乙醇-水体系汽液平衡数据的测定与关联

广东化工2010年第l期120www.gdchem.com第37卷总第201期乙醇-水体系汽液平衡数据的测定与关联汪焕林,曹红翠青海大学化工学院,青海西宁810016)「摘要用鼓泡平衡釜测定了乙醇水系统在常压下的汽液平衡数据,用 Wilson方程关联实验数据,实验数据计算值和测定值能较好的符合并得到了乙醇一水的模型参数,汽相组成平均偏差为0146(摩尔分数)。此外,还讨论了加入苹取剂对乙醇水系统汽液平衡的影响[关键词汽液平衡;乙醇;水;wson方程;鼓泡平衡釜[中图分类号1065[文献标识码A[文章编号】]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流体相平衡数据是化工过程中重要的基础数据在热力学厂生产,质量分数纯度)≥997%,试剂为分析纯并经色谱检方面,新的热力学模型的开发,各种热力学模型的比较筛选。查无杂峰。特别是在分析和解决传质分离设备的设计操作、控制过程中,12乙醇一水体系汽液平衡相图的绘制开发新的传质分离过程,往往离不开平衡数据的测定,关联实验采用鼓泡平衡釜,沸点用热电偶测温仪,其精度为推算2。乙醇一水体系是一种完全互溶的正偏差非理想溶液01℃。加入所要测定的溶液,打开冷凝水,接通电源,用调体系,它具有最低恒沸点是化工生产中常见的均相互溶体系,压变压器调节电压,将液体缓缓加热,当液体沸后,在持续具有典型代表意义。文章用鼓泡平衡釜测定常压下乙醇水一段时间,直到温度稳定为止。记录读数。切断电源停止加热体系的汽液平衡数据,由测得的二元体系参数可以预测多元体分别收集气相冷凝样品与液相样品,迅速转移到阿贝折射仪上系参数,供蒸馏脱除醇类中的水设计计算做参考。进行测定,将得到的气相和液相样品的折光率数据,从折光率1实验部分对组成的工作曲线图中查得相应的组成,将由工作曲线查得的1.1实验仪器与试剂溶液组成及沸点温度的数据,绘制出乙醇水系统的汽液平衡鼓泡平衡釜为大津大学生产,阿贝折射仪为上海精密科学相图。实验所测数据分别如表1所示,绘制乙醇水体系的汽仪器有限公司物理光学仪器厂生产,无水乙醇为天津红岩试剂液平衡相图如图1所示表1乙醇一水体系汽液平衡数据Tab 1 vle data of ethanol-water序号℃液相中摩尔分率x汽相中摩尔分率」『序号℃蕙相中嚀尔分率x汽相中摩尔分率∑5826295.517.001082739612238903891l18l865.6443.751281.75l896599686.150891479.767637585785.72354451579474.7226088942实验结果y2=230521 Wilson方程计算常压二元体系气液平衡从文献查得乙醇和水的 antoine常数(见表2)。表2 Antoine常数利用 Antoine方程计算在78l5℃时乙醇和水的饱和蒸气Tab.2 The constant of antoine压计算值为:P=1.0058×105P,P2=04393×105P乙醇8.1122常压下汽相混合物服从理想气体定律,则y1-1.00748071311730630233426[收稿日期]200910-162010年第1期广东化工第37卷总第201期www.gdchem.com121对于二元溶液Wion方程的表达式为表4乙醇-水ⅥE实验值与计算值的比较Tab 4 Comparison between experimental and calculated data forln(x1+A12x2)+x2(x1+A2x2A21x1+x2m=-mx2+Anx)6(、MAn)xˉ实验值计算值残差实验值计算值残差其中y1=1.0074、y2=23056、x1=0.8943、x20.1057,计算0019.1700.2955后得到参数行°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-计算值实验值yn图1乙醇-水体系常压汽液平衡相图从上述结果看计算值和实测值吻合基本良好ig. 1 Phase diagram of atmospheric ethanol-water3加入萃取剂对乙醇-水系统汽液平衡的影响表3 Wilson状态方程参数萃取剂(盐或溶剂)可以用来分离相对挥发度很小或有共Tab. 3 The沸物的体系。在溶液中加入少量的萃取剂就可以破坏恒沸物的组成,并使组分的相对挥发度提高好几倍。对于乙醇水体系乙醇(山)水(2)加入不同浓度盐,它使体系的相对挥发度升高,且随盐浓度的乙醉(1)1000008995增加而增加4实验结论22 Wilson方程模型推算的汽液平衡数据(1)测定了乙醇水二元体系常压汽液平衡数据并进行了关用 Wilson方程计算常压下汽液平衡的程序框图如下(2)用 Wilson方程进行计算计算值和实测值吻合基本良(3)萃取剂(盐或溶剂)对于乙醇水体系的相对挥发度有较明显的影响。计算 wilson参数an,a参考文献计算各活度系数[]自强,徐汛.化工热力学DM第2版北京:化学工业出版社,1991饱和蒸汽压P[2]陈钟秀,顾飞燕化工热力学M]北京:化学工业出版社,1993调整温度T3]雷志刚,周荣琪溶剂加盐对醇水汽液平衡的影响[门精綱化工,2000PPi'xin+Pir[4]陈维苗,张雅明醇一水一氯化锂体系汽液平衡门南京工业大学学报Yes2002,24(2):70-73P-P<5]崔志芹,钱仁渊,云志,等乙醇环己烷水三元汽液平衡数据的测定与关联[门南京工业大学学报,2002,24(3):87-%6,[6]张力庆,史辰,王静峰.碳酸二乙酯一草酸二乙酯二元体系汽液平衡数结束子程序,返回Y,T值据的测定与关联门计算机与应用化学,2003,20(6):70-73主程序本文文献格式:汪焕林,曹红翠.乙醇水体系汽液平衡数的测定与关联J广东化工,2010,37(1):120-121)根据框图编制 MTLAB程序的计算程序,计算了乙醇水的二元体系的汽液平衡,计算结果见表4