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采用汽液两相冷凝双循环的实验方法对α-·蒎烯β蒎烯+碳酸二甲酯体系汽液平衡数据进行了测定,用修正面积归一法和面积归一法进行了定量分析和比较,选用合适的活度系数模型,利用Matlab软件对各模型参数进行了优化回归,并与实验数据进行了关联。主要研究工作包括以下内容:
采用Varian3380气相色谱仪配氢火焰离子检测器和CP-3872毛细管色谱柱(30mx0.32mmx0.25μm),修正面积归一法和面积归一法对α口-蒎烯+β-蒎烯+碳酸二甲酯进行了定量分析,筛选出了α-蒎烯+β-蒎烯+碳酸二甲酯具有较好分离效果的二阶程序升温色谱条件:323.15K5K?min-1343.15K2K?min-1353.15K,检测器和进样器的温度均为523.15K。考察了修正面积归一法的精密度和回收率,采用修正面积归一法的相对标准偏差均小于3%,标准样品加标回收率在99.21%~100.85%之间。分别用修正面积归一法和面积归一法对标准样品定量分析,比较二者的分析结果,修正面积归一法分析结果与各组分实际含量的最大误差为1.17%,而面积归一法最大误差为75.58%,故选择修正面积归一法检测试样组分含量。
利用改进的Ellis平衡釜测定了常压下三个二元体系α-蒎烯+碳酸二甲酯、β-蒎烯+碳酸二甲酯、α-蒎烯+β-蒎烯和一个三元体系α-蒎烯+β-蒎烯+碳酸二甲酯的汽液相平衡数据,选用Herington半经验法和McDermott-Ellis法分别对二元和三元体系汽液平衡实验数据进行热力学一致性检验,结果表明,所测的汽液相平衡数据均通过了热力学一致性检验。
以压力偏差的平方和为目标函数,利用非线性最小二乘法回归了Scatchard-Hamer、Margules、Redlich-Kister、Wilson、NRTL和UNIQUAC方程的六个活度系数方程的模型参数,并将各模型汽液平衡拟合结果与实验值比较,结果表明Wilson和NRTL模型对三个二元体系等压汽液平衡数据拟合结果较精确。利用α-蒎烯+碳酸二甲酯、β-蒎烯+碳酸二甲酯和a-蒎烯+β-蒎烯三个二元体系的NRTL模型参数关联了α-蒎烯+β-蒎烯+碳酸二甲酯三元体系的汽液平衡数据并与实验值比较,模型关联值与实验值的均方根偏差为:RMSD△T=0.28K,△y1=0.0039,△y2=0.0022.
利用NRTL和Redlich-Kister模型对三个二元体系超额Gibbs自由能GE进行了关联,并与实验值进行比较,结果表明Redlich-Kister模型能更好的关联二元体系的GE。利用Wilson模型关联了三个二元体系的超额焓HE,三个二元体系碳酸二甲酯(1)+a-蒎烯(2)、碳酸二甲酯(1)+β-蒎烯(3)和α-蒎烯(2)+β-蒎烯(3)的超额焓HE大小顺序为:HEl2>HE13>HE23。