Abstract The binary interaction parameters of the nonrandom two liquid (NRTL) thermodynamic model are predicted for several organic mixtures using molecular simulations. Based on the theoretical framework of the two-fluid theory, the binary interaction parameters are expressed in terms of the interaction energies, size of the molecules, and size of the local molecular domains; these quantities are calculated from molecular simulations. We show that our technique is robust in terms of its predictions involving organic mixtures with compatible chemical characteristics while we propose possible modifications in the case of mixtures involving incompatible chemical components or significant size disparity, where there is a notable difference between the interaction parameters calculated from simulations and those obtained from experimental data regression. We further demonstrate that the binary interaction parameters calculated from data regression are not unique and that molecular simulations can guide the parameter selection process by identifying physically relevant binary interaction parameters. Requiring only the local molecular structure information from molecular simulations, the method offers fast and reliable prediction of phase equilibrium properties, especially in cases where limited experimental data are available.

中文翻译：

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有机混合物热力学性质的预测：分子模拟与经典热力学相结合

摘要 使用分子模拟预测了几种有机混合物的非随机二液体 (NRTL) 热力学模型的二元相互作用参数。基于二流体理论的理论框架，二元相互作用参数用相互作用能、分子大小、局部分子域大小表示；这些量是通过分子模拟计算得出的。我们表明，我们的技术在涉及具有相容化学特性的有机混合物的预测方面是稳健的，而我们在涉及不相容化学成分或显着尺寸差异的混合物的情况下提出了可能的修改，其中从模拟计算的交互参数与从实验数据回归获得的交互参数之间存在显着差异。我们进一步证明从数据回归计算的二元相互作用参数不是唯一的，分子模拟可以通过识别物理相关的二元相互作用参数来指导参数选择过程。该方法仅需要来自分子模拟的局部分子结构信息，即可快速可靠地预测相平衡特性，尤其是在实验数据有限的情况下。我们进一步证明从数据回归计算的二元相互作用参数不是唯一的，分子模拟可以通过识别物理相关的二元相互作用参数来指导参数选择过程。该方法仅需要来自分子模拟的局部分子结构信息，即可快速可靠地预测相平衡特性，尤其是在实验数据有限的情况下。我们进一步证明从数据回归计算的二元相互作用参数不是唯一的，分子模拟可以通过识别物理相关的二元相互作用参数来指导参数选择过程。该方法仅需要来自分子模拟的局部分子结构信息，即可快速可靠地预测相平衡特性，尤其是在实验数据有限的情况下。