15915.脂肪酸甲酯基礎(chǔ)物性及相關(guān)體系近臨界汽液相平衡研究

1、脂肪酸甲酯基礎(chǔ)物性及相關(guān)體系近臨界汽脂肪酸甲酯基礎(chǔ)物性及相關(guān)體系近臨界汽液相平衡研究液相平衡研究StudyontheBasicPhysicalPropertiesofFattyAcidMethylEstertheVapLiquidPhaseEquilibrium學(xué)科專業(yè)：環(huán)境化工作者姓名：王立普指導(dǎo)教師：夏淑倩教授天津大學(xué)化工學(xué)院2015年5月摘要生物柴油作為環(huán)境友好的新型替代能源，具有原料可再生、燃燒安全、燃燒產(chǎn)物污染少等優(yōu)點，受到了

2、世界各國的重視。超臨界甲醇法生產(chǎn)生物柴油反應(yīng)速度快，無副產(chǎn)物生成，產(chǎn)物分離簡單，是一種極有前景的綠色生產(chǎn)工藝。然而生物柴油組分的基礎(chǔ)物性缺乏，相關(guān)體系近臨界條件下的汽液相平衡數(shù)據(jù)不足，這些數(shù)據(jù)的缺少嚴(yán)重阻礙了超臨界甲醇法生產(chǎn)生物柴油的發(fā)展。本課題收集了20種脂肪酸甲酯的熔點、沸點、臨界性質(zhì)、偏心因子及飽和蒸氣壓等基礎(chǔ)物性的實驗數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了分析和評價。對各類性質(zhì)的估算方法進(jìn)行了分析和比較，利用較優(yōu)的方法進(jìn)行了估算。建立了一個可靠的脂肪酸

3、甲酯基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)庫，提供了脂肪酸甲酯的熔點、沸點、臨界溫度、臨界壓力、臨界體積、偏心因子及飽和氣壓數(shù)據(jù)。其中，熔點均采用經(jīng)過評估的實驗數(shù)據(jù)；沸點部分采用實驗數(shù)據(jù)，部分采用經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式估算所得數(shù)據(jù)；臨界溫度和臨界壓力采用Gani基團(tuán)貢獻(xiàn)法，臨界體積采用CG基團(tuán)貢獻(xiàn)法；偏心因子可采用HanPeng法和CG法；蒸氣壓數(shù)據(jù)采用Vetere修改后的Riedel對應(yīng)狀態(tài)方程法。利用自行改裝的高壓汽液相平衡測定裝置，使用流動法準(zhǔn)確測量了一個二元體系（甲

4、醇棕櫚酸甲酯）和三個三元體系（甲醇甘油月桂酸甲酯，甲醇甘油肉豆蔻酸甲酯，甲醇甘油棕櫚酸甲酯）的近臨界汽液相平衡數(shù)據(jù)。通過AspenPlus化工模擬軟件，選取RKS方程和PR方程，結(jié)合vanderWaals單流體混合規(guī)則，并采用溫度無關(guān)和與溫度相關(guān)兩類二元交互作用參數(shù)，分別回歸了生物柴油相關(guān)二元體系（甲醇甘油，甲醇月桂酸甲酯，甲醇肉豆蔻酸甲酯，甲醇棕櫚酸甲酯）的近臨界汽液相平衡數(shù)據(jù)，得到兩類二元交互作用參數(shù)。結(jié)果表明采用不同方程、不同的交

5、互作用表達(dá)式均能得到較滿意的效果。將Boston和Mathias修正的溫度函數(shù)應(yīng)用于RKS狀態(tài)方程（即RKSBM），對相關(guān)二元體系進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，得到了滿意的結(jié)果。使用RKS方程和RKSBM方程回歸得到的二元交互作用參數(shù)預(yù)測三元體系（甲醇甘油月桂酸甲酯，甲醇甘油肉豆蔻酸甲酯，甲醇甘油棕櫚酸甲酯）的近臨界汽液相平衡，令甘油與酯的交互作用參數(shù)為0。兩種方法均能較好的預(yù)測三元體系，RKSBM方程的預(yù)測結(jié)果略好于RKS方程。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：生物柴油