二元系统气液平衡数据测定

本文格式为Word版，下载可任意编辑——二元系统气液平衡数据测定

化工专业实验报告

学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：精化082班姓名：邹晓素学号：08402023509序号：18同组者姓名：周盼盼、刘丹维、刘芬指导教师：鲁老师日期：2023年04月26日

实验名称：二元系统气液平衡数据测定

一、试验目的

1、了解和把握用双循环汽液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法；2、了解缔合系统汽-液平衡数据的关联方法，从试验测得的T-p-x-y数据计算各组分的活度系数；

3、通过试验了解平衡釜的构造，把握气液平衡数据的测定方法和技能；4、把握二元系统气液平衡相图的绘制。

二、试验原理及原理图

以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多，但基本原理一致，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。蒸气循环线蒸气冷凝器凝液A加热B液体液体循环线图1平衡法测定气液平衡原理图图１平衡法测定气液平衡原理图当达到平衡时，除了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：fiL?fiV（1）?ipyi??ifi0xi

常压下，气相可视为理想气体，再忽略压力对流体逸度的影响，fi?pi0从而得出低压下气液平衡关系式为：pyi=γipi0xi（2）式中，p—体系压力（总压）；pi0—纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用安托尼（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。

由试验测得等压下气液平衡数据，则可用?i?pyi（3）xipi0计算出不同组成下的活度系数。

本试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??12x2由二元气液平12和Λ21采用非线性最小二乘法，

lnγ2=－ln(x2+Λ21x1)+x1(

Wilson方程二元配偶函数Λ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

j?1m三、试验装置和试剂

1、平衡釜一台2、阿贝折射仪一台3、超级恒温槽一台

4、50-100十分之一的标准温度计一支

5、所用试剂（无水甲醇、异丙醇）为分析纯试剂。6、ml注射器4支、5ml注射器1支。

17234589101161612131415图2－小气液平衡釜示意图图2双循环平衡釜示意图1－磨口；2－气相取样口；3－气相贮液槽；4－连通管；5－缓冲球；6－回流管；7－平衡室；8－钟罩；9－温度计套管；10－液相取样口；11－液相贮液槽；12－提升管；1-磨口；2-气相取样口；3-气相贮液槽；4-连通管；5-缓冲球；6-回流管；7-平衡13－沸腾室；14－加热套管；15－真空夹套；16－加料液面室；8-钟罩；9-温度计套管；10-液相取样口；11-液相贮液槽；12-提升管；13-沸腾室；14-加热套管；15-真空套管；16-加料液面

四、试验步骤

1、测11组二元系统气液平衡标准数据，无水甲醇与异丙醇的比例从0至100%，间隔为10%。

2、试验测定的是常压下的气液平衡数据，读取试验室大气压值为101.325kpa。3、平衡釜内参与一定浓度的无水甲醇和异丙醇溶液，并没过注射器针头。开启冷却水，接通电源。先从釜中抽出一定量的原溶液。开始时缓慢加热，开始加热电流为0.20A左右，平衡釜内液体沸腾。冷凝回流液控制在每秒2~3滴。稳定回流约15min，以建立平衡状态。

4、平衡后，用微量注射器分别取两相样品，用阿贝折射仪分析测定其组成。5、注射器从釜中取出2~5ml混合溶液后，再参与过量1ml的相对组分较少的那一种纯物料，重新建立平衡。参与那种物料，视上一次平衡温度而定，以免各试验点分布不均，重复试验5次。

6、试验完毕，关掉电源和水源，处理试验数据。

五、原始数据（附页）

表1二元系统气液平衡标准数据无水甲醇/ml10.90.80.70.60.50.40.30.20.10

表2试验测定混合液两相平衡数据温度/℃气相71.671.270.670.269.61.34791.34581.34381.341.3410折射率液相1.35511.35301.35261.35301.3489异丙醇/ml00.10