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研究生:賴政海
研究生(外文):Cheng,Hi Lai
論文名稱:含甲醇、己二酸單甲酯與己二酸雙甲酯混合物的汽液相平衡研究
論文名稱(外文):Vapor-Liquid Equilibria for Mixtures Containing Methanol, Adipic acid monomethyl ester and Dimethyl adipate
指導教授:李明哲李明哲引用關係
指導教授(外文):Ming Jer Li
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:化學工程系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:甲醇己二酸單甲酯己二酸雙甲酯汽液平衡
外文關鍵詞:MethanolAdipic acid monomethyl esterDimethyl adipateVapor-Liquid Equilibria
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本研究採用一套靜態式液相循環的相平衡裝置,量測甲醇+己二酸單甲酯與甲醇+己二酸雙甲酯兩組雙成份混合物在353.15 K∼433.15 K間之汽液平衡數據,實驗結果顯示這兩組雙成份系統皆無共沸物產生。所量取之雙成份汽液平衡數據可分別使用NRTL-HOC 與UNIQUAC - HOC模式準確地關聯。甲醇/己二酸與水/己二酸之NRTL模式參數值也已由甲醇+己二酸雙成份系統及水+甲醇+己二酸三成份系統之飽和蒸氣壓數據訂定。當使用由固液平衡數據所求得之甲醇/己二酸與水/己二酸NRTL模式參數值,也可合理地預測水+甲醇+己二酸三成份系統之飽和蒸氣壓。這些汽液平衡數據與模式參數值為開發以反應性蒸餾法回收廢物流中之己二酸之製程技術所需。
Abstract
A static-type apparatus with a liquid-phase circulation loop was used to measure isothermal vapor-liquid equilibrium ( VLE ) data for the binary systems of methanol + adipic acid monomethyl ester and methanol + dimethyl adipate at temperatures from 353.15 K to 433.15 K. The experimental results exhibited no azeotrope formation. These binary VLE data were correlated satisfactorily with the NRTL-HOC and the UNIQUAC-HOC models, respectively. The NRTL parameters of methanol/adipic acid and water/adipic acid were also determined from the saturated pressures of binary system of methanol +adipic acid and those of ternary system of water + methanol + adipic acid. The saturated pressures of the ternary system can be predicted to within reasonable accuracy when the NRTL parameters of methanol/adipic acid and water /adipic acid where obtained from the solid-liquid equilibrium data. These VLE data and model parameters are required for the process development of recovery of adipic acid from the waste stream with reactive distillation method.
目 錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖表索引 Ⅶ
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 反應性蒸餾法 1
1-3 研究動機與目的 3
1-4.含高熔點成份之汽液相平衡量測 4
1-5.本文各章的重點 6
第二章 汽液相平衡量測 8
2-1汽液相平衡量測裝置之主要設備 8
2-2 實驗裝置 10
2-2-1 除氣與進料系統 10
2-2-2 平衡系統 11
2-2-3 取樣與組成分析系統 11
2-3 待測系統與藥品 12
2-4.實驗程序 13
2-4-1 樣品進料操作步驟 13
2-4-2 汽相取樣分析步驟 15
2-4-3 液相取樣分析步驟 15
2-5 量測系統之測試 16
2-6 飽和蒸氣壓之量測 16
2-7 氣相層析儀之校正曲線 17
2-8 雙成份混合物系統之量測結果 17
第三章 相平衡研究之模式關聯 45
3-1 熱力學一致性測試 45
3-1-1 Gibbs-Duhem 方程式 45
3-1-2 熱力學一致性測試法 46
3-2 汽液相平衡之計算 48
3-2-1 實驗數據之關聯 49
3-3 甲醇/己二酸與水/己二酸雙成份模式參數的訂定 50
第四章 結論與建議 78
4-1 結論 78
4-2 建議 78
參考文獻 79
符號說明 82
附錄A 藥品之分子式與結構式 85
圖 表 索 引
(一) 圖形部份
圖1-1 反應性蒸餾系統Ⅰ 7
圖1-2 反應性蒸餾系統Ⅱ 7
圖2-1本研究之汽液平衡量裝置圖 30
圖2-2本研究之平衡釜構造圖 31
圖2-3本研究之汽相取樣閥構造圖 32
圖2-4 本研究之液相取樣閥構造圖 32
圖2-5 甲醇純質蒸氣壓量測值與文獻值之偏差分佈圖 33
圖2-6 己二酸雙甲酯純質蒸氣壓與溫度之關係圖 34
圖2-7 己二酸雙甲酯純質蒸氣壓與Antoine 模式關聯的偏差分佈圖
35
圖2-8 甲醇加水、己二酸之混合物飽和蒸氣壓與溫度之關係圖平衡圖 36
圖2-9 甲醇 (1)+己二酸雙甲酯 (2)之校正曲線 37
圖2-10甲醇 (1)+己二酸單甲酯 (2)之校正曲線 38
圖2-11 甲醇 (1)+己二酸雙甲酯 (2)在353.15 K之汽液平衡圖 39
圖2-12 甲醇 (1)+己二酸雙甲酯 (2)在373.15 K之汽液平衡圖 40
圖2-13 甲醇 (1)+己二酸雙甲酯 (2)在403.15 K之汽液平衡圖 41
圖2-14 甲醇 (1)+己二酸單甲酯 (2)在393.15 K之汽液平衡圖 42
圖2-15甲醇 (1)+己二酸單甲酯 (2)在413.15 K之汽液平衡圖 43
圖2-16 甲醇 (1)+己二酸單甲酯 (2)在433.15 K之汽液平衡圖 44
圖3-1 甲醇 (1) + 己二酸雙甲酯 (2)在353.15 K之汽液平衡圖 70
圖3-2 甲醇 (1) +己二酸雙甲酯 (2)在373.15 K之汽液平衡圖 71
圖3-3 甲醇 (1) +己二酸雙甲酯 (2)在403.15 K之汽液平衡圖 72
圖3-4 甲醇 (1) +己二酸單甲酯 (2)在393.15 K之汽液平衡圖 73
圖3-5 甲醇 (1) +己二酸單甲酯 (2) 在413.15 K之汽液平衡圖 74
圖3-6 甲醇 (1) +己二酸單甲酯 (2) 在433.15 K之汽液平衡圖 75
圖3-7 由VLE與SLE的雙成份參數預測三成份的飽和蒸氣壓圖 76
(二) 表格部份
表2-1 本研究所量測物質之物性 19
表2-2 甲醇之蒸汽壓量測值與文獻值的比較 20
表2-3 己二酸雙甲酯純質蒸汽壓實驗值與計算值之比較 21
表2-4 己二酸單甲酯的純質蒸氣壓 22
表2-5 Antoine 之參數值 23
表2-6 含甲醇、水、己二酸之混合物的平衡壓力 24
表2-7 各雙成份之校正曲線關係式 26
表2-8 GC之操作條件 27
表2-9 甲醇 (1)+己二酸雙甲酯 (2)之汽液平衡數據 28
表2-10 甲醇 (1)+己二酸單甲酯 (2)之汽液平衡數據 29
表3-1 甲醇+己二酸雙甲酯系統之熱力學一致性測試的結果 52
表3-2 雙成份系統之活性係數計算公式 53
表3-3 Hayden-O''Connell 模式(1975)計算公式 55
表3-4 甲醇(1)+已二酸雙甲酯(2)在353.15 K時之模式關聯結果 56
表3-5 甲醇(1)+已二酸雙甲酯(2)在373.15 K時之模式關聯結果 57
表3-6 甲醇(1)+已二酸雙甲酯(2)在403.15 K時之模式關聯結果 58
表3-7 甲醇(1)+已二酸單甲酯(2)在393.15 K時之模式關聯結果 59
表3-8 甲醇(1)+已二酸單甲酯(2)在413.15 K時之模式關聯結果 60
表3-9 甲醇(1)+已二酸單甲酯(2)在433.15 K時之模式關聯結果 61
表3-10 雙成份混合物系統各活性係數模式之參數值 62
表3-11 甲醇(1)+已二酸(2)在莫耳比為15:1之模式關聯結果 64
表3-12 甲醇(1)+已二酸(2)在莫耳比為10:1之模式關聯結果 65
表3-13 由甲醇 (1)+己二酸 (2)不同莫耳比實驗數據所關聯出的模式參數互相對調後的計算結果比較 66
表3-14 甲醇/水/己二酸的雙成份配對模式的參數值 67
表3-15 甲醇(1)+水(2)+己二酸 ( 3 )之飽和蒸氣壓關聯結果 68
表3-16 使用固液平衡數據所訂之甲醇/己二酸與水/己二酸參數值估算甲醇(1)+水(2)+己二酸 ( 3 )之飽和蒸氣壓的結果 69
參考文獻
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田心怡,含二元酸、水與離子熔液混合物的固液相平衡研究,台灣科技大學化工所碩士論文,台北,2004。
符號說明
NRTL與UNIQUACL模式中的參數
AAD 平均絕對偏差
B 第二維里係數
Dev 偏差
E 能量參數
F 能量輔助參數
液相成分i之參考逸壓 ( kPa )
液相成分i之逸壓 ( kPa )
MW 分子量 ( g/mol )
P 壓力 ( kPa )
Psat 純質蒸汽壓 ( kPa )
q UNIQUAC模式中的分子表面積參數
r UNIQUAC模式中的分子體積參數
R 氣體常數 ( J mol-1 K-1 )
T 溫度 ( K )
Tm 純質熔點 ( K )
Tb 正常沸點 ( K )
V 莫耳體積 ( cm3/mol )
x 液相莫耳分率
y 汽相莫耳分率
Z 壓縮因子
希臘字母
α NRTL模式中的參數
γ 活性係數
特徵能量
偶極距
π 目標函數
HOC中之分子大小
純質i的飽和逸壓係數
ω 偏心因子
成份i的逸壓係數
上標符號
calc 計算值
exp 實驗值
L 液相
sat 飽和狀態
V 汽相
下標符號
c 臨界性質
exp 實驗值
i 成份i
ij 成份i與j的交互作用
lit 文獻值
m 混合物
附錄A 藥品之分子式與結構式
藥品名稱 分子式 結構式
己二酸(adipic acid) C6H10O4
己二酸單甲基酯(adipic acid monomethyl ester) C7H12O4
甲醇(methanol) CH4O
己二酸雙甲基酯(dimethyl adipate) C8H14O4
水(water) H2O
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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