界流体的性质

2.3高压流体相行为

2.3.1 二元体系p-T相图分类

2.3.2超临界流体的相行为理论

2.4超临界流体溶解度计算模型

2.4.1气体溶解度的计算方法

2.4.2液体在超临界气体中溶解度的模型

2.5 含二氧化碳系统的高压相平衡研究进展

2.5.1 CO2＋丙酮体系的高压相平衡研究现状

2.5.2 CO2＋丙酸乙酯体系的高压相平衡研究现状

2.5.2 CO2＋碳酸二乙酯体系的高压相平衡研究现状

2.6本试验的研究任务

第三章实验部分

3.1实验试剂和设备

3.1.1实验设备

3.1.2实验试剂

3.1.3可变体积高压釜

3.2各种仪表的标定

3.2.1测温仪表的的校正

3.2.2测压仪表的校正

3.2.3各种体积的校正

3.3实验步骤

3.4实验装置的系统验证

第四章实验数据处理

4.1实验数据的计算

4.1.1气液两相样品密度的计算

4.1.2气液两相摩尔组成的计算

4.1.3两相摩尔体积和气液分配比的计算

4.2实验结果

第五章实验结果与讨论

5.1 CO2＋丙酮体系的高压相平衡

5.1.1 CO2＋丙酮体系的高压相图

5.1.2 CO2＋丙酮体系压力和气液分配比的关系

5.1.3 CO2＋丙酮系统的临界曲线

5.2 CO2＋丙酸乙酯体系的高压相平衡

5.2.1 CO2＋丙酸乙酯体系的高压相图

5.2.2 CO2＋丙酸乙酯体系压力和气液分配比的关系

5.2.3 CO2＋丙酸乙酯系统的临界曲线

5.3 CO2＋碳酸二乙酯体系的高压相平衡

5.3.1 CO2＋碳酸二乙酯体系的高压相图

5.3.2 CO2＋碳酸二乙酯体系压力和气液分配比的关系

5.3.3 CO2＋碳酸二乙酯系统的临界曲线

5.4 相平衡行为的分析与讨论

第六章二元体系高压气液溶解度

6.1 CO2在液体中的溶解度

6.2液体在CO2中的溶解度

6.2.1丙酮、丙酸乙酯、碳酸二乙酯在CO2中的溶解度拟合计算

6.2.2液体在气体中的溶解度分析与讨论

第七章结论

参考文献

发表论文情况说明

附录一：373 K时C02＋碳酸二乙酯二元体系高压相平衡实验原始数据

致谢