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(jì)是人們的共識(shí)。然而,目前,我國(guó)以石化燃料的能源占主導(dǎo)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(xué)反應(yīng)、材料化學(xué)等方面得到應(yīng)用。當(dāng)SC-CO2作為萃取劑使用時(shí),需加入少量的醇、酯類以提高其溶解能力。本文對(duì)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(gè)二元系統(tǒng)進(jìn)行了高壓下的相平衡研究以及臨界區(qū)的確定,以期對(duì)含超臨界二氧化碳系統(tǒng)的相平衡具有指導(dǎo)意義。
　　 本文利用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的國(guó)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(cè)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(shì)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(dá)的混合規(guī)則搭配成不同的計(jì)算方法,并對(duì)上述二元高壓G

4、LE實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,系統(tǒng)地分析了狀態(tài)方程、混合規(guī)則、回歸方法等對(duì)計(jì)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(dá)的混合規(guī)則組成的方法的計(jì)算效果均較好。
　　 另外,利用Peng-Robinson狀態(tài)方程對(duì)氣體進(jìn)行修正,擬合得到四個(gè)系統(tǒng)在在313、333、353和373 K下的 f1-x1曲線,計(jì)算得到了不同溫度條件下的 Henry系數(shù)；利用 Gibbs-Helm