廣東化工2010年第1期www.gdchem.com第37卷總第201期乙醇-水體系汽液平衡數(shù)據(jù)的測(cè)定與關(guān)聯(lián)汪煥林,曹紅翠(青海大學(xué)化工學(xué)院,青海西寧810016)「摘要]用鼓泡平衡釜測(cè)定了乙醇水系統(tǒng)在常壓下的汽液平衡數(shù)據(jù),用wlso方程關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算值和測(cè)定值能較好的符合并得到了乙醇一水的模型參數(shù),汽相組成平均偏差為0.146(摩爾分?jǐn)?shù))。此外,還討論了加入萃取劑對(duì)乙醇水系統(tǒng)汽液平衡的影響[關(guān)鍵詞汽液平衡;乙醇;水;Wlon方程;鼓泡平衡能[中圖分類號(hào))065[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A[文章編號(hào)]1007-1865(201001012002Vapour Liquid Equilibrium of Ethanol-Water SystemWang Huanlin, Cao HongcunChemical Engineering College of Qinghai University, XI'ning 810016, China)Abstract: The vle data of ethanol-water system were measured by using a bubble-equilibrium, still The data were correlated by Wilson equation. The resultsshowed that the calculated values were well Consistent With experimental data and the parameters of binary system ethanol-water were acquired. The mean deviationof vapor compositions was 0. 146(mol). Furthermore, the influence of solvent with extraction ofVLE systems was discussed.Keywords: vapor-liquid equilibrium; ethanol; cyclohexane; Wilson equation; bubble-equilibrium Still流體相平衡數(shù)據(jù)是化工過程中重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在熱力學(xué)廠生產(chǎn),質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度)≥997%,試劑為分析純并經(jīng)色譜檢方面,新的熱力學(xué)模型的開發(fā),各種熱力學(xué)模型的比較篩選查無(wú)雜峰特別是在分析和解決傳質(zhì)分離設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作、控制過程中,12乙醇一水體系汽液平衡相圖的繪制開發(fā)新的傳質(zhì)分離過程,往往離不開平衡數(shù)據(jù)的測(cè)定,關(guān)聯(lián)和實(shí)驗(yàn)采用鼓泡平衡釜,沸點(diǎn)用熱電偶測(cè)溫儀,其精度為推算2。乙醇一水體系是一種完全互溶的正偏差非理想溶液01℃。加入所要測(cè)定的溶液,打開冷凝水,接通電源,用調(diào)體系,它具有最低恒沸點(diǎn)是化工生產(chǎn)中常見的均相互溶體系,壓變壓器調(diào)節(jié)電壓,將液體緩緩加熱,當(dāng)液體沸騰后,在持續(xù)具有典型代表意義文章用鼓泡平衡釜測(cè)定常壓下乙醇水一段時(shí)間,直到溫度穩(wěn)定為止。記錄讀數(shù)。切斷電源停止加熱,體系的汽液平衡數(shù)據(jù)由測(cè)得的二元體系參數(shù)可以預(yù)測(cè)多元體分別收集氣相冷凝樣品與液相樣品,迅速轉(zhuǎn)移到阿貝折射儀上系參數(shù),供蒸餾脫除醇類中的水設(shè)計(jì)計(jì)算做參考。進(jìn)行測(cè)定,將得到的氣相和液相樣品的折光率數(shù)據(jù),從折光率1實(shí)驗(yàn)部分對(duì)組成的工作曲線圖中查得相應(yīng)的組成,將由工作曲線查得的1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑溶液組成及沸點(diǎn)溫度的數(shù)據(jù),繪制出乙醇水系統(tǒng)的汽液平衡鼓泡平衡釜為天津大學(xué)生產(chǎn)阿貝折射儀為上海精密科學(xué)相圖。實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)分別如表1所示,繪制乙醇水體系的汽儀器有限公司物理光學(xué)儀器廠生產(chǎn),無(wú)水乙醇為天津紅巖試劑液平衡相圖如圖1所示。表1乙醇一水體系汽液平衡數(shù)據(jù)Tab 1 vle data of ethanol-water序號(hào)℃液相中摩爾分率x汽相中摩爾分率〗」『序號(hào)℃相中嚀爾分率x汽相中摩爾分率∑295.519017.001082739656122l!8l.8488.743.756599813686.116.6150891479.767.6375851579455802實(shí)驗(yàn)結(jié)果y2=2305621 Wilson方程計(jì)算常壓二元體系氣液平衡從文獻(xiàn)查得乙醇和水的 Antoine常數(shù)(見表2)數(shù)利用 Antoine方程計(jì)算在78l5℃時(shí)乙醇和水的飽和蒸氣中國(guó)煤化工 Antoine壓計(jì)算值為CNMHGP1=10058×105P2,P2=0.4393×10°Pa226.84常壓下汽相混合物服從理想氣體定律,則y-1.00748071311730630233426稿日期]200910-16[作者簡(jiǎn)介汪煥林(1966),男,青海中人,實(shí)驗(yàn)師,主要從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究工2010年第1期廣東化工第37卷總第201期www.gdchem.com121對(duì)于二元溶液 Wilson方程的表達(dá)式為表4乙醇水ⅥLE實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值的比較Inn=-In( +An,)+x, (-A12-AzTab 4 Comparison between experimental and calculated data forx+∧12x2A2x1+x21=一巧+An4)-(An一A實(shí)驗(yàn)值計(jì)算值殘差實(shí)驗(yàn)值計(jì)算值殘差000000001000其中y"=1.0074、y2=23056、x1=0.8943、x2=01057,計(jì)算00190.170955后得到參數(shù)行8909041400970.4380.51300.12404708730.1660.5090606-0.1086.16026153920397061279405190.6598171.58657306840.8190.138106760.7590.8100.0579.7810130.8888078.1578.15000.1020405060708091.0圖1乙醇-水體系常壓汽液平衡相圖平均偏差=Σ(10-計(jì)算值/實(shí)驗(yàn)從上述結(jié)果看計(jì)算值和實(shí)測(cè)值吻合基本良好Fig1 Phase diagram of atmospheric ethanol-water3加入萃取劑對(duì)乙醇-水系統(tǒng)汽液平衡的影響表3 Wilson狀態(tài)方程參數(shù)萃取劑(鹽或溶劑)可以用來分離相對(duì)揮發(fā)度很小或有共ameter of wilso沸物的體系。在溶液中加入少量的萃取劑就可以破壞恒沸物的a組成,并使組分的相對(duì)揮發(fā)度提高好幾倍。對(duì)于乙醇水體系加入不同濃度鹽,它使體系的相對(duì)拌發(fā)度升高,且隨鹽濃度的乙醉(1).0000增加而增加4實(shí)驗(yàn)結(jié)論22 Wilson方程模型推算的汽液平衡數(shù)據(jù)(1)測(cè)定了乙醇水二元體系常壓汽液平衡數(shù)據(jù)并進(jìn)行了關(guān)用 Wilson方程計(jì)算常壓下汽液平衡的程序框圖如下聯(lián)(2)用 Wilson方程進(jìn)行計(jì)算計(jì)算值和實(shí)測(cè)值吻合基本良好(3)萃取劑(鹽或溶劑)對(duì)于乙醇水體系的相對(duì)揮發(fā)度有較明顯的影響。計(jì)算 Wilson:參數(shù)an,a參考文獻(xiàn)計(jì)算各活度系數(shù)[]朱自強(qiáng),徐汛化工熱力學(xué)M第2版,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,191飽和蒸汽壓P[2]陳鐘秀,顧飛燕化工熱力學(xué)M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1993調(diào)整溫度T[3]雷志剛,周榮琪,溶劑加鹽對(duì)醇水汽液平衡的影響[門精細(xì)化工,200PP,'xin+Pixin17(5):307-309[4]陳維苗,張雅明醇一水一氯化鋰體系汽液平衡[門南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2002,24(2):7073P-P