乙醇和水相平衡数据及相图
推荐一个绿色化学实验——乙酸正丁酯-乙醇-水三组分液-液平衡相图测绘
１２ 实验 步 骤 ．
（ ）共轭溶液配制： １ 在干燥的分液漏斗 中， 按照表 １ 给定的体积配制。充分振荡使其达到
相平 衡 ， 置分 层 。 静
（ ）取 ８个 干燥 的具 塞 锥形瓶 ， 照表 ２中给定 的体 积用 滴 定 管及 吸量 管配 不 同浓度 的 ２ 按
苯一 乙醇 一 三组 分体 系 来 完成 这类 实验 的 ， 水 在实验 中要 大量 用 到 苯或 甲苯 ， 而苯 和 甲苯 易挥 发 、 性大 ， 污染环 境 又对 师生 的健康 不利 。 毒 既
为 了降低 实验 中 的污染危 害 ， 把绿 色化 学思 想 渗透 到实 验教 学 中来 。我们 采 用 乙酸正 丁
４８
（ ）在 三角 坐标 上定 出 乙酸 正 丁 酯质 量 分数 为 ０ ６ ２ ．６的 乙 酸 正 丁酯 － 乙醇 溶 液 组 成点 Ｅ，
过 Ｅ作溶解度曲线 的割线 Ｅ ， 曲线于 Ｆ Ｇ点 ， Ｇ Ｅ ｍ ／ 。 Ｇ割 、 使Ｆ ／ Ｆ＝ ｍ 。求得 Ｇ点后 ， 与共轭平
乙 醇
４ ７
（） ５ 在一个 已准确称质量的干燥 ５ ｒ Ｏ ｌ具塞锥形瓶中， ａ 放人步骤 （ ） １ 准备好 的分液漏斗 中
的下层 （ 即水 层 ） 溶液 约 ０ ９ ．０～１２ ｍ 。盖 好瓶 塞 并 准 确 称 其 质量 ， 录 于表 １中。然 后 用 ．０ Ｌ 记
于燥的滴管逐滴加人步骤 （ ） ４ 准备好的乙酸正丁酯－ 乙醇溶液 ， 不断振荡 ， 滴至 由浊变清 ， 再称
１ ４ 相 图测 绘 ．
（ ）将各溶液滴定终点时各组分的体积 ， １ 根据它们在实验温度下的密度换算为质量（ 直 接称 质量 测定 时此 步可省 略 ） 求 出各 溶 液 滴 定 终 点 时 的质 量 分 数 。将 所 得 结 果绘 于三 角 坐 ，
乙醇-水设计基础数据
乙醇-水设计基础数据1.常压下乙醇-水系统t-x-y数据2.乙醇的密度3.乙醇的表面张力4含水溶液表面张力的计算二元的有机物-水溶液的表面张力在宽浓度范围内可用下式求取，即：oo w w oo o o o W w ww w q ww w O o so sw so sw s sw sw m V x V x V x V x V x V x B V qV T q Q Q B A A +=+==-=+===++=ϕϕϕϕδδϕϕϕϕδϕδϕδ)lg())(/(441.0)/lg(103/23/224/1004/14/1下角w 、o 、s 分别指水、有机物及表面部分张力指纯水及有机物的表面指主体部分的摩尔体积指主体部分的摩尔分率o w o w o w V V x x δδ,,,q 值决定于有机物的型式与分子的大小。
4. 塔板温度计算已知条件：液相组成A x ,操作压强P 对于非理溶液，由修正的拉乌尔定律可得：的活度系数组分，的饱和蒸汽压分别为纯组分式中：）（B A r r B A P P x P r x P r P B A B A A B B A A A ,;,,10000---+=压力、温度和浓度对活度系数的数值都有影响，但压强的影响很小，一般可以忽略。
温度对活度系数的影响可按下面的经验公式估计，即：常数=r T log式中的常数对不同的物系不同组成，其值不同，可用一组已知数据求取。
求取的步骤如下：（1） 按已知的液相组成A x 在常压t-x-y 相图上查出温度t 0及气相组成为y A （2） 用安托尼方程分别计算上t 0温度下的饱和蒸汽压0,B A P P （3） 用修正的拉乌尔定律计算系数)1(1(;00A B A B AA AA x P y P r x P Py r --==）（4） 对组分A 及B 的常数分别用C A 及C B 表示，于是0000log log BB AA rT C r T C ==（5） 溶液浓度为A x 的活度系数可表示如下：BB A A r TC r T C log log ==由式(a)(b)(c)及安托尼方程即可求出已知液相组成的塔板温度。
乙醇水精馏塔
1.引言1.1.精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。
精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。
1.2.精馏塔对塔设备的要求精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。
常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：①生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。
②效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。
③流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。
④有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。
⑤结构简单，造价低，安装检修方便。
⑥能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。
1.3常用板式塔类型及本设计的选型常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。
由于浮阀塔有如下优点：①生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大20%～40%，与筛板塔接近。
②操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。
③塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。
④气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。
⑤塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。
而且近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。
化工原理课程设计 (乙醇水筛板塔)
化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生姓名学号班级指导教师设计时间2015年5月1日~6月22日完成时间2015年6月23日于徐州目录一、总论 (4)1.1概述 (4)1.2文献综述 (4)1.2.1板式塔类型 (4)1.2.2筛板塔 (4)1.3设计任务书 (5)1.3.1设计题目 (5)1.3.2设计条件 (5)1.3.3设计任务 (5)二、设计思路 (5)三、工艺计算 (6)3.1 平均相对挥发度的计算 (6)3.2绘制t-x-y图及x-y图 (7)3.3 全塔物料衡算 (8)3.3.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (8)3.3.2 平均摩尔质量 (9)3.3.3全塔物料衡算： (9)进料量： (9)3.4最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (9)3.4.1最小回流比 (9)3.4.2 确定最适操作回流比R (10)3.5 图解法求理论板数及加料板位置 (11)3.5.1精馏段和提馏段操作线方程的确定 (11)3.5.2 理论板数及加料板位置 (12)3.6 实际板数及加料板位置确定 (13)四、塔板结构设计 (13)4.1气液体积流量 (13)4.1.1 精馏段的气液体积流量 (13)4.1.2 提馏段的气液体积流量 (15)4.2 塔径计算 (16)4.2.1 塔径初步估算 (16)4.2.2校核HT与D的范围 (18)4.3 塔高的计算 (18)4.4 塔板结构设计 (19)4.4.1塔板结构尺寸的确定 (19)4.4.2 弓形降液管 (20)4.4.3 塔盘布置 (21)4.4.4开孔面积计算 (21)4.4.5筛板的筛孔和开孔率 (22)4.5塔板流体力学校核 (22)4.5.1 塔板阻力 (22)4.5.2液面落差 (24)4.5.3 液沫夹带量校核 (25)4.5.4严重漏液校核 (25)4.5.6降液管溢流液泛校核 (25)4.6 塔板性能负荷图 (26)4.6.1漏液线 (27)4.6.2 液沫夹带线 (27)4.6.3液相负荷下限线 (27)4.6..4液相负荷上限线 (28)4.6.5液泛线 (28)五、换热器 (29)5.1 换热器的初步选型 (29)5.1.1塔顶冷凝器 (29)5.1.2塔底再沸器 (29)5.2 塔顶冷凝器的设计 (29)六、精馏塔工艺条件 (31)6.1塔体总高 (31)6.2 精馏塔配管尺寸的计算 (32)6.2.1塔顶汽相管径dp (32)6.2.2回流液管径dR (32)6.2.3 加料管径dF (33)6.2.4釜液排出管径dw (33)6.2.5再沸器返塔蒸汽管径dv’ (33)6.3精馏塔工艺尺寸 (34)七、塔板结构设计结果 (35)八、符号说明 (35)九、结束语 (36)一、总论1.1概述化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物。
乙醇和水
提馏段：
的一般经验数值为
本设计不设置进口堰高和受液盘
采用F1型重阀，重量为33g，孔径为39mm。
浮阀数目
气体通过阀孔时的速度
取动能因数 ，那么 ，因此
个
由于采用分块式塔板，故采用等腰三角形叉排。若同一横排的阀孔中心距 ，那么相邻两排间的阀孔中心距 为：
取 时画出的阀孔数目只有60个，不能满足要求，取 画出阀孔的排布图如图1所示，其中
可以查得 ，所以
取水为冷凝介质，其进出冷凝器的温度分别为25℃和35℃则
平均温度下的比热 ，于是冷凝水用量可求：
以釜残液对预热原料液，则将原料加热至泡点所需的热量 可记为：
其中
在进出预热器的平均温度以及 的情况下可以查得比热 ，所以，
釜残液放出的热量
若将釜残液温度降至
那么平均温度
其比热为 ，因此，
可知， ，于是理论上可以用釜残液加热原料液至泡点
全塔的平均温度：
在温度 下查得
因为
所以，
全塔液体的平均粘度：
全塔效率
块(含塔釜)
其中，精馏段的塔板数为： 块
整理精馏段的已知数据列于表3(见下页)，由表中数据可知：
液相平均摩尔质量：
液相平均温度：
表3精馏段的已知数据
位置
进料板
塔顶(第一块板)
质量分数
摩尔分数
摩尔质量/
温度/℃
83.83
78.62
在平均温度下查得
0.30
0.575
0.95
0.942
0.35
0.595
1.0
1.0
根据生产任务，若按年工作日300天，每天开动设备24小时计算，产品流量为 ，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用浮阀塔。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告气液平衡相图是描述气体和液体在一定温度和压力下的平衡状态的图表，通过实验测定得到的数据可以绘制出相应的相图。
本实验旨在通过实验测定的数据，绘制出双液系的气液平衡相图，并对实验结果进行分析和讨论。
实验仪器和试剂。
实验中所使用的仪器包括压力计、温度计、烧瓶、试管等。
实验所需试剂为乙醇和水。
实验步骤。
1. 首先在烧瓶中加入一定量的水，并在试管中加入一定量的乙醇。
2. 将烧瓶和试管放入恒温水浴中，使其达到所需的温度。
3. 在一定时间间隔内，记录烧瓶内乙醇蒸气的压力和温度。
4. 根据实验数据，绘制出乙醇和水的气液平衡相图。
实验结果与分析。
通过实验测定得到的数据，我们成功绘制出了乙醇和水的气液平衡相图。
从实验结果可以看出，在一定温度下，乙醇和水的气液平衡曲线呈现出一定的规律性，随着温度的升高，气液平衡曲线也相应发生变化。
在实验过程中，我们还发现了一些异常现象，如在某些温度下，乙醇的蒸气压远大于预期值，经过分析发现可能是实验条件或者实验操作上的一些误差所致。
这些异常现象也为我们提供了更多的实验数据，有助于完善气液平衡相图的绘制。
结论。
通过本次实验，我们成功绘制出了乙醇和水的气液平衡相图，并对实验结果进行了分析和讨论。
实验结果表明，在一定温度和压力下，乙醇和水的气液平衡状态呈现出一定的规律性，同时也发现了一些异常现象，这为我们提供了更多的实验数据，有助于完善气液平衡相图的绘制。
总之，本次实验为我们提供了更深入的了解气液平衡相图的机会，并通过实验数据的分析，加深了我们对气液平衡相图的认识，为今后的研究和实验提供了重要的参考依据。
以上就是本次实验的实验报告，谢谢阅读。
二组分完全互溶系统的气—液平衡相图
课程名称：______大学化学实验(P)__________ 指导老师：____曹发和_____成绩：__________________ 实验名称：二组分完全互溶系统的气液平衡相图实验类型：_____________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1．学习测定气—液平衡数据及绘制二元系统相图的方法，加深理解相律和相图等概念。
2．掌握正确测量纯液体和液体混合物沸点的方法。
3．熟悉阿贝折光仪的原理及操作，熟练掌握超级恒温槽的使用和液体折射率的测量。
4．了解运用物理化学性质确定混合物组成的方法。
二、实验内容和原理两种液态物质若能以任意比例混合，则称为二组分完全互溶液态混合物系统。
当纯液体或液态混合物的蒸气压与外压相等时就会沸腾，此时的温度就是沸点。
在一定的外压下，纯液体的沸点有确定的值，通常说的液体沸点是指101.325Kpa下的沸点。
对于完全互溶的混合物系统，沸点不仅与外界压力有关，还与系统的组成有关。
在一定压力下，二组分完全互溶液态混合物系统的沸点与组成关系可分为三类：（1）液态混合物的沸点介于两纯组分沸点之间（2）液态混合物有沸点极大值（3）液态混合物有沸点极小值。
对于（1）类，在系统处于沸点时，气、液两相的组成不相同，可以通过精馏使系统的两个组分完全分离。
（2）、（3）类是由于实际系统与Raoult定律产生严重偏差导致。
相图中出现极值的那一点，称为恒沸点。
具有恒沸点组成的二组分混合物，在蒸馏时的气相组成和液相组成完全一样，整个蒸馏过程中沸点恒定不变，因此称为恒沸混合物。
对有恒沸点的混合物进行简单蒸馏，只能获得某一纯组分和恒沸混合物。
液态混合物组成的分析是相平衡实验的关键。
本实验采用折射率法。
采用制作工作曲线的内插法得到未知液态混合物的组成。
环己烷（取代苯）-乙醇-水三组分液系相图
图4-1三角形坐标实验四三元液-液系统相图一、目的：(1)测绘环己烷(或取代苯)-水-乙醇三组分系统的相图。
(2)掌握三角形坐标的使用方法。
二、原理三组分系统的相律为F =C +2-P =5-P ，最大自由度(单相即P =1时)F =4，相图难以绘制。
恒压时自由度F =4-P ，最大自由度F =3，相图可用三维空间坐标来表示，通常使用正三棱柱，柱高表示温度。
若温度和压力均恒定，F =3-P ，最大自由度F =2，可用平面图来表示组成关系。
若用质量分数w (或摩尔分数x )描述系统的组成时，常用等边三角形坐标来表示三组分相图(图4-1)，等边三角形的三个顶点分别代表纯组分A 、B 、C ，三条边AB 、BC 、CA 上的点代表一个二组分的组成，三角形内任意一点表示三组分的组成。
以图4-1中点P 为例，经点P 作平行于三角形三边的直线Pa 、Pb 、Pc ，则点P 对应组分A 、B 、C 的相对含量分别为w A =C a =Pc ，w B =A b =Pa ，w C =B c =Pb 。
反之，若已知系统的组成，要在三角形内确定系统的组成点时，可在CA 边上取线段C a 长度等于组分A 的组成w A ，在AB 边上取线段A b 长度等于组分B 的组成w B ，通过点a 作平行于BC 的直线，通过点b 作平行于AC 的直线，这两条直线的交点p 即为系统的组成坐标点。
在环己烷(或取代苯)-水-乙醇三组分系统中，环己烷和水完全不互溶，而乙醇和环己烷及乙醇和水完全互溶。
在环己烷-水系统中加入乙醇时可促使环己烷和水的互溶。
设有一个环己烷-水的二组分系统，其组成点为K ，于其中加入乙醇，则系统总组成沿K C 变化(环己烷-水比例保持不变)，在曲线以下区域内存在互不溶混的两共轭相，将溶液振荡时出现浑浊状态。
继续滴加乙醇直至曲线的点d ，系统将由两相区进入单相区，液体由浑浊转为清澈。
继续滴加乙醇至点e ，液体仍为清澈的单相。