C5二元体系加压汽液平衡的测定与关联

论文摘要

C5馏分是石油烃高温裂解制取乙烯过程中的副产品,其中含有异戊二烯,环戊烯,异戊烯等成分,它们是合成橡胶工业的重要原料,研究从C5馏分中分离异戊二烯等单组份的工艺具有重要意义。汽液平衡数据是C5组分分离设计和操作过程必不可少的重要数据,C5组分汽液平衡数据不是很多,尤其是加压情况下的汽液平衡数据更少,所以建立一套加压汽液平衡测定装置来测定C5组分的汽液平衡数据,对于C5组分的分离工艺优化和设计具有重要意义。本研究自行设计和建立了一套操作弹性比较大、适用物系范围广的加压汽液平衡测定装置。该装置的汽相冷凝后外循环,液相借助蠕动泵驱动循环,汽相从平衡釜顶部引出,冷凝后回流至釜底,液相在外力的驱动下从釜底抽出在釜顶喷出,汽液逆向接触的方式可以加速平衡过程。压力采用一个容积约3L的缓冲罐来控制,介质为高纯氮气。在对实验装置密封性检后,通过对异戊烯沸点的测定确定了冷凝液滴速度在0.3-0.5滴/s为最佳,通过测定体系达到平衡所需的时间确定了合理的液相回流量22ml/min。最后测定了常压下丙酮-乙醇的平衡数据,实验值与Hellwig发表的文献值一致性较好。证明本实验装置是可靠的。测定了加压下异戊烷-异戊二烯（255 KPaA）、异戊烷-正戊烷（255 KPaA）环戊烷-异戊烷（255 KPaA）、环戊烯-异戊烷（250 KPaA）、环戊烯-环戊烷（250 KPaA）、异戊烯-异戊烷（250 KPaA）、异戊二烯-异戊烯（250 KPaA）、环戊烷-异戊二烯（250 KPaA）八组二元汽液平衡数据,并采用面积法对上述汽液平衡实验数据进行了热力学一致性校验,八组数据都通过一致性校验。分别采用Wilson、NRTL活度系数模型模型对实验数据进行了关联,并利用回归得到的参数计算汽相组成和平衡温度,与实验数据对比,所得结果均较为满意。对于Wilson模型汽相组成相对平均偏差小于1.7%,温度平均偏差小于0.12K,对于NRTL模型汽相相对平均偏差小于1.67%,温度平均偏差0.12K,两种模型均能较好的关联实验数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 相平衡理论
• 1.2 相平衡数据的测定方法
• 1.3 汽液相平衡的计算
• 1.3.1 状态方程法（Equation of state法）
• 1.3.2 活度系数法
• 1.4 热力学一致性校验
• 1.4.1 积分检验（面积检验法）
• 1.4.2 微分检验（点检验法）
• 1.5 C5组分及溶剂间汽液平衡的研究现状
• 1.6 本实验的内容
• 第二章 双循环加压平衡测定装置的建立
• 2.1 循环相平衡测定装置概述
• 2.2 实验装置各部分的建立
• 2.2.1 压力控制系统
• 2.2.2 循环部分
• 2.2.3 平衡釜与恒温箱
• 2.2.4 加热冷却系统
• 2.2.5 进样和排液系统
• 2.2.6 测温测压系统
• 2.2.7 取样分析部分
• 2.3 实验仪器与设备
• 第三章 装置运行参数的确定及校核
• 3.1 装置密封性的检验
• 3.2 冷凝液滴速度的确定
• 3.3 液相循环量的确定
• 3.4 已知体系的测定
• 第四章 加压汽液平衡数据的测定与关联
• 4.1 汽液平衡数据的测定
• 4.1.1 实验试剂和设备
• 4.1.2 实验步骤
• 4.1.3 平衡数据的测定
• 4.2 平衡数据的热力学一致性校验
• 4.3 平衡数据的关联
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 发表的论文和科研情况
• 致谢