乙二醇_1_2_丁二醇二元体系汽液平衡数据的测定及关联
1.汽液平衡数据测定
实验1 二元体系汽液平衡数据测定一. 实验目的1.了解二元体系汽液相平衡数据的测定方法，掌握改进的Rose 平衡釜的使用方法，测定大气压力下乙醇（1）--环己烷（2）体系i i y x P T ---数据。
2.确定液相组分的活度系数与组成关系式中的参数，推算体系恒沸点，计算出不同液相组成下二个组分的活度系数，并进行热力学一致性检验。
3.掌握恒温浴使用方法和用阿贝折光仪分析组成的方法。
二．实验原理汽液平衡数据实验测定是在一定温度压力下，在已建立汽液相平衡的体系中,分别取出汽相和液相样品,测定其浓度。
本实验采用的是广泛使用的循环法，平衡装置利用改进的Rose 釜。
所测定的体系为乙醇（1）—环己烷（2）,样品分析采用折光法。
汽液平衡数据包括i i y x P T ---。
对部分理想体系达到汽液平衡时，有以下关系式：s i i i i P x P y γ= （2-1-1）将实验测得的i i y x P T ---数据代入上式，计算出实测的i x 与i γ数据，利用i x 与i γ关系式（van Laar 方程或Wilson 方程等）关联，确定方程中参数。
根据所得的参数可计算不同浓度下的汽液平衡数据、推算共沸点及进行热力学一致性检验。
三. 实验装置和试剂实验装置见图 2-1–1，其主体为改进的Rose 平衡釜-一汽液双循环式平衡釜（见图 2-1-2）。
改进的Rose 平衡釜汽液分离部分配有50—100℃精密温度计或热电偶（配XMT —3000数显仪）测量平衡温度，沸腾器的蛇型玻璃管内插有300Ｗ电热丝，加热混合液，其加热量由可调变压器控制。
分析仪器：恒温水浴—阿贝折光仪系统,配有CS-501型超级恒温浴和四位数字折光仪。
实验试剂: 无水乙醇（分析纯）, 环己烷（分析纯）四.实验步骤和分析方法1．制作乙醇（1）-- 环己烷（2）溶液折光系数与组成关系工作曲线（可由教师预先准备）：（1）配制不同浓度的乙醇(1)—环己烷(2)溶液(摩尔浓度1x 为0.1,0.2,0.3,……0.9)； （2）测量不同浓度的乙醇(1)—环己烷(2)溶液在30℃下的折光系数，得到一系列D n x -1数据；图2-1-2 改进的Rose 釜结构图图 2-1–1 VLE 实验装置 1-排液口 2-沸腾器 3-内加热器 4-液相取样口5-汽室 6-汽液提升管 7-汽液分离器 8-温度计套管9-汽相冷凝管 10-汽相取样口 11-混合器（3）将D n x -1数据关联回归，得到如下方程：0.051305)]n - (1.42130.10261 [0.0014705 0.74744- x 5.0D 1⨯++= （2-1-2）2．开恒温浴--折光仪系统，调节水温到30±0.1℃。
二元气液相平衡数据的测定
二元气液相平衡数据的测定摘要：气液相平衡关系是精馏、吸收等单元操作的基础数据，随着化工生产的不断发展，现有气液相平衡数据远不能满足需求，许多物质的平衡数据，很难由理论直接计算得到，必须由实验测定。
平衡数据实验测定方法以循环法应用最为广泛。
本实验采用ellis 平衡釜，釜外具有真空夹套保温，可观察釜内的实验现象，在少量样品的情况下，能够迅速地测得平衡数据。
关键词：二元气液相平衡，循环法，苯，乙醇abstract: gas liquid equilibrium relationship is distillation, absorption unit operation of basic data, with the continuous development of chemical production, the existing gas liquid equilibrium data far cannot satisfy the demand, many material balance data, it is difficult to directly obtained by theory, must by experimental determination. balance data experimental determination method to cycle method used the most widely. this experiment using ellis balance kettle, still outside with vacuum jacketed insulation, can be observed in the kettle experimental phenomenon, in a small amount of sample cases, can quickly measure balance data.keywords: two sap liquid balance, circulation method, stupid, ethanol中图分类号： n941.8文献标识码：a 文章编号：1前言循环法测定气液相平衡的原理：如图1，图中a为盛有二元溶液的蒸馏器，b为逸出蒸汽经完全冷凝后的收集器。
二元气液相平衡数据的测定
二元气液相平衡数据的测定摘要：气液相平衡关系是精馏、吸收等单元操作的基础数据，随着化工生产的不断发展，现有气液相平衡数据远不能满足需求，许多物质的平衡数据，很难由理论直接计算得到，必须由实验测定。
平衡数据实验测定方法以循环法应用最为广泛。
本实验采用ellis 平衡釜，釜外具有真空夹套保温，可观察釜内的实验现象，在少量样品的情况下，能够迅速地测得平衡数据。
关键词：二元气液相平衡，循环法，苯，乙醇abstract: gas liquid equilibrium relationship is distillation, absorption unit operation of basic data, with the continuous development of chemical production, the existing gas liquid equilibrium data far cannot satisfy the demand, many material balance data, it is difficult to directly obtained by theory, must by experimental determination. balance data experimental determination method to cycle method used the most widely. this experiment using ellis balance kettle, still outside with vacuum jacketed insulation, can be observed in the kettle experimental phenomenon, in a small amount of sample cases, can quickly measure balance data.keywords: two sap liquid balance, circulation method, stupid, ethanol中图分类号： n941.8文献标识码：a 文章编号：1前言循环法测定气液相平衡的原理：如图1，图中a为盛有二元溶液的蒸馏器，b为逸出蒸汽经完全冷凝后的收集器。
二元系统气液平衡数据测定
化工专业实验报告实验名称：二元系统气液平衡数据测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工班姓名：学号同组者姓名：指导教师：日期：一、实验目的1、了解和掌握用双循环气液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。
2、了解缔合系统气—液平衡数据的关联方法，从实验测得的T-p-x-y 数据计算各组分的活度系数。
3、通过实验了解平衡釜的构造，掌握气液平衡数据的测定方法和技能。
4、掌握二元系统气液平衡相图的绘制。
二、实验原理以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多，但基本原理相同。
如图1等，即逸度相等，其热力学基本关系为：Vi L i f f ˆˆ=is i i i V i x f py γφ=ˆ(1)常压下，气相可视为理想气体，1ˆ=v i φ；再忽略压力对液体逸度的影响，0i i p f =从而得出低压下气液平衡关系式为：py i =γi s i p ix (2)式中，p ——体系压力（总压）；s i p ——纯组分i 在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用Antoine 公式计算；x i 、y i ——分别为组分i 在液相和气相中的摩尔分率；γi ——组分i 的活度系数由实验测得等压下气液平衡数据，则可用si i i i p x py =γ(3)计算出不同组成下的活度系数。
本实验中活度系数和组成关系采用Wilson 方程关联。
Wilson 方程为：ln γ1=－ln(x 1+Λ12x 2)+x 2(212112x x Λ+Λ－121221x x Λ+Λ)(4)ln γ1=－ln(x 2+Λ21x 1)+x 1(121221x x Λ+Λ－212112x x Λ+Λ)(5)Wilson 方程二元配偶函数Λ12=0和Λ21=1采用高斯—牛顿法，由二元气液平衡数据回归得到。
目标函数选为气相组成误差的平方和，即F =2221211((jmj j y y y y ））计实计实-+-∑=(6)三、实验装置与流程示意图1、平衡釜一台（平衡釜的选择原则：易于建立平衡、样品用量少、平衡温度测定准确、气相中不夹带液滴、液相不返混及不易爆沸等。
二元系统气液平衡数据测定
序号：40化工原理实验报告实验名称：二元系统气液平衡数据测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工095班姓名：何小龙学号 0940201051 同组者姓名：杨飞黄云张阳指导教师：周国权日期： 2012年3月29日一、实验目的1．了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元系统汽液平衡数据的方法。
2．了解缔合系统汽液平衡数据的关联方法，从实验测得的T-p-x-y数据计算个组分的活度系数。
3．通过实验了解平衡釜的构造，掌握汽液平衡数据的测定方法和技能。
4．掌握二元系统平衡相图的绘制。
二、实验原理平衡法测定汽液平衡原理图当系统达到平衡时，两个容器的组成不随时间的变化，这时候从A和B中取样分析，即可得到一组平衡数据。
达到平衡时，两相除了温度压力相等外，每一组分的化学位也相等，即逸度相等，其基本热力学关系为：f i L=fiVΦi pyi=γifi0xi常温下，气体可视为理想气体，再忽略压力对液体逸度的影响，f i=p i0从而得出低压下汽液平衡关系为：pyi =γipi0xip---体系压力（总压）；p i0---纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压；x i，y i---分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率；γi---组分i的活度系数由实验测得等压下的平衡数据，可用：γi = pyi/p i0x i由此计算不同组成下的活度系数本实验中活度系数和组成关系采用Wilson方程关联，Wilson方程为lnγ1=-ln(x1+λ12x2)+ x2[(λ12/x1+λ12x2) –(λ21/x2+λ21x1)]lnγ2=-ln(x2+λ21x1)+ x1[(λ21/x2+λ21x1) –(λ12/x1+λ12x2)]Wilson方程二元配偶参数λ12和λ21采用非线形最小二乘法，由二元汽液平衡数据回归而得。
目标函数选为气相组成误差的平方和，即：F=Σj=1m(y1实-y1计)2j+( y2实-y2计)2j三、实验装置与试剂1.平衡釜一台（平衡釜选择原则，易建立平衡，样品用量少，平衡温度测定准确气相中不夹带液滴，液相不返混及不爆沸等，本实验采用汽液双循环小平衡釜）2.阿贝折射仪一台3.温度计4.1ml及5ml的注射器若干四、实验步骤及注意事项1.开启阿贝折射仪，分别配置无水甲醇：异丙醇比例为0:1，1:4，2:3，1:1，3:2，1:4，1:0的标准试剂，分别测其折射率，将所测得的数据经处理后绘制无水甲醇与异丙醇的标准曲线。
二元系统汽液平衡数据的测定说明书
目录一、实验装置图 (2)二、实验设备的特点 (3)三、实验设备的主要部件及简介 (3)四、主要技术指标 (3)五、操作要点及注意事项 (4)六、实验数据处理 (5)七、数据处理软件安装与使用 (6)一、实验装置图1、实验装置照片2、改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器1234567891011121314图2 改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器1– 蒸馏釜；2–加热夹套内插电热丝；3–蛇管；4–液体取样口；5–进料口； 6–测定平衡温度的温度计；7–测定气相温度的温度计；8–蒸气导管；9、10–冷凝器；11–气体冷凝液回路；12–凝液贮器；13–气相凝液取样口；14–放料口二、实验设备的特点设备用作常压下汽–液平衡数据的测定。
一定配比的醋酸与水装入平衡釜中，在磁力搅拌下开启电加热系统，使料液沸腾，汽液相经平衡釜蛇管充分混和后于平衡温度测量口喷出，测得汽液平衡温度，汽相经冷凝器冷凝后存于储存器中，多余冷凝液回至平衡釜中。
物料经此过程循环一定时间后达汽–液平衡。
分析平衡汽、液相组成，可获得有关的热力学参数。
通过实验可使学生了解缔合系统汽–液平衡数据的关联方法，从实验测得的T–P–X–Y数据计算组份的活度系数。
本设备采用磁力搅拌装置，改善了传热过程，从而根本上克服了在汽液平衡数据测定过程中的爆沸现象，可用于不同体系的汽液平衡数据的测定，适用性大，测得的平衡数据正确可靠。
三、实验设备的主要部件简介1、仪表柜（铁制）2、双循环玻璃平衡釜（爱立斯釜）玻璃制，有三组加热，其中1组用于物料的加热，另2组用于气相的保温，均采用可调电加热的形式。
3、电磁搅拌仪：上海司乐仪器厂生产，其与平衡釜接触处有不锈钢皮保护，防止腐蚀，搅拌速度可调。
4、智能仪表：共3个，用于控制加热电压，显示控制电压的比例。
四、主要技术指标双循环玻璃平衡釜加液量：250～300ml；物料加热功率0～150W；上下保温电功率：0～50W；最高使用温度150℃；使用压力：常压。
二异丁基甲酮+1,2-丁二醇二元体系汽液平衡的测定与关联
二异丁基甲酮+1,2-丁二醇二元体系汽液平衡的测定与关联崔芙魁;马晓迅【摘要】利用改进后的汽液相双循环平衡装置(ZPH-1型)分别测定了10,50,50kPa压力下的二异丁基甲酮+1,2-丁二醇二元物系的等压汽液平衡数据.结果表明二异丁基甲酮+1,2-丁二醇二元物系存在共沸点.用Herrington面积检验法对平衡数据进行了热力学一致性检验,分别采用Wilson,NRTL和UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联,理论值与实验结果基本一致.%Isobaric vapor-liquid equilibria (VLE) data was measured by a modified ZPH-1 still for (Diisobutyl ketone + 1,2-Butanediol) at P =(10,20 or 50) kPa.Azeotropic point was observed for the system (Diisobutyl ketone + 1,2-Butanediol).The thermodynamic consistency test was carried out with the Herrington area method.The obtained experimental data was correlated by the Wilson,NRTL and UNIQUAC activity-coefficient models.The theoretical values are in agreement with the experimental results.【期刊名称】《西北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(047)003【总页数】8页(P383-390)【关键词】等压汽液平衡;二元体系;二异丁基甲酮;1,2-丁二醇【作者】崔芙魁;马晓迅【作者单位】西北大学化工学院/陕北能源化工产业发展协同创新中心;陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心;陕西省洁净煤转化工程技术研究中心;陕西省能源化工示范型国际科技合作基地,陕西西安710069;西北大学化工学院/陕北能源化工产业发展协同创新中心;陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心;陕西省洁净煤转化工程技术研究中心;陕西省能源化工示范型国际科技合作基地,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】TQ013.1乙二醇(Ethylene glycol简称EG)是一种最简单的二元醇,作为重要的有机化工原料,被广泛应用于合成聚酯树脂、防冻液、增塑剂、非离子表面活性剂以及涂料油墨等化工产品[1]。
二元系统汽液平衡数据的测定
实验三 二元系统汽液平衡数据的测定在化学工业中，蒸馏、吸收过程的工艺和设备设计都需要准确的汽液平衡数据，此数据对提供最佳化的操作条件，减少能源消耗和降低成本等，都具有重要的意义。
尽管有许多体系的平衡数据可以从资料中找到，但这往往是在特定温度和压力下的数据。
随着科学的迅速发展，以及新产品，新工艺的开发，许多物系的平衡数据还未经前人测定过，这都需要通过实验测定以满足工程计算的需要。
此外，在溶液理论研究中提出了各种各样描述溶液内部分子间相互作用的模型，准确的平衡数据还是对这些模型的可靠性进行检验的重要依据。
A 实验目的(1) 了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法；(2) 了解缔合系统汽–液平衡数据的关联方法，从实验测得的T –P –X –Y 数据计算各组分的活度系数；(3) 学会二元汽液平衡相图的绘制。
B 实验原理以循环法测定汽液平衡数据的平衡器类型很多，但基本原理一致，如图2–4所示，当体系达到平衡时，a 、b 容器中的组成不随时间而变化，这时从a 和b 两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡实验数据。
C 预习与思考(1) 为什么即使在常低压下，醋酸蒸汽也不能当作理想气体看待？ (2) 本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？(3) 设计用0.1 N NaOH 标准液测定汽液两相组成的分析步骤、并推导平衡组成计算式。
(4) 如何计算醋酸-水二元系的活度系数？ (5) 为什么要对平衡温度作压力校正？(6) 本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生？如何防止暴沸现象发生？D 实验装置12345678910111314图2–5 改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器1–蒸馏釜；2–加热夹套内插电热丝；3–蛇管；4–液体取样口；5–进料口； 6–测定平衡温度的温度计；7–测定气相温度的温度计；8–蒸气导管；9、10–冷凝器；11–气体冷凝液回路；12–凝液贮器；13–气相凝液取样口；14–放料口本实验采用改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器，其结构如图2–5所示。
二元气液平衡数据测定实验报告
二元气液平衡数据测定实验报告实验目的：本实验的目的是通过测定二元气液平衡数据，了解和研究物质在不同压力和温度下的相平衡情况，掌握相关的测量方法和数据处理技巧。
实验原理：二元气液平衡是指在一定温度和压力条件下，气体与液体之间达到平衡的状态。
在平衡状态下，气相和液相之间存在着平衡态的物质交换。
对于二元体系来说，平衡时液相的组成可以用熔点或沸点表示，而气相则可以用饱和蒸气压来表示。
因此，通过测量不同温度和压力下的饱和蒸气压和液相的组成，可以确定二元体系的气液平衡数据。
实验步骤：1.实验前准备：检查实验装置的密封性，准备好实验所需的试剂和设备。
2.组装实验装置：将液相样品装入恒温槽内，并连接好压力计、温度计、气体进口和出口管道。
3.调整温度：根据实验要求，调整恒温槽的温度至目标温度，并确保温度的稳定性。
4.调整压力：通过调整气体进口和出口的阀门，使压力计的指示保持在所需的压力范围内。
5.测量饱和蒸气压：根据实验要求，每隔一定温度间隔测定一次饱和蒸气压，并记录下相应的温度和压力值。
6.测量液相的组成：在平衡状态下，取一定量的液相样品，并进行化学分析或使用相应的设备测量其组成。
7.数据处理：根据测得的实验数据，绘制对应的平衡曲线或图表，并进行数据分析和讨论。
实验结果与讨论：根据所测得的二元气液平衡数据，可以得到平衡曲线和相应的饱和蒸气压与液相组成的关系。
通过分析实验结果，可以得到以下结论：1.在一定温度范围内，随着压力的升高，饱和蒸气压和液相组成均会增加。
2.对于不同的二元体系，其平衡曲线和相应的饱和蒸气压与液相组成的关系会有所不同，反映了体系的特性和组成。
3.可以根据平衡曲线和相应的饱和蒸气压与液相组成的关系，推导得到相应的热力学关系式，用于描述体系的相平衡情况。
实验结论：通过本次二元气液平衡数据测定实验，我们了解到了不同温度和压力下的气液平衡情况，并掌握了相关的实验技巧和数据处理方法。
实验结果显示，二元体系的饱和蒸气压和液相组成与温度和压力有密切关系，对于不同的体系会有所差异。
乙二醇-1,4-丁二醇-二乙二醇三元物系气液平衡研究
基金项 目： 河南 省重大科 技专项（ 豫科计 ［ ２ ０ １ １ 】 ６号）
１ 实 验 部 分
１ ． １ 实 验 试 剂
乙二 醇 ： 分析 纯 ， 质 量 分 数 ≥９ ９ ． ５ ％， 天津 市
１ ． 电加热套 ；２ ． 测 温 口；３ ． 温度计 ；４ ． 液相取样 口；５ ． 平衡 釜；６ ． 进气 口；７ ． 玻璃毛细 管；８ ． 调节进气 阀；９ ． 气相取样 口；１ ０ ． 气相取样 阀；１ １ ． 冷凝水进 口；１ ２ ． 冷 凝水 出口； １ ３ 泠 凝 器；ｌ ４ ． Ｕ 型 管水银压差计 ；１ ５ ． 放空 阀；１ ６ ． 缓冲 罐； １ ７ ． 调 压阀 ：１ ８ ． 真空泵
２ ０１ ６伍
１ １ 月
郑 州 大 学 学 报 （工 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
ＮＯ Ｖ ． ２ ０１ ６
（ １ ． 郑 州 大 学 化工 与 能 源 学 院 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ； ２ ． 河南 能 源 化 工 集 团 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ４ ６ ）
摘 要 ：实验 主要 测 定 了 ６ ． ６ ７ ｋ Ｐ ａ下 乙二 醇 一 １ ， ４ － 丁二醇一 二 乙二 醇 的 三 元 体 系 气液 相 平 衡 数 据 ． 使用 广
分离 ． 笔者 对 乙二醇 一 １ ， ４ 一 丁二醇 － 二 乙二 醇物 系在
平 衡状 态 ， 继续 加 热 １ ． ５ ｈ使 体 系处 于完 全进行气 液 相 平 衡 数 据 的 实验 测 定 ， 并 利用 相关 模 型进 行模 拟 ， 为该 物 系 分 离 工 艺 的设 计提 供基 础数 据．
二元系统气液平衡数据测定
二元系统气液平衡数据测定一、实验目的1、了解和掌握用双循环气液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。
2、了解缔合系统气液平衡数据的关联方法，从实验测得的T-p-x-y数据计算各组分的活度系数。
3、通过实验了解平衡釜的构造，掌握气液平衡数据的测定方法和技能。
4、掌握二元系统气液平衡相图的绘制。
二、实验原理以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多，但基本原理相同，如图1所示。
当体系达到平衡时，两个容器的组成不随时间变化，这时从Ａ和Ｂ两容器中取样分析，即可得到一组平衡数据。
当达到平衡时，除两相的温度和压力分别相等外，每一组分化学位也相等，即逸度相等，其热力学基本关系为：L f V fiiVpy fsx （1）iiiiiv 1；再忽略压力对流体逸度的影响，常压下，气相可视为理想气体，ifis pis 从而得出低压下气液平衡关系式为：pyi=γipisx i （2）式中，p――体系压力（总压）；pis――纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用Antoine 公式计算；xi、yi ――分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率；γi――组分i的活度系数由实验测得等压下气液平衡数据，则可用ipyi（3）sxipi计算出不同组成下的活度系数。
本实验中活度系数和组成关系采用Wilson方程关联。
Wilson 方程为：lnγ1=－ln(x1+Λ12x2)+x2(12 21－) （4）x1 12x2x2 21x1 21 12－) （5）x2 21x1x1 12x2lnγ1=－ln(x2+Λ21x1)+x1(Wilson方程二元配偶函数Λ12和Λ21采用高斯―牛顿法，由二元气液平衡数据回归得到。
目标函数选为气相组成误差的平方和，即22F= (y1实y1计）j (y2实y2计）j （6）j 1m三、实验装置与流程示意图1．平衡釜一台（平衡釜的选择原则：易于建立平衡、样品用量少、平衡温度测定准确、气相中不夹带液滴、液相输送不返混及不易爆沸等。
乙二醇和1,2-丁二醇混合物分离研究
乙二醇和1,2-丁二醇混合物分离研究乙二醇和1,2-丁二醇都是十分重要的有机化工原料,以煤炭资源作为原料制取乙二醇的过程中,会形成1,2-丁二醇等副反应产物;以生物质为原料生产乙二醇,经初步分离后,得到乙二醇、丙二醇和系列丁二醇的混合物。
这些副反应产物的沸点较高且十分接近,使用常规方法很难实现分离。
乙二醇和1,2-丁二醇体系的分离是多元醇分离过程中最常见也最棘手的问题,要得到高纯度的乙二醇,需要开发可行的分离技术,而乙二醇-1,2-丁二醇混合物的汽液相平衡数据是开发该分离技术的基础。
为了定量化分析所研究的物系,研究过程采用FL9790气相色谱仪作为主要分析设备,选定FID检测方法,研究确定了仪器分析调节参数,并根据标样的检测在工作站上确定了研究物系各组分的检量关系。
汽液相平衡数据测定选用KM-VL-1汽液平衡釜作为主要设备,并根据测量需要,选择确定了匹配的真空控制系统和冷却循环系统,以此为基础测定了100.4 kPa、30.4 kPa下乙二醇-1,2-丁二醇物系和30.4 kPa下乙二醇-正辛醇物系的汽液相平衡数据。
为了快速拟合获得的相平衡数据,研究了Aspen Plus软件的模型拟合功能,实现了以物系相平衡实验数据为基础数据,建立和优化乙二醇-1,2-丁二醇混合物系的分离工艺。
通过引用积分检验法来测试这三组数据热力学一致性,检验结果均低于10%,通过热力学一致性检验。
选用Aspen Plus软件中NRTL模型,对实验测得的汽液相平衡数据进行拟合,获得模型参数。
并用获得的模型分别计算了乙二醇-1,2-丁二醇体系在100.3 kPa下汽液相平衡数据(液相乙二醇实验值和计算值平均偏差和最大相对偏差分别为0.0041%,0.0135%),乙二醇-1,2-丁二醇体系在30.4 kPa下的汽液相平衡数据(液相乙二醇实验值和计算值平均相对偏差与最大相对偏差分别为0.0162%和0.0650%),30.4 kPa下乙二醇-正辛醇的汽液相平衡数据(液相乙二醇实验值和计算值平均偏差和最大相对偏差分别为0.0093%和0.0239%),拟合结果理想。
二元系统汽液平衡数据测定专业实验
思考与讨论
4，如何计算醋酸－水二元系的活度系数？ 参见数据处理部分
5，为什么要对平衡温度进行压力校正？ 答：为了将平衡数据校正到标准大气压下，方便进行比较。
6，本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生？如 何防止暴沸现象发生？
答：本实验装置加蛇管防止闪蒸，加上下保温防止精馏，加 磁力搅拌防止暴沸现象发生。
解一元二次方程可得η10
四、数据处理的思路与技巧
醋酸－水二元系统汽液平衡数据的关联
由平衡时组分逸度相等的原理，可得：
HAc
p1
/
p
0 HAc
0 1
x
HAc
H 2O
p
H 2O
/
p
0 H
x 2 O H 2 O
其中
lg
p
0 HAc
7 .181
1416 .7 t 211
lg
p
0 H
2O
7 .9187
思考与讨论
1，为什么在常低压下，醋酸蒸汽也不能当作理想气体看待？
答：由于醋酸蒸汽在汽相中存在二分子，三分子的缔合体， 因此即使在常低压下也不能当作理想气体。
2，本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？
答：本实验中汽液两相达到平衡的判据是平衡温度不随时间 发生变化。
思考与讨论
3，设计用0.1mol/LNaOH标准溶液测定气液两相组成的分析 步骤，并推导平衡组成的计算式。
技巧与难点 加料 从加料口加入配好的醋酸-水二元溶液 醋酸和水的浓度问题? 浓度与平衡温度的关系? 灵敏温度区域? 加料位置? 从汽相冷凝管处加入溶液的优缺点?
技巧与难点 加热
加热前期要做的准备?
二元汽液平衡数据测定实验数据处理
γi——组分i的活度系数
由实验测得等压下气液平衡数据，则可用
……………………………….. ….. (3)
计算出不同组成下的活度系数。
本实验中活度系数和组成关系采用Wilson方程关联。Wilson方程为：
lnγ1=-ln ………(4)
lnγ2=-ln ………(5)
lnPy2/P20x2=-ln(x2+λ21x1)+x1(λ21/(x2+λ21x1)-λ12/ (x1+λ12x2))
目标函数：
F=
用非线性最小二乘法拟合：matlab拟合程序如下
functionxLsqnonlin
bb0=[1,1]
[bb,resnorm,residual]=lsqnonlin(@Funlv,bb0)
%-----------------------------------------
functionF=Funlv(bb)
x1=[0.746 0.636 0.537 0.468 0.384];
x2=[0.254 0.364 0.463 0.532 0.616];
y1=[0.819 0.729 0.670 0.594 0.526];
t校正=kn(t主-ts)
matlab运算结果如下：
t0=[82.0 83.4 84.8 86.2 87.6];
t2=[22.0 23.0 24.0 25.0 28.1];
t1=0.00016*60*(t0-t2);
t3=t0+t1
结果：
t3 =82.5760 83.9798 85.3837 86.7875 88.1712
end
二元体系汽液平衡数据测定
实验10 二元体系汽液平衡数据测定一. 实验目的1.掌握二元体系汽液相平衡数据的测定方法，Rose平衡釜的使用方法，测定大气压力下乙醇（1）-- 环己烷（2）体系PTXY数据。
2.确定液相组分的活度系数与组成关系式中的参数，推算体系恒沸点，计算出不同液相组成下二个组分的活度系数，并进行热力学一致性检验。
3.掌握恒温浴的使用方法和用阿贝折光仪分析组成的方法.二．实验原理汽液平衡数据实验测定是在一定温度压力下，在已建立汽液相平衡的体系中,分别取出汽相和液相样品,测定其浓度。
本实验采用的是最广泛使用的循环法，平衡装置利用Rose 釜。
所测定的体系为乙醇（1）—环己烷（2）。
样品分析采用折光法。
汽液平衡数据包括T-P-X i-Y i。
对部分理想体系达到汽液平衡时，有以下关系式：Y i P=γi X i P i S将实验测得的T-P-X i-Y i数据代入上式，计算出实测的X i与γi数据，利用X i与γi关系式（van Laar Eq.或 Wilson Eq.等）关联确定方程中参数。
根据所得的参数可计算不同浓度下的汽液平衡数据、推算共沸点及进行热力学一致性检验。
三. 实验装置和试剂实验装置主体为Rose平衡釜-一汽液双循环式平衡釜（见图 -1）。
图-1 Rose釜结构图1-排液口2-沸腾器3-内加热器4-液相取样口5-汽室6-汽液提升管7-汽液分离器8-温度计套管9-汽相冷凝管 10-汽相取样口 11-混合器Rose平衡釜汽液分离部分配有50—100℃精密温度计或热电偶（配XMT—3000数显仪）测量平衡温度，沸腾器的蛇型玻璃管内插有300Ｗ电热丝，加热混合液，其加热量由可调变压器控制。
分析装置为恒温水浴—阿贝折光仪系统,配有CS-501型超级恒温浴和四位数字折光仪.实验试剂: 无水乙醇（分析纯）, 环己烷（分析纯）.四.实验步骤和分析方法1．制作乙醇（1）-- 环己烷（2）溶液折光系数与组成关系工作曲线（可由教师预先准备）：（1）配制不同浓度的乙醇(1)—环己烷(2)溶液(摩尔浓度X1为0.1,0.2,0.3,……0.9)；（2）测量不同浓度的乙醇(1)—环己烷(2)溶液在30℃下的折光系数，得到一系列X1—n D数据；（3）将X1—n D数据关联回归，得到如下方程：X1 = - 0.74744 + [0.0014705 + 0.10261（1.4213 - n D）]0.5/ 0.0513052．开恒温浴--折光仪系统，调节水温到30 0.1℃。
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热和保温控制。为了保证实验数据的可靠性， 用该 装置测定了常压下乙醇水体系的汽液平衡数据， 求 出相对偏差大小。即将实验所得实验数据与有关文 ［711 ］ y 图， 做 x汽相摩尔分数 y 最大偏差为 献数据 0． 034 ， 吻合较好。同时为了保证该装置在高温下的 适用性， 用该装置测量纯乙二醇的沸点如表 1 所示， 也与文献值吻合度较高， 说明装置测量可信。
朱连天等
1， 2乙二醇丁二醇二元体系汽液平衡数据的测定及关联
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PDO） 和 1 ， 22BDO ） 将影响产物乙二醇 丁二醇 （ 1 ， ［2 ］ 2的品质 ， 其 中 1， 丁二醇与乙二醇沸点最为接 分离难度最大。 汽液平衡数据是后续乙二醇提 近， 纯工艺设计和精馏塔设计必备的热力学基础数据 。 从目前看， 对于此 2 种物质， 只有纯物质在低压条件 ［3 ］ 1， 2下饱和蒸汽压的测定 ， 并没有乙二醇丁二醇 二元体系的汽液平衡数据的相关报道 。 汽液平衡数据的测定主要有静态法和动态法， ［4 ］ 1， 2 动态法又分为循环法和流动法 。 由于乙二醇丁二醇体系沸点比较高， 静态法测量的相对误差比 较大， 在各种方法比较了之后， 选择了动态循环法。 本文用改进的 Ellis 平衡釜测定了常压下乙二 1， 2 丁二 醇 二 元 体 系 的 汽 液 平 衡 数 据， 醇并利用 Aspen Plus 实 验 数 据 进 行 了 关 联， 得到了相应的 Wilson 和 NRTL 模型参数， 并比较了 2 种模型计算 值与实验值的符合程度。 1 1． 1 实验 实验试剂
1212 收稿日期： 2011Email： ltzhu2009@ 作者简介： 朱连天（ 1987 —） ， 女， 硕士研究生， 主要从事草酸酯加氢制备乙二醇产物分离方面的研究， 电话： 15216713568 ， hotmail． com； 肖文德， mail： wdxiao@ sjtu． edu． cn。 通信联系人， 电话： （ 021 ） 34203788 ，E-
表1 Table 1 名称 乙二醇 1， 2丁 二醇 纯度（ 质量 分数） / % ≥99． 5 ≥98 原料的纯度和来源 沸点 / ℃ 沸点 / ℃ 197． 6［5］ 197［6］ 190． 5［5］ 194［6］
1． 3
实验方法
1， 2将组 成 不 同 的 乙 二 醇、 丁二醇溶液大约 200 mL加入改进的 Ellis 平衡釜内， 通过加热控制汽
Determination and correlation of VLE data for ethylene glycol and 1 ， 2butanediol system
ZHU Liantian，YAN Jianmin，XIAO Wende （ School of Chemistry and Chemical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240 ， China） Abstract： Instead of the conventional route from petroleum，the development of the process to produce ethylene glycol （ EG） from the syngas has risen to a new level． Vaporliquid equilibrium data of ethylene glycol and 1 ， 2butanediol were measured by using an improved Ellis vaporliquid equilibrium pot at atmosphere pressure． The thermodynamic consistency for experimental data of EG1， 2BDO system was confirmed by means of Herington method． Wilson and NRTL models were used for the correlation of vaporliquid equilibrium data by Aspen Plus． With the model parameters obtained，the activity coefficients and the azeotropic point which was 465． 91 K with 47． 0% of EG and 53． 0% of 1 ， 2BDO were also calculated． After the calculation of the mole fraction of gas phase， the mean relative deviation of calculated data and that of experimental data for both Wilson and NRTL were less than 0． 2% ． The result shows that both Wilson and NRTL models are applicable for EG1， 2BDO system． This research is helpful for further industry process design． Key words： ethylene glycol； 1 ， 2butanediol； vaporliquid equilibrium； Wilson equation； NRTL equation 乙二醇（ 简称 EG） ， 俗称甘醇， 是一种重要的有 。 机化工原料 它不仅是生产聚对苯二甲酸乙二醇酯 （ PET， 即聚酯树脂 ） 、 醇酸树脂、 聚酯纤维和聚酯塑 ［1 ］ 料的重要原料， 而且是常用的高沸点溶剂 。 近年 来， 随着中国聚酯工业的快速发展， 乙二醇的消费量 不断增加。2007 年乙二醇的表观消费量更是高达 668． 0 万 t。 在石油危机的世界形势下， 由煤基合成气制乙 二醇工艺的开发具有战略性意义 。在国内合成气制 乙二 醇 的 研 究 中， 由 CO 偶 联 合 成 草 酸 二 甲 酯 （ DMO） ， 再由 DMO 催化加氢制备得到乙二醇的路 线研究较多。在整个反应网络中， 甲醇以及乙二醇 过度加氢生成的乙醇与乙二醇之间发生的 Guerbet 22反应所生成的 2 种碳链增长产物： 1 ， 丙二醇 （ 1 ，
表2 Table 2 100 kPa 乙二醇（ 1 ） 1， 2丁二醇（ 2 ） 二元体系的汽液平衡数据 Vaporliquid phase equilibrium data for binary system of EG1， 2BDO at 100 kPa T exp / K 469． 49 469． 29 468． 77 468． 32 468． 01 467． 19 466． 71 466． 41 466． 11 466． 01 466． 17 466． 31 x1exp 0． 956 4 0． 935 5 0． 905 9 0． 877 6 0． 826 4 0． 797 1 0． 685 3 0． 637 2 0． 530 4 0． 411 2 0． 298 7 0． 216 2 y1exp 0． 925 6 0． 910 3 0． 867 4 0． 830 3 0． 789 9 0． 721 4 0． 649 5 0． 595 6 0． 508 1 0． 407 3 0． 306 3 0． 203 3
第 40 卷 第 7CAL ENGINEERING（ CHINA）
Vol． 40 No． 7 Jul． 2012
1， 2-丁二醇二元体系汽液平衡 乙二醇 数据的测定及关联
朱连天，阎建民，肖文德
（ 上海交通大学 化学化工学院，上海 200240 ） 2摘要： 为解决合成气经由草酸酯制乙二醇反应过程中产生的副产物 1 ， 丁二醇与乙二醇的分离问题， 利用改进的 Ellis 汽液平衡釜测定了乙二醇 1， 2 丁二醇二元体系常压下汽液平衡数据， 并通过 Herington 规则验证了实验结果 符合热力学一致性。分别用 Wilson 和 NRTL 模型对实验数据进行热力学关联， 得到了相关的模型参数并计算了该 1， 二元体系不同摩尔分数 2 种组分的活度系数值， 预测了该二元体系的共沸点组成（ 摩尔分数） 为乙二醇 47． 0% ， 2丁二醇 53． 0% ， 共沸点温度为 465． 91 K。汽相组成的计算值与实验值平均相对偏差均小于 0． 2% ， 说明 2 种模型 均适用于该二元体系， 为工业分离工艺的设计提供了参考 。 2关键词： 乙二醇； 1 ， 丁二醇； 汽液平衡； Wilson 方程； NRTL 方程 中图分类号： TQ 013． 1 文献标识码： A 9954 （ 2012 ） 07003404 文章编号： 1005DOI： 10． 3969 / j． issn． 10059954． 2012． 07． 009
Purity and source of material 生产厂家 上海菲达工贸 有限公司 梯希爱（ 上海） 化成 工业发展有限公司 （ 实验值） （ 文献值） 197． 0 193． 9
相温度与液相温度相差不超过 0． 5 ℃ ， 待回流液稳 ［4 ］ 定后温度计度数稳定 20 min， 达到汽液相平衡 。 分别取汽相和液相样稀释后进行气相色谱分析 ， 测 定平衡时汽液相组成。 1． 4 分析方法 采用天美公司的 GC7890 Ⅱ气相色谱， 检测器为 （ FID ） ， AT． PEG 。 色谱柱为 采用程序 氢火焰检测器 升温分析。升温程序为：
汽液相平衡数据的测定结果 1， 2 丁二醇 （ 2 ） 在 测定乙二醇 （ 1 ） 在常压下， 466 —470 K 的汽液平衡数据 ， 并将其矫正到1 个标
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化学工程 2012 年第 40 卷第 7 期
准大气压下（ 100 kPa ） ， 测定乙二醇汽、 液相摩尔分 数的结果如表 2 所示。