減壓條件下棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯汽液相平衡的研究

1、 減壓條件下棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯汽液 減壓條件下棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯汽液相平衡的研究 相平衡的研究 Research on the Vapor-Liquid Equilibrium of the Mixture of Methyl Palmitate and Methyl Stearate at Reduced Pressures 學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程 研 究 生：侯鈞 指導(dǎo)教師：徐世民 研究員 天津大學(xué)化工學(xué)院 二零一二年五月 摘

2、要 脂肪酸甲酯的熱力學(xué)性質(zhì)和相平衡數(shù)據(jù)對(duì)于生物柴油制備和分離的設(shè)計(jì)、 模擬和優(yōu)化非常重要。 盡管目前已開展了大量的生物柴油制備工藝的研究工作， 但對(duì)生物柴油中主要組分的汽液相平衡的測(cè)定和研究卻鮮有報(bào)道。 論文根據(jù)汽液相雙循環(huán)的工作原理以及裝置對(duì)真空系統(tǒng)的要求， 采用改進(jìn)的Othmer 釜與真空系統(tǒng)相連接，建立了減壓條件下的汽液平衡測(cè)定裝置，系統(tǒng)壓力為 0.1 kPa~10 kPa，對(duì)于減壓精餾領(lǐng)域，屬于較高真空系統(tǒng)。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)裝置進(jìn)行了

3、可靠性校驗(yàn)。 棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯是生物柴油的兩種主要組分， 其常壓沸點(diǎn)較高， 因此，論文選擇這兩種物質(zhì)為汽液平衡的研究對(duì)象，測(cè)定了 0.1 kPa、1 kPa、5 kPa和 10 kPa 下二元恒壓汽液平衡數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地進(jìn)行了不同減壓條件下的汽液平衡數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)研究，充實(shí)了生物柴油主要組分的相平衡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Herington 法校驗(yàn)，結(jié)果表明能夠滿足熱力學(xué)一致性。 論文對(duì)棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，采用基團(tuán)貢獻(xiàn)

4、UNIFAC 模型計(jì)算了棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯的汽液平衡數(shù)據(jù)； 采用非線性最小二乘法擬合 Wilson 方程和 NRTL 方程，得到相應(yīng)的熱力學(xué)模型參數(shù)，并推算汽液平衡數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示 UNIFAC 模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值偏差較大，汽相組成和溫度的最大相對(duì)偏差達(dá)到 40%和 1.86%，平均相對(duì)偏差為 11.61%和 1.07%。Wilson模型和 NRTL 模型比 UNIFAC 模型計(jì)算的結(jié)果好。在 1 kPa、5 kPa 和 10 kPa

5、 條件下， 汽相組成和溫度的最大相對(duì)偏差為 6.52%和 0.40%， 平均相對(duì)偏差為 3.73%和 0.22%， 與實(shí)驗(yàn)值吻合較好； 在 0.1 kPa 條件下， 模型擬合效果次于 1 kPa、 5 kPa和 10 kPa，汽相組成和溫度的最大相對(duì)偏差為 17.80%和 0.41%，平均相對(duì)偏差為 4.98%和 0.19%?？傮w來(lái)講，Wilson 模型和 NRTL 模型能較好地關(guān)聯(lián)減壓條件下棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯的汽液平衡數(shù)據(jù)， 其模