噻吩-正辛烷体系等压汽液相平衡研究 (2007年)

利用双循环汽液平衡釜测定101.3kPa下噻吩-正辛烷体系的汽液相平衡数据。运用该实验结果，进一步获得组分的液相活度系数。实验数据经Herington方法检验，表明符合热力学一致性。采用二元体系UNIQUAC模型对该实验数据进行关联，采用最小二乘法拟合得到UNIQUAC模型参数。结果表明，噻吩在汽相组成的平均绝对偏差为0.0635，取得满意的效果。 ### 噻吩-正辛烷体系等压汽液相平衡研究 #### 一、引言 在非催化加氢脱除催化裂化汽油中的含硫化合物的过程中，萃取精馏脱硫法被认为是一种有效的方法之一[1]。在设计萃取精馏分离过程时，汽液相平衡(VLE)数据是非常重要的基础数据。对于一些强非理想的混合物体系，尤其是二元或多元混合物，其汽液平衡数据通常较为缺乏。因此，在工业萃取过程中，通常需要通过少量实验数据与合适的热力学模型（如Wilson、NRTL、UNIQUAC、UNIFAC等）相结合来估算出可靠的汽液平衡曲线。然而，关于含硫化合物与烃类化合物之间的汽液相平衡数据仍然非常稀缺。 本研究旨在通过对噻吩-正辛烷二元体系的汽液相平衡进行实验研究，以获得所需的基础数据，这对于建立用萃取精馏法脱除汽油中含硫化合物的数学模型具有重要意义。 #### 二、实验方法 ##### 实验仪器与试剂 本实验所使用的仪器包括：SP-3420型气相色谱仪（北京分析仪器厂）、N2000色谱工作站Ver.3.30（浙江大学智达信息技术有限公司）。实验中使用的试剂包括噻吩和正辛烷，均经过纯化处理以确保实验的准确性。 ##### 实验装置与步骤 实验采用了双循环汽液平衡釜来测定101.3 kPa下噻吩-正辛烷体系的汽液相平衡数据。将一定量的噻吩和正辛烷混合物置于平衡釜内，并调节至设定压力。然后，通过循环加热和冷却的方式使体系达到热力学平衡状态。在此状态下，分别采集汽相和液相样本，并利用气相色谱仪分析各相的组成。通过这种方式，可以获得不同温度下的汽液相平衡数据。 #### 三、数据分析与结果 ##### 数据处理 实验数据经过Herington方法检验，结果显示这些数据符合热力学一致性。这表明实验数据可靠且可用于进一步的分析。 ##### 模型拟合 为了进一步分析实验数据，研究团队采用了二元体系UNIQUAC模型对该实验数据进行关联。UNIQUAC模型是一种描述液体混合物性质的热力学模型，特别适用于非理想溶液的描述。通过最小二乘法拟合得到UNIQUAC模型参数，进而获得了噻吩-正辛烷体系在不同条件下的液相活度系数。 ##### 结果评估 根据实验结果，噻吩在汽相组成的平均绝对偏差为0.0635，这表明了模型预测结果与实验数据之间具有较好的一致性。这说明通过UNIQUAC模型能够较好地描述噻吩-正辛烷体系的汽液相平衡特性。 #### 四、结论 本研究通过实验测定了噻吩-正辛烷体系在101.3 kPa下的汽液相平衡数据，并利用UNIQUAC模型对实验数据进行了关联。结果表明，实验数据经过Herington方法检验后显示良好的热力学一致性，且UNIQUAC模型能够很好地拟合实验数据，得到了满意的液相活度系数值。这些研究成果为后续建立萃取精馏法脱除汽油中含硫化合物的数学模型提供了重要的实验数据支持。