UNIFAC法估算甲烷在常三柴油中的高压溶解度.docVIP

UNIFAC法估算甲烷在常三柴油中的高压溶解度 王一平 张国建 黄群武 刘卫兵 （天津大学化工学院 天津 300072） 摘要：为了满足富氢气氛下煤直接液化基础数据的需要，选择大港常三柴油做溶剂，利用自建的循环法测定气体高压溶解度试验装置，测定了甲烷在柴油中的高压溶解度数据（273.45～293.75K，1.79～8.06MPa）n-d-M-LP法计算了柴油的平均结构，应用UNIFAC方程估算同条件下的溶解度值，结果估算值与实验值的平均相对误差为3.36％，满足数据缺乏下的估算要求。 关键词：甲烷；溶解度；UNIFAC法；n-d-M-LP法 Calculation on the solubility of Methane in atmospheric NO.3 diesel oil under high pressures with UNIFAC method Wang Yiping, Zhang Guojian, Huang Qunwu, Liu Weibing (School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, 300072) Abstract: In order to meet the requirement for basic data of coal direct liquefaction in hydrogen-rich gas, data on the high-pressure solubility of methane in atmospheric NO.3 diesel oil of DaGang were collected under the conditions of temperature from 273.45K to 293.75K and pressure from 1.79MPa to 8.06MPa with a self-established apparatus that measured the solubility in the circular way. The average structural parameters of diesel oil were calculated with n-d-M-LP method. The solubility values calculated under the same condition with UNIFAC showed that the average relative errors to the experimental values were 3.36% and UNIFAC method was feasible. Keywords: methane; solubility; UNIFAC method; n-d-M-LP method 1 引言 煤直接液化工艺大多以氢气为反应气，制氢成本高达总投资的30％以上[1]。以来源广、廉价的甲烷等富氢气体代替氢气作为反应气的研究越来越引起世界各国研究人员的重视[2]。煤直接液化过程所用溶剂油可分为长链烷烃、环烷烃和芳烃[3]。根据相似相溶的原理，本文采用常三柴油为溶剂，通过实验测得甲烷气体在常三柴油中的高压溶解度数据，在此基础上，探索UNIFAC基团贡献模型对甲烷在常三柴油中的高压溶解度进行预测的可能性。 2 实验 2.1试剂 甲烷由四川鸿鹤精细化工股份有限公司99.99％1。 表1 常三柴油物性数据 Table.1 physical property of atmospheric NO.3 diesel oil 分子量（M) ) 折光率() 266.0 0.8439 1.4721 2.2 仪器 整个测定系统由高压气液平衡部分和常压液相分析部分组成。 (1)高压气液平衡系统 如图1（a）℃,压力传感器精度为0.1级，高压平衡釜体积为2400ml，取样器体积为26.65ml。 (2)常压液相分析系统 如图1(b)所示,主要由取样器、闪蒸罐、排水系统、体积计量器及管道阀门组成。  2.3实验步骤 气体溶解平衡：检验系统的气密性后，启动低温恒温槽，调节温度控制系统，使系统温度稳定在实验所需温度；用甲烷置换系统3次，将脱气的柴油从进样罐加入釜内；打开气源，加压至所需压力，启动搅拌器和液体循环泵，直到压力在30分钟内不发生变化，记下此时压力，即相平衡压力。关闭循环泵和取样器两端阀门，进行常压分析。 液相常压分析：缓慢打开阀门，待闪蒸10min后，慢慢旋开阀门，使气相通过排水系统，用体积计量器测定排出水的体积，即取样器中溶剂所溶解甲烷体积，记下此时室温和大气压力。卸下闪蒸