氢气在水中的溶解度

氢气在水中的溶解度

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范文一:氢气在石油馏分中溶解度的测定

计 第

卷第

〕 】 王【

加 氢技术专集

氢 气 在 石 油 馏 分 中溶 解 度 的测 定

刘晨光 网 国和

石 油 大 学 重 质 油 加 工 国 家实 验 室 山 东 省 东营市

摘 要 在温 度 为 油馏 分 中 的 溶 解 度

、 、

℃和 压 力 为

,

条 件 下 测 定 了 氢 气 在 甲苯 正 庚 烷 汽 油 柴 油 蜡 油 和 常压 渣

,

,

结 果 表 明 氢气在 甲苯 正 庚 烷 和石 油 馏分 中 的 溶 解 度 随 温 度 和 压 力 的提 高 而 增 加 也 随馏 分

沸点 的 上 升 而 增 加 但 氢 气 在 常 压渣 油 中的溶 解 度 小 于 在 蜡 油 和 柴 油 中 的溶解 度

石 油馏 分

测最

,

主题词 氢

溶解度

高 压 下 氢气在 石 油 馏 分 中 的 溶 解 度 数 据 对 于

石 油 馏 分 加 氢 过 程 中 的 气 液 平 衡计 算 是 必 不 可 少

的 特别 是 在 重 油 加 氢 过 程 中 氢 气 的 溶 解 与 扩 散

, ,

实 验装 置和步骤

实验是 在 容 积 为

,

,

带有 高压取样 管 的

所示

高压 釜 中进行 的 测 定 装 置 如 图

更 起 着 重 要 的作 用

,

为配合 重 油悬 浮 床加 氢 工 艺

的开 发 需 要 对 氢 气 在 石 油 馏 分 中 的 溶 解 度 进 行

、、、

实测

文献

中测 定 了 氢 气 在 各 种 烃 类 和 非

, ,

烃类 溶 剂 中 的 溶 解 度 数 据 但 氢 气 在 石 油 馏 分 中

的 溶解 度 测 定 很 少 国 内 尚 未 见 有 关 报 道

,

、 、 、

本实

验 利 用 带定 量 取 样 管 的 高 压 釜 测 定 了 氢 气 在 甲 苯 正庚烷 汽 油 柴 油 蜡 油 和 常压 渣 油 分 中 的溶

解度

图 一 高压 釜

氢气溶解 度 测 定 装置 示 意 图

一 热 电偶

一精密压 力 表

,

一搅 拌 器 高 压 取 样管

一 针形 阀

形管

务一 缓 冲管 一称 量 管 户

原 料 与试剂

,

实验步 骤 如 下 在 高 压 釜 中装 人 体 积 为

样品

甲苯 和 正 庚 烷 均 为 分

,

次 通 人压 力 为

,

的氢 气 以 置 换

,

氢气 的 纯 度 为

析纯 试 剂

,

掉 釜 内 的 空 气 并加 热 到 预 定 温 度 调 节 氢气 压 力

至 预定 值

,

孤 岛原 油 直 馏 汽 油 柴 油 和 蜡 油 馏 分

,

,

的转 速 下 搅拌 时 间

,

取 自石 油 大 学 胜 华 炼 油 厂 辽 河 沱 子 里 常 压 渣 油

取 自辽 河 石 油 化 工 厂

馏 分油 汽油 柴油

使氢气 达 到溶 解 平 衡 后 停 止 搅 拌 静 置 时 间

后 打开 阀

至取样管 中

馏 分油性质 见表

从 釜 中放 出 体 积 为

,

的样 品

,

馏 分 油 的有 关 性 质数 据

跨会 相 对分 子 质 量

平 均 沸点

关闭阀

打开 阀

使样 品 流 人 称

相对密度

量管中

,

待 冷 却 至 室 温后 读 取

形 管 中 的水 柱

高 根据测量 系

既 朔

度 并称 量 取 样 管 流 出 的 液 体 质 量

,

统 的容 积 温 度 和 压 力 依 据 理 想 气 体 定 律 计 算

收 稿 日期

蜡油 常压 渣油

注 汽 油 的相 对 密 度 用 密 度 计 法

比重 瓶法

修 改 稿 收 到 日期

甲,

。 、

测 定 其余用

,

朝卜一

,

测定

作 者简介 刘晨 光 石 油 大 学 华 东 炼 制 系教授 博 士 生 导 师

应 用 化学 教 研 室 主 任 获学 士 学 位

,

,

,

汽 油 的 相 对 分 子 质量 用 冰 汽油 柴油和蜡油 的

年毕 业 于 华东 石 油 学 院炼 制 系

,

,

点 下 降法 测 定 其余 用

, , ,

法 测定

,

年获 华 东 石 油 学 院 硕 上学 位

年 获石

平 均 沸点 为 体 积 平 均 沸 点 取 恩 氏 蒸 馏

和卯

,

的 渣

油大 学 工学 博 士 学 位

奥拓一

叩 年在 加 拿 大

大学

个馏 出温 度计算得 到

油 的平 均 沸 点 由相对 分 子 质 量

,

和密度 根据公 式 几

作访 问 教 授

应用 化学

届 毕业 生 胡振 陈 立军 参加 了实验 工 作

摇会

计算 得 到

〕 望洲 年第

溶解 的 氢 气 量 摩 尔 数

,

根 据 取 样 管 流 出 的液 体

,

结 果 与讨论

实 验 条件 的 确 定

质量 和 样 品 的相 对 分 子 质 量 计 算 液 体 的摩 尔 数

从 而 求取 氢 气 的溶 解 度 数

液 相 中氢 气 的 摩 尔 分

为选 择 合 适 的 测 定 条 件 分 别 考 察 了 搅 拌 时

间 和 压 力变化 方式 升压 和 降 压 对 氢气溶 解 度测

,

测 定 结果 见表

表 氢 气 在 甲苯 正 庚 烷 汽 油 柴 油 蜡 油 和

、 、 、 、

定 结 果 的影 响 分别 见 图

,

和图

常 压 渣 油 馏 分 中的 溶解 度

压力

甲苯

,

摩 尔分 数

压力

常 压蜡 油

,

压力

汽油

,

承 ( ) 侧 赞 场 尔 橄 块 准

『 }

甲苯

汽油

蜡油

搅 拌 时 间 对氢 气在 甲苯 中溶 解 度 的影响

温度

搅拌 时间 压力

静置 时 间

,

) ( 锻 婿 尔 斌 块 淮 侧

甲苯

汽油

蜡油

田℃

……

升压法 降压法

压力 正 庚烷

柴油

渣油

升 压 和 降 压 法 对 氢 气在 甲苯 中溶解 度

测 定 结 果 的影 响

温度

,

搅拌 时 间

静置 时 间

,

正 庚烷

表 明 随 搅拌 时 间 的 增 加 氢气 在 甲 苯 中

,

的 溶解 度 增 加 在 搅拌 时 间达

柴油

后 基 本 达 到溶 解

,

常压 渣 油

平衡

因 此 选 择 搅拌 时 间 为

, ,

,

静 置 时间为

这 一 结 果 也 说 明 氢气 在有机 溶 剂 中 的 溶 解 过

程 是 相 当缓慢 的 因 此 在 重 质 油 加 氢 过 程 中氢气

的 扩散 和 分散

至 关 重要 图

正 庚烷

,

表 明 测 定 过 程 中采 用 逐 步 升 压 或 逐 步

,

降压 的方 法 所 测 定 的 氢 气 溶 解 度 相 同 压 力 变 化

常压 渣 油

柴油

方 式对所 测 数 据 基 本 没 有 影 响

,

考虑 到压力变化

的难 易 确 定 以 逐 步 降 压 法 测 定 压 力 对 氢 气 溶 解

卯 的

度 的影 响

测 定 方 法 可 靠 性 的考 察 为 考 察本 文 所 用 测 定 方 法 的 可 靠 性 将 本 次

,

实验 的 氢 气 在 甲 苯 中 的 溶 解 度 测 定 结 果 与 文 献

,

刘 晨 光等 氢气在 石 油 馏 分 中溶解度 的测 定

「」 值 进行 了对 比 结果 见 图

, ,

于 在 柴 油 中 的 溶解 度

,

这 一 差 别 可 能 是 石 油馏 分

表 明 测 定 结果 与 文 献 值 基 本 一 致 说 明

的组 成 相 对 分 子 质 量 以 及 非 烃 含 量 的差 异 造 成

所 用 测 定 方法 是 可 靠 的 所 得 数 据是 可 信 的

甘里

上 住 目 ,,

厂二二二二瓦

‘ 卜 』 卜

研 究发 现 氢 气 在 烷 烃 中 溶 解 度 大 于 在 芳 烃 ‘ 〕氢 气 在 烷 烃 中 的溶解 度 随碳 数 中的 溶解 度 〔

,

,

( ) 嵌 长 尔 块 淮 裸 侧

二 , 咭钮匕

性几

文 尸献 ,值 洲

相对分 子 质 量 的增 多 而 增 加川 而 氢气 在芳 烃 中 的 溶 解 度 却 随芳 环 数 的 增 多 而 降 低 闭 氢 气 在

,

,

非烃 特别 是 含硫 和 含 氮 有 机 化 合 物 中的 溶 解 度 却 明显 低 于 在 烃 类 中 的 溶 解 度 川 由于 从 汽 油 至 蜡

油 馏 分沸 点 升 高 虽 然 芳 烃 含 量 芳 环 数 和 非 烃

,

,

含 量 有 所增 加 但 碳 链 增 加 是 其 分 子 结 构 变 化 的

压力 柳

,

主要 特点 因 此 氢 气 的 溶 解 度 随 馏 分 沸 点 的 升 高

,

氢 气 在 甲苯 中 的 溶 解 度

而增 加

至 于 辽 河原 油 的 常压 渣 油 虽 然 其相 对

, ,

,

实 验测 定 值 与 文 献 值 的 比较

分 子 质 量 最 大 碳链 最 长 但 因 其 含 有 大 量 多 环 芳

烃和 非 烃 组 分 辽 河 沱 子 里 常 压 渣 油 的芳 烃 含 量 为

, , ,

氢 气在 甲 苯 和 正 庚 烷 中的 溶 解 度 的结 果 表 明 氢 气 在 甲 苯 中 的 溶 解 度 随

, ,

胶 质 沥青 质 含 量 为

,

所 以 芳烃

和 非 烃组分对 氢 气 溶 解 度 的 影 响 起 着决 定 性 的 作 用 从而使 氢 气 在 常 压 渣 油 中 的 溶 解 度 低 于 蜡 油

压 力 和 温 度 的 升 高而 增 加 而 且 在 一 定 温 度 下 在 压 力 范 围 内 氢气 在 甲 苯 中 的 溶 解 度 基

, ,

本上 随 压 力 呈 线 性 增 加 这 与

的结 果 是 一 致 的 产〕

‘ 和 等 〔〕

馏 分 也 低 于 柴 油馏 分

, ,

,

此 外 由于 氢 气 在 渣 油 中

,

溶 解 度 低 在 重 质 油 加 氢 工 艺 如 重 油 悬 浮 床 加

氢 工艺 的 开 发 中 应 特 别 注 意 氢 气 的 分 散 与 扩 散

的影 响

表 在

的结 果 表 明 氢 气 在 正 庚 烷 中 的 溶 解 度

, ,

,

可 以预计 氢气 在反 应 体 系液相 中的 良

,

随 压 力 和 温度 的 升 高 而 增 加 而 且 在 一 定 温 度 下

,

好分 散 与扩 散 对 提 高 加 氢效果是 至 关 重 要 的

压 力 范 围 内 氢 气 在 正 庚烷 中 的溶

,

解 度 也基 本 上 随 压 力 的 升 高 呈 线 性 增 加 这 与 图 的结 果 是 一 致 的 此 外 等和 淤 〕

,

承 ( ) 撼 发 场 众 褂 侧 块

『 内 曰 乙

的 数 据 还 表 明 碳 数 相 同 的 烷烃 正 庚 烷 和

,

,

芳 烃 苯 相 比 在 相 同温 度 和 压 力 下 氢 在 烷 烃 中 ’ 〕 〔 的 溶解 度大 于 在 芳 烃 中 的 溶解 度 这 与

,

,

,

等和

解度

,

〕 的 结 果也 是 一 致 的

、 、

压力

,

氢气 在 汽 油 柴 油 蜡 油 和 常 压 渣 油 中 的 溶 的结 果 表 明 氢气在汽油 柴 油 蜡 油 和

, ,

、 、

常压 渣 油 中 的 溶解 度 同样 随压 力 和 温 度 的 升 高 而

增加 而 且 在 一 定 温 度 下 在

,

、 、

氢 气在汽 油 柴 油 蜡 油 和 常 压 渣 油 中 的

压力范 围

溶解 度

℃ 比较

内 氢 气在 汽 油 柴 油 蜡 油 和 常 压 渣 油 中溶 解 度 也基本 上 随压 力 升 高 而呈 线性增加

,

令一 汽油 口 一 柴油 △一蜡 油

一渣 油

氢 气 在石 油 馏 分 中 的 溶解 度 比 较 见 图

,

结 可

、 、 、

氢 气 在 甲苯 正 庚 烷 汽 油 柴 油 和 蜡 油 中 的 溶解 度 随 温 度 的 升 高 而 增 加 随 压 力 的 升 高 呈 线 性增 加 随馏 分沸 点 的 升 高 而 增 加 但 在 常 压 渣 油 中 的 溶 解 度小 于 在蜡 油 和 柴 油 中 的 溶 解 度

参考 文 献

田人

, ,

以 看 出 在 相 同 温 度 和 压 力 下 氢气 在 石 油 馏 分 中

,

的 溶解 度 随馏 分沸 点 的 升 高 而 增 加 即 在 汽 油 柴 油 和 蜡 油馏 分 中氢 气 的 溶解 度 从 大 到 小 顺 序 为

,

,

,

蜡油 柴油 汽油

,

,

,

然 而 常压渣 油 却 是例 外 氢 气 在 常 压 渣 油 中

的溶 解 度 不 但 小 于 在 蜡 油 中 的 溶 解 度 甚 至 还 小

,

,

,

,

衫 设

,

望巡

年第

,

,

姗 目

,

’ 】 抽

,

,

,

,

侧灭

,

宝 出

,

,

,

, ,

,

空叉

,

刀 户沦

,

山州

,

凡沙

,

, ,

,

,

俪配

,

叩 哪

,

肠 嗯 即

, ,

,

降夜霖 目

意义 对 规 范我 国 的 汽车 加 油 站起 到 促

进 作 用

中 国 石 化集 团 公 司储 运 设计技 术 中心 站

” 一

,

葛洛 姐供 稿

汽车加 油站建设 研讨会 在洛 阳 召 开

日 洛 阳石 油 化工 工 程公司 和 中

,

哭旧 年

国 石化集 团 公 司 储 运 设 计 技 术 中心 站 总 图 设 计 技 术 中

国 内 简讯

号 工 业 丙 烷通 过 技 术 鉴 定

号工业丙烷

,

心站 以 及 建 筑 设 计 技 术 中 心 站 在 洛 阳 共 同组 织 召 开 了

洛 阳石 油 化 工 总 厂

汽车加 油 站 建 设 研 讨 会

” 。

参 加 会 议 的 有 中 国 石 化集 团 位代表

洛 阳 石油 化 工 总 厂 开 发 成 功 的

的 专家 鉴 定

更〕

公 司 销 售 部 基建 处 河 北 省 等 九 省 一 市 的 石 油 公 司 和 加

油 设备生 产 厂 家等单位 的

,

日 在郑 州通 过 了 由河 南 省 经 济 贸易委 员会 组织

会 上 对 由 洛 阳石 油 化 工 工 程 公 司 主 编 中 国 石 化 集

团 北 京 设计 院参 加 编 写 的《中 国 石 油 化 工 集 团 公 司 加 油

,

该 产 品 是 洛 阳 石 油 化工 总 厂 卯 年初 开 发 的 一 种 新

产品

,

工 业 丙 烷 目前 主 要 应 用 于 金 属 零 件 的 淬 火 和 渗

站 建设规 定 》 编写情况 作 了介绍

同时 还 介 绍 了 洛 阳 石

,

碳 与 丁 烷 混 合 可 做雾化 剂 脱 沥 青 溶剂 及 高 热 值 燃 料

油 化 工 工 程 公 司 在集 团 公 司 加 油 站 方案 设 计 中 的 投 标 方

它在 机 械 工 业 石 化 工 业 以 及 汽 车 工 业 等 方 面 有 着 广 阔 的用 途

案 及 国外加 油 站 建设 情 况

与会 代 表 紧密 围 绕 加 油 站 建

,

设 进 行 了 认真 细 致 的 讨 论 各 石 油 公 司 代 表 分 别就 本 省 市 加油 站 的 建 设 设 想 以 及 今 年 准 备 新 建 改 建 加 油 站

的情 况 进行 了 交 流

洛 阳 石 油化工 总 厂生 产 的工 业 丙 烷 是从催 化 裂 化 装

置 的液 化 石 油 气 经 过 气体 分馏装 置 分离 出 来 的

品 质 量 达 到 了石 油 化 工 行业标 准

部分 加 油 机 制 造 厂 在 会 上 介 绍 了 其

该产 品 经 国 家 燃 料 油 质 量 检验 中 心 检 测 后 认 为 产 中

,

,

产 品 开发 情 况

号工

此次 会议 是 为全 面 落 实 中 国 石 化集 团 公 司 提 出的 关

于 统 一 风 格 统一 形 象 统 一 标 识 加 强 终端销 售 规 范 汽

业 丙 烷 的 质 量要 求 加 的经 济效 益 在

,

该产 品 目前 市 场 销 售 看好

它 的 开 发成 功 每 年 增

车加 油 站 的 建设 和 加 快新 建 兼并 改建 加 油 站 的指 示 精

神 而 召 开 的 对 更好 地 做好 下 一 步 工 作 具 有 一 定 的现 实

, ,

以上

洛 阳 石油 化 工 总 厂

杨朝 晖 供稿

范文二:空气在水中的溶解度

(一)空气的溶解

空气对水属于难溶气体,它在水中的传质速率受液膜阻力所控制,此时,空气的传质速率可表示为:N=KL(C*-C)=KL▲C

式中N--空气传质速率,kg/m2·h;

KL--液相总传质系数,m3/m2·h;

C*和C--分别为空气在水中的平衡浓度和实际浓度,kg/m3。

由上式可见;在一定的温度和溶气压力下(即C*为定值时),要提高溶气速率,就必须通过增大液相流速和紊动程度来减薄液膜厚度和增大液相总传质系数。增大液相总传质系数,强化溶气传质的途径是采用高效填料溶气罐,溶气用水以喷淋方式由罐顶进入,空气以小孔鼓泡方式由罐底进入,或用射流器、水泵叶轮将水中空气切割为气泡后由罐顶经溃头或孔板通入。这样,就能在有限的溶气时间内使空气在水中溶解量尽量接近饱和搜。当采用空罐时,也应采用上述的布气进水方式,而且应尽可能提高喷淋密度。

在水温一定而溶气压力不很高的条件下,空气在水中的溶解平衡可用亨利定律表示为:V=KTp

式中 V--空气在水中的溶解度,L/m3;

KT--溶解度系数,L/kPa·m3,是KT值与温度的关系如下 :

不同温度下空气在水中的溶解度系数

温 度(0C) 0 10 20 30 40 50

KT值(L/kPa.m3) 0.285 0.218 0.180 0.158 0.135 0.120

p--溶液上方的空气平衡分压,kPa(绝压)。

由上式可见,空气在水中的平衡溶解量与溶气压力成正比,且与温度有关。在实际操作中,由于溶气压力受能耗的限制,而且空汽溶解量与溶气利用率相比并不十分重要,因而溶气压力通常控制在490kPa(表压)以下。

溶解于水中的空气量与通入空气量的百分比,称为溶气效率。溶气效率与温度、溶气压力及气掖两相的动态接触面积有关。为了在较低的溶气压力下获得较高的溶气效率,就必须增大气液传质面积,并在剧烈的湍动中将空气分散于水。在20℃和290~490kPa(表压)的溶气压力下,填料溶气罐的平均溶气效率为70~80%,空罐为50~60%。

在一定条件下,空气在水中的实际溶解量与平衡溶解量之比,称为空气在水中的饱和系数。饱和系数的大小与溶气时间及溶气罐结构有关。在2~4min的常用溶气时间内,填料罐的饱和系数为0.7~0.8,空罐为0.8~0.7。不同溶气压力下,空气在水中的实际溶解量与溶气时间的关系如图5-4。大气压下空气在水中的平衡溶解量如表5-4。

大气压下空气在水中的平衡溶解量

温 度(0C) 0 5 10 15 20 25 30

平衡溶mg/L 37.55 32.48 28.37 25.09 22.40 20.16 18.14

解量 mL/L 29.18 25.69 22.84 20.56 18.68 17.09 15.04

范文三:三氟甲烷和氯化氢气体在不同溶剂中的溶解度

第22卷第1期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.1 Vol.22 2008 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2008

文章编号:1003-9015(2008)01-0001-05

三氟甲烷和氯化氢气体在不同溶剂中的溶解度

刘 婵, 李春喜, 孟 洪, 王子镐 (北京化工大学 化学工程学院, 北京 100029)

摘 要:测定了三氟甲烷和氯化氢气体在烷烃、氯代烃、醇、酮、醚、酯等几种有机溶剂中的溶解度,比较了这两种气体在不同溶剂中的溶解度差别,讨论了采用溶剂吸收法对其混合气体进行分离的可能性。结果表明,醇类溶剂如甲醇、正丁醇和甘油对氯化氢具有较高溶解度,在较高的温度下又容易解吸,而且对低压下三氟甲烷的溶解度极低,尤其是甘油基本上不溶解三氟甲烷,使之有可能作为水吸收剂的替代溶剂用于氯化氢和三氟甲烷的分离,以大大降低吸收液对设备的腐蚀性。

关键词:三氟甲烷;氯化氢;吸收;分离;气体溶解度

中图分类号:O645.12;TQ027.32 文献标识码:A

Solubility of Trifluoromethane and Hydrochloride Gas in Different Solvents

LIU Chan, LI Chun-xi, MENG Hong, WANG Zi-hao

(College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China)

Abstract: In order to treat the greenhouse gas, trifluoromethane (CHF3), via incineration process, the CHF3 should be separated from the gas mixture of CHF3 and HCl, which is the tail gas produced during the production of refrigerant HCFC-22. Toward this aim, the solubility of gases CHF3 and HCl in some organic solvents, such as alkane, chlorinated solvents, alcohol, ketone, ether and esters, was measured separately. The differences of the solubility of CHF3 and HCl in different solvents were compared, and the feasibility of separating the gas mixture via absorption was discussed. The experimental results show that the alcohol solvents, such as methanol, n-butanol and glycerol, are possibly feasible for the separation of CHF3 and HCl gas mixture. Since CHF3 is almost insoluble in glycerol while HCl is highly soluble in it and thermal desorptive, the glycerol seems to be the most possibly available for the separation of CHF3 from the tail gas mixture mentioned above. Key words: trifluoromethane; hydrochloride; absorption; separation; gas solubility

1 引 言

三氟甲烷是氯仿与HF反应生产制冷剂二氟一氯甲烷(HCFC-22)的副产物,它与HCl一起作为尾气排出,其中三氟甲烷约占2.5%,氯化氢占97.5%。作为一种温室气体,CHF3的温室效应约为二氧化碳的12,100倍[1]。目前我国有十几家HCFC-22生产企业,生产规模最大的为5000 t⋅a−1,其他企业的年产量大都为数百吨或千吨左右[2],HCFC-22的产量有逐年上升的趋势。

目前,三氟甲烷的处置方法主要是焚烧法。如何将尾气中的氯化氢和三氟甲烷有效分离是一个需要迫切解决的问题。由于三氟甲烷的沸点(−82.2℃)[3]与氯化氢的沸点(−85.1℃)[4]非常接近,所以无法采用常规蒸馏方法分离。参考其它酸性气体的分离方法[5~7],以及前人对三氟甲烷在各种有机溶剂及离子液体中的溶解度[8~11]研究,作者希望通过实验寻找一种既不与氯化氢发生化学反应,又对三氟甲烷和氯化氢的溶解度有较大差异的有机溶剂,以实现这两种气体的吸收分离,同时降低吸收液对设备的腐蚀性。

收稿日期:2006-12-22;修订日期:2007-04-15。 基金项目:国家自然科学基金资助项目(20376004)。

作者简介:刘婵(1981-),女,辽宁省沈阳市人,北京化工大学硕士生。通讯联系人:李春喜,E-mail:licx@mail.buct.edu.cn

2 高 校 化 学 工 程 学 报 2008年2月

本文测定了不同温度、压力下,三氟甲烷和氯化氢气体在不同溶剂中的溶解度,讨论了对该混合气体进行吸收分离的可能性。

2 实验部分

2.1 实验装置

三氟甲烷及氯化氢的吸收装置分别见图1和图2。

2.2 实验方法

(1) 三氟甲烷的吸收:将一定质量的有机溶剂(约50 mL)放入80 mL带磁力搅拌的不锈钢吸收器5中。吸收器密封后置入控温精度±0.05℃的恒温槽中恒温至指定温度,然后通入三氟甲烷,同时打开磁力搅拌器,观察压力表读数,当压力表读数略大于设定压力时,关闭阀2,待压力表读数稳定时,重新打开阀2,继续通入三氟甲烷气体,重复这一过程,直到压力表读数稳定在所设压力值附近。记下压力表读数,关闭阀4,称量吸收三氟甲烷前后吸收器的质量变化即可得到通入三氟甲烷的质量。如此反复,可以得到加入不同质量的三氟甲烷时体系的平衡压力值。

(2) 氯化氢的吸收与解吸:氯化氢由氯化钠与浓硫酸反应制得[12]。在250 mL三口烧瓶中加入NaC1固体,在滴液漏斗中加入浓H2SO4,慢慢滴加即有HCl气体产生。常压下HCl气体的溶解度测定过程如下:首先将一定质量的有机溶剂加入玻璃管吸收器3,然后向反应器2中缓慢滴加浓硫酸,产生的HCl逐渐通过吸收管。每隔30 min称量一次吸收器的质量,直到质量不再变化为止,记下吸收氯化氢后有机溶剂的质量。对于高沸点的溶剂如甘油和浓硫酸可以直接通过吸附剂的增重来计算HCl的浓度;而对于沸点较低的溶剂,为防止溶剂挥发造成的称量误差,则直接采用酸碱滴定方法测定溶液中HCl的浓度。为了测定解吸温度下HCl的溶解度,先将一定质量的在低温下达到HCl吸收饱和溶液,放入带冷凝回流的试管中,将试管加热到指定的解吸温度,解吸出来的HCl用水吸收,解吸2~3 h后再分析HCl的含量,从而计算出氯化氢解吸温度下的溶解度。

Fig.1 Sketch of absorption setup of CHF3 1. trifluoromethane gas bottle 2,4. valve

3.preesure gage 5.absorption apparatus

6.constant temperature bath

图2 氯化氢吸收装置

Fig.2 Sketch of absorption setup of HCl 1. dropping funnel 2.three-way flask

3. HCl absorption apparatus 4. constant temperature bath

5. residual gas absorption apparatus

3 实验结果及讨论

为了计算三氟甲烷在溶剂中的溶解度,首先采用Antoine方程计算溶剂的气相分压,然后根据平衡气相压力计算出三氟甲烷的分压。气相体积由装置体积减去测试温度下的液相体积得到。由于实验过程中,装置的气相体积较小,因此,气相中三氟甲烷的质量很小,本文利用R-K方程估算气相空间内三氟甲烷的质量,从而得到气体的溶解度数据,其计算精度估计在1%之内。

不同温度分压下,三氟甲烷气体在不同有机溶剂中的溶解度的测定结果如图3、图4所示。可见,在恒定温度下,三氟甲烷的溶解度随其分压的升高线性增加。在273.15 K和不同气相压力下,各种溶剂对三氟甲烷的溶解度顺序为:丙酮>无水乙醚>甲醇≈碳酸二乙酯≈磷酸三甲酯>正丁醇>正己烷>氯仿>二苯醚>浓硫酸≈甘油≈氯化石蜡-52。常压下三氟甲烷在有机溶剂中的溶解度较小,在与组成为2.5%三氟甲烷+97.5%氯化氢常压混合气体相对应的分压(约2.5 kPa)下,其溶解度更是几乎可以忽略。

第22卷第1期 刘婵等: 三氟甲烷和氯化氢气体在不同溶剂中的溶解度 3

Solubility / g⋅(100g solvent)−1

Solubility / g⋅(100g solvent)−1

CHF3 pressure / kPa

图3 273.15 K三氟甲烷在不同溶剂中的溶解度 Fig.3 Solubility of CHF3 in organic solvents at 273.15 K

and varying pressures

CHF3 pressure / kPa

图4 301.15 K下三氟甲烷在不同溶剂中的溶解度 Fig.4 Solubility of CHF3 in organic solvents at 301.15 K

and varying pressures

不同温度下,常压HCl气体在不同溶剂中的溶解度测定结果如表1所示。结果表明,HCl会使一些酯类物质如碳酸二乙酯和磷酸三甲酯发生分解,生成相应的氯代烃气体,也会使丙酮发生化学变化导致丙酮的颜色加深。为便于比较,先将常温下(301.15 K) HCl在不同溶剂中的溶解度示于图5。由图可见,HCl在这些溶剂中的溶解度要比三氟甲烷高得多,且其溶解度大小次序为甲醇>丙酮>正丁醇≈无水乙醚>甘油>碳酸二乙酯>磷酸三甲酯>>二苯醚≈正己烷≈氯化石蜡-52≈氯仿≈浓硫酸。

表1 不同温度下氯化氢的常压(0.1 MPa)溶解度

Table 1 Solubility of HCl at 0.1MPa and different temperatures

Serial Solvent Desorption Solubility / g⋅(100g solvent) Assay The ratio of

number temperature Td / K / %method desorption273.15 K 301.15 K Td / K 2 Acetone③ 301.15 56.96 46.39 46.38 Weighting 18.6 3 n-butanol 363.15 51.03 39.33 18.27 Weighting 64.2 4 Aether 301.15 58.42 38.36 38.36 Titration 34.3 5 Glycerol 363.15 34.29 27.03 13.30 Weighting 61.2 6 Diethyl carbonate 363.15 14.90 7.701 −7.139① Weighting / 7 Trimethyl phosphate 363.15 26.95 5.549 −8.399② Weighting / 8 Diphenyl ether 363.15 ice 1.223 0.4627 Weighting / 9 n-hexane 333.15 1.116 0.812 0.1573 Titration 85.9 10 Paraffin chloride-52④ 363.15 1.042 0.671 0.2408 Weighting 76.9 11 Chloroform 333.15 0.9050 0.4626 0.0765 Titration 91.5 12 Oil of vitriol 363.15 0.4778 0.3235 0.1764 Weighting 63.1 Note:① forming ethylchloride gas;② forming methylchloride gas;③solution turning red;④the mass fraction of chlorine being 52%; ⑤ decrease ratio of solubility of HCl under stripping temperature versus 273.15 K

常压HCl气体在一些有机溶剂中具有很高的溶解度,且在较高温度下可以方便地解吸出来,而三氟甲烷在其中的溶解度与水中相当,例如,在101.3 kPa压力下,三氟甲烷在水中的溶解度为75 mL⋅(100 g在甲醇和丁醇中的溶解水)−1(约0.23 g⋅(100 g水)−1)[3],

度分别为2.23 g⋅(100 g)−1和1.14 g⋅(100 g溶剂)−1,而在甘油中的溶解度则远低于水中仅为10−3 g⋅(100 g溶剂)−1。目前,工业上采用水吸收法来分离三氟甲烷和氯化氢气体,得到三氟甲烷气体和盐酸溶液,盐酸经精馏得到干氯化氢,但吸收和精馏设备的腐蚀十分严重。如果采用有机溶剂吸收氯化氢,则吸收溶液的腐蚀性要比盐酸水溶液低得多,而且三氟甲烷在这些溶剂中的溶解度也与水相当。由此可以推测,丁醇和甘

Solubility of HCl / g⋅(100g solvent)−1

Serial number of solventSerial number of solvent

图5 301.15 K HCl在不同溶剂中的溶解度顺序

(溶剂的编号同表1)

Fig.5 Solubility sequence of HCl in different solvents at

301.15 K(solvent serial No. is same as in Table 1)

4 高 校 化 学 工 程 学 报 2008年2月

油有可能作为一种水的替代溶剂,实现HCl和三氟甲烷混合气体的吸收分离。HCl的饱和溶液可通过加热再生,再生后的含HCl浓度较低的有机溶剂可以循环套用。

在实际吸收过程中,通常采用常压喷淋吸收,此时混合气体中HCl和三氟甲烷的分压大致为101.3 kPa和2.5 kPa,在该条件下两种气体在不同溶剂中的溶解度之比如表2所示。

表2 各种溶剂的分离选择性和溶剂用量估算

Table 2 Separation selectivity and dosage of different solvents for the separation of CHF3 and HCl

Serial Solubility of CHF3 at 2.5 kPa / g⋅(100 g solvent)Solubility ratio of HClto CHF3 Amount of

Solvent

number 273.15 K 301.15 K 273.15 K 301.15 K solvents② / g1 Methanol 0.1564 0.0680 635.29 1002.6 128

2 Acetone 0.3289 0.2065 173.18 224.65 / 3 n-butanol 0.0384 0.0256 1328.9 1536.3 305 4 Aether 0.1977 0.1199 295.50 319.93 / 5 Glycerol 3.07×10−4 ~0 1.12×104 ∞ 476 6 Diethyl carbonate 0.1187 0.0618 125.53 124.61 / 7 Trimethyl phosphate 0.1177 0.0586 228.97 94.693 / 8 Diphenyl ether icing 7.43×10−3 icing 164.60 / 9 n-hexane 0.0232 0.0163 48.103 49.816 10430

④−4−4

10 Paraffin chloride-526.25×10 5.97×10 1661.9 1124.0 12481 11 Chloroform 0.0175 0.0117 51.714 39.54 12070

−4−4

12 Oil of vitriol 4.09×10 5.96×10 1168.2 542.79 33178 Note: ① Solubility ratio of HCl and C H F3 at specified temperature and partial pressure of 101 kPa and 2.5 kPa respectively. ② The amount of solvent required for treating 100 g of HCl gas, where the absorption temperature is assumed as 273.15 K and the stripping temperature is as specified in Table 1, for example, the amount of methanol required for treating 100 g of HCl can be calculated as 100/(0.9936-0.2102)=128 g. ③solution turning red;④the mass fraction of chlorine being 52%;

表1结果表明,丙酮、碳酸二乙酯和磷酸三甲酯会与氯化氢发生化学反应,因此不适合作为氯化氢的吸收溶剂;二苯醚、正己烷、氯化石蜡-52、氯仿和浓硫酸也不适合作为吸收剂,因为它们对HCl的吸收率很低。而醇类溶剂如甲醇、正丁醇和甘油不仅对HCl有较大的溶解度,而且在三氟甲烷分压为2.5 kPa时其溶解度极低,因此,这些溶剂对HCl的吸收具有良好的选择性,可望用于三氟甲烷和氯化氢气体的分离。

4 结 论

实验测定了三氟甲烷和氯化氢气体在烷烃、氯代烃、醇、酮、醚、酯、浓硫酸中的溶解度,结果表明:

(1) 三氟甲烷在不同溶剂中的溶解度顺序为:丙酮>甲醇>正丁醇>正己烷>氯仿>二苯醚>浓硫酸≈甘油≈氯化石蜡-52。

(2) HCl在不同溶剂中的溶解度大小次序为甲醇>丙酮>正丁醇>甘油>>二苯醚≈正己烷≈氯化石蜡-52≈氯仿≈浓硫酸。

(3) 正丁醇和甘油尤其是甘油有可能作为水的替代溶剂用于三氟甲烷和氯化氢气体的吸收分离,因为其对氯化氢具有较高的溶解度,不溶解三氟甲烷,挥发性很小,且吸收液的腐蚀性比盐酸低得多。

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范文四:氢气在柴油中溶解度的测定与模拟计算

化 工 进 展

2013年第32卷第9期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS

·2049·

氢气在柴油中溶解度的测定与模拟计算

王世丽12,翟 康12,张瑞芹12,范利杰2,刘永刚12

(1郑州大学化学与分子工程学院,河南 郑州 458001;2郑州大学环境科学研究院,河南 郑州 458001) 摘 要:为了减少有害物质的排放和改善空气质量,许多国家把柴油中硫含量降到超低水平。液相循环加氢技术是柴油超深度脱硫的一种新工艺,其优点是依靠油品或溶剂中溶解的氢来参与原料的加氢反应。在这一过程中,氢气在柴油中的溶解度起着关键作用。本文采用实验测定和Aspen Plus模拟运算两种方法,分别选用温度323~623 K和压力2~10 MPa的实验条件,研究了氢在不同型号柴油中的溶解度,得出了氢在不同型号柴油中的溶解度数据及溶解规律。实验条件下,氢气在0#柴油、直馏柴油、焦化柴油和催化柴油中溶解度大小顺序为:0#柴油>直馏柴油>焦化柴油>催化柴油;氢气在柴油中的溶解规律为随着温度和压力的增大而增大。研究结果可为柴油的液相循环加氢工艺操作参数的确定提供依据。 关键词:氢气;溶解度;柴油;Aspen Plus;模拟

中图分类号:TE 624 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2013)09–2049–07 DOI:10.3969/j.issn.1000-6613.2013.09.008

Measurement and simulation of hydrogen solubility in diesels

WANG Shili1,2,ZHAI Kang1,2,ZHANG Ruiqin1,2,FAN Lijie2,LIU Yonggang1,2

(1Chemistry and Molecular Engineering College,Zhengzhou University,Zhengzhou 458001,Henan,China;

2

Environment Science Research Institute,Zhengzhou University,Zhengzhou 458001,Henan,China)

Abstract:Sulfur content in diesel has been restricted to ultra low levels in many countries with the aim of reducing harmful emissions and improving air quality. As a novel technology for the diesel production with ultra low levels of sulfur,liquid phase hydroprocessing has caused more attention,in which,the oil is externally saturated with H2 in a presaturator and only the H2 saturated liquid oil is passed over the catalyst bed. So the hydrogen solubility plays an important role in the hydrotreating process. In this paper,the hydrogen solubility in different diesel samples was measured and simulated with Aspen Plus,at the temperature of 323~623 K and pressure of 2~10 MPa. The results show that the hydrogen solubility in the 0# diesel,straight-run diesel,coking diesel and catalytic diesel is in descending order. Moreover,the hydrogen solubility in all samples increases with the temperature and pressure. This investigation can provide useful information for the parameter optimization in the liquid phase hydroprocessing.

Key words:hydrogen;solubility;diesel;Aspen Plus;simulation

随着环境污染日益严重,我国越来越重视对环境的保护。近年来,我国在柴油质量控制方面制定了一系列标准,GB 19147—2009于2011年7月1日开始强制实施,车用柴油硫含量将不大于 350 μg/g。按照国家清洁汽柴油标准升级计划,2015年全国执行国IV标准,车用柴油硫含量将不大于

50 μg/g,2018年全国执行国V标准,车用柴油硫含量将不大于10 μg/g[1]。超低硫柴油对现有的石油炼制工业提出了技术和经济上的挑战,需要对现有

收稿日期:2013-01-28;修改稿日期:2013-04-12。 第一作者:王世丽(1980—),女,硕士研究生。联系人:刘永刚,讲师。E-mail liuning3000@gmail.com。

·2050·化 工 进 展 2013年第32卷

表1 几种柴油有关的性质数据

项目

馏程(GB/T 6536)/℃初馏点

原料类型

直馏柴油

低硫柴油的生产工艺进行升级改造。

近年来,一种满足低硫柴油生产要求的新工艺应运而生,这种工艺称为液相循环加氢工艺。此工艺的优点为:被氢气饱和的液态油进入反应器,由溶解在液态油中的氢气参与加氢反应,工艺流程中不再需要昂贵的氢气循环压缩机,换热设备也得以简化,从而可降低建设成本和操作成本;催化剂床层能够得到均匀浸渍,减少了催化剂结焦、失活现催化柴油

焦化柴油

0#柴油

217.8 190.6 191.0 —

10% 263.4 240.4 246.2 220 50% 296.4 276.6 295.8 261 90% 338.4 348.6 347.2 318 95% 351.4 363.8 356.6 331 象,延长了催化剂寿命[2]。

液相循环加氢技术的核心是依靠油品或溶剂中溶解的氢来参与原料的加氢反应,氢气在油品或溶剂中溶解的量是液相循环加氢技术的关键问题之 一[3]。然而,高温高压下氢在石油馏分中的溶解度数据比较缺乏,因此,研究氢气在柴油等溶剂中的溶解度具有重要的意义,可为液相循环加氢工艺参数的确定提供依据[1]。

目前,氢气在油品或有机溶剂中溶解度的研究方法有实验测定和理论计算。Park等[4-5]利用实验装置测定了氢在烷烃和芳烃中的溶解度,用Soave-Redlich-Kwong (SRK)和Peng-Robinson(PR)状态方程对实验测量结果进行了关联计算,结果显示,计算结果与测量结果比较吻合,氢在烷烃中的溶解度随着烷烃碳数的增加而增加,且氢气在烷烃中的溶解度大于在芳烃中的溶解度。Tsuji等[6]测定了氢在芳烃、环烷烃和它们混合物中的溶解度,得出结论为:氢在烷烃中的溶解度大于在芳烃中的溶解度,且在纯溶剂中的溶解度大于等摩尔混合溶剂中的溶解度。上述两种研究方法都有一定的局限,实验研究中实验条件苛刻,难以操作,达不到准确测量;理论计算研究中,相关的参数、系数、处理过程相当烦琐复杂,给方法的应用带来一定的难度。Aspen Plus模拟软件可以克服两种研究方法的困难,目前利用Aspen Plus软件模拟计算氢气溶解度的文献比较少见。实验研究与Aspen Plus软件的模拟计算相结合,将是研究气体在油品中溶解度有效和廉价的方法,可大大节约实验成本,加快研究 进度。

1 溶解度测定与计算

1.1 实验部分

1.1.1 原料油性质

本研究采用的原料油为市售0#柴油和中国石油化工股份有限公司洛阳分公司提供的直馏柴油、焦化柴油和催化柴油。原料性质见表1。

终馏点 364.4 373.6 367.2 — 硫质量含量/% 0.551 0.294 1.516 0.050平均相对分子质量

231 237 200 226

1.1.2 实验装置与步骤

实验装置主要由两部分组成:高压平衡系统和常压测量系统。高压平衡系统由高压平衡釜、液相取样部分、温度压力传感器组成。常压测量系统由闪蒸罐、缓冲罐、压力变送器等组成。实验是气液两相在高压平衡釜中进行平衡,通过液相取样部分取样,由常压测量系统进行分析。实验测量装置如图1所示。

实验步骤:液体进样泵把原料油打进高压釜内,通入压力为3 MPa氢气进行3次釜内气体置换。待设定压力和温度到实验条件,启动搅拌系统,在300 r/min的转速下搅拌3 h使氢气在原料油中达到溶解平衡。停止搅拌,静置30 min。打开阀门V-4使被气体饱和的液体进入取样罐中,缓缓打开阀门V-5使饱和液体闪蒸到闪蒸罐中,待闪蒸罐冷却至室温,慢慢旋开阀门V-7使气相通入缓冲罐,记录通气前

图1 氢溶解度实验流程图

1—高压气瓶;2—原料储液罐;3—高压平衡釜;4—取样罐;5—闪蒸罐;6—缓冲罐;7—液体称量系统;8—废气排出系统;9 —温度压力指示器;10—液体进样泵;11,13—温度、压力控制器;12—搅拌器系统

第9期 王世丽等:氢气在柴油中溶解度的测定与模拟计算 ·2051·

后的压力值。最后打开阀门V-6,把闪蒸过后的液体取出进行称量,得溶剂的质量,进而得到溶剂的物质的量。依据理想气体状态方程PV=nRT算出气相物质的量,这样即可得到该实验条件下气体在油品和溶剂中的溶解度。 1.2 Aspen Plus建模 利用模拟软件Aspen Plus建立分离器模拟流程,用单元操作模块来模拟实际装置的各个设备。依据本实验室设计的工艺流程,确定利用Aspen Plus中flash2进行严格的2相(气相、液相)平衡计算,产生一个气相出口物流、一个液相出口物。以分离器液相出口的物料组成为目标考察值,在一定的温度和压力条件下,模拟计算氢气在柴油和溶剂中的溶解度。

2 结果与讨论

2.1 实验条件的确定与装置可靠性验证

2.1.1 实验条件的确定

选定实验条件:温度31 ℃,压力5 MPa,搅拌速度300 r/min,进行搅拌时间对氢气在0#柴油中溶解度影响实验,实验结果如图2所示。

图2表明,氢在柴油中的溶解度随着搅拌时间的延长而增大,搅拌时间达180 min后,氢气在柴油中的溶解基本达到平衡。因此,实验条件选择搅拌时间180 min,静置时间30 min。依据参考文 献[7],采用逐步降压法测定压力对氢气在油品中溶解度的影响。

2.1.2 实验装置的可靠性验证

为了检验实验装置的可靠性,选定温度为373 K,压力为2~10 MPa的实验条件,进行氢在正已烷中溶解度的测定,每个压力点进行5次平行试验,实验结果的标准偏差在0.5%以内,这说明实验结果具有较强的重复性,该装置稳定性较好,测量结果

图2 搅拌时间对氢在柴油中溶解度的影响

图3 373 K氢在正已烷中溶解度实验值与参考值比较

1—参考值;2—实验值

与参考值[8]的比较如图3。由图3可知,实验值与参考值比较接近,说明采用的实验装置可靠,实验方法可行。

2.2 模拟计算的可靠性验证

为检验所建流程模拟结果的可靠性,分别模拟计算了氢气在甲苯、正庚烷中的溶解度,并对模拟计算值与参考值[7]进行比对,比对结果见表2。从表2的分析结果可知,温度分别为295 K、323 K、373 K,压力为2~10 MPa,氢在甲苯中的溶解度与参考值比较接近,平均相对误差为2%,氢气在正庚烷中的溶解度与参考值比较,平均相对误差为7%;这说明运用Aspen Plus在一定的温度和压力下进行氢气在上述溶剂中的溶解度模拟计算是可行的,且数据可信。

2.3 氢气在柴油体系中溶解度的测定与模拟计算 2.3.1 氢气在柴油中溶解度的测定

利用实验装置对氢气在4种柴油中的溶解度进行了测定。选定的实验条件为:温度323~623 K,压力2~10 MPa,测定结果如表3所示。由表3可知,氢在柴油中的溶解度均随温度和压力的增大而增大。氢气溶解度随压力变化而变化的趋势服从亨利定律。文献[9]报道了氢气在裂解汽油中的溶解度,氢气在裂解汽油中的溶解度与汽油中组分的分子结构有关,汽油中单环芳烃随着烷基链的增加,分子间的间隙增大,这种间隙有利于氢气溶解其中,单环芳烃的烷基支链越多,氢在汽油中的溶解度越大。该文献借助分子间相互作用的不同机制来阐明氢气溶解度的温度依存性,溶液体积随着温度的升高而膨胀,溶液中的大分子为极小的氢分子提供自由的空隙或空洞,利于小分子氢挤进这种空隙或空洞中。Ronze等[10]研究了氢气在直馏汽油中的溶解度,依据实验数据,计算出了氢气在直馏汽油中溶

·2052·化 工 进 展 2013年第32卷

表2 氢在甲苯、正庚烷中溶解度模拟计算结果

压力/MPa 甲苯

模拟值

295 K 参考值

[7]

323 K

相对误差 /%

模拟值

参考值

[7]

373 K

相对误差/%

模拟值 (摩尔分数)

参考值 (摩尔分数)

[7]

相对误差/%

(摩尔分数) (摩尔分数)

(摩尔分数)(摩尔分数)

2.0 0.0056 0.0068 −17.6 0.007 0.0078 −9.6 0.0098 0.0105 −6.7 4.0 0.0111 0.0122 −9.2 0.013 0.0132 0.8 0.0190 0.0188 1.2 6.0 0.0164 0.0165 −0.5 0.019 0.0182 2.7 0.0285 0.0280 1.8 8.0 0.0216 0.0221 −2.1 0.025 0.0245 4.1 0.0350 0.0349 0.3 10.0 0.0267 0.0261 正庚烷

2.4 0.030 0.0293 1.0

0.0431

0.0421

2.4

2.0 0.0124 0.0132 −6.1 0.0140 0.0161 −13.0 0.0170 0.0173 −1.7 4.0 0.0198 0.0174 13.6 0.0265 0.0260 1.9 6.0 0.0294 0.0192 53.3 0.0382 0.0358 6.7 8.0 0.0389 0.0336 15.9 0.0495 0.0467 6.0 10.0 0.0483 0.0404 19.5 0.0579 0.0553 4.7 注:氢在甲苯和正庚烷中溶解度模拟值与参考值平均相对偏差分别为2%和7%。

0.0333 0.0484 0.0628 0.0736

0.0330 0.9 0.0513 −5.6 0.0624 0.6 0.0726

1.4

表3 氢气在0#柴油、直馏柴油、催化柴油、焦化柴油中的溶解度测定值

压 力 /MPa 0#柴油 2 4 6 8 10 直馏柴油

2 4 6 8 10 催化柴油

2 4 6 8

0.02399 0.03878 0.05425 0.06698

0.02974 0.03193 0.03234 0.03987 0.04562 0.04781 0.04485 0.04766 0.04883 0.05654 0.06261 0.06541 0.06011 0.06270 0.06367 0.07115 0.07700 0.07959 0.07477 0.08047 0.08511 0.09396 0.10175 0.10744

0.02455 0.04238 0.04844

0.02691 0.03063 0.03504 0.03672 0.03908 0.04280 0.04820 0.05089 0.05204 0.05941 0.06520 0.06793 0.05899 0.06526 0.06938 0.08208 0.09263 0.09889

0.03818 0.0509 0.06533 0.07289 0.08216

温度/K

323 373 423 473 523 573 623

χί (摩尔分数)

0.03992 0.04046 0.04042 0.04274 0.04446 0.04501 0.05665 0.05952 0.06095 0.06814 0.07388 0.07675 0.07438 0.08026 0.08456 0.09518 0.10422 0.11010 0.08811 0.09426 0.09587 0.11564 0.13087 0.13702 0.10285 0.10995 0.11026 0.13775 0.15844 0.16554

0.06272 0.07431 0.08416 0.0931 0.10561 0.11721 0.12706 0.07077

0.08468 0.10010 0.11628 0.12943 0.14334 0.15876

10 0.08039 0.08959 0.09756 0.10489 0.11471 0.12391 0.13187 焦化柴油

2 4 6 8

0.02426 0.03515 0.04522 0.05856

0.02655 0.02940 0.03254 0.03455 0.03683 0.03969 0.03981 0.04542 0.05148 0.05568 0.06034 0.06595 0.05365 0.06162 0.06936 0.07802 0.08645 0.09442 0.06519 0.07705 0.09154 0.09555 0.10217 0.11404

10 0.07108 0.07730 0.09268 0.11264 0.11427 0.12049 0.13587

第9期 王世丽等:氢气在柴油中溶解度的测定与模拟计算 ·2053·

解度的亨利定律常数,亨利常数值随着实验温度的升高而降低,而亨利常数与氢气在直馏汽油中的溶解度呈反比,即亨利常数值越小,氢气在直馏汽油中的溶解度越大。这可解释氢气溶解度随温度升高而增大的现象。

氢气在几种柴油中溶解度的比较见图4。图4中给出了两个温度点(523 K、623 K)、不同压力下氢气在4种柴油中溶解度的测量结果。如图4所示,随着压力的增大,氢气在4种柴油中溶解度的差别也在增大,在8~10 MPa压力范围内,氢气在0#柴油中的溶解度最大,在催化柴油中的溶解度最小,在直馏柴油中的溶解度大于在催化柴油和焦化柴油中的溶解度。氢气在4种柴油中的溶解度从大到小的顺序为:0#柴油>直馏柴油>焦化柴油>催化柴油。催化柴油、焦化柴油相比于直馏柴油和0#柴油,其组分中含有较多的芳烃、烯烃和含硫、含氮非烃类有机化合物,而直馏柴油和0#柴油中的主要组分是饱和烷烃。文献[6]报道了氢气在烷烃中的溶解度大于在芳烃中的溶解度。Brunner[8]研究了氢气在10种有机溶剂中的溶解度,得出氢气在非烃类有机化合物中的溶解度明显低于在烃类中的溶解度。由此可解释氢气在直馏柴油和0#柴油中的溶解度明显大

图4 氢气在0#柴油、直馏柴油、催化柴油、焦化柴油中溶

解度的比较

于在焦化柴油和催化柴油中的溶解度。 2.3.2 氢气在柴油中溶解度的模拟计算

建立氢气与柴油气液平衡分离器模拟流程,选定温度323~623 K,压力2~10 MPa实验条件进行模拟试验,模拟计算结果如图5。图5结果显示,温度323~623 K,压力2~10 MPa的条件下,氢气在4种柴油中的溶解度均随温度和压力的增大而增大,变化趋势与文献[10-11]报道的氢气在石油馏分及烃类溶剂中的溶解度变化趋势一致,与实验测定结果也一致。氢气在4种油品中模拟计算出的溶解度从大到小的顺序为:直馏柴油>0#柴油>焦化柴油>催化柴油。氢气在直馏柴油中的溶解度略微大于在0#柴油中的溶解度,这与测量值不同。造成这一现象的原因可能是,Aspen Plus在计算生成0#柴油和直馏柴油这两种虚拟组分时,虚拟组分的物理化学特性与实际的油品存在差别,Aspen Plus在进行气液平衡计算时,模拟计算值与实验测量计算结果产生一定的偏差。

2.3.3 测量值与模拟计算结果的比对

图6为氢气在4种柴油中溶解度的实验值与模拟值的比较结果。选定温度473~623 K,压力2~10 MPa实验条件进行模拟值与实验值的比较。图6中δχ为模拟值与实验平均值的偏差,即δχ=χ(模拟值)-χ(实验平均值)。在523 K温度以下,模拟计算值与实验值比较呈负偏差;573 K时,氢气在直馏柴油和焦化柴油中模拟值与实验值呈正偏差,而在0#柴油和催化柴油中呈负偏差;623 K,4 MPa压力以上时,氢气在4种柴油中模拟计算出的溶解度与实验值呈正偏差。实验值与模拟值存在的偏差可以从以下方面分析:从软件方面来讲,柴油的组成比较复杂,它是由许多种化学物质组成,在Aspen Plus物质数据库中没有柴油这一物质,在运行软件的过程中,需要对这一物质进行虚拟组分的建立,虚拟组分的建立与真实的物质还存有一定的差距,这可能是引起与实验测量值有一定误差的原因之一;另一方面,高压气液平衡和低压情况有很大的不同,高压给气液平衡计算带来了各种各样的复杂性[12],这也可能是引起模拟软件进行气液平衡计算时与此实际测量形成偏差的原因。需要根据柴油的馏分组成、族组成等数据调整模拟过程中相关参数的输入,以缩小模拟值与实验值的偏差。

3 结 论

本文借助实验装置和模拟软件Aspen Plus,在

·2054

·化 工 进 展 2013年第32卷

图5 氢气在柴油体系中溶解度的模拟计算结果

图6 氢气在4种油品中的溶解度模拟值与实验值的比较

第9期 王世丽等:氢气在柴油中溶解度的测定与模拟计算 ·2055·

温度323~623 K,压力2~8 MPa的范围内,对氢气在0#柴油、直馏柴油、催化柴油和焦化柴油中的溶解度进行了实验测定与模拟计算,得出了氢气在4种柴油中溶解度的变化规律均随温度和压力的增大而增大。氢气在4种柴油中的溶解度大小实验测

定结果为:0#柴油>直馏柴油>焦化柴油>催化柴油。

将Aspen Plus模拟结果与实验值进行比较分析,得出模拟值相对于实验平均值的偏差范围 为−0.031~0.037(摩尔分数)。如果用Aspen Plus模拟氢气在油品中的溶解度,需根据柴油的馏分组成、族组成等数据调整模拟过程中参数的输入,以减小模拟值与实验值的偏差。

参 考 文 献

[1] 洪定一. 2012年我国石油化工行业进展及展望[J]. 化工进展,

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[12] 李大东,刘家明,姚国欣,等. 加氢处理工艺与工程[M]. 北京:

中国石化出版社,2004:

680-681.

·产品信息·

CWM-80型超级涡流磨

国家高新技术企业浙江丰利粉碎设备有限公司和有关科研院所联合研制开发成功的新一代微粉设备,在被评为国家重点新产品的基础上,又被列为国家火炬项目。此机的诞生,攻克了常温下有机物料超细粉碎的难题,标志着我国粉碎工业取得了突破性进展。该机的研制成功,填补了国内空白,主要技术指标达到国际同类产品先进水平,可替代同类进口产品。

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新开发的超级涡流磨粉碎机结构原理先进,适用于无机物、有机物的通用粉碎,拥有世界上最先进的机理——超声波粉碎和喷射功能,能产生高频振动,连续工作,具有同时

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氢气在柴油中溶解度的测定与模拟计算

作者:作者单位:

王世丽, 翟康, 张瑞芹, 范利杰, 刘永刚, WANG Shili, ZHAI Kang, ZHANG Ruiqin, FAN Lijie,LIU Yonggang

王世丽,翟康,张瑞芹,刘永刚,WANG Shili,ZHAI Kang,ZHANG Ruiqin,LIU Yonggang(郑州大学化学与分子工程学院,河南 郑州 458001; 郑州大学环境科学研究院,河南 郑州 458001), 范利杰,FAN Lijie(郑州大学环境科学研究院,河南 郑州,458001)

化工进展

Chemical Industry and Engineering Progress2013(9)

刊名:英文刊名:年,卷(期):

参考文献(12条)

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10.Ronze D;Fongarland P;Pitault I Hydrogen solubility in straight run gasoil[外文期刊] 2002(57)

11.Riazi M R;Roomi Y A A method to predict solubility of hydrogen in hydrocarbons and their mixtures[外文期刊] 2007(23)12.李大东;刘家明;姚国欣 加氢处理工艺与工程 2004

引用本文格式:王世丽.翟康.张瑞芹.范利杰.刘永刚.WANG Shili.ZHAI Kang.ZHANG Ruiqin.FAN Lijie.LIU Yonggang 氢气在柴油中溶解度的测定与模拟计算[期刊论文]-化工进展 2013(9)

范文五:氢气溶解度的启示

氢气溶解度的启示 在整理和分析工作液的气质联用分析数据时,发现国内的蒽醌法固定床氢化、

采用重芳烃和磷酸三辛酯做溶剂的工艺装置,工作液中重芳烃的体积分数一般都控制在76.7%以上,这可能是为了改善萃取操作,提高工作液与水的界面张力和分配系数,降低萃余液中过氧化氢的质量浓度。但是,这样做也可能牺牲了一部份氢化效率:一是氢化效率过高会造成氢蒽醌析出,二是降低了氢气在工作液中的溶解度,进而可能影响氢化效率。虽然到目前为止,人们还没有明确,蒽醌的氢化过程溶解氢的影响,但是,从机理上讲要完成蒽醌的氢化,必须要氢气、蒽醌和钯催化剂的活性位三者同时接触才行。

要查阅氢气在蒽醌法所用溶剂的溶解度,几乎是不可能的。好在人们做了氢气在一些类似溶剂的溶解度,可供我们参考。表示气体在一种溶剂中的溶解度,可以用Ostwald参数。其含义是在达到溶解平衡时,单位体积溶剂中所含气体的体积,用L表示,L=Vg/Vl。

我国无机化学的巨著——《无机化学丛书》第一卷,给出了氢气的溶解度。

浙江大学的老师在1984年进行合成氨尾气溶剂回收的研究论文中给出了氢气在一些溶剂中的L值。

综合以上两表,可以推论:

1、氢气在同系物中的溶解度,随着-CH2数目的增加(即相对分子质量的增加)而增大,如L甲苯> L苯,L高碳醇> L正丁醇> L乙醇。

2、氢气在直链醇中的溶解度小于该醇所形成的酯,但大于在酮中的溶解度。

3、氢气在苯系物中的溶解度小于在酯和醇中的溶解度。也就是说工作液中芳烃溶解氢气的能力相对较差。

4、从另外的文献可知,氢气在溶剂中的溶解度与压力成正比,但是随着温度的升高,氢气的溶解度也是增加的。

5、氢气在有机溶剂中的溶解度小于甲烷和一氧化碳的溶解度。

范文六:气体的临界常数及在水中的溶解度

气体的临界常数包括临界温度、临界压力、临界摩尔体积等。临界温度是指在这个温度之上,无论加多大的压力都不能使气体液化的温度。临界压力是指气体在临界温度之下液化时所需的最低压力。临界摩尔体积是指气体在临界温度、临界压力之下1摩尔的体积,可以由临界密度来计算。

临界温度、临界压力、临界摩尔体积是指共存的气相与液相的密度正好相等时的热力学温度、压力和摩尔体积的值。

单质气体的临界常数

Critical Constants of Elementary Substance Gases

无机化合物气体的临界常数

Critical Constants of Inorganic Compound Gases

有机化合物气体的临界常数

Critical Constants of Organic Compound Gases

表中的符号意义如下。

——吸收系数,指在气体分压等于101.325 kPa时,被一体积水所吸收的该气体体积(已折合成标准状况);

l——是指气体在总压力(气体及水气)等于101.325 kPa时溶解于1体积水中的该气体体积;

q——是指气体在总压力(气体及水气)等于101.325 kPa时溶解于100 g 水中的气体质量(单位:g)。

气体在水中的溶解度

The Aquatic Solubilities of Gases

范文七:气体在金属中的溶解度

气体在属中的金溶解

焊接和熔在铸程过中与,态金属液触的气接可体为简分单气 和复体杂气两大体。类前如H者2、N、O2等,2者 如后CO2、HO2、C等O本节。要讨论主 H2、2 N和

O

2

金在属中的解溶规。

律、气一的溶体过解 二程气体、溶解度的

一气、体溶解过程

的

子原离子状态或→ 接直入溶液金态;属分 子态状的气 体 →分先为原解子或离子后之溶再 解液到态金属中

双原子。体气入金溶属液的两种方:式 吸 —附分 解 —溶入

分解

吸—附— 入

溶原双气体子入金溶液的属种两方式

度不高够气或难以体分时解

接温度氢、氧等下气体溶的解

二、

气体溶的度

解 溶度解—— 一定温在度压力条和件下,体气

溶入金

属饱和的浓度。

温与度力

解溶S的度 影因素响

气体类 合种金成

1.温和压力度影响

的

想理体气溶度的平解根方律:

定S  kx



P

x

P x气体为分压 ,xP ↑→溶解度↑

Kx为 常数取,决于温度金属的和种类。

金属吸

收气体为 吸金属发相生变时 ,当属由金相液转

热变应,反溶度随温 解于金由属组结织的 构为固时相,解度的 溶度的升高增而;加金 变化,体气的溶度 解突然降将下对件和 铸属吸气体收为热反 放将发生突。液相变比

1

溶 度解

2

中气件孔形的产 成应,解溶随温度度 固相更有的利气体于的

上升而低降。溶 解。 生接直的影。响温度 气体

解溶度热效与和温度的关系应 1吸-溶热 2解-热溶放解

2、

氮氢、氧在、金属中溶的解度

氮和氢在金或合金属中溶解的反类型及形应化合成倾向

气体 物 金属与合金 铁和基合铁 金氮A l、i、VTZ、r等金属及合 F金eNi、、lACu、、M、grC、C 等金o属及合金氢 T、iZ、Vr、Nb、T、Tha 金等属合及金 放反热应 热反应 不吸能形稳定氢化物 溶成反应类型 吸热解反 应形成稳能氮定物化 形成化物合倾

放向热应

反形成能定氢化稳

氮物、在铁氢的中解溶度在

铁气的温化附近,度 体气溶解度降陡。氮、 氢在态液中铁溶解的度 温度升随高而增。 氮、氢大金属凝固在 时解溶陡降度。 、氮氢在奥体中的氏 解溶大度铁素体。于

P(N2=P 2H= .1MPa0

)第

II类金吸属过氢是程热反放,因应此随 )a 温度着升高的氢,溶解度减小的,SH

m/.L1(00)-g

b)1

T℃/

SH/

m.L10(0)g-

1

T/℃

图7-9 氢

不在同金属的溶中度解随度温的变(化pH=02.M1aP a))I类金 属b)II金属

在金氧属中溶解的与温度度关系的

溶解

SO度%/

在液铁态的中解度溶 随温度升而高大增

温度

/℃T

液态属中加入金能高提气体量的含金合素元可提高,体气的 解度溶;加入的合金若元能素气与体形稳定的化成合

物( 氮即、氢、氧化合物),降则气低的体解度溶。

3

、金合分对成解溶度的影

氢溶 解度 HS/ lm.(10 0g)

- 1

氮 解 溶 S度/N%

金元合素含量Me /w%氢 在二系元铁合金的中解度溶(1600℃

合金)元含素量Mwe % /在二元氮铁合金系中溶解的度(1006)

范文八:氨在水中的溶解度

第五章

吸收

吸收:利用各组分溶解度不同而分离气体混 合物的单元操作。 5.1 化工中吸收操作 5.1.1 吸收介绍及分类 应用: (1)制取某种气体的溶液 如:H2O+NO2→HNO3 H2O+HCl →盐酸 H2O+HCHO → 福尔马林溶液

(2)分离混合气体以获得一定的组分 例:硫酸处理焦炉气以回收其中的氨 洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃 液态烃处理裂解气以回收其中的乙烯、丙烯 (3)环境污染的防治 用碱液吸收以除去锅炉排放废气中的SO2 用丙酮脱除裂解气中的乙炔

吸收与精馏的主要差别: (1)不能直接得到较纯的溶质组分 (2)液相温度远低于沸点,无显著的气化现象,为单向传质 过程 吸收过程中涉及三个(类)组分 吸收质(溶质) - 能溶解、被吸收的组分 惰性组分(载体) -不被吸收的组分 吸收剂 - 吸收操作所用的溶剂 吸收了溶质后的溶液为吸收液

吸收:气相中吸收质的实际分压高于与液相成 平衡的吸收质分压,吸收质由气相向液相 转移。 吸收的逆过程为解吸,用于吸收质与吸收剂分离 解吸:气相中吸收质的实际分压低于与液相成平 衡的吸收质分压,吸收质由液相向气相转 移。 解吸和吸收原理相同,处理方法相同,传质方向 不同

分类:

⎧物理吸收 吸收质和吸收剂之间不发生显著的化学反应, ⎪ 吸收能否进行及进行限度,决定于气液平衡关系 ⎨ ⎪化学吸收 吸收质和吸收剂之间有显著的化学反应 ⎩

⎧低浓度吸收 溶质在气液两相中摩尔 分率均较低 (

⎧单组分吸收 ⎨ ⎩多组分吸收

气体中只有一个组分进 入液相 气体中有两个或多个组 分进入液相

⎧等温吸收 热效应很小或吸收质含 量很小,T升高不明显 ⎨ ⎩非等温吸收 溶解热效应,化学反应 热大液相温度会升高

工业生产中的吸收过程以低浓度吸收为主。 本章主要讨论单组分低浓度的等温物理吸收过程。 本章主要讨论单组分低浓度的等温物理吸收过程。

1

(www.wenku1.com)5.1.2吸收操作 工业上一般吸收和解吸作为一个整体 吸收一般采用气液逆流接触 : 气体从塔底进入 液体从塔顶喷淋而下 可使全塔平均传质推动力最大(类似传热) 若要求用的吸收塔高度太高,可 采用串联 或并联操作

洗油脱除煤气中粗苯流程简图

液体 气体

液体

气体

气体

气体

液体

液体

液体

气体、液体均为串联

气体串联,液体并联

板式塔 吸收设备:塔式常见

溶剂 气体

湿壁塔

气体 溶剂

填料塔

气体 溶剂

塔设备内气液接触方式: 级式接触:板式塔 连续接触:湿壁塔、填料塔

气体 溶液 气体

气体

溶液

级式接触设备

微分接触设备

2

(www.wenku1.com)吸收操作分

离气体混合物应解决的问题: (1) 选择合适的溶剂 (2) 提供适当的传质设备 (3) 溶剂的再生

5.1.3 吸收剂的选择 (1) 溶解度 吸收剂对溶质组分的溶解度越大,传质 推动力越大,吸收速率越快,吸收剂的耗用量越 少。 (2) 选择性 吸收剂对混合气体中的其它组分溶解度 甚微,否则不能实现有效的分离。

(3) 挥发度 在操作温度下,吸收剂的蒸汽压要低, 即挥发度要小,以减少吸收剂的损失量。 (4) 粘度 操作温度下粘度越低,塔内的流动阻力越 小,扩散系数越大,有助于传质速率的提高 (5) 其它 无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发 泡、冰点低、价廉易得,且化学性质稳定

5.2 气液相平衡关系 吸收操作极限:气液两相达平衡 F=C-ϕ+2=3-2+2=3 体系四个变量中,只有3个独立变量 ∴T、P、气相组成、液相组成四个变量中,有三个为独立变 量,另一个为它们的函数 当总压P和温度T一定时,气相组成只是液相组成的单值 函数,此即为平衡关系

吸收过程中,除吸收质外其它气体组分均视为不溶解,则 气相中惰性组分量可视为不变,同时由于单向传质,液相 吸收剂的量也可视为不变。 ∴常用比摩尔分率表示气液相浓度

YA = X

A

气相中 A 组分物质的量 惰性组分物质的量 液相中 A 组分物质的量 吸收剂物质的量

= =

yA 1-yA xA 1- xA

5.2.1溶解度曲线 平衡状态下气相中的溶质分压称为平衡分压或饱 和分压,液相中的溶质组成称为平衡组成或饱和 组成。 气体在液体中的溶解度,就是指气体在液体中的 饱和组成。

=

3

(www.wenku1.com)SO2在水中的溶解度曲线 氨在水中的溶解度曲线

(1)在同一溶剂(水)中,相同的温度和溶质分压下,不同 气体的溶解度差别很大,其中氨在水中的溶解度大,二氧 化硫在水中的溶解度小。 (2)对同一溶质,在相同的气相分压下,溶解度随温度的 升高而减小。 (3)对同一溶质,在相同的温度下,溶解度随气相分压的 升高而增大。

∴加压和降温有利于吸收操作,因为加压和降温 可提高气体溶质的溶解度。反之则利于解吸操作。

5.2.2亨利定律 难溶气体和大多数气体的稀溶液,气液平衡关系呈线性。 易溶气体在一定浓度范围内,气液平衡关系可视为线性。 (1)P*~x 关系 稀溶液上方的溶质分压与该溶质在液相中的摩尔分率成正 比,其比例系数即为亨利系数。 PA* = E xA

溶解度系数H 与亨利系数E 的关系:

x= cV cV +

在同一溶剂中,难溶气体的E值很大,而易溶气 体的E值则很小;一般的,温度升高E 增大,体 现了气体的溶解度随温度升高而减小的变化趋 势。 (2)P*~c关系 溶解度系数 H 也是温度的函数。对于一定的溶质 和溶剂,H 值随温度升高而减小。

易溶气体的H 值很大,而难溶气体的H 值则很小(与E相反) c p* = H

ρV − cVM A

MS

=

ρ + c ( MS − M A )

S

cM S

p* = E

cM

ρ + c(M

S

−M

A

)

MS 1 = E H ρ + c( M S − M A )

V — 溶液的体积 m3, c — 浓度 kmol(A)/m3, ρ — 溶液的密度 kg/m3, MA ,MS — 溶质A和溶剂S的摩尔质量

4

(www.wenku1.com)E=

ρ

HM S

⇒ YA =

*

mX A 1 + (1 − m ) X A

稀溶液,c值很小,可简化为 (3) y~x 关系

y* = mx

m= E p

X Y* =m 1+ Y * 1+ X

当溶液组成很低时, (1-m)X

⇒ Y A = mX A

*

(4) Y~X 关系

x=

X 1+ X

y=

Y 1+ Y

∴当液相中溶质组成足够低时,平衡关系在Y~X图 中也可近似地表示成一条通过原点的直线,其斜 率为m。

5.2.3 相平衡与吸收过程的关系 (1)由气液相平衡关系判明过程进行方向和限度

a 若pA>液相浓度xA对应的平衡分压pA*, 进行吸收

b 随吸收过程进行,气相中被吸收组分↓,pA ↓ ,而溶液浓度↑,pA*↑,当pA=pA*时,吸 收过程达极限

pA=pA*

pA pA* xA

xA

c若气相中被吸收组分的分压pA低于液相浓度xA对 应的平衡分压pA*,即pA

pA*

(3) 根据气液平衡关系选择操作条件

同一物系 T ↑,E和m ↑,气体溶解度↓ ∴吸收操作在较低温度下进行有利 溶解热效应大的物系,需在吸收过程中采取冷却措施,提 高压力也有利于吸收,但动力消耗及设备强度要求提高 ∴需权衡设备和操作费用 一般工业用常压吸收,为避免加压吸收,可用化学吸收法 解决

xA

(2)判明吸收操作的难易程度,并据以选择适宜 的吸收剂

T、P一定,被溶解气体在气相中平衡分压越小,溶解度 越大,气体越易被吸收 E,m越大,气体溶解度越小,越难吸收 ∴选择吸收剂,需考虑到吸收质与吸收剂构成的物系E值较 小

5

(www.wenku1.com)(4)计算过程的推动力,分析过程进行的难易 推动力=实际操作浓度-平衡浓度 以气相浓度表示 △YA=YA-YA* 液相浓度表示 △XA=XA* -XA 实际操作浓度偏离平衡浓度越远,推动力越大, 传质速率越快

本章仅限于: 微分接触式吸收设备; 以下简单情况: (1) 单组分吸收,其余组分溶解度较低,可视 为惰性组分; (2) 溶剂蒸汽压低,气体中不含溶剂蒸汽。

6

范文九:不同压力空气中的氧在纯水中的饱和溶解度表

不同压力空气的氧在中水中纯的饱溶和度表解? 同压力不气空中的在纯水氧的饱中溶解和度表 压/力温度0 (℃) 1 3 42 56 7 98 10 1 11 12 34 1151 67118 91 0 020.9M(a) P21.3 91258 12.24.1 192 11.61.11. 3 11.10 1027. 510.8410.23 9 99. 9.57 95. 9.231 .91 1.819 .81 8.53 873.6 .188 .08 30.9051 365 .1.32 19.29 12.385 21.6 21.91411. 4 16135 .11.7 00.801 1.55 01.2091 .060 98.1 9.6 2.94 9120. .90 8.813 .8568 .48 0.100 4.17 13399 .13.1 6132. 52.119 1.25 12.72 51.19 51.1651 .38 11.11 11.840 0.1591 .36 0101.3 9.919 7. 09.9 4.39 0.1198 9.40. 101325 (准大标气 压 14.6)4 4.1231 383. 3.45 113.9 012.75 1.2241 .2111 1.8 11.13 151.25 0.1991 0.75 0.51 110.28 1.0069. 5 8.9649.45 .29 9.6020 105(M.aP) 1.150 416. 94.103 3.91 1235. 6312. 121.8 12.5671 .22411. 59 1.17 61.391 1.11 301.88 10.5 60.4111 .091 99.79 .779.57 9 .37

12 2 223 2 45 22627 8 292 30 31 2 33 334 5 33637 3 8934 04 12 44

7.86 7372.7. 567.4 37.2 9.167 7.3 60.196.79 .67 6.665 645 ..63 64.24 .16 36.40 594.5.84 .57 54.66 5.6 55.4 7.539

8

31 .8.617 .9 7.8957 .71 75. 7743 7..03 .78 71.6 06.4 698.3 67. 6.0066 49 ..6936 2. 6.19 9.0685. 99 58.9 .850 57.1

8.

7 86.0 8642 .8.2 871. 73.9 7.884 7.0 7.775 .474 7.23 .27 070. 679.6 684 ..7466 .6 365.3 642 ..63 3622 6..1 3.06

8.3098 73. 8.75 .4818 .5 8211.7.9 6.78 276.9 755 ..427 7.307. 8 7.01 669.46 83. 67. 62.6 61.1 5.61 6.314 .26 6.11

19

20 ..930 885.8.70 85. 4.398 824. 8.1 70.96 7.8 37.9 67.757.4 4.37 73.2 7.09 0698 ..678 .667 .6666. 5 6.55 463.

5

44 544 64 74 849 50℃)

(530 ..5125.1 25. 0 4.49 468.7 4.97

.526 553 5.43.5. 3 5.42 6.15 7509.

.945 58.45. 74 .5565 .57 .47 5.39

6.05 5.229 582 .573.5 .56 55. 55.74

6.

256.15 6 .6 5.9065. 8 57.7 7568

.

范文十:不同压力空气中的氧在纯水中的饱和溶解度表

不同压力空气中的氧在纯水中的饱和溶解度表 压力/温 度 0(℃) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 0.09(MP a) 12.93 12.58 12.24 11.92 11.61 11.31 11.02 10.75 10.48 10.23 9.99 9.75 9.52 9.31 9.11 8.91 8.71 8.53 8.36 8.18 8.03 7.86 7.72 7.56 7.43 7.29 7.16 7.03 6.91 6.79 6.67 6.56 6.45 6.34 13.65 13.29 12.93 12.58 12.26 11.94 11.64 11.35 11.07 10.80 10.55 10.29 10.06 9.81 9.62 9.41 9.20 9.01 8.83 8.65 8.48 8.31 8.16 7.99 7.85 7.71 7.57 7.43 7.30 7.18 7.06 6.94 6.83 6.70 14.37 13.99 13.61 13.25 12.91 12.57 12.25 11.95 11.65 11.38 11.11 10.84 10.59 10.36 10.13 9.91 9.70 9.49 9.30 9.11 8.94 8.76 8.60 8.42 8.27 8.13 7.98 7.84 7.70 7.57 7.44 7.32 7.20 7.07 0.095 0.100 压 ) 14.64 14.23 13.83 13.45 13.09 12.75 12.42 12.11 11.81 11.53 11.25 10.99 10.75 10.51 10.28 10.06 9.85 9.64 9.45 9.26 9.02 8.90 8.73 8.57 8.41 8.25 8.11 7.96 7.82 7.69 7.55 7.42 7.30 7.18 15.10 14.69 14.30 13.92 13.56 13.21 12.87 12.56 12.24 11.95 11.67 11.39 11.13 10.88 10.65 10.41 10.19 9.97 9.77 9.57 9.37 9.20 9.03 8.85 8.70 8.54 8.39 8.24 8.10 7.96 7.83 7.69 7.57 7.44 0.101325( 标 准 大 气 0.105(MPa)

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50(℃)

6.24 6.13 6.04 5.94 5.84 5.74 5.66 5.56 5.47 5.39 5.30 5.21 5.12 5.04 4.96 4.87 4.79

6.60 6.49 6.39 6.29 6.19 6.08 5.99 5.89 5.80 5.71 5.62 5.53 5.43 5.34 5.26 5.17 5.09

6.96 6.84 6.74 6.63 6.53 6.42 6.33 6.22 6.13 6.03 5.94 5.84 5.74 5.65 5.57 5.47 5.39

7.06 6.94 6.83 6.72 6.61 6.51 6.41 6.31 6.21 6.11 6.02 5.92 5.82 5.73 5.65 5.55 5.47

7.33 7.20 7.09 6.98 6.87 6.76 6.66 6.55 6.45 6.35 6.25 6.15 6.06 5.96 5.87 5.77 5.68