以n甲酰嗎啉為溶劑的芳烴抽提體系相平衡研究

1、以N甲酰嗎啉為溶劑的芳烴抽提體系甲酰嗎啉為溶劑的芳烴抽提體系相平衡研究相平衡研究StudyonthePhaseEquilibriaofthesystemsinAcromaticExtractionProcesswithNFmylmpholineasSolvent領(lǐng)域：化學(xué)工程研究生：王爭榮指導(dǎo)教師：夏淑倩副教授企業(yè)導(dǎo)師：王淑梅高級(jí)工程師天津大學(xué)化工學(xué)院二零一二年六月摘要N甲酰嗎啉（NFM）具有較高的選擇性和溶解性、無毒無腐蝕、黏度小、沸

2、點(diǎn)和凝固點(diǎn)適中、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，在乙烯裂解裝置配套的芳烴抽提工藝與煉油系統(tǒng)的芳烴抽提工藝中，NFM是最常用的萃取精餾溶劑之一。在萃取精餾過程中，相關(guān)的工藝設(shè)計(jì)和改進(jìn)均需要精確可靠的相關(guān)體系的相平衡數(shù)據(jù)，測(cè)定以NFM為溶劑的相平衡數(shù)據(jù)具有重要的研究意義。本研究利用汽液雙循環(huán)Rose釜建立了一套汽液相平衡實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)定了不同溫度下乙苯NFM、丁基苯NFM、異丙苯NFM、124三甲基苯NFM四組二元體系的常壓汽液平衡數(shù)據(jù)。對(duì)所有

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)。并用NRTL和UNIQUAC兩種模型對(duì)這四組二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算，關(guān)聯(lián)得到了四組二元體系的交互作用參數(shù)。此研究還設(shè)計(jì)了一套液液相平衡釜，測(cè)定了13二甲基環(huán)己烷NFM、正丙基環(huán)己烷NFM、3甲基戊烷NFM、正庚烷NFM、正壬烷NFM和224三甲基戊烷NFM六組二元體系的液液平衡數(shù)據(jù)，分別采用NRTL和UNIQUAC模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，得到了六組二元體系的兩種模型的交互作用參數(shù)。實(shí)驗(yàn)還測(cè)定了

4、苯環(huán)己烷NFM及224三甲基戊烷乙苯NFM兩套三元體系在不同溫度下的液液平衡數(shù)據(jù)。采用NRTL模型及二元實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的的二元交互作用參數(shù)，計(jì)算了224三甲基戊烷乙苯NFM三元液液相平衡數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合很好。本研究以AspenPlus軟件為工具，用Dtmund修正的UNIFAC基團(tuán)貢獻(xiàn)法研究了芳烴抽提工藝中相關(guān)體系的汽液和液液相平衡數(shù)據(jù)的估算。將NFM分別用兩種方法進(jìn)行拆分：一種將其當(dāng)做一個(gè)獨(dú)立基團(tuán)NFM；另一種將其拆分為CHO

5、和C4H8NO。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)發(fā)表的烷烴NFM及環(huán)烷烴NFM體系液液平衡數(shù)據(jù)，采用兩種拆分方法，分別擬合了CH2NFM、CH2CHO、CH2C4H8NO、cCH2NFM、cCH2CHO、cCH2C4H8NO的UNIFACDtmund交互作用參數(shù)。利用擬合得到的UNIFACDtmund參數(shù)，估算了相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和未見報(bào)道的異戊烷NFM二元體系的液液平衡數(shù)據(jù)。利用汽液平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用第一種拆分方法，擬合了ACHNFM和ACCH2NFM