[发明专利]一种基于基团贡献理论预测混合物临界性质的方法

说明书

本发明公开了一种基于基团贡献理论预测混合物临界性质的方法，通过纯质分子结构划分出第一水平和第二水平基团库；利用纯质临界性质的实验数据拟合得到各个基团对临界性质的基团贡献值；提出了混合物临界性质和基团贡献值之间的关联模型，并搜集二元混合物的临界性质实验数据，利用各类体系临界性质的实验数据拟合得到对应的混合物模型参数；获得基团贡献值和混合物模型参数后便可预测多元混合物的临界性质，本发明具有不需要纯质临界体积数据作为基础且可以在纯质临界性质未知的情况下精确预测混合物临界性质的优点，在预测临界温度和临界压力时仅分别用到临界温度和临界压力的基团贡献值，并不需要临界体积的基团贡献值，能够区分同分异构体。

技术领域

本发明属于流体热物性理论计算领域，涉及一种基于基团贡献理论预测混合物临界性质的方法。

背景技术

临界性质(T_c、p_c、V_c)是流体最重要的热物理性质之一，它不仅是流体状态方程的关键参数，也常用于pVTx和黏度等热力学性质和迁移性质的计算。另外，临界性质还是超临界萃取等过程设计时的基础数据。然而，由于临界性质的实验测定较为困难，混合物临界性质的实验数据极为匮乏，难以满足化工生产和研究的需求，因此，准确的混合物临界性质理论估算方法显得尤为重要。

目前为止，已经有很多理论估算方法被提出，主要可以分为两种。一种是基于Gibbs混合物临界态严格热力学判据的解析方法，该方法尤其复杂且计算精度受混合法则的影响较大。另一种是经验估算方法，该方法因为计算简单而被广泛应用。例如，P.L.Chueh,J.M.Prausnitz,Vapor–liquid equilibria at high pressures:calculationof critical temperatures,volumes,and pressures of nonpolar mixtures,AIChEJ.13(1967)1107–1113中提出了著名的Chueh–Prausnitz方程并获取了87种混合物的二元相互作用参数；A.Kreglewski,W.B.Kay,Critical constants of conformed mixtures,J.Phys.Chem.73(1969)3359–3366中运用保形溶液理论来预测混合物的临界温度和临界压力；C.F.Spencer,T.E.Daubert,R.P.Danner,A critical review of correlations forthe critical properties of defined mixtures,AIChE J.19(2010)522–527中用于预测烃类混合物临界性质的估算方法，发现Kreglewski方法在预测临界压力方面更为准确。然而，运用这些经验方法预测混合物的临界性质时一般都需要用到纯质的临界数据。