估算烷烴類有機物同分異構體正常沸點的新方法

郭瑞廣 胡天余

（濮陽同力水泥有限公司，河南 濮陽 457000）

估算烷烴類有機物同分異構體正常沸點的新方法

郭瑞廣 胡天余

（濮陽同力水泥有限公司，河南 濮陽 457000）

元素與化學鍵貢獻法對有機物正常沸點的估算與基團貢獻法相比較，其估算精度更高，但該方法的缺點是對同一類的同分異構體則不能區分。本文針對有機物同分異構體的特點提出了用于估算的5種數學模型，將計算值與文獻的實驗值比較。

估算；基團貢獻法；元素與化學鍵貢獻法；同分異構體；正常沸點

1 所用方法及原理

1.1 基團貢獻法

基團貢獻法：將純物質或混合物的物性看成是由構成該物質的分中各種基團對物質貢獻的總和。這樣就能用為數有限的基團參數去關聯大量物質的性質，并去推算未知體系的性質。基團性質的加和方法是基于Langmuir的分子中基團獨立作用的假設，基團的劃分都是建立在官能團的基礎之上的。有機物的數量是無法計算的，但構成這些有機物的基團數為數不多，只有數十個。因此，從基團參數出發推算混合物的物性具有廣泛性和應用性靈活的特點，使物性的預測大為簡化。事實上，一分子中各基團的作用受該分子中其他基團作用的影響。因此基團貢獻法只是一種近似的計算方法。

1.1.1 Joback估算式子

基團貢獻法對于正常沸點的估算常用的是Joback法

其中，i代表第i種基團，Δfi表示第i種基團對具體物性的貢獻值，ni是分子中第i中基團的個數。

1.1.2 Joback法基團貢獻值表

表 1 Joback法的部分基團貢獻值

1.2 估算正常沸點的關聯式

其中ni為化合物中i類的基團數目；Tb為正常沸點；△Tb為i基團貢獻值；x=-50.554，y=2.237。

其中ni為化合物中i類的基團數目；Tb為正常沸點；△Tb為i基團貢獻值；x=207.023，y=257.323，

其中ni為化合物中i類的基團數目；Tb為正常沸點；△Tb為i基團貢獻值；x=36.661，y=0.5152，M為相對分子質量。

其中ni為化合物中i類的基團數目；Tb為正常沸點；△Tb為i基團貢獻值；x=43.202，y=40.445，z=0.493

其中ni為化合物中i類的基團數目；Tb為正常沸點；△Tb為i基團貢獻值；x=50.497，y=0.512，z=-69.413，M為相對分子質量。

2 估算烷烴類同分異構體的數學模型

傳統的Joback方法能夠區分有機物同分異構體的正常沸點，但是估算精度較差，對于估算精度要求較高的工業設計是不能滿足。而元素和化學鍵貢獻法估算有機物正常沸點的精度較高，但不能區分同分異構體，如此，根據這種思路。本文提出了5種估算精度高且能區分同分異構體的數學模型：

其中Tb是用數學模型1計算出烷烴的正常沸點值，Tbj是用Joback方法估算的正常沸點，Tb1是用關聯式1估算的正常沸點。

其中Tb是用數學模型1計算出烷烴的正常沸點值，Tbj是用Joback方法估算的正常沸點，Tb2是用關聯式1估算的正常沸點。

其中Tb是用數學模型1計算出烷烴的正常沸點值，Tbj是用Joback方法估算的正常沸點，Tb3是用關聯式1估算的正常沸點。

其中Tb是用數學模型1計算出烷烴的正常沸點值，Tbj是用Joback方法估算的正常沸點，Tb4是用關聯式1估算的正常沸點。

其中Tb是用數學模型1計算出烷烴的正常沸點值，Tbj是用Joback方法估算的正常沸點，Tb5是用關聯式1估算的正常沸點。

3 結論

本文針對元素與化學鍵貢獻法估算有機物正常沸點時，針對同一類的同分異構體的正常沸點不能夠區分這一缺點，與傳統的基團貢獻法相結合，提出了解決此類問題的新的方法和5個相關的估算數學模型，通過對結果數據的對比分析5種模型的AAPE（平均相對誤差）分別是0.658%、1.746%、0.680%、0.928%、0.623%，由此可見模型5的AAPE（平均相對誤差）最小，即估算精度高，準確性好。這種估算方法為化工流程模擬、工程設計計算及應用研究提供較為準確的方法。

[1]高保嬌，薛永強.基團貢獻法估算物性的進展[J].山西化工，1997，3：21-25.

[2]估算有機物正常沸點的元素和化學鍵貢獻法[J].化工進展，2007.

O621.2

A

1671-0037（2014）05-83-1