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 學科專業(yè)：化學工程 研 究 生：侯鈞 指導教師：徐世民 研究員 天津大學化工學院 二零一二年五月 摘

2、要 脂肪酸甲酯的熱力學性質(zhì)和相平衡數(shù)據(jù)對于生物柴油制備和分離的設(shè)計、 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， 但對生物柴油中主要組分的汽液相平衡的測定和研究卻鮮有報道。 論文根據(jù)汽液相雙循環(huán)的工作原理以及裝置對真空系統(tǒng)的要求， 采用改進的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定裝置，系統(tǒng)壓力為 0.1 kPa~10 kPa，對于減壓精餾領(lǐng)域，屬于較高真空系統(tǒng)。通過試驗對裝置進行了

3、可靠性校驗。 棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯是生物柴油的兩種主要組分， 其常壓沸點較高， 因此，論文選擇這兩種物質(zhì)為汽液平衡的研究對象，測定了 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)地進行了不同減壓條件下的汽液平衡數(shù)據(jù)的實驗研究，充實了生物柴油主要組分的相平衡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)經(jīng)Herington 法校驗，結(jié)果表明能夠滿足熱力學一致性。 論文對棕櫚酸甲酯和硬脂酸甲酯的熱力學性質(zhì)進行分析，采用基團貢獻

4、UNIFAC 模型計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 模型計算值與實驗值偏差較大，汽相組成和溫度的最大相對偏差達到 40%和 1.86%，平均相對偏差為 11.61%和 1.07%。Wilson模型和 NRTL 模型比 UNIFAC 模型計算的結(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偏差為 6.52%和 0.40%， 平均相對偏差為 3.73%和 0.22%， 與實驗值吻合較好； 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偏差為 17.80%和 0.41%，平均相對偏差為 4.98%和 0.19%?？傮w來講，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