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叔戊醇-异丁醇体系之汽液平衡探讨

2016-02-22 10:41:25点击:

过去对轻质油没有进行合理的开发利用,或做锅炉燃料,或以每吨1000多元的价格出售。不仅是一种资源的浪费,而且造成较严重的环境污染。随着精细化工的快速发展,目前人们已经对轻质油进行分离利用[1]。在切割出的若干个粗馏分中,有一个主要含有叔戊醇和异丁醇的馏分需要进一步精馏才能获得价值较高的叔戊醇。但是叔戊醇和异丁醇的沸点接近,在分离设计中需要该二元体系之汽液平衡数据和热力学模型。1测定装置平衡釜:所用之循环式平衡釜是何勤等人[2]改进之一种新型平衡釜。该釜具有运行平稳、较好解决了暴沸现象、操作方便、适用范围广等优点。釜的平衡室外有真空镀银夹套,保温性能良好,有效防止了汽相的部分冷凝。从前的测定结果表明,该釜测定的平衡数据较可靠。平衡釜如图1所示。浓度测定:平衡组成由气相色谱仪测定,其组成数据由色谱微处理机计算。温度和压力:平衡温度是由标准水银温度计测定,露出平衡釜部分作露颈校正,精度为0.05℃,平衡压力由自动触点式粗、细两级式稳压系统控制,根据大气压的大小,或充氮气或抽真空使体系保持常压,其压力由水U型差压计测量,其精度在。汽液平衡数据的测定所用试剂均为分析纯,并在实验前进行了二次精馏提纯。有关试剂的物性列于表1。图1汽液平衡釜示意图1.再沸器2.平衡室3.测温阱4.冷凝器5.汽相取样6.放液7.液相取样8.混合室图2乙醇(1)?水(2)体系的常压汽液平衡为了考察本装置及分析方法的可靠性和准确性,首先测定了乙醇?水体系的常压汽液平衡数据,结果与文献值较吻合,见图2。37第15卷第2期王家荣等:叔戊醇?异丁醇体系的汽液平衡探讨
  表1试剂的沸点数据正常沸点乙醇水叔戊醇异丁醇。
  本文测定了叔戊醇?异丁醇体系常压下的汽液平衡数据,用Herington方法[5]对所测数据进行检验。在全浓度范围内,由实验数据计算出。数据并作Y~X图,经过图解积分求得曲线与X轴所包围的面积,结果符合热力学-致性。用MH?81状态方程[7]关联了该体系的汽液平衡数据,计算结果与测定数据的比较分别列于表2,其相互作用参数。汽相组成和泡点温度的平均误差分别为0.0050和0.063K,最大误差为0.0150和0.34。MH?81状态方程既然关联汽液平衡的方法见附录1。表2叔戊醇(1)?异丁醇(2)体系的常压汽液平衡数据及MH?81方程的关联结果。平均值。
  化学工业与工程1998年5月3结论本文测定了叔戊醇?异丁醇体系的常压汽液平衡数据,并用MH?81状态方程关联了实验数据,计算值和测定值吻合较好。目前还未见有该体系的汽液平衡数据报导。本探讨能为从轻质油中分离出有价值的化学品叔戊醇的精馏设计提供必要的基础数据。附录1:MH?81状态方程既然关联汽液平衡的方法纯组方i的MH?81状态方程[6]的形式为。
  其中,温度函数的形式为。温度函数据混合法则为(以液相为例,对于汽相,将X改为。
  逸度系数式为。其中。状态方程的所有常数A,B,C和b均由纯组分的临界参数、正常沸点及蒸汽数据计算。具体计算过程可以参考有关文献[7]。本文中所及的叔戊醇和异丁醇的MH?81状态方程常数如附表1。附表1叔戊醇和异丁醇的物理常数和MH?81状态方程常数常数叔戊醇异丁醇。
  用状态方程关联汽液平衡就是解下列的基本方程(组),即。
  本文的汽液平衡计算采用了等压泡点法(即由P和Xi求解T和Yi)。在计算过程中,混合法则中引入二元相互作用参数Q12,本文Powell法优化下列的目标函数,获得最优的Q12的值。
  计算框图从略。符号说明。状态方程常数E(T)??MH?81方程温度函数(在逸度式中。状态方程温度函数N??混合物的组分数NP??实验数据的点数OB??目标函数(下转第45页)39第15卷第2期王家荣等:叔戊醇?异丁醇体系的汽液平衡探讨

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