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水—甲醇—邻氨基苯甲酸甲酯—甲苯物系和其子物系的液—液相平衡研究

作　者: 李绍媛
导　师: 汪宝和
学　校: 天津大学
专　业: 化学工艺
关键词: 甲苯邻氨基苯甲酸甲酯液-液相平衡 UNIQUAC NRTL
分类号: O642.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

邻氨基苯甲酸甲酯(MA)是一种重要的有机化工原料,MA的工业生产过程中产生了大量的废水,该废水中含约5%的甲醇和3‰的MA。MA价格较高,从该废水中回收MA,不仅可以提高经济效益,且对环境保护也具有重要意义。工业过程中拟采用甲苯作为萃取剂回收水相中的MA。萃取过程的传质是在两液相之间进行的,以相际平衡为极限。本文用平衡釜法测定了常压、温度在298.15K~323.15K范围内的未见文献报道的两个二元体系水-MA和水-甲苯;三个三元体系水-甲醇-MA、水-甲苯-MA和水-甲醇-甲苯;一个四元体系水-甲醇-甲苯-MA的LLE数据。运用UNIQUAC和NRTL模型对所测体系进行关联,回归得到相应的二元交互作用参数。即回归水-MA的互溶度数据,得到水-MA的UNIQUAC和NRTL模型参数值;利用水-MA和水-甲苯模型参数值,回归三元物系水-甲苯-MA的LLE数据,得到甲苯-MA的UNIQUAC和NRTL模型参数值;利用水-MA和水-甲醇模型参数值,回归三元物系水-甲醇-MA的LLE数据,得到甲醇-MA的UNIQUAC和NRTL模型参数值;利用水-醇和水-甲苯模型参数值,回归三元物系水-甲醇-甲苯的LLE数据,得到甲醇-甲苯的UNIQUAC和NRTL模型参数值。结果表明:UNIQUAC和NRTL模型都可以成功地关联这些物系的LLE数据,而相对NRTL模型,UNIQUAC模型关联精度较高。用水-甲醇、水-MA、水-甲苯、甲醇-MA、甲苯-MA和甲醇-甲苯的UNIQUAC和NRTL模型参数值预测水-甲醇-MA-甲苯四元物系在常压、温度分别为298.15K、313.15K和323.15 K下的LLE数据,预测数据和实验数据吻合,而相对NRTL模型,UNIQUAC模型预测精度较高。因此,可用UNIQUAC模型和相应的模型参数值为MA的回收分离提供理论参考。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-18
  1.1 邻氨基苯甲酸甲酯的性质  8
  1.2 MA 的主要用途  8-9
  1.3 生产MA 的废水中MA 的回收  9-10
  1.4 本课题研究现状  10
  1.5 液-液相平衡实验测定方法  10-11
  1.6 相平衡的理论基础  11-12
    1.6.1 相率  11
    1.6.2 相平衡的判据  11-12
  1.7 液-液相平衡计算的理论模型  12-17
    1.7.1 活度系数模型  13-14
    1.7.2 局部组成概念  14
    1.7.3 NRTL 模型  14-15
    1.7.4 UNIQUAC 模型  15-16
    1.7.5 模型参数的回归方法  16-17
  1.8 本课题的研究内容及意义  17-18
第二章分析测试部分  18-30
  2.1 卡尔-费休库仑法测定微量水  18-19
    2.1.1 SFY-2100 微量水分分析仪工作原理  18-19
    2.1.2 SFY-2100 微量水分分析仪操作方法  19
  2.2 气相色谱条件的确定  19-27
    2.2.1 检测器种类的选择  20-21
    2.2.2 柱型的选择  21-22
    2.2.3 载气系统  22-23
      2.2.3.1 载气种类的选择  22
      2.2.3.2 载气流速的选择  22-23
    2.2.4 温度的选择  23-26
      2.2.4.1 进样器温度的选择  23-24
      2.2.4.2 柱温的选择  24-25
      2.2.4.3 检测器温度的选择  25-26
    2.2.5 进样量的确定  26
    2.2.6 分流比的确定  26
    2.2.7 分析条件汇总  26-27
  2.3 相平衡后共轭两相组成的确定  27-30
    2.3.1 相对校正因子的测定  27-28
    2.3.2 平衡后共轭两相组成的初步计算  28-29
    2.3.3 相平衡组成的重量校正  29-30
第三章液-液相平衡实验部分  30-36
  3.1 实验仪器和试剂  30-31
  3.2 实验装置和实验步骤  31-33
    3.2.1 三元物系LLE 实验  32
    3.2.2 四元物系LLE 实验  32-33
  3.3 实验条件的确定  33-36
    3.3.1 混合溶液体积的选择  33
    3.3.2 平衡时间的选择  33-35
      3.3.2.1 搅拌时间的考察  33-34
      3.3.2.2 静置时间的考察  34-35
    3.3.3 取样方法和取样量的确定  35-36
第四章液-液相平衡数据处理  36-71
  4.1 已知的二元交互作用参数的选取  36-41
    4.1.1 模拟软件中模型参数组  36-37
    4.1.2 各模型参数组的使用范围  37-39
    4.1.3 选择的模型参数值的可靠性验证  39-40
    4.1.4 选择的模型参数值的汇总  40-41
  4.2 待求的模型参数值的确定原则  41-42
  4.3 实验数据及参数回归结果  42-63
    4.3.1 水-MA 实验数据和回归结果  42-44
    4.3.2 三元物系LLE 数据和回归结果  44-62
      4.3.2.1 水-甲醇-MA 三元物系的LLE 数据和回归结果  44-50
      4.3.2.2 水-甲苯-MA 三元物系的LLE 数据和回归结果  50-56
      4.3.2.3 水-甲醇-甲苯三元物系的LLE 数据和回归结果  56-62
    4.3.3 回归参数汇总  62-63
  4.4 四元物系LLE 的实验值与预测值的比较  63-69
    4.4.1 常压，298.15K 时四元物系LLE 数据计算  63-66
    4.4.2 常压，313.15K 时四元物系LLE 数据计算  66-68
    4.4.3 常压，323.15K 时四元物系LLE 数据计算  68-69
  4.5 小结  69-71
第五章总结与展望  71-73
  5.1 总结  71-72
  5.2 研究局限与研究展望  72-73
参考文献  73-77
发表论文和科研情况说明  77-78
致谢  78

水—甲醇—邻氨基苯甲酸甲酯—甲苯物系和其子物系的液—液相平衡研究

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