油水互溶度是化工、環(huán)境、能源、食品和藥物等工業(yè)領(lǐng)域中重要的基礎(chǔ)物性,真實(shí)混合物的可靠溶解度可以為過(guò)程設(shè)計(jì)提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。油中的溶解水不僅是煉油設(shè)計(jì)中的重要參數(shù),而且也是油品使用性能的重要指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)測(cè)定是取得相平衡數(shù)據(jù)最可靠的手段,但在工藝計(jì)算過(guò)程中,物性的研究費(fèi)資費(fèi)時(shí)費(fèi)力,全部通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量取得數(shù)據(jù)并不現(xiàn)實(shí)。對(duì)于烴—水體系,由于互溶度很小,分析和測(cè)試方法的精度決定了數(shù)據(jù)的可靠性,理論預(yù)測(cè)可以彌補(bǔ)數(shù)據(jù)測(cè)試方面的不足。本文采用COSMO-RS模型計(jì)算了不同溫度下水與C_5~C_(10)烴的相互溶解度,藉此考察了COSMO-RS模型對(duì)烴—水體系互溶度的適用性;然后對(duì)水在烴中的溶解度特點(diǎn)進(jìn)行了分析;此外,對(duì)水在汽油中的溶解度進(jìn)行了模型化研究。采用COSMO-RS中的BP-RI-DFT方法、TZVP基組計(jì)算了水與C_5~C_(10)烴的相互溶解度,與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。結(jié)果表明COSMO-RS可定量的計(jì)算烴—水體系的相互溶解度。根據(jù)水在烴中溶解度的影響因素及特點(diǎn),認(rèn)為溶解度的大小主要與兩方面有關(guān):外界條件包括溫度與壓力;內(nèi)部影響主要是分子間作用力。對(duì)于不同種族的烴,影響溶解度差異的主要是分子間作用力。一般來(lái)說(shuō),水在烴中的溶解度在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中與溫度的倒數(shù)呈線性關(guān)系。壓力對(duì)烴—水體系互溶度的影響很小。在壓力變化不大時(shí),可以認(rèn)為水在烴中的溶解度只與溫度有關(guān)。對(duì)水在直餾汽油中的溶解度進(jìn)行了模型化探究,提出了改進(jìn)的API經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式法、PNA近似法、擬合公式法和ASPEN模擬的方法,并選用5種不同的直餾汽油驗(yàn)證了提出的計(jì)算方法。根據(jù)誤差分析,本文提出的計(jì)算水在汽油中溶解度的方法優(yōu)于原有的API經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,具有較高的工業(yè)計(jì)算精度。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)（北京）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TE626.21
【部分圖文】：

中國(guó)石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文測(cè)定了 10℃、30℃、50℃下水在 5 種汽油中的溶解度，水在汽油中溶解度研究的重要對(duì)照數(shù)據(jù)。此外，Aldri度與溫度的關(guān)系，見(jiàn)圖 1.1�？梢钥闯� 15 號(hào)汽油和溫同，這或許與組成有關(guān)，或許是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤。由于不以無(wú)法做出具體的判斷。Groschuff 和 Clifford[4]發(fā)現(xiàn)水油中溶解度的 5 倍，水在芳香烴中的溶解度明顯大于此 15 號(hào)汽油與溫度關(guān)系的異�？赡苁墙M成導(dǎo)致的。

圖 1.2 亨利常數(shù)和水的蒸氣壓與溫度的關(guān)系ationship between Henry constant and water vapor pressure and11]等人研究了水在烴中的溶解度，結(jié)果表明：①在對(duì)數(shù)倒數(shù)成反比；②由文獻(xiàn)的溶解度數(shù)據(jù)外推可以得到一溫度，大約為 352℃；③溶解度隨 H/C 質(zhì)量比的減小而的人員收集了水在純烴和石油餾分中的溶解度數(shù)據(jù)，提）中和石油餾分中溶解度的關(guān)聯(lián)式：log (4200 / 1050)(1/ 0.0016) 2wx H C T ：水在烴中的溶解度，摩爾百分?jǐn)?shù)。式（1.2）已經(jīng)被美國(guó)石石油餾分（從汽油到潤(rùn)滑油）中的溶解度，當(dāng)應(yīng)用于表均偏差為 19%；但當(dāng)應(yīng)用于預(yù)測(cè)表 1.2 中的 5 種型號(hào)的6%，偏差較大。從表 1.1 中可以看出 10 號(hào)和 19 號(hào)汽油在其中的溶解度差異很大，可能是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤。

圖 1.3 COSMO-RS 對(duì)不同醇類(lèi)-水體系的相平衡計(jì)算Fig.1.3 Phase equilibrium calculation of COSMO-RS in different alcohol-water systems（4）預(yù)測(cè)亨利系數(shù)張曉春[97]等人采用COSMO-RS計(jì)算了二氧化碳在408種離子液體中的亨利常結(jié)果表明基于陰離子[FEP]的離子液體有利于吸收二氧化碳。Yamini 等[98]研究氧化碳在 18 種離子液體中的亨利系數(shù)，COSMO-RS 預(yù)測(cè)值和實(shí)驗(yàn)值吻合較偏差小于 10%。 文獻(xiàn)綜述小結(jié)綜上所述，油水的互溶度很小，常溫下約為百萬(wàn)分之一。由于實(shí)驗(yàn)條件的限并不能較準(zhǔn)確地測(cè)定水在油中的溶解度。而水在油中溶解度的模型化研究目要受制于油品組成的難以確定性。通過(guò)近幾十年對(duì)烴—水體系溶解度的研究，較為完整的烴—水體系的互溶度數(shù)據(jù)，但對(duì)水在油品中的研究較少，如何較
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 牟天成;Jürgen Gmehling;;真實(shí)溶劑似導(dǎo)體屏蔽模型(COSMO-RS)[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年10期

2 李世偉;胡宗林;;烴-水系統(tǒng)的相平衡及輕烴中溶解水量的計(jì)算[J];天然氣工業(yè);1989年02期

本文編號(hào)：2863072