第29卷第1期光譜實(shí)驗(yàn)Vol. 29, No. 12012年1月Chinese journal of spectroscopy LaboratoryJanuary,201 2乙酸-乙醇汽液平衡數(shù)據(jù)的測(cè)定與關(guān)聯(lián)谷永慶①喬梅英河南科技學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院河南省新鄉(xiāng)市華蘭大道東段453003)摘要用小型循環(huán)式汽液平衡金測(cè)定了常壓下乙酸乙醇二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù),并用Wlon方程關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用 willson方程進(jìn)行了汽液平衡數(shù)據(jù)計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值基本吻合。關(guān)鍵詞乙酸;乙醇;汽液平衡;wlon方程中圖分類號(hào):O645.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):10048138(2012)01-0529-031引言乙醇和乙酸都是常見(jiàn)的有機(jī)溶劑和精細(xì)有機(jī)合成的重要原料,例如乙醇是制取染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料,乙酸可合成醫(yī)藥如氯乙酸、乙酰水楊酸、乙酰苯胺等。目前國(guó)內(nèi)外分離提純乙醇和乙酸的方法有普通精餾、萃取精餾、化學(xué)分離方法等。本文主要測(cè)定了乙酸和乙醇的混合體系在常壓條件下溫度與組成之間的關(guān)系,研究了乙酸和乙醇混合體系常壓平衡的特征和性質(zhì),為乙酸和乙醇體系的分離提供理論依據(jù)。本文實(shí)驗(yàn)測(cè)定用 Willson方程關(guān)聯(lián)體系的汽液平衡數(shù)據(jù),得到了wlon參數(shù)值,為精餾生產(chǎn)乙醇和乙酸提供必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)算模型[2-42實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器與試劑汽液平衡釜(天津大學(xué)北方化工新技術(shù)開(kāi)發(fā)公司);WYA-2W型阿貝折射儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。乙酸(分析純天津市德恩化學(xué)試劑有限公司);乙醇(分析純洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠)實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。2.2繪制乙酸乙醇二元體系的折光率濃度校準(zhǔn)曲線配制不同濃度的乙酸乙醇溶液,并用阿貝折射儀測(cè)定折光率平行測(cè)定3次,取其平均值數(shù)據(jù)如表1所示,并繪制折光率濃度校準(zhǔn)曲線如圖1所示。裒1乙酸乙醇體系折光率濃度(n=3)序號(hào)3乙醇含量(%1001.35521.36311.36651.3667①聯(lián)系人,手機(jī):(0)13598640749電話;(0373)3040148 E-mail hngyq@163cm作者簡(jiǎn)介:谷永慶(1977-),男,河南省沁陽(yáng)市人,講師碩士主要從事熱力學(xué)方面的教學(xué)和研究工作收稿臼期:2011-10-31;接受日期:2011-11-18530光譜實(shí)驗(yàn)室第29卷2.3乙酸-乙醇二元體系汽液平衡相圖的繪制實(shí)驗(yàn)采用小型循環(huán)汽液平衡裝置在平衡釜內(nèi)加入20-30mL無(wú)水乙醇打開(kāi)冷卻水接通電源,開(kāi)始時(shí)加熱電流為0.1A,5min后慢慢調(diào)到0.2A左右即可冷凝回流液控制在每秒2-3滴,穩(wěn)定回流15mn左右建立平衡狀態(tài)。達(dá)到平衡后,記錄平衡溫度,并用阿貝折射儀測(cè)其折光率,并在乙酸乙醇折光率校準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的組成實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)列于表2并繪制乙酸乙醇二元體系相圖如圖2所示,圖中以溫度為縱坐標(biāo),分別以乙酸的汽相組成(y)和液相組成(x)為橫坐標(biāo)由圖可以看出,此體系為一般正偏差體系。褻2乙酸-乙醇體系汽液平衡數(shù)據(jù)序號(hào)I(C)序號(hào)t(C)78.500.4840.0750.5420.117101.840.7990.48087.490.1670.117106.860.6190.2610.800.71889.900.3330.170n23456112.780.820114.850.9750.8400.4080.200117.801.00092.39注—平衡溫度x—乙酸液相摩爾分率y乙酸汽相摩爾分率,1.3681201.36413601.356乙含量圖1乙酸-乙醇折光率-濃度校準(zhǔn)曲線圖2乙酸乙醇體系常壓汽液平衡3汽液平衡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)3.1用非線性最小二乘法回歸配偶參數(shù)A1、A2對(duì)于二元體系, Willson方程①表達(dá)式為7=(3+2+x<3+x+知a2 a,lny2=-n(x2+21x++1x1x1+2x2式中:y1、y2—分別為乙酸和乙醇的活度系數(shù);x1、x2分別為乙酸和乙醇的液相組成;12、an-Wlon參數(shù)。根據(jù)表2中列出的汽液平衡數(shù)據(jù),用非線性最小二乘法回歸求取配偶參數(shù)λ12、l1,結(jié)果分別為:1.9231,0.79483.2計(jì)算乙酸-乙醇汽液平衡數(shù)據(jù)根據(jù)表2中液相組成,利用Wlon方程計(jì)算常壓下汽液平衡數(shù)據(jù)并與實(shí)驗(yàn)值比較,結(jié)果列于第1期谷永慶等:乙酸乙醇汽液平衡數(shù)據(jù)的測(cè)定與關(guān)聯(lián)531袞3乙酸乙醇體系LE計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值序號(hào)y(實(shí)驗(yàn)值)y(計(jì)算值)誤差序號(hào)y(實(shí)驗(yàn)值)y(計(jì)算值)誤差0.0060.0500.3250.3190.0370.4800.4880.1170.1140.6190.0010.7180.7090.0090.1420.8200.8150.1700.1670.8400.8321.0001.0000.2550.2480.007F點(diǎn)(y-yr)=0.0119從表3列出數(shù)據(jù)可以看出,最大誤差為0.009,最小為0.00,誤差的平方和為0.01189,計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合,在缺乏乙酸乙醇二元體系汽液平衡數(shù)據(jù)時(shí),可以利用Wlon方程進(jìn)行計(jì)算4結(jié)論本文采用小型汽液平衡金測(cè)定了常壓下乙酸乙醇二元體系汽液平衡數(shù)據(jù)該方法具有試劑用量少建立平衡快的特點(diǎn),為乙酸和乙醇的分離提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。選用wlon方程對(duì)上述二元體系汽液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),并計(jì)算出wlon參數(shù),并由Willson方程計(jì)算出汽相組成,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值基本吻合,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于化工生產(chǎn)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化參考文獻(xiàn)1]張秋榮朱平華異丙醇異戊醇二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)測(cè)定及關(guān)聯(lián)[門天津化工,2005,19(2);26-27[2]張秋榮朱平華.叔丁醇異戊醇二元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)測(cè)定及關(guān)聯(lián)[]山東化工,200534(5)1-2.[3]劉新剛氣液平衡的測(cè)定及理論研究進(jìn)展[門]化季推進(jìn)劑與高分子材料,2005,3(4):45-48[4]馬沛生,李永紅,化工熱力學(xué)[M]北京化學(xué)工業(yè)出版社,2010143-147[5]陳鐘秀顧飛燕.化工熱力學(xué)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.90-97Determination and Relevance of Vapour Liquid Equilibrium Dataof Acetic Acid-Ethanol SystemGu Yong-Qing QIAo Mei-Ying(School of Chemistry and Chemical Engineering. Henan Institute of Science and Techmology. Xinxiang. Henan 453003,P.R. China)Abstract The vapour liquid equilibrium data of acetic acid-ethanol binary system were measuredby vapor-liquid equilibrium caldron in ordinary pressure, and the experimental date were correlated byWillson equation, then the date of vapor liquid equilibrium were calculated by Willson equation, andthe calculated results were basically consistent with experimental date.