用分子模擬的方法研究多組元系統(tǒng)的汽液相平衡.pdf

1、苯和噻吩由于沸點相近，很難通過普通的精餾方式得到較純的產(chǎn)品，工業(yè)上常采用萃取精餾的方法，通過加入高沸點的萃取劑改變了苯和噻吩的相對揮發(fā)度來實現(xiàn)提純目的。相應的二元及三元的汽液平衡數(shù)據(jù)對化工生產(chǎn)及設計行業(yè)非常重要。
　　通過分子模擬的方式獲取熱力學數(shù)據(jù)的方法相對于傳統(tǒng)的實驗及關聯(lián)模型手段具有效率高、經(jīng)濟環(huán)保的優(yōu)點。本文采用Gibbs系綜蒙特卡洛方法（GEMC）和TraPPE-UA力場，模擬了苯-噻吩二元體系以及苯-噻吩-NMP三元體

2、系在101.3KPa下的汽液平衡性質并對平衡液相進行了徑向分布函數(shù)分析。此，考察了噻吩的點電荷的加入對模擬結果的影響，模擬得到的結論如下：
　　(1)二元及三元體系的模擬結果與實驗數(shù)據(jù)吻合良好，說明TraPPE-UA力場模擬二元芳香體系，TraPPE-EH和OPLS-AA力場模擬三元體系汽液相平衡的可行性。此外，三元體系的模擬結果說明TraPPE-EH力場與OPLS-AA力場的兼容性，證明了在體系分子所包含的原子類別范圍內(nèi)，分子間

3、的非鍵相互作用參數(shù)的算術平均與幾何平均相差無幾。
　　(2)對二元體系和三元體系的平衡液相的徑向分布函數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，二元體系中苯分子之間、噻吩分子之間以及苯分子與噻吩分子之間的相互作用類似，體系中分子沒有趨于在某一相聚集的趨勢，相對揮發(fā)度較低。且隨著體系溫度的升高有增大的趨勢。加入萃取劑NMP之后，平衡液相中NMP與噻吩的相互作用強于NMP與苯的相互作用，苯分子更容易脫離束縛進入氣相，表現(xiàn)為汽相中苯的濃度的升高，同一溫度下相對揮發(fā)度