乙醇-水體系汽液平衡數據的測定與關(guān)聯(lián)

廣東化工2010年第l期120www.gdchem.com第37卷總第201期乙醇-水體系汽液平衡數據的測定與關(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定了乙醇水系統在常壓下的汽液平衡數據,用 Wilson方程關(guān)聯(lián)實(shí)驗數據,實(shí)驗數據計算值和測定值能較好的符合并得到了乙醇一水的模型參數,汽相組成平均偏差為0146(摩爾分數)。此外,還討論了加入蘋(píng)取劑對乙醇水系統汽液平衡的影響[關(guān)鍵詞汽液平衡;乙醇;水;wson方程;鼓泡平衡釜[中圖分類(lèi)號1065[文獻標識碼A[文章編號】]1007-1865(2010)014012002Vapour 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 resultsowed 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 of ethanol-water VLE systems was discussedKeywords: vapor-liquid equilibrium; ethanol; cyclohexane; Wilson equation; bubble-equilibrium Still流體相平衡數據是化工過(guò)程中重要的基礎數據在熱力學(xué)廠(chǎng)生產(chǎn),質(zhì)量分數純度)≥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(kāi)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)分離設備的設計操作、控制過(guò)程中,12乙醇一水體系汽液平衡相圖的繪制開(kāi)發(fā)新的傳質(zhì)分離過(guò)程,往往離不開(kāi)平衡數據的測定,關(guān)聯(lián)實(shí)驗采用鼓泡平衡釜,沸點(diǎn)用熱電偶測溫儀,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℃。加入所要測定的溶液,打開(kāi)冷凝水,接通電源,用調體系,它具有最低恒沸點(diǎn)是化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的均相互溶體系,壓變壓器調節電壓,將液體緩緩加熱,當液體沸后,在持續具有典型代表意義。文章用鼓泡平衡釜測定常壓下乙醇水一段時(shí)間,直到溫度穩定為止。記錄讀數。切斷電源停止加熱體系的汽液平衡數據,由測得的二元體系參數可以預測多元體分別收集氣相冷凝樣品與液相樣品,迅速轉移到阿貝折射儀上系參數,供蒸餾脫除醇類(lèi)中的水設計計算做參考。進(jìn)行測定,將得到的氣相和液相樣品的折光率數據,從折光率1實(shí)驗部分對組成的工作曲線(xiàn)圖中查得相應的組成,將由工作曲線(xiàn)查得的1.1實(shí)驗儀器與試劑溶液組成及沸點(diǎn)溫度的數據,繪制出乙醇水系統的汽液平衡鼓泡平衡釜為大津大學(xué)生產(chǎn),阿貝折射儀為上海精密科學(xué)相圖。實(shí)驗所測數據分別如表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(chǎng)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據Tab 1 vle data of ethanol-water序號℃液相中摩爾分率x汽相中摩爾分率」『序號℃蕙相中嚀爾分率x汽相中摩爾分率∑5826295.517.001082739612238903891l18l865.6443.751281.75l896599686.150891479.767637585785.72354451579474.7226088942實(shí)驗結果y2=230521 Wilson方程計算常壓二元體系氣液平衡從文獻查得乙醇和水的 antoine常數(見(jiàn)表2)。表2 Antoine常數利用 Antoine方程計算在78l5℃時(shí)乙醇和水的飽和蒸氣Tab.2 The constant of antoine壓計算值為:P=1.0058×105P,P2=04393×105P乙醇8.1122常壓下汽相混合物服從理想氣體定律,則y1-1.00748071311730630233426[收稿日期]200910-162010年第1期廣東化工第37卷總第201期www.gdchem.com121對于二元溶液Wion方程的表達式為表4乙醇-水ⅥE實(shí)驗值與計算值的比較Tab 4 Comparison between experimental and calculated data forln(x1+A12x2)+x2(x1+A2x2A21x1+x2m=-mx2+Anx)6(、MAn)xˉ實(shí)驗值計算值殘差實(shí)驗值計算值殘差其中y1=1.0074、y2=23056、x1=0.8943、x20.1057,計算0019.1700.2955后得到參數行°038904580078900.0970.51300.12404700.1660.5090.6060.1086.1054568538740.32705830.718-0.140.397060.7480.148405190.6590.7990.148184.50.5730.68483.825820.7470.782816089495000678.150010000008100a10203040.506070平均偏差平均偏差=(1.0-計算值實(shí)驗值yn圖1乙醇-水體系常壓汽液平衡相圖從上述結果看計算值和實(shí)測值吻合基本良好ig. 1 Phase diagram of atmospheric ethanol-water3加入萃取劑對乙醇-水系統汽液平衡的影響表3 Wilson狀態(tài)方程參數萃取劑(鹽或溶劑)可以用來(lái)分離相對揮發(fā)度很小或有共Tab. 3 The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組成,并使組分的相對揮發(fā)度提高好幾倍。對于乙醇水體系乙醇(山)水(2)加入不同濃度鹽,它使體系的相對揮發(fā)度升高,且隨鹽濃度的乙醉(1)1000008995增加而增加4實(shí)驗結論22 Wilson方程模型推算的汽液平衡數據(1)測定了乙醇水二元體系常壓汽液平衡數據并進(jìn)行了關(guān)用 Wilson方程計算常壓下汽液平衡的程序框圖如下(2)用 Wilson方程進(jìn)行計算計算值和實(shí)測值吻合基本良(3)萃取劑(鹽或溶劑)對于乙醇水體系的相對揮發(fā)度有較明顯的影響。計算 wilson參數an,a參考文獻計算各活度系數[]自強,徐汛.化工熱力學(xué)DM第2版北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1991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調整溫度T3]雷志剛,周榮琪溶劑加鹽對醇水汽液平衡的影響[門(mén)精綱化工,2000PPi'xin+Pir[4]陳維苗,張雅明醇一水一氯化鋰體系汽液平衡門(mén)南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報Yes2002,24(2):70-73P-P<5]崔志芹,錢(qián)仁淵,云志,等乙醇環(huán)己烷水三元汽液平衡數據的測定與關(guān)聯(lián)[門(mén)南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2002,24(3):87-%6,[6]張力慶,史辰,王靜峰.碳酸二乙酯一草酸二乙酯二元體系汽液平衡數結束子程序,返回Y,T值據的測定與關(guān)聯(lián)門(mén)計算機與應用化學(xué),2003,20(6):70-73主程序本文文獻格式:汪煥林,曹紅翠.乙醇水體系汽液平衡數的測定與關(guān)聯(lián)J廣東化工,2010,37(1):120-121)根據框圖編制 MTLAB程序的計算程序,計算了乙醇水的二元體系的汽液平衡,計算結果見(jiàn)表4