水在直馏汽油中溶解度的预测分析与考察

发布时间：2020-10-30 22:18

　　 油水互溶度是化工、环境、能源、食品和药物等工业领域中重要的基础物性,真实混合物的可靠溶解度可以为过程设计提供必要的基础数据。油中的溶解水不仅是炼油设计中的重要参数,而且也是油品使用性能的重要指标。实验测定是取得相平衡数据最可靠的手段,但在工艺计算过程中,物性的研究费资费时费力,全部通过实验测量取得数据并不现实。对于烃—水体系,由于互溶度很小,分析和测试方法的精度决定了数据的可靠性,理论预测可以弥补数据测试方面的不足。本文采用COSMO-RS模型计算了不同温度下水与C_5~C_(10)烃的相互溶解度,藉此考察了COSMO-RS模型对烃—水体系互溶度的适用性;然后对水在烃中的溶解度特点进行了分析;此外,对水在汽油中的溶解度进行了模型化研究。采用COSMO-RS中的BP-RI-DFT方法、TZVP基组计算了水与C_5~C_(10)烃的相互溶解度,与实验值吻合较好。结果表明COSMO-RS可定量的计算烃—水体系的相互溶解度。根据水在烃中溶解度的影响因素及特点,认为溶解度的大小主要与两方面有关:外界条件包括温度与压力;内部影响主要是分子间作用力。对于不同种族的烃,影响溶解度差异的主要是分子间作用力。一般来说,水在烃中的溶解度在对数坐标中与温度的倒数呈线性关系。压力对烃—水体系互溶度的影响很小。在压力变化不大时,可以认为水在烃中的溶解度只与温度有关。对水在直馏汽油中的溶解度进行了模型化探究,提出了改进的API经验关联式法、PNA近似法、拟合公式法和ASPEN模拟的方法,并选用5种不同的直馏汽油验证了提出的计算方法。根据误差分析,本文提出的计算水在汽油中溶解度的方法优于原有的API经验关联式,具有较高的工业计算精度。
【学位单位】：中国石油大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TE626.21
【部分图文】：

中国石油大学（北京）硕士学位论文测定了 10℃、30℃、50℃下水在 5 种汽油中的溶解度，水在汽油中溶解度研究的重要对照数据。此外，Aldri度与温度的关系，见图 1.1。可以看出 15 号汽油和温同，这或许与组成有关，或许是实验数据有误。由于不以无法做出具体的判断。Groschuff 和 Clifford[4]发现水油中溶解度的 5 倍，水在芳香烃中的溶解度明显大于此 15 号汽油与温度关系的异常可能是组成导致的。

图 1.2 亨利常数和水的蒸气压与温度的关系ationship between Henry constant and water vapor pressure and11]等人研究了水在烃中的溶解度，结果表明：①在对数倒数成反比；②由文献的溶解度数据外推可以得到一温度，大约为 352℃；③溶解度随 H/C 质量比的减小而的人员收集了水在纯烃和石油馏分中的溶解度数据，提）中和石油馏分中溶解度的关联式：log (4200 / 1050)(1/ 0.0016) 2wx H C T ：水在烃中的溶解度，摩尔百分数。式（1.2）已经被美国石石油馏分（从汽油到润滑油）中的溶解度，当应用于表均偏差为 19%；但当应用于预测表 1.2 中的 5 种型号的6%，偏差较大。从表 1.1 中可以看出 10 号和 19 号汽油在其中的溶解度差异很大，可能是实验数据有误。

图 1.3 COSMO-RS 对不同醇类-水体系的相平衡计算Fig.1.3 Phase equilibrium calculation of COSMO-RS in different alcohol-water systems（4）预测亨利系数张晓春[97]等人采用COSMO-RS计算了二氧化碳在408种离子液体中的亨利常结果表明基于阴离子[FEP]的离子液体有利于吸收二氧化碳。Yamini 等[98]研究氧化碳在 18 种离子液体中的亨利系数，COSMO-RS 预测值和实验值吻合较偏差小于 10%。 文献综述小结综上所述，油水的互溶度很小，常温下约为百万分之一。由于实验条件的限并不能较准确地测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组成的难以确定性。通过近几十年对烃—水体系溶解度的研究，较为完整的烃—水体系的互溶度数据，但对水在油品中的研究较少，如何较
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 牟天成;Jürgen Gmehling;;真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)[J];化学进展;2008年10期

2 李世伟;胡宗林;;烃-水系统的相平衡及轻烃中溶解水量的计算[J];天然气工业;1989年02期

本文编号：2863072