N-甲酰嗎啉萃取精餾體系汽液相平衡模擬.pdf

1、在芳烴萃取精餾工藝的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中，萃取劑與芳烴、非芳烴間的汽液相平衡數(shù)據(jù)是分離芳烴得到高純產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上，相平衡數(shù)據(jù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段獲得。N-甲酰嗎啉是萃取精餾常用的萃取劑，但其沸點(diǎn)與C6-C8的芳烴和非芳烴沸點(diǎn)相差較大，難以采用常規(guī)方法來(lái)測(cè)定其汽液相平衡數(shù)據(jù)。目前，分子模擬方法已發(fā)展成為獲取熱力學(xué)數(shù)據(jù)的一條重要途徑。吉布斯系綜蒙特卡羅法因無(wú)需計(jì)算化學(xué)勢(shì)，不考慮相邊界，常用作計(jì)算流體相平衡的一種方法。
　　力場(chǎng)是吉布

2、斯綜蒙特卡羅法的關(guān)鍵因素。力場(chǎng)形式及力場(chǎng)參數(shù)直接決定了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。N-甲酰嗎啉作為一種環(huán)狀分子，相比于鏈狀分子，其力場(chǎng)參數(shù)的復(fù)雜性加劇了其獲得難度，使得環(huán)狀流體的汽液相平衡模擬研究目前還處于起步階段。
　　本文以TraPPE-UA力場(chǎng)為基礎(chǔ)，基于N-甲酰嗎啉力場(chǎng)參數(shù)缺失問(wèn)題，采用量子化學(xué)方法計(jì)算了其二面角參數(shù)、電荷參數(shù)，并結(jié)合從文獻(xiàn)中遷移的部分力場(chǎng)參數(shù)，構(gòu)建了適用于N-甲酰嗎啉的專(zhuān)用力場(chǎng)。采用構(gòu)建的力場(chǎng)對(duì)N-甲酰嗎啉/正己烷

3、二元體系的汽液相平衡進(jìn)行了計(jì)算，模擬結(jié)果證實(shí)了構(gòu)建的N-甲酰嗎啉力場(chǎng)及模擬方法對(duì)N-甲酰嗎啉/正己烷體系的可適用性。
　　通過(guò)對(duì)N-甲酰嗎啉的電子特性進(jìn)行分析，獲得了對(duì)N-甲酰嗎啉范德華作用力中貢獻(xiàn)較大的基團(tuán)，并采用探測(cè)粒子法對(duì)其非鍵相互作用進(jìn)行了計(jì)算，從而優(yōu)化其范德華參數(shù)。
　　采用量化計(jì)算的分子內(nèi)參數(shù)和修正后的范德華參數(shù)，計(jì)算了N-甲酰嗎啉/正己烷體系在T=393.15K，P=227.23~389.52kPa下的汽液相平