汽液相平衡

摘要： 采用自制的单循环汽-液相平衡釜,测定了常压下含微量水的乙醇/正丁醇溶液二元体系的汽液平衡数据,测得的乙醇-水数据与文献中数据相比,两者吻合较好,验证了汽-液平衡釜的可靠性。正丁醇-水体系的实验结果发现:当水质量分数<0.02时,其平衡常数趋于5.0,同时其活度系数趋于3.0。进一步用Aspen Plus v8.4计算机软件,分别对Wilson、NRTL、UNIQUAC活度系数模型进行关联,回归出相应的二元交互作用参数。将关联结果与实验结果相比较,得到关联值与实验值的温度和汽相组成的平均绝对偏差,分别小于0.29 K和0.000 9,一致性良好。该结果为正丁醇-水混合物的分离提供了一定的基础数据,同时也为汽液平衡数据库补充了新的内容。

摘要： 采用自制的单循环汽-液相平衡釜,测定了常压下含微量水的乙醇/正丁醇溶液二元体系的汽液平衡数据,测得的乙醇-水数据与文献中数据相比,两者吻合较好,验证了汽-液平衡釜的可靠性.正丁醇-水体系的实验结果发现:当水质量分数＜0.02时,其平衡常数趋于5.0,同时其活度系数趋于3.0.进一步用Aspen Plus v8.4计算机软件,分别对Wilson、NRTL、UNIQUAC活度系数模型进行关联,回归出相应的二元交互作用参数.将关联结果与实验结果相比较,得到关联值与实验值的温度和汽相组成的平均绝对偏差,分别小于0.29 K和0.000 9,一致性良好.该结果为正丁醇-水混合物的分离提供了一定的基础数据,同时也为汽液平衡数据库补充了新的内容.

摘要： 超导能源管道是以液化天然气(LNG)冷却超导电缆,实现两种能源同时输送的前瞻性能源输送技术.超导能源管道的经济运行温度一般在77～100 K,而在此温区LNG有凝固风险,因此必须研究LNG主要成分的固液相平衡特性.为此,针对甲烷+乙烯、甲烷+乙烷、甲烷+丙烷、甲烷+正丁烷、甲烷+正戊烷5种二元混合物,借助以PR-vdW为代表的状态方程法,以NRTL、WILSON、UNIQUAC等模型为代表的活度系数法,基于所研究体系的二元汽液相平衡数据,回归二元相互作用参数,预测其二元固液相平衡,预测结果与文献数据进行了比较.结果表明,PR-vdW方程对5种甲烷二元体系的固液平衡预测结果最好.进而研究了PR-vdW方程中二元相互作用参数对甲烷二元体系汽液平衡及固液平衡计算结果的影响,分析了模型对温度的依赖关系.

摘要： 针对CO2-离子液体二元体系的相平衡问题,搭建了一套汽液相平衡数据测定系统,获得了CO2-[emim][Tf2N]二元体系在273.15～328.15 K的汽液相平衡数据,利用PR(Peng-Robinson)状态方程、NRTL(non-random two liquid)活度系数模型结合WS(Wong-Sandler)混合规则对实验数据进行关联,并应用此模型计算得到CO2-[emim][Tf2N]二元体系的超额焓.结果表明:关联得到的压力计算值与实验值相比,两者的平均相对偏差为3.87％,与其他模型对比所选模型偏差最小,能够成功地关联CO2-[emim][Tf2N]二元体系汽液相平衡数据.进一步完善了CO2-离子液体二元体系的关联模型.

摘要： 以Aspen Plus软件回归乙醇-甲乙酮二元体系的汽液相平衡数据为例,比较了NRTL、WILSON及UNIQUAC三种热力学方程模型的准确性.相比传统的手动迭代优化计算,可以极大的降低计算量,提高准确度.学生通过软件回归模型参数,可以帮助学生更加深入地掌握常见的这几种化工热力学方程.根据回归的准确程度筛选最佳的物性方法,用于后续的流程模拟计算.将Aspen Plus软件与《化工热力学》课程中"汽液相平衡数据回归分析"的核心知识点相结合的实践设计模式,既能让学生理解计算的基本原理,又能快速、准确的处理数据,是新工科中"理工"结合较好的实例.

摘要： 针对氨系、水系等传统吸收式制冷工质对存在腐蚀性强、制冷量小的缺点,自行设计搭建用于测量CO2-[emim][Tf2N]汽液相平衡的实验台,在温度范围263.15～358.15 K、压力范围0.17～2.45 MPa条件下,测定了CO2在离子液体[emim][Tf2N]中的相平衡数据.结果 表明,CO2在离子液体[emim] [Tf2N]中的溶解度可达到0.535,为CO2-[emim][Tf2N]在吸收式制冷系统中的应用奠定了基础数据.

摘要： 为了对甲醇污水减压热泵精馏回收工艺进行准确模拟,采用改进的Rose釜通过循环法测定甲醇污水体系的汽液相平衡数据,利用Aspen Properties 7.2对此数据进行NRTL-RK模型的交互作用参数回归关联,借助Aspen Plus 7.2探讨进料中甲醇质量分数、理论塔板数、进料板位置、系统真空度与压缩机功耗之间的相互关系并对它们进行工艺优化.结果表明:甲醇污水体系的汽液相平衡数据较二元甲醇-水体系存在较大偏差,回归关联得到的交互作用参数可顺利通过热力学一致性验证,其回归参量和回归结果的标准偏差仅为0.2047,0.985 0;在确保塔顶甲醇产品和塔底外排废水达标的前提下,T-101的进料中甲醇质量分数应尽量控制不低于11％,最佳理论塔板数为14,最佳进料板位置为第7块塔板,而系统真空度则维持在65 kPa为宜.经可靠性验证,减压热泵精馏处理后塔顶及塔底甲醇的平均质量分数均满足规定要求.文中可为该技术的工业化应用和大规模推广提供科学、可靠的理论支撑和数据来源.

摘要： 采用静态分析法相平衡装置分别测量了乙烷-甲醇二元体系在273.15、280.15、287.15和294.15 K下的汽-液相平衡数据,四个温度下的汽-液相平衡数据均符合热力学一致性检验.采用带有Wong-Sandler混合规则的Peng-Robinson状态方程对实验数据进行关联,得到浅冷条件下乙烷-甲醇体系的二元交互作用参数kij为0.0187.对拟合计算结果与实验数据对比分析表明,压力的平均相对偏差为1.41％,液相摩尔组成的平均相对偏差为2.53％,拟合结果与实验数据关联良好,可以满足工程上计算与设计的需求.

摘要： In order to design the suitable extractive distillation for the separation of acetonitrile-based cosolvents,accurate binary vapor-liquid equilibrium data must be obtained.The binary vapor-liquid equilibrium data of n-propanol + acetonitrile and water + acetonitrile were determined by modified Othmer still at atmospheric pressure.The experimental data were correlated by Margules,Van Laar,Wilson,NRTL and UNIQUAC models.Moreover,the thermodynamic consistency test of the experimental data were carried out by area and point-to-point method respectively.Finally,the vapor-liquid equilibrium of the two systems was predicted using UNIFAC based on the group contribution method and COSMO-RS and COSMO-SAC based on quantum mechanics and statistical thermodynamics.The results obtained in this paper not only can be applied to design distillation process,but alsocan be input parameters for Aspen Plus,PRO Ⅱ.%为了对乙腈基共溶剂进行萃取精馏分离就必须先准确获得相应的二元汽液相平衡数据.设计适合于此类物系分离的萃取精馏就必须获得准确的二元汽液相平衡数据.文章在常压下用改进的Othmer釜测定了正丙醇+乙腈和水+乙腈2个物系的二元汽液平衡数据,分别用面积和点对点法对实验数据进行了热力学一致性检验,并用Margules,Van Laar,Wilson,NRTL,UNIQUAC方程对实验数据进行了关联.最后使用基于基团贡献法的UNIFAC和基于量子力学和统计热力学的COSMO-RS和COSMO-SAC对2种物系的相平衡进行了预测,所得结果即可应用于精馏过程的设计,也可作为Aspen Plus,PROⅡ等软件的输入参数.

摘要： 为了提高环保替代混合制冷工质相平衡数据的计算精度,文中收集了公开发表的7种HFOs/HFCs及6种HFOs/HCs 2类二元混合工质的气液相平衡性质实验数据,分别采用PR方程+VDW混合法则、PR方程+MHV1混合法则+ Wilson模型对2类混合工质的气液相平衡性质进行了非线性优化,结果表明:对于HFOs/HFCs,PR+MHV1+Wilson模型计算值与实验结果的压力平均相对偏差为0.28％,汽相组分的平均绝对偏差为0.003 5,PR+ VDW模型的结果分别为0.30％和0.003 6;对于HFOs/HCs,PR+ MHV1+ Wilson模型计算值与实验结果的压力平均相对偏差为0.25％,汽相组分的平均绝对偏差为0.003 7,PR+ VDW模型的结果分别为0.55％和0.0048.可见:相比于PR+ VDW模型,PR+ MHV1+ Wilson模型对HFOs/HFCs混合工质的汽液相平衡性质计算精度提升有限,对HFOs/HCs类工质则可显著提升计算精度.

摘要： CH4和CO2不仅是天然绿色环保的替代制冷剂,同时也是天然气的重要组成成分,深刻认识二者相平衡特性对于清洁能源发展、制冷剂替代等均具有重要意义.本文首先从微观层面出发,利用NVT-和NPT-Gibbs系综Monte Carlo方法,分别模拟了CH4、CO2及其二元混合物在不同热力状态下的汽液相平衡特性,其中CH4和CO2分别采用TraPPE-EH和EMP2全原子势能模型,对比实验结果,发现其具有较好的一致性.同时,基于传统状态方程相平衡预测方法,对比分析了不同的状态方程对CH4,CO2及其二元混合物的汽液相平衡特性的预测性能.本文选取了三种经典的立方型状态方程RK,SRK,PR和先进的基于统计缔合流体理论的PC-SAFT状态方程.结果显示,对于纯组分,PC-SAFT方程显示了较好的预测特性,对于混合物,PR,SRK的预测性能略优于PC-SAFT,但对于5MPa以下的低温区,PC-SAFT的预测性能相当或略优于PR、SRK方程.而RK方程均不具有很好的预测精度.

摘要： 本文采用汽液双循环法测量了新型环保制冷剂R134a+DME在253.15-273.15K时的汽液相平衡数据.所测实验数据采用PR+LCVM+Wilson模型进行了关联.汽相组分的平均绝对误差为0.0043,最大绝对误差为0.0222;体系压力的平均相对误差为0.65％,最大相对误差为1.05％.关联结果和实验数据一致性较好,说明此模型能很好的描述该体系在实验条件下的汽液相平衡数据.从实验结果发现,R134a+DME是一种共沸制冷剂,处于共沸点时R134a在液相中所占的组分在0.4左右,而且该混合物在整体的温度滑移也非常小.

摘要： 本文采用PR状态方程和MHV1混合规则,将UNIFAC基团贡献法应用于R13I1+HC/HFC二元体系的汽液相平衡描述,划分了基团并给出了基团间的相互作用参数.该方法可以较好地再现R13I1+HC/HFC体系的汽液相平衡特性.对本文研究的四个二元体系,估算值与实验值之间的最大压力偏差为0.76％,最大汽相组分偏差为0.0046.

摘要： 根据前人对有机Rankine循环和吸收式制冷循环的研究,本文选出了一组有潜力的吸收式动力循环工质—R245fa+DMF.利用外循环可视汽液相平衡测定装置,本文测定了温度293.15K～353.15K,压力15kPa～800kPa条件下R245fa-DMF体系的汽液相平衡数据。本文利用NRTL方程对该体系的汽液相平衡数据进行了关联,得到了该体系的活度系数模型。平均相对偏差表明,NRTL方程能够很好描述该体系在实验温度压力下的汽液相平衡数据。实验数据表该体系对拉乌尔定律有着较强的负偏差,R245fa和DMF具有很好的亲和性。R245fa+DMF的组合具有成为吸收式动力循环工质对的潜力。

摘要： 以PR 方程结合vdW 混合法则,利用修正的ij k 差值模型,对文献给出的5 组和REFPROP 8.0数据库中的12 组三元HFC/HC 混合工质的汽液相平衡进行推算和对比验证,结果表明该模型具有较高的预测能力和计算精度,压力计算平均偏差1.29%,组分计算平均偏差0.0053.并用此模型对25 组三元HFC/HC 混合工质共沸点判断和近共沸点性质推算,结果表明上述三元HFC/HC 混合工质不存在共1沸点,但是存在(| x1- y1|+| x2 - y2 |+| x3 - y3 |) < 0.015的近共沸面.

摘要： 采用静态法高压汽液相平衡装置,测定了压力0.2~6MPa、温度283.15~343.15K条件下CO2-甲酸丁酯体系汽液相平衡数据.用P-R 方程对CO2-甲酸丁酯体系汽液相平衡数据进行关联,得到了该方程的二元交互作用参数.

摘要： 本文通过静态法高压汽液相平衡装置测定了温度293.15K～353.15K,压力0.1MPa～2.1Mpa条件下R152a-DMF 体系的汽液相平衡数据.采用NRTL 方程对该体系的汽液相平衡实验数据进行了关联,得到该方程的五个参数,压力最大偏差为3.69%,绝对平均偏差为1.60%. 结果表明,NRTL 方程能够很好描述该体系在实验温度压力下的汽液相平衡数据.

摘要： WS 混合法则中含有超额自由能,形式较为复杂,本文通过联立无穷压力下与零压下超额自由能模型,消去超额自由能,得到混合物状态方程参数am和bm之间的简单关系式,并以此为基础建立了形式更简单的混合法则(MWS).本文采用PR 状态方程和NRTL 模型,通过对7 组二元混合制冷剂的汽液相平衡实验数据进行关联,发现MWS 混合法则和原WS 混合法则汽液相平衡计算精度相当,其摩尔百分比和压力的计算偏差绝对平均值对于7 组混合制冷剂的总体平均值分别为0.2174%、0.6406%.

摘要： 在对分子尺寸和结构相差较大混合物的VLE 进行计算的时候,经典的混合规则难以有效地关联这种高度非理想体系.一些研究表明,协体积项b 引入第二交互作用系数可以在较宽的温度范围内改善VLE 预测精度.针对此,本文以Mie 势能理论,London 色散力理论为基础,同时引入Leland 等的分子形状系数进行修正;这样协体积项b 中的交插参数lij 形式上是组分的分子形状系数θ和Φ,及临界参数的函数,从而真实反映了二元混合物的实际混合情况.

摘要： 氨水是传统和高效的吸收式循环工质对,作为环境友好型的工质对其应用前景十分广阔,但是氨与水分子之间的亲和性过好,需要高能耗、复杂设备的精馏工艺分离。本文探索在氨水中添加离子液体,以调控氨与水分子之间的亲和性。即在氨水中加入适量的[Dmim]BF4(1,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐), [Dmim]Cl(氯化1,3-二甲基咪唑)和[Dmim]DMP(1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯),测定体系的溶解度的变化量。选择40°C,0.100～0.600MPa,采用等温合成法测定了二元体系NH3+H2O、三元体系 NH3+H2O+[Dmim]BF4、NH3+H2O+[Dmim]Cl和NH3+H2O+[Dmim]DMP(离子液体和水的质量比率为3:4)氨的溶解度。发现在NH3+H2O 体系中加入[Dmim]DMP,氨水体系氨的溶解度最小,即xNH3(NH3+H2O+[Dmim]DMP)＜xNH3(NH3+H2O+[Dmim]Cl)＜xNH3(NH3+H2O)＜xNH3(NH3+H2O+[Dmim]BF4)。

摘要： 提供针对以二组分体系气液平衡数据为代表的宽范围的相平衡数据、由既存的相平衡数据准确地估算相平衡的方法，使用其的组分的分离、精制装置的设计或控制方法、装置，以及这些设计或控制装置的装置设计程序。使用二组分体系相平衡测定数据算出下述式（22）所示的临界点到达率X和下述式（24）、式（25）所示的无限稀释压力梯度Y1和Y2（式中，Pc1表示二组分体系中的组分1的临界压力，p1s、p2s分别表示温度T下的组分1和组分2的蒸汽压，γi∞表示针对液相中的组分i的无限稀释活度系数），将得到的X与Y1和Y2关联，由X‑Y1关联和X‑Y2关联算出新的无限稀释活度系数γ1∞、γ2∞或二组分体系参数A、B，由得到的γ1∞、γ2∞或A、B估算相平衡。使用由此得到的值进行蒸馏塔等组分分离、精制装置的设计、控制。临界点到达率X：（22），无限稀释压力梯度Y1和Y2：（24）、（25）。

摘要： 本发明涉及一种测定液液相平衡的微流控装置，包括两台微量注射装置、T型微混合器、传质管和T型相分离器，所述两台微量注射装置分别经亲油输入管、亲水输入管与T型微混合器的两个输入端连接，以分别注射油相和水相，所述T型微混合器的输出端经传质管与T型相分离器的输入端连接，所述T型相分离器的两个输出端分别经亲油输出管、亲水输出管接至收集油相、水相的容器，以分别输出油相和水相；所述T型微混合器、传质管和T型相分离器置于恒温区域中。该装置有利于实时分离油水两相，便捷高效，而且结构简单，易于操作。

摘要： 本发明公开了一种小型液液相平衡釜。所述小型液液相平衡釜包括温度计、萃取相取样口、萃余相取样口、搅拌装置、时间控制装置、带夹套的玻璃瓶和玻璃磨口瓶塞；所述带夹套的玻璃瓶外层设有循环水出口和循环水入口；所述玻璃磨口瓶塞上连有温度计、萃取相取样口和萃余相取样口；所述搅拌装置包括搅拌磁子和磁力搅拌器，所述搅拌磁子设在带夹套的玻璃瓶内的底部，所述磁力搅拌器和时间控制装置设在带夹套的玻璃瓶外层的底部。所述小型液液相平衡釜始终可以控温，无论是搅拌还是静置分层；而且能控制并提醒搅拌和静置时间，使得实验更具高效性和准确性；取样时可避免相互干扰，使得数据更加准确；可持续进行多次实验，稳定性好。

摘要： 本实用新型涉及一种用于化工分离工程的等温循环汽、液相平衡釜。该平衡釜主要由蒸发釜、内套管、外套管、液相取样管和汽相取样管等组成。使用时将平衡釜全部置于同一水浴(或油浴)中。本实用新型的平衡釜克服了现有技术中汽相与液相温度差所造成的不平衡，和由分馏效应引起的误差，而且能适用于少量样品的分析。

摘要： 本实用新型公开一种高温高压液‑液相平衡釜，包括釜体及设置在釜体顶部的上盖；釜体内底部设置有搅拌装置，所述上盖上设置有用于测量釜体内压力的压力表以及伸入到釜体内的第一取样管和第二取样管，第一取样管的顶部设置有第一三通阀，第二取样管的顶部设置有第二三通阀，第一取样管与第一三通阀的第一接口相连通，第二取样管与第二三通阀的第一接口相连通，第一三通阀和第二三通阀的第二接口均与压力表相连；上盖侧壁设置有加压阀。本实用新型的结构简单，设计合理，与一般做液‑液相平衡的容器相比，可在高温高压下使用，特别适用于宽沸程、高粘度液‑液相平衡体系，取样时样品不易污染且实现带压自动取样。

摘要： 本实用新型设计了一种新型液液相平衡釜，主要包括：瓶体（1），恒温循环水装置（2）和活塞（3）；所述瓶体（1），为玻璃制分液漏斗；所述恒温循环水装置（2）为外接超级恒温水浴锅的循环水装置，其中（4）为进水口，（5）为出水口；在做液液相平衡实验时上层液体从瓶口取出，下层液体通过活塞从瓶底放出；恒温循环水装置对瓶内液体起恒温作用。

摘要： 本发明公开了一种二元汽液相平衡预测方法及装置，该方法包括：将待预测气体分子分解为若干个基团；计算每个所述基团占所述待预测气体分子的比例参数；根据所述比例参数，计算得到二元交互作用参数；根据所述二元交互作用参数，建立二元相图，并根据所述二元相图，预测气液相平衡状态。采用本发明实施例，通过分解气体分子得到基团，并根据基团的比例参数建立二元交互作用参数，避免了大量的实验耗费的人力、物力和时间来建立二元交互作用参数，减少了分析气液相平衡的计算量；此外，通过二元交互作用参数，可以较为准确地确定气液相平衡，通过分析二元相图进行预测，提高了准确性。

摘要： 本发明提出一种用于测定含有氟化氢的氟代烃的汽液相平衡装置，其包括相平衡釜、保温系统、汽相取样系统、液相取样系统、保冷系统、分析系统和汽相平衡管。采用本发明的用于测定含有氟化氢的氟代烃的汽液相平衡装置，可实现分析便捷、自动化程度提高、分析样品速度大幅增加。

摘要： 本发明涉及一种微波场汽液相平衡测定装置及测定方法。汽液平衡釜(3)设置在微波腔主体(1)中，汽液相界面红外测温仪(6)测温点位于混合物液体的上表面；液相主体红外测温仪(10)测温点位于液相主体上段(9)的中部；微波发生器(14)经过微波环行器水负载(16)与矩形波导(15)连接，矩形波导(15)与微波腔主体(1)接口连接。微波发生器(14)通过矩形波导(15)，将微波能量作用于汽液平衡釜的液相主体上段(9)和汽相主体(13)的交界面，液体受热汽化被冷凝器(4)冷凝后，经回流管(7)返回液相主体下段(8)，达到平衡后分别从液相取样口(11)和汽相取样口(5)取样分析。由于微波不对硼硅玻璃材质的汽液平衡釜体进行加热，直接作用于汽液相主体，实现了节能，具有快速、高效加热的特点。

摘要： 本实用新型涉及一种微波场汽液相平衡测定装置及测定方法。汽液平衡釜(3)设置在微波腔主体(1)中，汽液相界面红外测温仪(6)测温点位于混合物液体的上表面；液相主体红外测温仪(10)测温点位于液相主体上段(9)的中部；微波发生器(14)经过微波环行器水负载(16)与矩形波导(15)连接，矩形波导(15)与微波腔主体(1)接口连接。微波发生器(14)通过矩形波导(15)，将微波能量作用于汽液平衡釜的液相主体上段(9)和汽相主体(13)的交界面，液体受热汽化被冷凝器(4)冷凝后，经回流管(7)返回液相主体下段(8)，达到平衡后分别从液相取样口(11)和汽相取样口(5)取样分析。由于微波不对硼硅玻璃材质的汽液平衡釜体进行加热，直接作用于汽液相主体，实现了节能，具有快速、高效加热的特点。