1、本文對基于元素和化學鍵的汽-液相平衡預測新方法及其應用進行了研究。產(chǎn)品、過程及分離工程設計需要復雜流體的相平衡數(shù)據(jù)。如何從復雜的分子結(jié)構(gòu)、分子間作用力和微觀聚集態(tài)結(jié)構(gòu)出發(fā)，建立預測復雜流體混合物的熱力學性質(zhì)和相行為的熱力學模型是巨大的挑戰(zhàn)?；凇胺肿有再|(zhì)取決于元素的性質(zhì)、數(shù)量和元素間的相互作用（即化學鍵），混合物行為取決于分子性質(zhì)和分子間作用力”的思想，以元素和化學鍵作為貢獻單位，在UNIQUAC模型基礎(chǔ)上，從分子結(jié)構(gòu)和分子間相互作用出

2、發(fā)，推導出新的活度系數(shù)模型表達式。利用含水、烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、醇、酮、酸、酯、含硫化合物、含硅化合物、含氮化合物、鹵代烴類等化合物的二元體系的汽-液相平衡數(shù)據(jù)（1085組數(shù)據(jù)，14323個數(shù)據(jù)點），以活度系數(shù)的實驗值與計算值的對數(shù)誤差平方和為目標函數(shù)，用擬牛頓法尋找其最小值，回歸得到了10個元素及33個化學鍵之間的交互作用能量參數(shù)，建立了新的活度系數(shù)模型(UNICAC)。對未參與擬合的87組二元體系和13組三元體系的相平衡進行了預

3、測，并與其它基團貢獻模型的預測結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明：預測未參與參數(shù)擬合的二元體系的汽-液相平衡時，汽相組成和泡點壓力或溫度的平均相對誤差分別為7.46％、3.63%，預測精度高于UNIFAC(2003)、ASOG(2011)和UNIFAC(Lyngby)，略差于UNIFAC(Dortmund)。預測三元體系的汽-液相平衡時，UNICAC的預測結(jié)果也較好，組分1和組分2的汽相摩爾分數(shù)的平均相對誤差分別為10.91%、6.95%，泡點壓

4、力或溫度的平均相對誤差為1.37%，預測結(jié)果略差于 ASOG(2011)、UNIFAC(2003)、UNIFAC(Dortmund)、UNIFAC(Lyngby)。
　　本文建立了基于元素和化學鍵的超額Gibbs自由能-狀態(tài)方程模型(SRK-UNICAC)，使用UNICAC模型計算新超額Gibbs自由能(GE)，采用UNICAC模型原有的交互作用參數(shù)。對中低壓下的87組二元體系、高壓下的12組二元體系和13組三元體系汽-液相平衡進

5、行了預測，并與一些活度系數(shù)模型的預測結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明：SRK-UNICAC模型對中低壓下的含非極性、極性化合物的二元體系的汽-液相平衡預測結(jié)果優(yōu)于 UNIFAC(Lyngby)、UNIFAC(2003)和ASOG(2011)，略差于UNICAC和UNIFAC(Dortmund)；對高壓二元體系和中低壓三元體系的汽-液相平衡預測結(jié)果優(yōu)于 ASOG(2011)、UNIFAC(2003)、UNIFAC(Dortmund)、UNIFAC

6、(Lyngby)和UNICAC。在利用Aspen Plus對環(huán)氧丙烷裝置精餾單元進行穩(wěn)態(tài)流程模擬時，由于所選取的熱力學方法NRTL缺少必要的二元交互作用參數(shù)，精餾塔的模擬結(jié)果與設計值的誤差較大。利用UNICAC模型預測得到14對體系的汽-液相平衡數(shù)據(jù)，使用Aspen的熱力學實驗數(shù)據(jù)回歸功能，回歸得到了環(huán)氧丙烷裝置精餾單元模擬中NRTL模型缺少的二元交互作用參數(shù)。以NRTL模型和UNIFAC模型為熱力學方法分別對環(huán)氧丙烷裝置的精餾單元進行