[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN104755904B - 测量气体混合物的浓度的方法 - Google Patents

测量气体混合物的浓度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104755904B
CN104755904B CN201380055802.6A CN201380055802A CN104755904B CN 104755904 B CN104755904 B CN 104755904B CN 201380055802 A CN201380055802 A CN 201380055802A CN 104755904 B CN104755904 B CN 104755904B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
identified
temperature
target compound
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201380055802.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104755904A (zh
Inventor
冯寅山
P.费尔马
M.T.隆巴多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Corp
Original Assignee
Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carrier Corp filed Critical Carrier Corp
Publication of CN104755904A publication Critical patent/CN104755904A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104755904B publication Critical patent/CN104755904B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
    • G01N25/58—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by measuring changes of properties of the material due to heat, cold or expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/08—Refrigeration machines, plants and systems having means for detecting the concentration of a refrigerant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
    • G01N7/14—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by allowing the material to emit a gas or vapour, e.g. water vapour, and measuring a pressure or volume difference

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

本发明公开了一种测量气体混合物的浓度的方法，其中使离子液体和/或低蒸气压有机溶剂暴露于正在检验的气体混合物，以形成气体成分在液体中的溶液。然后在一种或多种其它温度下测量溶液的蒸气压，并基于液体中气体成分的已知个别蒸气压曲线与预计蒸气压进行比较，以便确定气体样品中的成分的实际比例。

Description

测量气体混合物的浓度的方法
发明背景
本文公开的主题大体涉及用于测定气体混合物的浓度的方法和装置。
利用现代精细化学分析技术如气体色谱分析法-质谱分析法，通常有可能以相对较高的精确度确定气体混合物的组成。然而，这样精细的技术可能是耗时且昂贵的，因此经常希望得到更简单的、更快的和/或比较便宜的技术。在某些情况下，可能已经确切知道气体混合物中的成分的特性，仅需要确定已经鉴定的混合物的成分的浓度。
这种情况的一个实例是制冷系统，如具有制冷剂流过的热传递环路的冷却装置或空调系统。过去，热传递环路中使用的制冷剂通常由单一的化合物组成，诸如R-12、R-22或R-134a。然而，对能够满足许多参数的苛刻规格的制冷剂的需求不断增加，如热传递性能、臭氧消耗潜能(ODP)、全球增温潜能(GWP)、毒性和/或可燃性，使得用作制冷剂的不同化合物的掺混物成为必然，以便提供期望的性能。然而，制冷剂掺混物的应用可能导致监测和维护制冷系统性能的难题。例如，制冷系统可能容易在制冷剂环路中产生泄露。利用单一化合物制冷剂，少量的泄露可能对系统性能不会具有显著的不利影响，除非大量的制冷剂漏出系统。然而，利用掺混制冷剂时，泄露能够引起分馏，这会改变保留在系统中的制冷剂掺混物的组成，而且能够不利地影响制冷剂特性或性能。因此，期望能够确定制冷剂掺混物中的成分的浓度。
已尝试通过监测制冷剂环路中不同位置上的制冷剂状态(例如，温度和压力)来确定制冷剂掺混物组成。例如，美国专利6,079,217公开了一种制冷系统，其尝试通过测量膨胀器件的进口和出口上的制冷剂状态(例如，压力和温度)来确定四种制冷剂的三重掺混物的组成，这样，能够基于等焓假设和蒸气液体平衡状态图确定掺混物的组成。然而，这样的尝试具有许多不利之处，如仅仅可用于非共沸掺混物，缺少便携性，而且它们需要在每一个制冷系统中永久安装昂贵的温度传感器和压力传感器和控制子系统。
发明简述
在本发明的一个方面中，测量包含已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物的气态混合物中所述目标化合物的浓度的方法包括：
(a)使包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂的液体在第一温度和第一压力下暴露于气态混合物，直到液体和气态混合物处于平衡状态，从而形成包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂、目标化合物和至少一种或多种其它化合物的液体溶液；
(b)使液体溶液与气态混合物分离；
(c)将液体溶液在第二温度下的预计蒸气压函数确定为目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的浓度的函数，其中基于液体中溶解的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物的总摩尔数，化合物中每一种的指定摩尔浓度下的液体溶液的预计蒸气压等于每一种化合物的蒸气压乘以其指定摩尔百分比的总和；
(d)测量第二温度下液体溶液的蒸气压；
(e)将第二温度下液体溶液的测得的蒸气压与第二温度下液体溶液的预计蒸气压比较，并鉴定其中测得的蒸气压等于预计蒸气压的液体中的所有的已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物的摩尔浓度曲线；
(f)如果液体中已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物不止一个摩尔浓度曲线提供在第二温度下等于测得的蒸气压的预计蒸气压，那么在不同的温度下重复步骤(c)-(e)，直到单一的摩尔浓度曲线提供在第二温度和另外的温度中的每一个下匹配测得的蒸气压的预计蒸气压；
(g)分别地根据已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种在第一温度下在液体中的溶解度将产生于步骤(e)或步骤(f)的单一的浓度曲线转变为已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物在产生于步骤(a)的液体中的浓度曲线；
(h)通过除已鉴定的目标化合物和至少一种或更多已鉴定的化合物中每一种的摩尔百分比，计算气态混合物中已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的分蒸气压；以及
(i)通过将来自步骤(h)的已鉴定的目标化合物的分蒸气压除以来自步骤(h)的已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的分蒸气压的总和，计算气态混合中已鉴定的目标化合物的摩尔百分比。
在本发明的另一个方面中，用于测定气态混合物中已鉴定的目标化合物的浓度的装置包括：其中具有包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂的液体的容器，用于测量容器内的液体的温度的温度传感器，用于测量液体的蒸气压的压力传感器，和与容器的内部可中断流体连通的样品端口。
在本发明的另一个方面中，装置还包括控制器，所述控制器被配置来
(a)当样品端口连接气态混合物时，打开介于样品端口与容器之间的流体连通，以使容器中的液体在第一温度和第一压力下暴露于气体混合物，直到液体和气态混合物处于平衡状态，从而形成包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂、目标化合物和至少一种或多种其它化合物的液体溶液；
(b)中断介于样品端口和容器之间的流体连通，以便使液体溶液与气态混合物分离；
(c)将液体溶液在可以与第一温度相同或不同的第二温度下的预计蒸气压函数确定为目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的浓度的函数，其中基于液体中溶解的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物的总摩尔数，化合物中每一种的指定摩尔浓度下的液体溶液的预计蒸气压等于每一种化合物的蒸气压乘以其指定摩尔百分比的总和；
(d)在第二温度下，记录由压力传感器感测到的液体溶液的测得的蒸气压；
(e)将在第二温度下液体溶液的测得的蒸气压与在第二温度下液体溶液的预计蒸气压函数比较，并且鉴定其中测得的蒸气压等于预计蒸气压的液体中的所有的已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物的摩尔浓度曲线；
(f)如果液体中已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物的不止一个摩尔浓度曲线提供在第二温度下等于测得的蒸气压的预计蒸气压，那么在不同的温度下重复步骤(c)-(e)，直到单一的摩尔浓度曲线提供在第二温度和另外的温度中的每一个下匹配测得的蒸气压的预计蒸气压；
(g)分别地根据已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种在第一温度下在液体中的溶解度将产生于步骤(e)或步骤(f)的单一的浓度曲线转变为已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物在产生于步骤(a)的液体中的浓度曲线；
(h)通过除以已鉴定的目标化合物和至少一种或多种已鉴定的化合物中每一种的摩尔百分比，计算气态混合物中已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的分蒸气压；以及
(i)通过将来自步骤(h)的已鉴定的目标化合物的分蒸气压除以来自步骤(h)的已鉴定的目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的分蒸气压的总和，计算气态混合中已鉴定的目标化合物的摩尔百分比。
附图简述
被认为是本发明的主题将被特别指出并且在说明书结尾的权利要求书中明确地要求保护。根据结合附图进行的以下具体实施方式，本发明的上述和其它特征和优势将显而易见，其中：
图1描绘以图表方式描绘示例性方法的方框流程图；
图2是溶解于离子液体中的示例性两种化合物气体混合物的作为气体化合物之一的摩尔分数的函数的预计总蒸气压函数的图；
图3是示例性气体化合物的溶解度的图，显示不同的温度下溶液中溶解的化合物的摩尔分数与蒸气压的关系；
图4是示例性气体化合物的溶解度的图，显示不同的温度下溶液中溶解的化合物的摩尔分数与蒸气压的关系；以及
图5描绘如本发明所描述的示例性装置。
发明详述
在图1显示的流程图中描绘示例性方法。如图1显示的，流程图的方框110涉及使包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂的液体在第一温度和第一压力下暴露于气态混合物，直到液体和气态混合物处于平衡状态，从而形成包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂和来自气体混合物的化合物的液体溶液。从那里，工艺流程移动到方框115，在方框115中使液体溶液与气态混合物分离，能够通过简单地关闭介于容纳液体的容器和至制冷剂热传递环路的低压管线的样品端口连接之间的阀门完成所述分离。
在方框120中，方法将第二温度下液体溶液的预计蒸气压函数确定为目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的浓度的函数。基于来自液体中溶解的气体混合物的化合物的总摩尔数，每一种化合物的指定摩尔浓度下的液体溶液的预计蒸气压等于每一种化合物的蒸气压乘以其指定摩尔百分比的总和。能够通过首先鉴定离子液体和/或低蒸气压有机溶剂将对蒸气压仅具有可忽略的贡献并且可以将所述贡献假设为零来模拟预计蒸气压函数或曲线。然后，可容易地从气体混合物的每一种已知的已鉴定的化合物的在液体中的已知的溶解度曲线确定任何指定浓度下的预计蒸气压。能够通过涉及两种气体化合物R-32和R-125和离子液体六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓(BMIM/PF6)的简单的实施例说明这点。
在这个说明性实施例中，在10℃和10巴压力下对R-32和R-125的气体混合物进行取样，并且接触离子液体，直到其达到平衡。模拟25℃下的预计蒸气压函数，用于与25℃下的实际测得的蒸气压进行比较。能够基于已知的和/或以经验确定的数据模拟这种预计蒸气压。在专利文献，例如，US 2007/0131535 A1中报道了这些气体化合物在这种离子液体中的溶解度数据，文献的全部公开内容以引用方式全文并入本文。这个数据的一部分在下表1中阐明。
表1
可商购获得的曲线拟合软件应用于这个数据以每一种化合物的摩尔分数的函数产生个别蒸气压的高阶数学等式，然后，能够以数学方式结合，产生作为R-125的摩尔分数的函数的总蒸气压的函数，关于这个说明性实施例，在25℃下的总蒸气压的函数描绘于图2中所示的曲线图中。
现在再次参考图1，工艺进入方框125，其中测量液体溶液在第二温度下的实际蒸气压。在决策节点130中，将实际测得的蒸气压与预计蒸气压函数相比较，看看是否能够确定液体溶液中的化合物的摩尔分数。关于这个说明性实施例，如图2中可见，在图所涵盖的大部分范围内，能够通过两个不同的浓度曲线产生指定的总蒸气压。例如，能够通过具有大约0.18的R-125摩尔分数(和大约0.82的R-32摩尔分数)的组成，或通过具有大约0.78的R-125摩尔分数(和大约0.22的R-32摩尔分数)的组成产生17巴的总蒸气压。为了确定哪一个化合物浓度曲线产生具体测得的蒸气压，能够利用不同温度下的蒸气压测量值。因为每一种化合物在液体中的溶解度曲线是不同的，并且因为它们对于温度变化的响应不同(参见，例如，图3和图4显示的，R-32和R-125分别在BMIM/PF6中在不同温度下的溶解度曲线图)，所以仅能够通过这个说明性实施例中的方框120中鉴定的两个潜在的浓度曲线中的一个产生在不同于第二温度的温度下的蒸气压测量值，所述浓度曲线是液体溶液的实际浓度曲线。实际上，可储存图2的高阶等式并在微处理器中用于执行，或者可如本领域中已知的将来自图2的一系列数据点储存在查阅表中。
在类似于这里描绘的示例性R-125/R-32系统的双成分系统中，不同温度下的蒸气压测量值可以是取样时的压力和温度，在这种情况下，是10℃和10巴下的蒸气压。在更复杂的气体混合物如三元或四元掺混物中，可以根据需要在第三、第四或另外的温度下进行蒸气压测量。如图1中所描绘的，如果决策节点130中询问的结果是不能够确定溶解于液体中的气体化合物的浓度曲线，那么工艺环路返回到方框120，此时以与确定第二温度下的预计蒸气压函数相似的方式确定第三温度下(或取决于这个逻辑环路的迭代次数，是第四或另外的温度)的预计蒸气压函数。重复这个环路，直到决策节点130中询问的结果是能够确定溶解于液体中的气体化合物的浓度曲线。
如果将液体溶液维持在使所有的来自方框110的溶解的气体化合物都保持溶解的条件下(例如，通过使液体维持在具有可忽略的蒸气空间的固定体积的容器中)，那么在方框120中确定的浓度曲线将与方框110中产生的初始浓度曲线相同。尽管不需要使所有的气体化合物保持溶解，但是如此做将极大地简化所涉及的数学模拟，因为不需要说明不同温度和压力条件下在溶液相与蒸气相之间移动的气体化合物的量，从而改变液体中溶解的气体化合物的浓度曲线。能够容易地将产生于方框120、125和决策节点130的逻辑环路的单一浓度曲线转变为由方框110执行的取样产生的液体中溶解的气体化合物的初始浓度，这与决策节点130中确定的浓度曲线相同(在化合物在整个过程中保持溶解的情况下)或者能够容易地计算。
然后，工艺流程移动到方框135，此时计算气态混合物中每一种气体化合物的分蒸气压。分别地通过将产生于方框110的液体中溶解的气体化合物的浓度曲线中的每一种气体化合物的摩尔百分比除以每一种化合物在第一温度下在液体中的溶解度来完成计算。然后，可以通过将每一种化合物的分蒸气压除以总蒸气压来计算气体混合物中每一种化合物的摩尔百分比，总蒸气压是方框110中取样的气体混合的压力(在上文描述的说明性实施例的情况下为10巴)。
现在参考图5，显示用于执行上述方法的气体取样和温度和压力测量的示例性装置505。图5中的装置具有填充有离子液体和/或低蒸气压有机溶剂515的容器510。应该注意，尽管为了说明的目的，图5显示了部分地填充有离子液体和/或低蒸气压有机溶剂515的容器510，但是在某些实施方案中，如以上描述的，容器510被完全填充，留下可忽略的蒸气空间。温度传感器520安置于容器510的底部，并且压力传感器525安置于顶部。样品端口530被配置来与制冷剂循环环路中的相应样品端口连接，而且具有阀门535，所述阀门535可以打开用于取样，并且可以关闭，以便在取样过程中在液体溶液与气体混合物达到平衡之后使两者分离。可在操作期间有选择地打开隔离阀540，并且在其它时间关闭，以便当不使用时在容器510中维持真空。
如图5所描绘的装置也可包括与装置的不同部件如温度传感器520和压力传感器525通讯的控制器(没有显示)。控制器可经配置(也就是，可以包含含有指令的软件)用于执行用于确定气体混合物中的化合物的浓度的上述过程的不同步骤。控制器也可以与部件如阀门535通讯，所述通讯可以是直接的(例如，介于控制器和阀门535的致动器之间的直接通讯)，或者可以是间接的(例如，通过通讯接口如数字显示器与人类装置操作者通讯，指导操作者打开或关闭阀门535)，以便执行步骤如在取样之后使液体与气体混合物分离。
在某些实施方案中，以上文讨论的顺序执行上述方法步骤。然而，在没有不利地影响性能的情况下可以容忍某些顺序上的变化。例如，在确定已鉴定的化合物在第二温度下在溶液中的预计蒸气压函数之前还是之后在所述温度下执行压力测量并不关键。在某些情况下，可以将第二温度预先确定为周围的环境温度。在某些实施方案中，进行蒸气压测量时的第二温度或另外的温度可以由控制器基于某些温度下的溶解度数据的可用性，或基于溶解度数据指示压力读数有可能产生容易与其它温度下的压力测量值结合，以便消除图2显示的多种溶液的类型的结果的温度来确定。
离子液体和低蒸气压有机溶剂对它们自身的蒸气压几乎没有贡献，所以，蒸气压测量值反映由液体中溶解的气体化合物产生的蒸气压并且使得来自转移到进行取样的气体混合物中的液体的蒸气带来污染的可能性降至最低。
离子液体是众所周知的，并且一直是大量研究和探究的对象。离子液体趋向于具有空气和水稳定性。本文描述的实施方案中使用的离子液体的示例性阳离子包括但不限于：咪唑鎓(例如，1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓(“BMI”)、1-己基-3-甲基-咪唑鎓(“HMI”)、吡啶鎓(例如N-甲基吡啶鎓)、四烷基铵、吡咯烷鎓(例如1-丁基-1-甲基-吡咯烷鎓(“BMPyr”)、三烷基锍(例如、三乙基锍)、吡唑鎓、三唑鎓、噻唑鎓、噁唑鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓。本文描述的实施方案中使用的离子液体的示例性阴离子包括但不限于：四氟硼酸根(BF4)、六氟磷酸根(PF6)、三氟甲磺酸根(C F3SO3)、三氟乙酸根、硝酸根、SCN、HSO4、HCO3、CH3SO3、CH3CH2SO4、(CH3(CH2)3O)2POO、(CF3SO2)2N、二氰胺、(CF3CF2SO2)2N、L-(+)-乳酸根、CH3SO4和CH3COO等等。
在某些示例性实施方案中，离子液体具有咪唑鎓阳离子，并且更具体地说，离子液体具有下式：
其中，R和R1独立地选自H、具有1至30个碳原子的未取代的或取代的烷基、或具有6至30个碳原子的未取代的或取代的芳基。Xθ是阴离子基团，如上所述，其与咪唑鎓联合形成离子液体阳离子/阴离子对。
本领域也熟知低蒸气压有机溶剂。在某些示例性实施方案中，低蒸气压有机溶剂具有在25℃下小于0.01mmHg的蒸气压。低蒸气压有机溶剂的实例包括矿物油、多元醇酯油、脂肪醇、脂肪酸和具有至多40个碳原子的烃基油。
虽然仅结合有限数量的实施方案详细描述了本发明，但是应该明白，本发明不限于这些公开的实施方案。而是，可以对本发明进行修改，以包含前文未描述的许多变化、更改、替换或等效配置，但是这些与本发明的精神和范围相称。另外，虽然描述了本发明的多个实施方案，但是应该明白，本发明的方面可以仅包括某些描述的实施方案。因此，本发明不应视为受到以上描述的限制，而是仅受随附权利要求的范围限制。

Claims (18)

1.一种测量气态混合物中已鉴定的目标化合物的浓度的方法,所述气态混合物包含所述目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物，所述方法包括：
(a)使包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂的液体在第一温度和第一压力下暴露于所述气态混合物，直到所述液体和所述气态混合物处于平衡状态，从而形成包含所述离子液体和/或低蒸气压有机溶剂、所述目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物的液体溶液；
(b)使所述液体溶液与所述气态混合物分离；
(c)将所述液体溶液在第二温度下的预计蒸气压函数确定为所述目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的浓度的函数，其中基于所述液体中溶解的所述目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物的总摩尔数，所述化合物中每一种的指定摩尔浓度下的所述液体溶液的所述预计蒸气压等于每一种化合物的蒸气压乘以其指定摩尔百分比的总和；
(d)测量所述第二温度下所述液体溶液的蒸气压；
(e)将所述第二温度下所述液体溶液的测得的蒸气压与所述第二温度下所述液体溶液的预计蒸气压比较，并鉴定其中测得的蒸气压等于预计蒸气压的液体中的所有的已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物的摩尔浓度曲线；
(f)如果所述液体中所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物不止一个摩尔浓度曲线提供在所述第二温度下等于所述测得的蒸气压的预计蒸气压，那么在不同的温度下重复步骤(c)-(e)，直到单一的摩尔浓度曲线提供在所述第二温度和另外的温度中的每一个下匹配所述测得的蒸气压的预计蒸气压；
(g)分别地根据所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种在所述第一温度下在所述液体中的溶解度将产生于步骤(e)的摩尔浓度曲线或产生于步骤(f)的单一的摩尔浓度曲线转变为所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物在产生于步骤(a)的所述液体中的浓度曲线；
(h)通过除所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或更多已鉴定的化合物中每一种的摩尔百分比，计算所述气态混合物中所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的分蒸气压；以及
(i)通过将来自步骤(h)的所述已鉴定的目标化合物的分蒸气压除以来自步骤(h)的所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的所述分蒸气压的总和，计算所述气态混合中所述已鉴定的目标化合物的摩尔百分比。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：通过将来自步骤(g)的所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的所述分蒸气压除以来自步骤(h)的所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的所述分蒸气压的总和，计算所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的摩尔百分比。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中，在具有可忽略的蒸气空间的容器中分离所述液体。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤(c)-(f)的过程中，在将所有的所述溶解的已鉴定的目标化合物和所有的所述溶解的至少一种或多种其它已鉴定的化合物在所述液体中维持溶解的温度和压力条件下，将所述液体维持在具有可忽略的蒸气空间的容器内。
5.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤(c)-(f)的过程中，所述容器的体积维持恒定。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二温度和所述不同的温度中的每一个各自高于所述第一温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体包含离子液体。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述离子液体包含选自由Cl、Br、BF4、PF6、AlCl4、SCN、HSO4、HCO3、CH3SO3、CH3CH2SO4、(CH3(CH2)3O)2POO、(CF3SO2)2N、二氰胺、CF3SO3、(CF3CF2SO2)2N、L-(+)-乳酸根、CH3SO4和CH3COO组成的组的一种或多种阴离子。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述离子液体包含咪唑鎓、吡啶鎓、四烷基铵、吡咯烷鎓、三烷基锍、吡唑鎓、三唑鎓、噻唑鎓、噁唑鎓、哒嗪鎓、嘧啶鎓或吡嗪鎓阳离子。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述离子液体包含一种或多种根据下式的阳离子：
其中
R为H、1至30个碳原子的取代的或未取代的烷基、–CH＝CH2或6至30个碳原子的取代的或未取代的芳基；
R1为H、1至30个碳原子的取代的或未取代的烷基、或6至30个碳原子的取代的或未取代的芳基；并且
X是阴离子。
11.根据权利要求10所述的方法，其中R选自由–(CH2)3CH3、–CH2CH3、–CH3、–CH＝CH2、–CH2CN和–(CH2)3CN组成的组，并且R1选自由H、–CH3、–CH2CN和–(CH2)3CN组成的组。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述液体包含低蒸气压有机溶剂。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述低蒸气压有机溶剂具有在25℃下小于0.01mm Hg的蒸气压。
14.根据权利要求1至11和13中任一项所述的方法，其中所述气态混合物是制冷系统的热传递环路中的制冷剂掺混物。
15.一种用于确定气态混合物中的已鉴定的目标化合物的浓度的装置，所述气态混合物包含所述目标化合物和至少一种或多种其它已鉴定的化合物，所述装置包括
其中具有包含离子液体和/或低蒸气压有机溶剂的液体的容器；
用于测量所述容器内的所述液体的温度的温度传感器；
用于测量所述液体的蒸气压的压力传感器；
与所述容器的内部可中断流体连通的样品端口；以及
控制器，所述控制器被配置来：
(a)当所述样品端口连接所述气态混合物时，打开介于所述样品端口与所述容器之间的流体连通，以使所述容器中的所述液体在第一温度和第一压力下暴露于所述气态混合物，直到所述液体和所述气态混合物处于平衡状态，从而形成包含所述离子液体和/或低蒸气压有机溶剂、所述目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物的液体溶液；
(b)中断介于样品端口和所述容器之间的流体连通，以便使所述液体溶液与所述气态混合物分离；
(c)将所述液体溶液在可以与所述第一温度相同或不同的第二温度下的预计蒸气压函数确定为所述目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的浓度的函数，其中基于所述液体中溶解的所述目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物的总摩尔数，所述化合物中每一种的指定摩尔浓度下的所述液体溶液的所述预计蒸气压等于每一种化合物的蒸气压乘以其指定摩尔百分比的总和；
(d)在所述第二温度下，记录由所述压力传感器感测到的所述液体溶液的测得的蒸气压；
(e)将在所述第二温度下所述液体溶液的测得的蒸气压与在所述第二温度下所述液体溶液的预计蒸气压函数进行比较，并且鉴定其中所述测得的蒸气压等于所述预计蒸气压的所述液体中的所有的所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物的摩尔浓度曲线；
(f)如果所述液体中所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物的不止一个摩尔浓度曲线提供在所述第二温度下等于所述测得的蒸气压的预计蒸气压，那么在不同的温度下重复步骤(c)-(e)，直到单一的摩尔浓度曲线提供在所述第二温度和另外的温度中的每一个下匹配所述测得的蒸气压的预计蒸气压；
(g)分别地根据所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种在所述第一温度下在液体中的溶解度将产生于步骤(e)的摩尔浓度曲线或产生于步骤(f)的单一的摩尔浓度曲线转变为所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物在产生于步骤(a)的液体中的浓度曲线；
(h)通过除所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种已鉴定的化合物中每一种的摩尔百分比，计算所述气态混合物中所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的分蒸气压；以及
(i)通过将来自步骤(h)的所述已鉴定的目标化合物的所述分蒸气压除以来自步骤(h)的所述已鉴定的目标化合物和所述至少一种或多种其它已鉴定的化合物中每一种的所述分蒸气压的总和，计算所述气态混合中所述已鉴定的目标化合物的摩尔百分比。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述液体填充所述容器，留下可忽略的蒸气空间。
17.根据权利要求15所述的装置，其中所述液体包含离子液体。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其中所述液体包含低蒸气压有机溶剂。
CN201380055802.6A 2012-10-25 2013-08-23 测量气体混合物的浓度的方法 Expired - Fee Related CN104755904B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261718446P 2012-10-25 2012-10-25
US61/718446 2012-10-25
PCT/US2013/056449 WO2014065937A1 (en) 2012-10-25 2013-08-23 Method of measuring concentrations of gas mixtures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104755904A CN104755904A (zh) 2015-07-01
CN104755904B true CN104755904B (zh) 2017-11-24

Family

ID=49117975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380055802.6A Expired - Fee Related CN104755904B (zh) 2012-10-25 2013-08-23 测量气体混合物的浓度的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9574982B2 (zh)
EP (1) EP2912431B1 (zh)
CN (1) CN104755904B (zh)
ES (1) ES2805789T3 (zh)
WO (1) WO2014065937A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7377884B2 (ja) * 2019-04-03 2023-11-10 マイクロ モーション インコーポレイテッド 多成分流体中の成分の濃度を決定するための蒸気圧の使用
CN113188713B (zh) * 2021-04-28 2022-12-27 南通大学 一种纯液体饱和蒸气压测定实验装置及测定方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3264862A (en) * 1963-09-25 1966-08-09 Du Pont Process and device for analyzing binary fluid mixtures
US3535915A (en) * 1967-09-25 1970-10-27 Du Pont Method of analyzing binary fluid mixtures and device therefor
US3843489A (en) 1973-05-01 1974-10-22 Westinghouse Electric Corp Method of determining surface area and meter therefor
US4901559A (en) * 1986-07-18 1990-02-20 Werner Grabner Method and arrangement for measuring the vapor pressure of liquids
US5022259A (en) 1990-04-20 1991-06-11 Lee William L Automated vapor pressure analyzer
US5158747A (en) 1991-04-26 1992-10-27 Spx Corporation Apparatus for identifying and distinguishing different refrigerants
US5237873A (en) 1991-09-18 1993-08-24 Dennis Eichenlaub Method of determining type of refrigerant
US5186012A (en) 1991-09-24 1993-02-16 Institute Of Gas Technology Refrigerant composition control system for use in heat pumps using non-azeotropic refrigerant mixtures
JP3211405B2 (ja) 1992-10-01 2001-09-25 株式会社日立製作所 冷媒組成検出装置
US5295360A (en) 1993-04-12 1994-03-22 Spx Corporation Apparatus for identifying and distinguishing different refrigerants
US5392639A (en) * 1993-06-17 1995-02-28 Spx Corporation Apparatus and method for identifying and distinguishing different refrigerants
US5698750A (en) 1994-03-07 1997-12-16 Commodore Laboratories, Inc. Methods for purifying and recovering contaminated refrigerants with aqueous solutions of bases
CN1135341C (zh) 1994-05-30 2004-01-21 三菱电机株式会社 制冷循环系统
US6138497A (en) 1994-10-17 2000-10-31 The Coca-Cola Company Method and apparatus for simultaneously measuring CO2, O2 and N2 dissolved in liquid
US6076392A (en) * 1997-08-18 2000-06-20 Metasensors, Inc. Method and apparatus for real time gas analysis
JP3185722B2 (ja) 1997-08-20 2001-07-11 三菱電機株式会社 冷凍空調装置および冷凍空調装置の冷媒組成を求める方法
US6458249B2 (en) 1997-11-10 2002-10-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for purifying perfluorinated products
US6079217A (en) 1998-08-03 2000-06-27 York International Corporation Method and system for the determination of a ternary refrigerant mixture composition
US6035648A (en) 1998-08-03 2000-03-14 York International Corporation Method of charging and recharging a refrigeration system containing a ternary refrigerant
US20020040587A1 (en) 2000-06-28 2002-04-11 Kavin Flynn Liquid chiller evaporator
GB2370649B (en) * 2000-11-09 2003-06-25 Toppan Printing Co Ltd Measurement of rate of transmission of a vapour through a sample
MXPA03007633A (es) * 2001-03-20 2003-12-04 Basf Ag Liquidos ionicos como aditivos selectivos para la separacion de mezclas azeotropicas o de punto de ebullicion constante.
JP3655569B2 (ja) * 2001-09-06 2005-06-02 大陽日酸株式会社 ガス成分濃度測定方法及び装置
AR058054A1 (es) 2005-09-22 2008-01-23 Du Pont Utilizacion de liquidos ionicos para la separacion de hidrofluorocarburos
US7708903B2 (en) 2005-11-01 2010-05-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising fluoroolefins and uses thereof
US7964760B2 (en) 2007-05-25 2011-06-21 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for the separation of fluorocarbons using ionic liquids
EP2087930A1 (de) 2008-02-05 2009-08-12 Evonik Degussa GmbH Verfahren zur Absorption eines flüchtigen Stoffes in einem flüssigen Absorptionsmittel
CN101581650B (zh) 2009-06-01 2011-08-31 中国铝业股份有限公司 一种铝酸钠浆液中有机碳含量的测定方法
KR101330074B1 (ko) * 2010-10-04 2013-11-18 코오롱인더스트리 주식회사 이온성 액체, 이의 제조 방법 및 이를 이용하여 아세틸렌계 화합물을 제거하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP2912431A1 (en) 2015-09-02
US9574982B2 (en) 2017-02-21
EP2912431B1 (en) 2020-04-22
WO2014065937A1 (en) 2014-05-01
US20150293002A1 (en) 2015-10-15
CN104755904A (zh) 2015-07-01
ES2805789T3 (es) 2021-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Naghibi et al. Heat of solution of methane in water from 0 to 50. degree. C
Lemoine et al. Partial vapor pressure of CO2 and H2S over aqueous methyldiethanolamine solutions
Gans et al. Simultaneous calculation of equilibrium constants and standard formation enthalpies from calorimetric data for systems with multiple equilibria in solution
Clarke et al. Evaluation of the thermodynamic functions for aqueous sodium chloride from equilibrium and calorimetric measurements below 154 C
Hu et al. The molecular characteristics dominating the solubility of gases in ionic liquids
Oster et al. Further development of the predictive models for physical properties of pure ionic liquids: Thermal conductivity and heat capacity
Gibson et al. Complexation Equilibria Involving Salts in Non‐Aqueous Solvents: Ion Pairing and Activity Considerations
JP6008948B2 (ja) 石油流体中の塩分含量の測定のための方法、溶媒配合、および装置
Sessa et al. On the coordination of Zn 2+ ion in Tf 2 N− based ionic liquids: structural and dynamic properties depending on the nature of the organic cation
Řehák et al. Determination of mutual solubilities of ionic liquids and water
Shekaari et al. Thermophysical properties of ionic liquid, 1-hexyl-3-methylimidazolum bromide+ NN′ bis (2-pyridylmethylidene)-1, 2-diiminoethane (BPIE) Schiff base+ N, N-dimethylformamide solutions
Qi et al. Application of Prigogine–Flory–Patterson theory to excess molar volume of mixtures of 1-butyl-3-methylimidazolium ionic liquids with N-methyl-2-pyrrolidinone
CN104755904B (zh) 测量气体混合物的浓度的方法
Tang et al. Equilibrium solubility of pure and mixed 3, 5-dinitrobenzoic acid and 3-nitrobenzoic acid in supercritical carbon dioxide
Knorr et al. Reactivity of Ionic Liquids: Studies on Thermal Decomposition Behavior of 1-Butyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborate
Canales et al. Liquid‐liquid phase split in ionic liquid+ toluene mixtures induced by CO2
Brahma et al. Effect of alkyl chain length and temperature on volumetric, acoustic and apparent molar properties of pyrrolidinium based ionic liquids in acetonitrile
Pires et al. Solubility of salicylic acid in water+ salt (NaCl, KCl, NaBr, Na2SO4 and K2SO4) at 293.5–313.3 K
Triolo et al. Structural features of selected protic ionic liquids based on a super-strong base
Pavlíček et al. Vapour-liquid equilibria in water+ poly (ethylene glycol) systems: New experiments and cumulative thermodynamic processing of all data
Veroutis et al. Solvation and Ion‐Pairing Effects of Choline Acetate Electrolyte in Protic and Aprotic Solvents Studied by NMR Titrations
CN110361338A (zh) 一种油田用水硅酸盐防垢剂的评价方法
Bhownath The use of n-dodecane as a solvent in the extraction of light alcohols from water.
CN104777183A (zh) 卫星电推进系统氙气充装热力学特性数值模拟方法
Qin et al. Measurements of isothermal vapor-liquid equilibrium for 2, 3, 3, 3-tetrafluoroprop-1-ene+ 1, 1, 1, 2-tetrafluoroethane+ propane system at temperatures from 283.15 to 323.15 K

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171124

Termination date: 20210823