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生物柴油是一种非常重要的可再生能源,近年来,其工业化生产过程受到人们前所未有的关注。生物柴油生产工艺中分离装置的设计需要有足够的液液相平衡数据来支撑,所以获取生物柴油体系各组分间的相平衡数据及热力学模型参数显得尤为重要。本文研究了乙醇作酯交换剂制备生物柴油过程中的脂肪酸乙酯-乙醇-甘油体系相平衡,旨在为生物柴油相关体系的分离提供依据。本文通过恒温振荡-静置的方法在不同温度(30~70℃)下进行脂肪酸乙酯体系的实验操作,其中包括油酸乙酯-乙醇-甘油、亚油酸乙酯-乙醇-甘油、棕榈酸乙酯-乙醇-甘油、硬脂酸乙酯-乙醇-甘油、碱性条件下的油酸乙酯-乙醇-甘油、碱性条件下的亚油酸乙酯-乙醇-甘油、碱性条件下的棕榈酸乙酯-乙醇-甘油、碱性条件下的硬脂酸乙酯-乙醇-甘油。采用高温气相色谱测定脂肪酸乙酯体系的相平衡数据,并以此数据绘制成相图。通过相图的对比分析可以看出,脂肪酸乙酯和甘油的互溶度很小,随着乙醇含量和温度的上升,其互溶度也有所增加;碱性条件下脂肪酸乙酯和甘油的互溶度更大,并且其互溶度对乙醇含量和温度的变化更为敏感。在测得的相平衡数据基础上,通过Aspen Plus化工模拟软件中的NRTL和UNIQUAC活度系数模型对其进行关联,得到了不同体系各物质间的二元相互作用参数,并计算了均方根偏差(RMSD)以考察回归结果的准确性。结果显示,对于全部温度范围内的数据回归,NRTL模型和UNIQUAC模型都能较为准确地描述油酸乙酯、亚油酸乙酯、棕榈酸乙酯、碱性条件下亚油酸乙酯、碱性条件下硬脂酸乙酯体系的相平衡;而硬脂酸乙酯、碱性条件下油酸乙酯、碱性条件下棕榈酸乙酯体系只有NRTL模型的拟合效果较为理想。以油料作物为原料通过酯交换法制备的生物柴油实际上是不同脂肪酸乙酯组成的混合物,体系在分离阶段总是混合脂肪酸乙酯-乙醇-甘油几种物质共存。为了将上述二元相互作用参数应用于混合脂肪酸乙酯体系,本文对NRTL和UNIQUAC模型参数进行了适当调整,通过Aspen Plus软件预测混合脂肪酸乙酯体系的相平衡情况。预测结果与实验结果比较可知,使用NRTL模型可以更好地预测混合脂肪酸乙酯体系相平衡。