固体在SCCO2提携剂中溶解度的PR方程计算模型

本文探讨了一种针对SC CO2（超临界二氧化碳）提携剂中固体溶解度的简便计算模型，由青岛科技大学机电学院的胡德栋和山东大学机械工程学院的王威强提出。研究采用了PR状态方程和简化版的Huron-Vidal混合规则来估计固态在提携剂-超临界CO2系统中的溶解度。核心计算涉及固体的饱和蒸汽压、作用因子以及提携剂的作用因子，这些参数被视为可调参数。 在模型中，作者指出，尽管在实际应用中溶质的饱和蒸汽压和作用因子可以视为常数，但提携剂的存在改变了固态在超临界CO2中的溶解行为。具体来说，固态在提携剂-超临界CO2中的溶解度与其与纯超临界CO2中溶解度的比例可以通过提携剂浓度的线性函数来表达。这个特性意味着通过调整提携剂浓度，可以预测固体的溶解度变化，这对于SF（超临界流体）技术中溶质的萃取、造粒和材料制备过程具有重要意义。 目前，固体在含提携剂的SF体系中溶解度的热力学模型主要基于溶液模型和半经验方程，但由于许多固体溶质的物理性质参数未知，这些模型的应用受限。Soave的工作提供了一个基础，即通过将固体饱和蒸汽压和作用因子作为可调参数，使得经验关联和状态方程（如PR方程）能在纯SF中有效地应用。本文作者在此基础上进一步扩展，考虑了提携剂的作用，为固体在提携剂-SCCO2系统中的溶解度预测提供了一个实用的计算框架。 模型的具体步骤包括利用相平衡关系式（公式1）确定固体的溶解度，其中饱和蒸汽压是关键参数，结合PR状态方程（公式2）计算逸度系数。同时，文中提到溶剂（此处指提携剂）的参数通常已知，可以通过标准公式获取。 总结来说，这项工作为超临界流体技术中的实际操作提供了重要的理论支持，特别是对于那些物性参数不完全明确的固体溶质，简化后的计算模型可以帮助研究人员更准确地预测和控制溶解过程，从而优化SF技术在相关领域的应用。