高溫帶壓下PTA相關(guān)體系密度和汽液相平衡的測(cè)定及研究.pdf

1、密度數(shù)據(jù)和汽液相平衡數(shù)據(jù)是液體流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)過程研究和工程計(jì)算中不可缺少的數(shù)據(jù)，也是PTA生產(chǎn)過程中所必需的數(shù)據(jù)。本論文是中國石化總公司委托項(xiàng)目的一部分，涉及的內(nèi)容主要是PTA生產(chǎn)過程中相關(guān)物系的密度和汽液相平衡數(shù)據(jù)測(cè)定與研究。 PTA的生產(chǎn)是在加壓條件下進(jìn)行的，與常壓相比，高溫加壓下的物性數(shù)據(jù)的測(cè)定要困難得多，且高溫加壓下的物性數(shù)據(jù)的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道也很少。另外，在PTA相關(guān)體系中，醋酸作為溶劑是生產(chǎn)過程中一個(gè)重要的組分，醋酸

2、的強(qiáng)腐蝕性是實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和選型的一大難題。為此，本論文自行研制了一種可用于測(cè)量高溫帶壓條件下液體密度的壓力計(jì)式密度計(jì)并驗(yàn)證了該裝置的可靠性。該裝置主體為厚壁毛細(xì)玻璃管，可耐醋酸腐蝕并可承受最高10.0MPa的壓力和573.15K的工作溫度。用此密度儀測(cè)定了對(duì)二甲苯-醋酸、間二甲苯-醋酸和鄰二甲苯-醋酸三個(gè)二元體系的液體密度（溫度范圍313.15K～473.15K，壓力范圍0.20～2.0MPa）。用實(shí)驗(yàn)所得密度數(shù)據(jù)計(jì)算出了該體系的超額

3、摩爾體積VE，用Redlich-Kister方程分別對(duì)VE進(jìn)行了回歸。本論文還自行設(shè)計(jì)了一套流動(dòng)法測(cè)定高溫高壓汽液相平衡裝置并驗(yàn)證了該裝置的可靠性。該裝置主體為耐醋酸腐蝕的鈦材，設(shè)計(jì)壓力為10.0MPa，設(shè)計(jì)溫度為573.15K。采用該裝置測(cè)定了對(duì)二甲苯-醋酸、間二甲苯--醋酸和鄰二甲苯--醋酸三個(gè)二元體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)（溫度范圍433.15K～473.15K）。為PTA的工程設(shè)計(jì)提供了充足可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 分別選用CPA狀態(tài)

4、方程、HBT模型和ISH2模型對(duì)實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)二甲苯-醋酸體系的密度數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算或估算。對(duì)HBT模型和ISH2模型進(jìn)行了修正，使用修正后的模型對(duì)實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)二甲苯.醋酸體系的密度數(shù)據(jù)進(jìn)行了估算，結(jié)果表明，修正后的m-HBT模型和m-ISH2模型的估算精度均好于原有模型，其中m-HBT模型估算精度提高明顯。 采用Wilson和NRTL活度系數(shù)模型方程對(duì)二甲苯-醋酸體系的汽液平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)計(jì)算，得到了各個(gè)體系的模型參數(shù)。

5、由關(guān)聯(lián)結(jié)果可以看出，對(duì)于二甲苯，醋酸體系，Wilson模型方程和NRTL模型方程都能得到很好的關(guān)聯(lián)結(jié)果，且兩模型的關(guān)聯(lián)精度相當(dāng)。 利用本論文實(shí)驗(yàn)所得二甲苯-醋酸體系的汽液平衡數(shù)據(jù)回歸了A-UNIFAC締合模型的ACCH2基團(tuán)與CH2基團(tuán)的交互作用參數(shù)以及ACCH2基團(tuán)與COOH基團(tuán)的交互作用參數(shù)。在A-UNIFAC締合模型的基礎(chǔ)上，提出了mA-UNIFAC締合模型，根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)回歸了mA-UNIFAC模型所需的模型參數(shù)。分別使用