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为解决肉豆蔻酸（MA）与异丙醇（IPA）酯化生产肉豆蔻酸异丙酯（IMA）中因缺乏实验模型导致的相平衡预测不确定性问题，研究人员开展该四元体系相平衡实验，拟合 NRTL 模型参数，获两组参数集，为工艺设计提供依据。
在化妆品、医药等领域广泛应用的肉豆蔻酸异丙酯（IMA），其生产依赖肉豆蔻酸（MA）与异丙醇（IPA）的酯化反应。然而，该过程受化学平衡限制，且现有工艺强化方法多基于理论预测的相平衡模型，存在显著不确定性，缺乏实验数据支撑成为制约高效反应 - 分离工艺设计的关键瓶颈。为突破这一困境，来自国外的研究人员针对 IMA 生产体系（IPA + 水 + IMA+MA）展开了系统的相平衡实验研究，相关成果发表在《Fluid Phase Equilibria》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）表征纯物质热性质；在 55-80°C 范围内进行二元体系 IMA+IPA、MA+IPA 的等温汽液平衡（VLE）实验，并利用 Wisniak 测试评估热力学一致性；测定 60-80°C 下三元体系 IPA + 水 + IMA、IPA + 水 + MA、水 + IMA+MA 的液液平衡（LLE）数据；获取 8-50°C 间 IMA+MA 混合物的固液平衡（SLE）数据；基于上述实验数据优化拟合 NRTL 模型的二元交互参数，并通过帕累托前沿分析解决 VLE 与 LLE 数据的冲突需求。
热性质表征结果
通过 DSC 分析发现，MA 的熔融焓为 206.79 J/g（47.02 kJ/mol），虽略高于低升温速率下的文献值，但验证了其热稳定性特征。同时，热重分析（TGA）显示，MA 和 IMA 在达到沸腾温度前均会发生热降解，为工艺温度窗口的选择提供了关键依据。
NRTL 参数估计结果
研究将体系划分为三个子系统进行 NRTL 参数估计。在参数优化过程中，发现 IPA + 水 + IMA 子系统中 VLE 与 LLE 偏差最小化函数存在冲突，这与高非理想体系中 NRTL 模型的常见现象一致。通过帕累托前沿分析，最终获得两组参数集：一组侧重 VLE 描述，另一组更精准表征 LLE。结合文献中 IPA + 水体系的数据，该研究成功确定了四元体系中六对二元交互作用的 NRTL 参数。
结论与讨论
本研究通过全面的实验工作，首次系统表征了 IMA 生产体系的汽液、液液及固液平衡行为，填补了实验数据空白。所建立的 NRTL 模型及优化参数集，为反应精馏（RD）、萃取精馏等强化工艺的概念设计与模拟提供了可靠的热力学基础，尤其有助于预测塔板上的液体分相行为及评估分离器在工艺中的应用效果。两组参数的提出兼顾了不同工艺阶段对相平衡预测的侧重需求，显著降低了传统工艺设计中因模型不确定性导致的风险，为高效、低能耗的 IMA 生产工艺开发开辟了新路径，对推动生物基酯类化合物的绿色合成技术发展具有重要意义。
