二氧化碳與酯類二元系統(tǒng)氣液液平衡研究.pdf

1、二氧化碳(CO2)是主要的溫室氣體,是使全球變暖的重要原因,低碳經(jīng)濟是人們的共識。然而,目前,我國以石化燃料的能源占主導地位,利用過程排放出大量的二氧化碳。如何變廢為寶,開發(fā)利用CO2備受關(guān)注。超臨界二氧化碳(SC-CO2)具有許多特殊的優(yōu)良特性使得它在超臨界萃取、天然產(chǎn)物的提取、各種化學反應、材料化學等方面得到應用。當SC-CO2作為萃取劑使用時,需加入少量的醇、酯類以提高其溶解能力。本文對超臨界二氧化碳分別與丙酸甲酯、丙酸丙酯、丁酸

2、乙酯和碳酸丙烯酯組成的四個二元系統(tǒng)進行了高壓下的相平衡研究以及臨界區(qū)的確定,以期對含超臨界二氧化碳系統(tǒng)的相平衡具有指導意義。
　　 本文利用實驗室自行設計的國內(nèi)第一套帶石英可視窗的可變體積高壓釜,采用靜態(tài)分析法測定了一系列溫度下SC-CO2分別與丙酸甲酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、碳酸丙烯酯構(gòu)成的二元系統(tǒng)的高壓氣液相平衡組成、相密度、摩爾體積。結(jié)果表明SC-CO2在四種酯中均具有較好的溶解度。相同溫度下,氣相中SC-CO2的含量隨著壓

3、力的增大而減小,液相中SC-CO2的含量隨著壓力的增大而增大。相同壓力下,酯在SC-CO2中的溶解度與SC-CO2在液相的溶解度隨溫度的變化趨勢不同,即CO2在酯中溶解度隨溫度的升高逐漸減小,而酯在CO2中溶解度則隨溫度的升高而逐漸增大。
　　 選擇PR和PRSV方程分別與Van der Waals-1型、Van der Waals-2型、Margules型混合規(guī)則和活度系數(shù)表達的混合規(guī)則搭配成不同的計算方法,并對上述二元高壓G

4、LE實驗數(shù)據(jù)進行優(yōu)化計算,系統(tǒng)地分析了狀態(tài)方程、混合規(guī)則、回歸方法等對計算結(jié)果的影響。結(jié)果表明,PRSV方程與var der waals型混合規(guī)則組成的方法、PR方程與活度系數(shù)表達的混合規(guī)則組成的方法的計算效果均較好。
　　 另外,利用Peng-Robinson狀態(tài)方程對氣體進行修正,擬合得到四個系統(tǒng)在在313、333、353和373 K下的 f1-x1曲線,計算得到了不同溫度條件下的 Henry系數(shù)；利用 Gibbs-Helm