醋酸締合及醋酸-丁烯醛體系汽液相平衡的分子模擬研究.pdf

1、由于我國特殊的能源結(jié)構(gòu)，乙炔法制醋酸乙烯仍具有較大發(fā)展前途。其中，醋酸-丁烯醛體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)是該工藝設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一，然而該體系在丁烯醛低濃度范圍內(nèi)的相平衡數(shù)據(jù)非常匱乏。隨著計算機(jī)模擬理論和硬件水平的快速發(fā)展，分子模擬成為繼實驗測定、狀態(tài)方程及活度系數(shù)方法外相平衡數(shù)據(jù)獲取的又一有效途徑。力場作為分子模擬的基礎(chǔ)，成為制約相平衡數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。由于醋酸體系的特殊性，力場需要對醋酸氣相和液相締合特性進(jìn)行準(zhǔn)確描述。本文通過分子動力

2、學(xué)方法研究醋酸締合特性，采用吉布斯系綜蒙特卡羅方法對醋酸-丁烯醛體系進(jìn)行了相平衡計算，旨在獲得高準(zhǔn)確度的醋酸-丁烯醛體系汽液相平衡數(shù)據(jù)。
　　本文采用分子動力學(xué)方法研究了醋酸在氣相、液相及醋酸-丁烯醛體系中不同濃度下的締合行為。通過徑向分布函數(shù)考察了溫度、壓力及濃度對醋酸締合比例的影響。研究結(jié)果表明，醋酸在氣相中主要以二聚體的形式存在，液相中主要以鏈狀片段的形式存在。以TraPPE-UA力場為基礎(chǔ)，采用量子化學(xué)方法對醋酸的力場參數(shù)

3、進(jìn)行修正，并通過力場和輸入文件來構(gòu)建醋酸雙分子模型。
　　對于丁烯醛力場參數(shù)缺失問題，基于量子化學(xué)方法計算了體系中缺失的鍵參數(shù)和二面角扭轉(zhuǎn)項參數(shù)，構(gòu)建了適用于丁烯醛的專用力場參數(shù)。通過計算丁烯醛純組分及丁烯醛-乙醛二元體系的相平衡數(shù)據(jù)，驗證了補(bǔ)充后力場參數(shù)的適用性。
　　采用原始TraPPE-UA力場及修正后力場參數(shù)模擬醋酸純組分及醋酸-丁烯醛混合體系汽液相平衡數(shù)據(jù)，并與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，醋酸純組分的氣相密度誤差范