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多组分体系液液相平衡的实验测定及其模型关联计算

刘薛恩  
【摘要】: 碳酸二甲酯(DMC)是市场上一个强有力的竞争者,它能帮助炼油业满足清洁空气法案对汽油中含氧的规格。DMC的含氧量大约是甲基叔丁基醚(MTBE)的三倍,它的合成也不像MTBE那样依赖于异丁烯的产量。DMC具有良好的混合辛烷值,它不像醇难于与水分层,具有低毒性,并能迅速生物降解。本文对含DMC的多元组分液液相平衡进行了研究,准确测定了含DMC或碳酸二乙酯(DEC)、碳氢化合物、醇和水的三元和四元混合物的液液相平衡数据,并且进一步探讨了液液相平衡数据在判断汽油添加剂性能和在化工分离设计两个方面的应用。 本文采用气相色谱技术测定了含DMC或DEC的4个三元体系,4个四元体系的液液相平衡数据,该方法简单、快速、重现性好,精确度可达到±0.001(摩尔分数)。三元体系分别为:水+正丁醇+DMC、水+正丁醇+DEC、水+正己烷+DMC、水+正己烷+DEC;四元体系分别为:水+正丁醇+DEC+DMC、水+正己烷+DEC+DMC、水+正丁醇+正己烷+DMC、水+甲苯+异辛烷+DMC。并对这些液液相平衡数据展开分析,结果如下:碳酸二甲酯作为汽油添加剂使用时,不会引起汽油中的主要成分芳香烃和烷烃在水中溶解度的明显增加。碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的添加,并不会造成汽油对水的潜在水污染,而且它的添加效能好。当DEC与DMC混合做为汽油添加剂使用时,能减小DMC对水环境及水对汽油体系的影响,同时也不会造成烷烃对水的潜在污染。因此,从水和汽油体系的互溶性来看,DMC和DEC都适合做汽油添加剂。很有可能是甲基叔丁基醚的理想替代物,具有很好的应用前景。 运用Modified UNIQUAC和Extended UNIQUAC模型对所测体系进行了计算,结果表明:与Extended UNIQUAC模型相比,Modified UNIQUAC模型更能精确的关联所测的三元和四元体系,实验数据和关联的结果很吻合。在化工分离设计中,可以应用Modified UNIQUAC模型和相互作用参数的最佳值去推算出复杂的多元混合物的液液相平衡数据。


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