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亚(超)临界流体R134a的相平衡和界面现象研究
  • 项目名称:亚(超)临界流体R134a的相平衡和界面现象研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:21176012
  • 申请代码:B060307
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:金君素
  • 依托单位:北京化工大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

亚(超)临界R134a (1,1,1,2-四氟乙烷)与超临界CO2 相比,具有临界压力低、溶解能力强、扩散系数大、粘度系数小等优点,使其在众多工业领域有广阔的应用前景。本项目运用理论与实验相结合的方法,对R134a亚(超)临界萃取这一新型分离技术展开研究。理论方面,将统计缔合流体理论、重整化群理论、密度泛函理论和动力学密度泛函理论有机结合起来,分别建立能准确描述亚(超)临界流体的相行为、临界现象和界面现象的数学模型。根据临界特性,强调所建数学模型具有相同的统计力学基础,即从非均相本质出发,通过分析分子内不同基团间相互作用,获得严格的直接相关函数和径向分布函数,以此建立体系的各种自由能表达,达到理论本身的内在统一,实现模型的预测功能。实验方面,测定溶质及其混合物在亚(超)临界R134a中的相平衡等重要数据,一则用来验证所建模型,二则为R134a亚(超)临界技术新工艺的开发和应用提供技术支持。

结论摘要:

与超临界CO2 相比,亚临界流体R134a (1,1,1,2-四氟乙烷) 具有临界压力低、溶解能力强、扩散系数大、粘度系数小等优点。本项目对亚临界流体萃取过程中的相行为、临界现象和界面现象进行理论和实验研究,可为该技术的广泛应用提供重要的理论依据和基础数据。本项目采用静态法和动态法实验测试方法,测定了14种单一溶质及6种二元混合物在亚临界R134a中和超临界CO2中的相平衡数据,通过相平衡数据的对比可体现亚临界流体R134a萃取技术的优势,可为亚(超)临界流体的相行为、临界现象和界面现象的模型计算和验证提供基础数据。本项目以基于分子层面的统计力学理论为指导,根据临界流体的特性,通过分析分子内不同基团间相互作用,获得严格的直接相关函数和径向分布函数,建立了体系的各种自由能表达式,并做到了理论本身的内在统一;将统计缔合流体理论、重整化群理论、密度泛函理论和动力学密度泛函理论有机结合起来,分别建立了描述亚(超)临界流体的相行为、临界现象和界面现象的、具有相同统计力学基础的数学模型,并用实验数据和文献数据验证了新建模型的计算精度、应用范围和预测功能。本文所建模型可为R134a亚(超)临界技术新工艺的开发和应用提供重要的理论依据。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 26
  • 1
  • 0
  • 0
  • 0
期刊论文
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