高溫帶壓下PTA相關(guān)體系密度和汽液相平衡的測定及研究.pdf

1、密度數(shù)據(jù)和汽液相平衡數(shù)據(jù)是液體流動、傳熱和傳質(zhì)過程研究和工程計算中不可缺少的數(shù)據(jù)，也是PTA生產(chǎn)過程中所必需的數(shù)據(jù)。本論文是中國石化總公司委托項目的一部分，涉及的內(nèi)容主要是PTA生產(chǎn)過程中相關(guān)物系的密度和汽液相平衡數(shù)據(jù)測定與研究。 PTA的生產(chǎn)是在加壓條件下進行的，與常壓相比，高溫加壓下的物性數(shù)據(jù)的測定要困難得多，且高溫加壓下的物性數(shù)據(jù)的相關(guān)文獻報道也很少。另外，在PTA相關(guān)體系中，醋酸作為溶劑是生產(chǎn)過程中一個重要的組分，醋酸

2、的強腐蝕性是實驗裝置的設(shè)計和選型的一大難題。為此，本論文自行研制了一種可用于測量高溫帶壓條件下液體密度的壓力計式密度計并驗證了該裝置的可靠性。該裝置主體為厚壁毛細玻璃管，可耐醋酸腐蝕并可承受最高10.0MPa的壓力和573.15K的工作溫度。用此密度儀測定了對二甲苯-醋酸、間二甲苯-醋酸和鄰二甲苯-醋酸三個二元體系的液體密度（溫度范圍313.15K～473.15K，壓力范圍0.20～2.0MPa）。用實驗所得密度數(shù)據(jù)計算出了該體系的超額

3、摩爾體積VE，用Redlich-Kister方程分別對VE進行了回歸。本論文還自行設(shè)計了一套流動法測定高溫高壓汽液相平衡裝置并驗證了該裝置的可靠性。該裝置主體為耐醋酸腐蝕的鈦材，設(shè)計壓力為10.0MPa，設(shè)計溫度為573.15K。采用該裝置測定了對二甲苯-醋酸、間二甲苯--醋酸和鄰二甲苯--醋酸三個二元體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)（溫度范圍433.15K～473.15K）。為PTA的工程設(shè)計提供了充足可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 分別選用CPA狀態(tài)

4、方程、HBT模型和ISH2模型對實驗條件范圍內(nèi)二甲苯-醋酸體系的密度數(shù)據(jù)進行了計算或估算。對HBT模型和ISH2模型進行了修正，使用修正后的模型對實驗條件范圍內(nèi)二甲苯.醋酸體系的密度數(shù)據(jù)進行了估算，結(jié)果表明，修正后的m-HBT模型和m-ISH2模型的估算精度均好于原有模型，其中m-HBT模型估算精度提高明顯。 采用Wilson和NRTL活度系數(shù)模型方程對二甲苯-醋酸體系的汽液平衡實驗數(shù)據(jù)進行了關(guān)聯(lián)計算，得到了各個體系的模型參數(shù)。

5、由關(guān)聯(lián)結(jié)果可以看出，對于二甲苯，醋酸體系，Wilson模型方程和NRTL模型方程都能得到很好的關(guān)聯(lián)結(jié)果，且兩模型的關(guān)聯(lián)精度相當。 利用本論文實驗所得二甲苯-醋酸體系的汽液平衡數(shù)據(jù)回歸了A-UNIFAC締合模型的ACCH2基團與CH2基團的交互作用參數(shù)以及ACCH2基團與COOH基團的交互作用參數(shù)。在A-UNIFAC締合模型的基礎(chǔ)上，提出了mA-UNIFAC締合模型，根據(jù)文獻數(shù)據(jù)回歸了mA-UNIFAC模型所需的模型參數(shù)。分別使用