醋酸乙烯力場構(gòu)建及其相平衡的分子模擬研究.pdf

1、醋酸乙烯是一種用途廣泛的有機(jī)化工原料，乙炔法制備醋酸乙烯在我國占據(jù)主導(dǎo)地位。在生產(chǎn)技術(shù)提升及新工藝開發(fā)過程中，汽-液相平衡數(shù)據(jù)是重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但該體系所需的汽-液相平衡數(shù)據(jù)非常匱乏。目前，分子模擬方法已經(jīng)成為獲得相平衡數(shù)據(jù)的重要方法，可以避免極端實驗條件的制約，越來越受到重視。本文采用量子化學(xué)和分子動力學(xué)相結(jié)合的方法，將醋酸乙烯分子特性引入其力場參數(shù)的計算過程，構(gòu)建能準(zhǔn)確描述醋酸乙烯熱力學(xué)性質(zhì)的特定力場，并將其用于相平衡性質(zhì)的計算，旨

2、在為乙炔法制備醋酸乙烯合成及分離工藝的設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　在相平衡性質(zhì)的計算中，力場決定模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。針對醋酸乙烯力場參數(shù)缺失問題，分別采用遷移力場參數(shù)和量子化學(xué)兩種方法獲得了缺失的力場參數(shù)，并將其用于醋酸乙烯純組分的相平衡計算中，模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的平均相對誤差分別為12.4％和7.3％。結(jié)果表明，原有力場參數(shù)不適用于醋酸乙烯分子相平衡性質(zhì)的精確計算。
　　采用量子化學(xué)方法研究醋酸乙烯自身的電子和結(jié)構(gòu)特性，對醋酸乙

3、烯力場的構(gòu)建進(jìn)行指導(dǎo)。受粗粒化力場構(gòu)建方法的啟發(fā)，通過考察平衡體系中相鄰分子對中間分子作用的影響，將基團(tuán)質(zhì)心作為聯(lián)合原子基團(tuán)的中心位置獲得其鍵參數(shù);采用分子簇構(gòu)型，通過考察平衡體系中電荷的平均極化作用獲得其電荷參數(shù)，從而使力場參數(shù)更能準(zhǔn)確描述平衡體系的實際相互作用。構(gòu)建了醋酸乙烯的特定力場并用其計算了醋酸乙烯純組分的汽-液相平衡性質(zhì)，模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的平均相對誤差降低至4.8％。本文所采用的量子化學(xué)和分子動力學(xué)相結(jié)合的方法構(gòu)建的醋酸乙