论文部分内容阅读
超临界流体(Supercritical Fluids,简称SCFs)作为一种绿色环保的流体,被广泛应用在诸多领域,如化妆品、农业、纺织和半导体制备等,为了进一步提高超临界流体技术在工业中的应用,研究固体溶质在超临界CO2中的溶解度是实现其工业化的基础,但目前在该领域的研究和实验相对较少。本文主要工作是对两种同分异构体的醛类溶质:对羟基苯甲醛和间羟基苯甲醛及其混合溶质进行溶解度测定的实验研究和溶解度计算的理论研究,选取的溶剂为超临界CO2流体,具体的研究工作如下:在温度308-328K和压力11.0-21.0MPa的操作范围下,测定对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛以及两种羟基苯甲醛同分异构体等质量比的混合物在有无夹带剂存在时超临界CO2中的相平衡溶解度,本文选取了乙醇、乙二醇、乙酸乙酯、丙酮作为夹带剂,其摩尔分数均为0.04;共获得羟基苯甲醛同分异构体分别在有无夹带剂时的溶解度摩尔分数数据60组,羟基苯甲醛同分异构体等质量比混合物在有无夹带剂时的数据60组,在丰富SCFs体系溶解度数据的同时也为其工业化奠定了基石。本文对测定的实验数据进行了系统的分析,定义了夹带剂的增强系数(e)、同分异构混合物中各羟基苯甲醛的相对增强系数(SE)、同分异构混合物中两种溶质的分离因子(μ)和分离效率(HE)的表达式,探讨了两种醛类溶质的同分异构混合物在三元与二元超临界CO2体系中的溶解度变化。本文选取9种半经验模型对获得的相平衡数据进行拟合分析,对于对、间羟基苯甲醛在超临界CO2中摩尔分数溶解度,选取5种半经验模型进行拟合;对于伴有夹带剂的体系,选取4种模型对获得的羟基苯甲醛摩尔分数进行拟合。线性拟合得到各模型的可调参数和平均相对偏差。根据不同的实验体系配备了拟合精度最好的经验模型,并选取Mendez-Santiago and Teja模型验证了羟基苯甲醛的相关实验数据的一致性。本文通过分析现有经验模型的计算结果,根据化学缔合理论,推导出可以拟合混合两种溶质实验数据的经验式(Sovova-T模型),选取已发表的含有混合溶质溶解度数据的文献及本实验结果,共计18对溶质及636组相平衡溶解度,对新模型的拟合精度进行评估,通过与已有的四参数模型,包括改进的Chrastil模型、改进的MST模型和改进的Sovova模型进行拟合精度对比,可以发现本文推导模型的拟合偏差低于其他模型。