化工热力学与基础数据 | 固体-临界流体二元系溶解度关联新模型的建立与验证
化工热力学与基础数据 | 固体-临界流体二元系溶解度关联新模型的建立与验证
摘 要: 目前, 已开发了多种超临界溶解度关联模型, 其中大多数为半经验模型和基于状态方程的模型。本工作聚焦于基于密度的半经验模型, 旨在评估其对超临界乙烷/二氧化碳 (CO?) 中固体溶解度的关联能力。为此, 选择了 17 个超临界二元体系, 使用的固体溶质包括正构烷烃 (C24-C36)、菲、萘和三苯甲烷, 相关溶解度数据均来源于文献。每个体系有 1~3 条等温线, 共计 37 条等温线, 通过计算这些等温线的平均误差, 对 Chrastil 模型、del Valle-Aguilera 模型、A-L 模型、S-S 模型、K-J 模型和 Tang 模型等常见半经验模型进行了验证。接着, 引入玻璃化模型描述临界现象, 借鉴 VFT(Verhulst-Fisher-Turing) 方程的形式, 对现有溶解度模型修正方法进行改进, 开发出一种溶解度关联新模型, 并对其关联性能进行验证。结果表明: 上述 6 个半经验模型均属于 Chrastil 模型的不同修正类型, 各自存在一定局限性, 总体平均误差处于 13.86%~23.28%, 关联精度欠佳。与之相比, 新模型实现了最低的总体平均误差, 仅为 6.74%, 尤其在面对高溶解度溶质和体积较大的溶质时, 新模型表现出极佳的关联性能。研究结论为超临界流体中固体溶解度的准确关联及相关模型的优化改进提供参考。