乙醇-水体系汽液平衡数据的测定与关联

广东化工2010年第1期www.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wlso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0.146(摩尔分数)。此外,还讨论了加入萃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;Wlon方程;鼓泡平衡能[中图分类号)065[文献标识码A[文章编号]1007-1865(201001012002Vapour 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 resultsshowed 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 ofVLE systems was discussed.Keywords: 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,关联和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,当液体沸腾后,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天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℃相中嚀尔分率x汽相中摩尔分率∑295.519017.001082739656122l!8l.8488.743.756599813686.116.6150891479.767.6375851579455802实验结果y2=2305621 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)数利用 Antoine方程计算在78l5℃时乙醇和水的饱和蒸气中国煤化工 Antoine压计算值为CNMHGP1=10058×105P2,P2=0.4393×10°Pa226.84常压下汽相混合物服从理想气体定律,则y-1.00748071311730630233426稿日期]200910-16[作者简介汪焕林(1966),男,青海中人,实验师,主要从事实验教学和实验研究工2010年第1期广东化工第37卷总第201期www.gdchem.com121对于二元溶液 Wilson方程的表达式为表4乙醇水ⅥLE实验值与计算值的比较Inn=-In( +An,)+x, (-A12-AzTab 4 Comparison between experimental and calculated data forx+∧12x2A2x1+x21=一巧+An4)-(An一A实验值计算值残差实验值计算值残差000000001000其中y"=1.0074、y2=23056、x1=0.8943、x2=01057,计算00190.170955后得到参数行8909041400970.4380.51300.12404708730.1660.5090606-0.1086.16026153920397061279405190.6598171.58657306840.8190.138106760.7590.8100.0579.7810130.8888078.1578.15000.1020405060708091.0图1乙醇-水体系常压汽液平衡相图平均偏差=Σ(10-计算值/实验从上述结果看计算值和实测值吻合基本良好Fig1 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ameter of wilso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a组成,并使组分的相对挥发度提高好几倍。对于乙醇水体系加入不同浓度盐,它使体系的相对拌发度升高,且随盐浓度的乙醉(1).0000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联(2)用 Wilson方程进行计算计算值和实测值吻合基本良好(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[]朱自强,徐汛化工热力学M第2版,北京:化学工业出版社,191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T[3]雷志刚,周荣琪,溶剂加盐对醇水汽液平衡的影响[门精细化工,200PP,'xin+Pixin17(5):307-309[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2002,24(2):7073P-P