苯乙烯在SC-CO₂中的溶解度研究

浙江菲达机电集团有限公司  蒋春跃
浙江大学高分子工程研究所  潘勤敏  潘祖仁

摘要 测定了温度为323.15、328.15、333.15K，压力为3.0~24.0MPa条件下，苯乙烯（ST）在超临界二氧化碳（SC-CO₂）中的溶解度；并根据溶剂化缔合概念、相平衡规则及高压对缔合平衡移动的影响，导出溶解度数学模型。本模型的ST溶解度预测值与实验值吻合良好；用文献发表的溶解度数据对模型的适用性进行验算，也获得了较为满意的结果。

关键词    超临界流体  溶解度    苯乙烯  数学模型

引 言

苯乙烯（ST）生产中，由于不完全的脱氢反应，所得产物是苯乙烯（ST）（65％）与乙苯（EB）（35％）的混合物。常用真空蒸馏的方法将两者分离，该分离方法的缺点除能耗高外，还易引发ST的热聚合；在聚合产物的后处理中，也常用汽提或真空蒸发的方法除去聚合物溶液（对溶液聚合）中或熔体（对本体聚合）中的诸如溶剂、单体、引发剂这类小分子物质（挥分）^[1]，此法的缺点同样存有能耗高，并易造成聚合物降解。总之，无论是ST还是聚苯乙烯（PST）的生产过程中，都存在着分离纯化问题，且所采用的分离方法都有能耗高（能量密集型）^[1，2]及相伴副产物生成这两个突出问题。针对上述两个问题，若引入超临界流体（SCF）分离技术，就以避免高温或高真空^{[3 ~ 8]}。而要设计或优化一个超临界流体萃取（SCFE）过程，物质（溶质）在SCF中的溶解度数据是不可缺少的。

鉴于以上目的，Suppes^[7]测定了在T为308.15、328.15、353.15和373.15K，p为2.6~16.3MPa条件下ST/SC-CO₂体系的溶解度曲线。Tan^[8]则测定了在T为308.15、328.15和333.15K，p为1.4~5.8MPa条件下ST在SC-CO₂中的溶解度数据。本研究将测定T为323.15、328.15、333.15K，p为3.0~24.0Mpa范围内新的溶解度数据。

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