Gibbs系綜蒙特卡羅方法乙烯-醋酸乙烯汽液相平衡研究.pdf

1、醋酸乙烯是重要的有機(jī)合成原料,乙烯氣相法是目前生產(chǎn)醋酸乙烯的主流方法。乙烯-醋酸乙烯體系的相平衡數(shù)據(jù)較為缺乏,使得相關(guān)研究和開發(fā)工作存在困難。本文采用Gibbs系綜蒙特卡羅(GEMC)方法,借助于Towhee模擬軟件,在不同條件下對(duì)乙烯-醋酸乙烯二元混合物進(jìn)行GEMC模擬,對(duì)乙烯-醋酸乙烯體系的相平衡進(jìn)行研究。
　　本文首先采用力場(chǎng)參數(shù)遷移的方法將TraPPE-UA力場(chǎng)描述文件中缺少的與CHo=c(sp2)原子基團(tuán)相關(guān)的鍵參數(shù)和非

2、鍵參數(shù)補(bǔ)全,對(duì)醋酸乙烯體系進(jìn)行汽液相平衡模擬計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比偏差較大,說明現(xiàn)有的力場(chǎng)不能準(zhǔn)確描述分子間相互作用,力場(chǎng)參數(shù)有待修正。
　　為修正力場(chǎng)參數(shù),本文對(duì)醋酸乙烯分子的電荷分布、Fukui函數(shù)以及分子間相互作用進(jìn)行考察。研究結(jié)果表明,TraPPE-UA力場(chǎng)中缺失參數(shù)的碳原子性質(zhì)相對(duì)較為活潑,該原子的非鍵作用參數(shù)在描述分子間相互作用時(shí)較為關(guān)鍵。本文采用量子化學(xué)計(jì)算方法對(duì)醋酸乙烯分子間相互作用能進(jìn)行Lennard-Jon

3、es12-6函數(shù)擬合,得到了缺失的非鍵參數(shù),對(duì)TraPPE-UA力場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行了修正。
　　采用修正后的力場(chǎng)重新模擬計(jì)算乙烯-醋酸乙烯在溫度T=303.15K,P=310kPa、724kPa、1138kPa下的汽液相平衡組成,模擬結(jié)果與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)值之間的相對(duì)偏差明顯改善,表明修正后的力場(chǎng)參數(shù)可以較好地描述醋酸乙烯體系的熱力學(xué)特性,能夠得到較為準(zhǔn)確的汽液相平衡數(shù)據(jù)。
　　在以上研究的基礎(chǔ)上,采用修正后的力場(chǎng)計(jì)算得到了乙烯-醋酸乙烯