2-乙氧基乙醇-水-癸烷的液液平衡

第23卷第1期暨南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版Ⅴol.23No.l002年2月Journal of Jinan Universit Natural ScienceFeb.20022-乙氧基乙醇一水一癸烷的液液平衡陳瑤1,李任強2,田村和弘(暨南大學(xué)1.化學(xué)系;2.生物工程學(xué)系廣東廣州5106323.金澤大學(xué)工學(xué)部物質(zhì)化學(xué)工學(xué)科,日本金澤小立野2-40-209208667)[摘要]目的考察2-乙氧基乙醇、癸烷以及水的混合液的三元體系的相行為找出適合的溶液模型準確地推算2-乙氧基乙醇、癸烷和水的混合液熱力學(xué)的性質(zhì)為石油化學(xué)工業(yè)分離操作分離過(guò)程設計提供有價(jià)值的參考.方法通過(guò)測定可作界面活性劑的2-乙氧基乙醇、癸烷和水的液液相平衡數據并將實(shí)驗數據和溶液模型的計算結果進(jìn)行比較.結果測定在298K時(shí)2-乙氧基乙醇、癸烷和水的三相平衡并用 extended UNIQUAC模型推算其相平衡實(shí)驗結果和計算結果相當吻合,結論 xtended UNIQUAC模型成功地描述了2-乙氧基乙醇、癸烷和水的液液三相平衡[關(guān)鍵詞] extended UNIQUAC模型;界面活性劑;液液平衡[中圖分類(lèi)號]0645.16[文獻標識碼]A[文章編號]1000-996(2002)1-079-04隨著(zhù)科技的進(jìn)步能源的大量需求能源供給已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn).石油是目前最重要的能源除了液體石油外油砂和油巖也能作為石油資源.其中油巖是由干餾后能生成石油的高分子化合物堆積而成.由于其分散存在于砂巖層中只能通過(guò)物理的方法開(kāi)采其中可利用乳化的方式來(lái)提取乳化為互不相溶的二相溶液.為了了解乳化的原理及其體系的變化動(dòng)態(tài)本研究用同時(shí)具有親水和疏水基、在水溶液中可能形成結晶或膠粒、可以形成乳化液的界面活性劑2-乙氧基乙醇來(lái)進(jìn)行乳化實(shí)驗目的在于考察水、油及2-乙氧基乙醇用作模擬油巖乳化時(shí)各組分在體系中的存在狀況及各組分的平衡關(guān)系,并且用溶液模型—— extended UNIOUAd1模型的計算結果與實(shí)驗結果進(jìn)行了比較1實(shí)驗1.1實(shí)驗材料表1各組分在298K時(shí)的密度kg/m3癸烷、2-乙氧基乙醇以及水均由日本和光純藥組分實(shí)驗值文獻值工業(yè)株式會(huì )社提供經(jīng)色譜分析純度分別為72.6%,水92.5%和99.7%并且將測得值與文獻值2進(jìn)行比較癸烷726.35,甘醇925.22925.20見(jiàn)表1中國煤化工CNMHG[收稿日期]2001-09-06作者簡(jiǎn)介]陳瑤1%63~)女講師工學(xué)博士研究方向迻多組分溶液相平衡暨南大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版)2002年12實(shí)驗裝置及測定方法3組分的液液平衡是在溫度為(298.15±001)壓力為常壓下進(jìn)行,實(shí)驗裝置見(jiàn)圖1平衡玻璃瓶被放置在二次恒溫水槽中瓶?jì)妊b有50mL的3組分的混合液瓶頸部用干燥的氮氣密封以防止潮濕.混合液被均勻地攪拌5h靜置5h以確保達到良好的相分離然后分別從各相中取樣通過(guò)氣相色譜議測定樣品成分.詳細描述參見(jiàn)文獻3]2結果與分析液液平衡的實(shí)驗結果見(jiàn)表2實(shí)驗數據描U:上相;S1S2:微量注射器繪在圖2.圖中所示分為3個(gè)區(相)I相為完L:下相;R:記錄儀全混合互溶1相區、Ⅱ相為液液2相區,Ⅲ相W1,W2:恒溫水浴槽;C1,C2:熱控制儀M.S:磁力攪拌器;D:平底玻璃瓶為乳化層3相區圖1液液平衡的實(shí)驗裝置圖表2在溫度298K時(shí)2-乙氧基乙醭1癸烷2廂水3)元體系的質(zhì)量摩爾分數上相中相下相0.00080.99890.00030.16010.04810.79180.04210.00230.95560.00120.99790.00090.20670.00000.79330.00540.99300.00160.29040.00350.70602360.97600.00040.74740.00710.24550.02720.97190.00080.78180.01050.20770.93960.00230.85360.04440.10210.12410.87370.00220.82440.13460.0410含有二元參數的 extended UNIQUAC模型被用于推算實(shí)驗結果.完全混溶的二元組分的相互作用參數是通過(guò)回歸二組分氣液平衡實(shí)驗數據并且考慮氣相非理想性而加以修正后所得純組分的蒸氣壓是由 Antoine方程計算所得.修正的 Rackett程4用于計算純液體的摩爾體積.第二vil系數通過(guò) Hayden-0ome51來(lái)估計.純組分分子的體積和面積參數r和q均取于 Prausnitz etal6].在 extended UNAQUAC模型中,水、癸烷和2-乙氧基乙醇的q'分別為0.961.43和0.92.部分互溶的二元組分的相互中國煤化工方12解得(f;y=(fx:y=(fx; yCNMHGx}=∑x=∑x(1、1、m指三相)第1期陳瑤等:2-乙氧基乙醇一水一癸烷的液液平衡表3給出了 extended UNAQUAC模型的二2-乙氧基乙醉元相互作用參數這些相互作用參數是通過(guò)把extended UNAQUAC模型作用于實(shí)驗的三元液0.2液平衡數據而獲得參數的詳細計算方法參見(jiàn)文獻8]這些相互作用參數用于推算三組分的液液三相平衡6表3 extended UNAQUAC模型的回歸結果體系2-乙氧基乙醇+癸烷454.77899.232-乙氧基乙醇+水800.56癸烷+水2522.202599.00水質(zhì)量摩爾分數吳烷圖2給出了實(shí)驗結果與 extended UNAUAC模型的計算結果的比較從圖中可看圖2三元組分2-乙氧基乙醇、癸烷和水的相圖岀 extended UNIQUAC模型的推算結果和實(shí)驗結果是很一致的.從而也說(shuō)明了實(shí)驗結果的準確度高.水、油、界面溶化劑的溶解度和相分離現象對石油開(kāi)采提供了基礎數據,為工業(yè)分離提取裝置的設計提供了有價(jià)值的參考[參考文獻]1] NAGATA I. Modified of the extended UNIQUAC model for correlating quaternary liquid- liquid equilibria data[ J]Fluid Phase Equilibria, 1990, 54: 191-206[2 RIDDICK J A, BUNGER W B, SAKANO T K. Organic Solvents[ M ] 4nd ed, New York: Wiley Interscience1986[3] CHEN Y, TAMURA K, YAMADA T. Quaternary( liquid liquid )equilibria for water ethanol + tolueneI I-dimethylethyl methyl ether or 1 ,1-dimethylpropyl methyl ether )at the temperature 298. 15 K[J ]. JChem2000,32:1597-1605[ 4] SPENCER C F, DANNER R P. Improved equation for prediction of saturated liquid density[ J ] J Chem Eng Data1972,17:236-241[5] HAYDEN JG, O CONNELL J P. A generalized method for predictid virial coefficient[J]. Ind Eng ChemProcess Des dey,1975,14:209-216.[6] PRAUSNITZ J M, ANDERSON T F, GRENS E A, et al. Computer Calculations Formulticomponent Vapor- Liquidand Liquid- Liquid Equilibria[ M ]. Prentice-Hall Englewood Cliffs, NJ, 1980[7] TAMURA K, CHEN Y, TADA K, et al. Representation of Multicomponent liquid- liquid equilibria for aqueous andorganic solutions using a modified UNIQUAC model[ J中國煤化工3-48[8] TAMURA K, CHEN Y, TADA K, et al. LiquidHCNMHGof water ethanol, and 22 A-trimethylpentane with fuel additives[ J]. Fluid Phase幾,I/I,11,-126暨南大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版)2002年Liquid - liquid equilibria for mixtures of waterdecane and 2-ethoxyethanolCHEN Yao, LI Ren-giang, Kazihiro Tamura(I. Dept, of Chemistry Jinan University, Guangzhou 510632,China2. Dept. of Biotechnology Jinan University, Guangzhou 510632, ChinaDept. of Chemistry and Chemical Engineering, Kanazawa University 2-40-20 Kanazawa, Ishikawa 920-8667, JapanAbstract Aim: Using an extended UNIQUAC model to study the phase behaviors and predict thethermodynamic characteristics of the liquid- liquid equilibria( LLE )for ternary mixtures of 2ethoxyethanol water and decane. Methods: by the studies of the lle of 2- ethoxyethanol, water anddecane the phase behaviors were better understood. Experimental results were compared with those ofextended UNIQUAC model. Experimental data of ternary LLE for the mixtures of 2-ethoxyethanol,waterand decane were studied at 298 15K. Extended UNIQUAC model was empolyed to predict the lle dataResults: Experimental results are in agreement with the calculated results. Conclusion LLE data for theternary system 2-ethoxyethanol water and decane were successfully predicted with the extended UNIQUAC model. These experimental results are very useful for separation and extraction process designKey words extended UNIQUAC model surfactant; ternary liquid -liquid equilibria中國煤化工CNMHG