论文部分内容阅读
分别建立了六个四元体系的热力学模型,包括:(1)水+乙醇+甘油+氯化胆碱,(2)水+异丙醇+甘油+氯化胆碱,(3)水+正丙醇+甘油+氯化胆碱,(4)水+乙醇+乙二醇+氯化胆碱,(5)水+异丙醇+乙二醇+氯化胆碱,(6)水+正丙醇+乙二醇+氯化胆碱,关联得到二元参数。六个体系的平均绝对偏差分别是:(1)δT/K=0.40,δy=0.0044;(2)δT/K=0.15,δy=0.0035;(3)δT/K=0.16,δy=0.0043;(4)δT/K=0.15,δy1=0.0014,δy2=0.0025;(5)δT/K=0.25,δy1=0.0032,δy2=0.0031;(6)δT/K=0.25,δy1=0.0047,δy2=0.0051。建立的NRTL模型和关联得到的二元参数为潜在的应用提供设计依据。破除水+醇共沸用量由少到多分别是氯化胆碱、甘油+氯化胆碱、甘油,平衡温度由高到低分别是氯化胆碱、甘油、甘油+氯化胆碱;随着乙二醇+氯化胆碱中氯化胆碱比例提高,破除水+醇共沸用量用量减少,平衡温度降低。甘油+氯化胆碱和乙二醇+氯化胆碱对醇脱水都有很好的效果,是潜在的高效溶剂。采用统一的二元参数,研究建立统一的热力学模型,具有一定的数据推算能力。依次关联了:(1)水+乙醇+甘油三元体系;(2)水+异丙醇+甘油三元体系;(3)水+正丙醇+甘油三元体系;(4)水+乙醇+甘油+氯化胆碱四元体系;(5)水+异丙醇+甘油+氯化胆碱四元体系;(6)水+正丙醇+甘油+氯化胆碱四元体系;(7)水+乙醇+乙二醇三元体系;(8)水+异丙醇+乙二醇三元体系;(9)水+正丙醇+乙二醇三元体系;(10)水+异丙醇+乙二醇+氯化胆碱四元体系。由于氯化胆碱活度系数缺失,甘油的活度系数精度较差,采用统一的二元参数时关联精度受到限制。模型具有一定推算(预测)能力,推算了(11)水+乙醇+乙二醇+氯化胆碱四元体系和(12)水+正丙醇+乙二醇+氯化胆碱四元体系;结果与实验值吻合较好:(11)δT/K=0.52,δy1=0.0085,δy2=0.0096和(12)δT/K=0.31,δy1=0.0051,δy2=0.0057。萃取精馏脱水过程中,溶剂含水对产品纯度有重要影响。溶剂是否易于再生是萃取精馏成功应用的关键问题。本文测定了低压(5.0、5.5和6.2 kPa)下水+乙二醇+氯化胆碱体系的等压汽液平衡实验数据,建立了NRTL模型并关联了实验数据,获得了二元相互作用参数(水—乙二醇、水—氯化胆碱和乙二醇—氯化胆碱),平均绝对误差为δT/K=0.61,δy=0.0038。低压条件下,泡点温度较低,水的活度系数一般较低,与常压泡点下有明显区别;随着氯化胆碱添加量的增大,水的活度系数逐步降低,提高了萃取精馏塔中相对挥发度,但再生塔中水的活度系数降低是不利的。使用Aspen对萃取精馏和溶剂脱水过程进行模拟和优化,乙二醇+氯化胆碱不同比例为溶剂,乙醇、异丙醇和正丙醇+水为原料。萃取精馏模拟使醇达到电子级99.9%wt,综合溶剂脱水模拟,比较了乙二醇+氯化胆碱不同比例在两过程中再沸器能耗之和:乙醇脱水最节省能量的溶剂是乙二醇+氯化胆碱比例2:1;异丙醇和正丙醇脱水最节省能量的溶剂是乙二醇+氯化胆碱比例4:3。