含氧化合物汽油添加剂的多元组分液液相平衡的研究

论文摘要

随着我国汽车工业的飞速发展，汽车尾气污染已超过工业污染。为了改善汽油的燃烧性能，近年来汽油添加剂的研究引起了广泛的兴趣。由于甲基叔丁基醚(MTBE)的泄漏会污染地下水，车用含醇汽油正在被迅速推广，但含醇汽油需要严格的防水措施，这给它的进一步应用带来阻力。而碳酸二甲酯(DMC)不仅是一种性能优良的溶剂，而且它的辛烷值高、含氧量大、雷德蒸气压低、价格低廉，所以碳酸二甲酯很有可能成为甲基叔丁基醚的替代物。本论文对含有碳酸二甲酯(DMC)、醇和甲基叔丁基醚(MTBE)的多元组分液液相平衡展开了研究，采用气相色谱技术准确测定了含MTBE或DMC、碳氢化合物、醇和水的三元和四元混合物的液液相平衡数据，此方法简单、快速、重现性高、精确性可以达到±0.001(摩尔分数)。所测定的三元体系分别为：水—甲醇—碳酸二甲酯、水—乙醇—碳酸二甲酯、水—碳酸二甲酯—甲苯、水—甲基叔丁基醚—苯；四元体系分别为：水—甲醇—碳酸二甲酯—甲苯、水—乙醇—碳酸二甲酯—甲苯、水—异丙醇—甲基叔丁基醚—异辛烷、水—甲醇—甲基叔丁基醚—苯。对这些液液相平衡数据进行了分析，结果表明：碳酸二甲酯和汽油的互溶性优于甲基叔丁基醚，并且在石油的运输和储存过程中，添加有碳酸二甲酯的汽油不容易受水的影响而产生相分离的行为。特别对于防止添加有乙醇的汽油因水的渗透而产生分层有深刻的现实意义。同时碳酸二甲酯是一种绿色环保试剂，不会对环境产生污染。因此碳酸二甲酯将是一种性质优良的汽油添加剂，是甲基叔丁基醚的理想替代物，有很好的应用前景。对所测体系分别用Modified UNIQUAC和Extended UNIQUAC模型进行计算来验证实验数据的准确性，结果表明：Modified UNIQUAC模型能更精确的关联所测的三元和四元体系，关联的结果和实验数据很吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 汽油性能的评价
• 1.2 汽油添加剂的种类
• 1.2.1 四乙基铅添加剂
• 1.2.2 甲基叔丁基醚添加剂
• 1.2.3 低碳醇添加剂
• 1.2.4 碳酸二甲酯添加剂
• 1.3 研究目的及意义
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 研究思路
• 第二章 气相色谱分离和定量分析基础
• 2.1 分析技术
• 2.1.1 气相色谱分析的特点
• 2.1.2 气相色谱在石油工业上的应用
• 2.2 分析仪器
• 2.2.1 气相色谱仪
• 2.2.2 液体固定相及其选择
• 2.2.3 检测器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 试验装置图及预备实验
• 2.3.2 预备实验步骤
• 2.3.3 实验条件的选择
• 2.3.3.1 色谱分离度
• 2.3.3.2 分离操作条件的选择
• 2.4 分析过程
• 2.4.1 相对校正因子的测定
• 2.4.2 基于峰面积归一化的质量校正法
• 2.5 小结
• 第三章 液液相平衡结果与分析
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验条件列表
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 三元体系
• 3.3.1.1 三元体系的类型及表示方法
• 3.3.1.2 三元体系液液相平衡数据
• 3.3.1.3 三元体系的相图
• 3.3.1.4 三元体系的结果讨论
• 3.3.2 四元体系
• 3.3.2.1 四元体系的类型及表示方法
• 3.3.2.2 四元体系液液相平衡数据
• 3.3.2.3 四元体系的相图
• 3.3.2.4 四元体系的结果讨论
• 3.4 小结
• 第四章 液液相平衡计算理论模型
• 4.1 引言
• 4.2 活度系数模型的发展过程
• 4.2.1 UNIQUAC模型
• 4.2.2 Extended UNIQUAC模型
• 4.2.3 Modified UNIQUAC模型
• 4.3 计算过程
• 4.3.1 二元汽液相平衡数据的回归
• 4.3.2 二元液液相平衡数据的回归
• 4.3.3 三元、四元液液相平衡数据的回归
• 第五章 回归计算与结果讨论
• 5.1 二元体系相平衡的计算结果及讨论
• 5.2 三元体系液液相平衡的计算结果及讨论
• 5.3 四元体系液液相平衡的计算结果及讨论
• 5.4 小结
• 第六章 论文总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 研究局限与研究展望
• 符号说明
• 参考文献
• 附录
• 致谢