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計和優(yōu)化過程中，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)品的重要基礎數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上，相平衡數(shù)據(jù)是通過實驗手段獲得。N-甲酰嗎啉是萃取精餾常用的萃取劑，但其沸點與C6-C8的芳烴和非芳烴沸點相差較大，難以采用常規(guī)方法來測定其汽液相平衡數(shù)據(jù)。目前，分子模擬方法已發(fā)展成為獲取熱力學數(shù)據(jù)的一條重要途徑。吉布斯系綜蒙特卡羅法因無需計算化學勢，不考慮相邊界，常用作計算流體相平衡的一種方法。
　　力場是吉布

2、斯綜蒙特卡羅法的關鍵因素。力場形式及力場參數(shù)直接決定了模擬結(jié)果的準確性。N-甲酰嗎啉作為一種環(huán)狀分子，相比于鏈狀分子，其力場參數(shù)的復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力場為基礎，基于N-甲酰嗎啉力場參數(shù)缺失問題，采用量子化學方法計算了其二面角參數(shù)、電荷參數(shù)，并結(jié)合從文獻中遷移的部分力場參數(shù)，構建了適用于N-甲酰嗎啉的專用力場。采用構建的力場對N-甲酰嗎啉/正己烷

3、二元體系的汽液相平衡進行了計算，模擬結(jié)果證實了構建的N-甲酰嗎啉力場及模擬方法對N-甲酰嗎啉/正己烷體系的可適用性。
　　通過對N-甲酰嗎啉的電子特性進行分析，獲得了對N-甲酰嗎啉范德華作用力中貢獻較大的基團，并采用探測粒子法對其非鍵相互作用進行了計算，從而優(yōu)化其范德華參數(shù)。
　　采用量化計算的分子內(nèi)參數(shù)和修正后的范德華參數(shù)，計算了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