采用汽液双循环相平衡仪测定了101.33 k Pa下苯-噻吩、苯-二甲基亚砜及苯-噻吩-二甲基亚砜的等压汽液相平衡数据。两组二元体系实验数据均通过了Herington面积法的热力学一致性检验,分别采用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对二元体系实验数据进行热力学关联,得到了相应的模型参数,温度偏差和汽相组成偏差,关联结果表明两种模型均能较好的关联实验数据,其中UNIQUAC模型的关联结果稍优于NRTL。利用二元体系UNIQUAC模型参数预测三元体系汽液平衡数据,预测值与实验值相比,平均温度偏差1.37 K,汽相各组分平均绝对偏差均在3%以内,获得了较优的预测结果,从而为工业上苯-噻吩萃取精馏分离过程提供可靠的热力学基础数据。
本研究采用了吉布斯系综蒙特卡洛方法(GEMC)对苯-噻吩-NMP三元体系在101.33 k Pa、4个温度点下的汽液平衡性质进行模拟计算。采用Tra PPE-EH力场模拟苯分子和噻吩分子,用OPLS-AA力场模拟NMP分子。得到的模拟结果与实验值吻合良好,证明了Tra PPE-EH力场以及OPLS-AA力场可以共同用于三元体系汽液平衡的预测,具有兼容性。对平衡液相的径向分布函数(RDF)的分析表明,由于NMP的加入,苯和噻吩的相互作用减弱,同时平衡液相中NMP与噻吩的相互作用强于NMP与苯的相互作用,整体表现为苯和噻吩的相对挥发度的增大。模拟结果也证明了几何平均以及算数平均混合规则在预测性质相近的原子的相互作用时精度接近,可以混用。
