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(shù)據(jù)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(tǒng)在常壓下的汽液平衡數(shù)據(jù),用 Wilson方程關(guān)聯(lián)實驗數(shù)據(jù),實驗數(shù)據(jù)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(shù),汽相組成平均偏差為0146(摩爾分?jǐn)?shù))。此外,還討論了加入蘋取劑對乙醇水系統(tǒng)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[中圖分類號1065[文獻(xiàn)標(biāo)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(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。查無雜峰。特別是在分析和解決傳質(zhì)分離設(shè)備的設(shè)計操作、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)的測定,關(guān)聯(lián)實驗采用鼓泡平衡釜,沸點用熱電偶測溫儀,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,打開冷凝水,接通電源,用調(diào)體系,它具有最低恒沸點是化工生產(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)液體沸后,在持續(xù)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),由測得的二元體系參數(shù)可以預(yù)測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(shù)據(jù),從折光率1實驗部分對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實驗儀器與試劑溶液組成及沸點溫度的數(shù)據(jù),繪制出乙醇水系統(tǒng)的汽液平衡鼓泡平衡釜為大津大學(xué)生產(chǎn),阿貝折射儀為上海精密科學(xué)相圖。實驗所測數(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℃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實驗結(jié)果y2=230521 Wilson方程計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)。表2 Antoine常數(shù)利用 Antoine方程計算在78l5℃時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(dá)式為表4乙醇-水ⅥE實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實驗值計算值殘差實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(shù)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-計算值實驗值yn圖1乙醇-水體系常壓汽液平衡相圖從上述結(jié)果看計算值和實測值吻合基本良好ig. 1 Phase diagram of atmospheric ethanol-water3加入萃取劑對乙醇-水系統(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實驗結(jié)論22 Wilson方程模型推算的汽液平衡數(shù)據(jù)(1)測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(shù)an,a參考文獻(xiàn)計算各活度系數(shù)[]自強(qiáng),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(diào)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南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報Yes2002,24(2):70-73P-P<5]崔志芹,錢仁淵,云志,等乙醇環(huán)己烷水三元汽液平衡數(shù)據(jù)的測定與關(guān)聯(lián)[門南京工業(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(shù)結(jié)束子程序,返回Y,T值據(jù)的測定與關(guān)聯(lián)門計算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),2003,20(6):70-73主程序本文文獻(xiàn)格式:汪煥林,曹紅翠.乙醇水體系汽液平衡數(shù)的測定與關(guān)聯(lián)J廣東化工,2010,37(1):120-121)根據(jù)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(jié)果見表4