一氯甲烷—正己烷二元体系气液相平衡研究

论文摘要

目前国内生产丁基橡胶的溶剂为一氯甲烷，卤化丁基橡胶的溶剂为正己烷。为了实现丁基橡胶与卤化丁基橡胶的连续生产，需将丁基橡胶淤浆中的一氯甲烷替换为正己烷。而一氯甲烷与正己烷的气液相平衡（溶解度）是溶剂交换过程中重要的热力学参数，本论文对一氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡进行了研究。首先，利用增加了磁力搅拌装置的相平衡釜对低压条件下一氯甲烷在正己烷中的溶解度进行了测定。通过对实验装置的可靠性进行检验，证明了改造后的装置所测数据的精确度较高。利用该套装置，测定了25℃，30℃，35℃，40℃条件下一氯甲烷在正己烷中的溶解度，Henry常数计算值分别为884kPa、959kPa、1067kPa、1172kPa。从一氯甲烷分压和溶解度的关系曲线可知，溶解度随着温度的升高而减小，随着压力的升高而增大，符合Henry定律。根据平衡总压和一氯甲烷平衡分压数据计算出了气相组成y，从而得到了一氯甲烷-正己烷气液相平衡数据。其次，利用Peng-Robinson和Redlich-Kwong-Soave状态方程对一氯甲烷-正己烷气液相平衡数据进行了模拟，计算出了标准误差，证明了Peng-Robinson和Redlich-Kwong-Soave状态方程在拟合一氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡方面是可靠的，且Peng-Robinson状态方程要优于Redlich-Kwong-Soave状态方程。在此基础上，对一氯甲烷-正己烷二元体系全部组成范围内的气液相平衡数据进行了模拟，拟合出P-x，y和y-x相图，以便于参考。最后，为了更接近工业应用的要求，对一氯甲烷在两种不同组成的溶剂油中的溶解度进行了测定。建立了液相单循环相平衡装置，利用气相色谱仪测定了平衡液相组成，为工业生产的进一步应用提供了可靠的数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 丁基橡胶的发展情况与制备方法
• 1.1.1 丁基橡胶的发展简史
• 1.1.2 丁基橡胶生产现状
• 1.1.3 丁基橡胶的制备
• 1.1.4 卤化丁基橡胶的制备
• 1.2 气液平衡的测定和表示方法
• 1.2.1 气液平衡测定方法
• 1.2.2 气体溶解度的表示方法
• 1.3 用Aspen plus软件进行气液平衡的计算
• 1.3.1 Aspen plus软件
• 1.3.2 气液平衡的计算方法
• 第二章 实验部分
• 2.1 一氯甲烷在正己烷中的溶解度测定
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器和设备
• 2.1.3 实验步骤
• 2.1.4 原始数据的处理方法
• 2.2 用Aspen软件模拟
• 2.2.1 Peng-Robinson状态方程法回归氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡
• 2.2.2 Soave状态方程法回归一氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡
• 2.3 一氯甲烷在溶剂油中溶解度的测定
• 2.3.1 实验溶剂
• 2.3.2 实验仪器和设备
• 2.3.3 实验步骤
• 2.3.4 气相色谱分析
• 2.3.5 溶剂油-1饱和蒸汽压测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 一氯甲烷在正己烷中的溶解度测定
• 3.1.1 实验装置的可靠性检验
• 3.1.2 一氯甲烷在正己烷中溶解度实验结果
• 3.1.3 实验误差分析
• 3.1.4 实验数据计算过程举例
• 3.1.5 小结
• 3.2 Aspen plus软件进行相平衡计算
• 3.2.1 Peng-Robinson方程数据回归结果
• 3.2.2 Redlich-Kwong-Soave方程数据回归结果
• 3.2.3 小结
• 3.3 一氯甲烷在溶剂油中的溶解度
• 3.3.1 实验装置的可靠性检验
• 3.3.2 一氯甲烷在溶剂油-1中的溶解度
• 3.3.3 一氯甲烷在溶剂油-2中的溶解度
• 3.3.4 实验误差分析
• 3.3.5 小结
• 第四章 结论和展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书