一氯甲烷—正己烷二元体系气液相平衡研究

【摘要】： 目前国内生产丁基橡胶的溶剂为一氯甲烷，卤化丁基橡胶的溶剂为正己烷。为了实现丁基橡胶与卤化丁基橡胶的连续生产，需将丁基橡胶淤浆中的一氯甲烷替换为正己烷。而一氯甲烷与正己烷的气液相平衡(溶解度)是溶剂交换过程中重要的热力学参数，本论文对一氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡进行了研究。 首先，利用增加了磁力搅拌装置的相平衡釜对低压条件下一氯甲烷在正己烷中的溶解度进行了测定。通过对实验装置的可靠性进行检验，证明了改造后的装置所测数据的精确度较高。利用该套装置，测定了25℃，30℃，35℃，40℃条件下一氯甲烷在正己烷中的溶解度，Henry常数计算值分别为884kPa、959kPa、1067kPa、1172kPa。从一氯甲烷分压和溶解度的关系曲线可知，溶解度随着温度的升高而减小，随着压力的升高而增大，符合Henry定律。根据平衡总压和一氯甲烷平衡分压数据计算出了气相组成y，从而得到了一氯甲烷-正己烷气液相平衡数据。 其次，利用Peng-Robinson和Redlich-Kwong-Soave状态方程对一氯甲烷-正己烷气液相平衡数据进行了模拟，计算出了标准误差，证明了Peng-Robinson和Redlich-Kwong-Soave状态方程在拟合一氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡方面是可靠的，且Peng-Robinson状态方程要优于Redlich-Kwong-Soave状态方程。在此基础上，对一氯甲烷-正己烷二元体系全部组成范围内的气液相平衡数据进行了模拟，拟合出P-x，y和y-x相图，以便于参考。 最后，为了更接近工业应用的要求，对一氯甲烷在两种不同组成的溶剂油中的溶解度进行了测定。建立了液相单循环相平衡装置，利用气相色谱仪测定了平衡液相组成，为工业生产的进一步应用提供了可靠的数据。 【关键词】：一氯甲烷 正己烷 Henry定律 气液相平衡 状态方程
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TQ013.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-27
• 1.1 丁基橡胶的发展情况与制备方法10-16
• 1.1.1 丁基橡胶的发展简史11-12
• 1.1.2 丁基橡胶生产现状12-13
• 1.1.3 丁基橡胶的制备13-14
• 1.1.4 卤化丁基橡胶的制备14-16
• 1.2 气液平衡的测定和表示方法16-20
• 1.2.1 气液平衡测定方法16-19
• 1.2.2 气体溶解度的表示方法19-20
• 1.3 用Aspen plus软件进行气液平衡的计算20-27
• 1.3.1 Aspen plus软件20-23
• 1.3.2 气液平衡的计算方法23-27
• 第二章 实验部分27-37
• 2.1 一氯甲烷在正己烷中的溶解度测定27-30
• 2.1.1 实验试剂27
• 2.1.2 实验仪器和设备27-28
• 2.1.3 实验步骤28-29
• 2.1.4 原始数据的处理方法29-30
• 2.2 用Aspen软件模拟30-32
• 2.2.1 Peng-Robinson状态方程法回归氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡30-31
• 2.2.2 Soave状态方程法回归一氯甲烷-正己烷二元体系气液相平衡31-32
• 2.3 一氯甲烷在溶剂油中溶解度的测定32-37
• 2.3.1 实验溶剂32
• 2.3.2 实验仪器和设备32-34
• 2.3.3 实验步骤34
• 2.3.4 气相色谱分析34-35
• 2.3.5 溶剂油-1饱和蒸汽压测定35-37
• 第三章 结果与讨论37-61
• 3.1 一氯甲烷在正己烷中的溶解度测定37-42
• 3.1.1 实验装置的可靠性检验37-38
• 3.1.2 一氯甲烷在正己烷中溶解度实验结果38-40
• 3.1.3 实验误差分析40-41
• 3.1.4 实验数据计算过程举例41-42
• 3.1.5 小结42
• 3.2 Aspen plus软件进行相平衡计算42-50
• 3.2.1 Peng-Robinson方程数据回归结果42-46
• 3.2.2 Redlich-Kwong-Soave方程数据回归结果46-49
• 3.2.3 小结49-50
• 3.3 一氯甲烷在溶剂油中的溶解度50-61
• 3.3.1 实验装置的可靠性检验50-51
• 3.3.2 一氯甲烷在溶剂油-1中的溶解度51-56
• 3.3.3 一氯甲烷在溶剂油-2中的溶解度56-59
• 3.3.4 实验误差分析59-60
• 3.3.5 小结60-61
• 第四章 结论和展望61-62
• 4.1 结论61
• 4.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 研究成果及发表的学术论文66-67
• 作者和导师简介67-68
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书68-69

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