二元系统气液平衡数据测定

序列号：40化工们本来就据实报告实际测试名称：二进制系统气液平衡数据的确定研究所：化学工程学院专业产业：化学工程和技术类：化学工人095类姓氏：何晓龙学习编号09402101051同组名：杨妃黄允张阳指讲师：主国权日期：2012年3月29日一、实验目的1.了解和掌握使用双循环汽液平衡器测量二进制系统汽液平衡数据的方法。2.了解关联系统汽液平衡数据的关联方法，并根据实验测量的T-p-x-y数据计算一个分量的活动系数。3.通过实验了解平衡杆的结构，掌握基础油平衡数据的确定方法和技术。掌握二元系统平衡相图的绘制。二、实验原理平衡法测量汽液平衡电路图系统平衡时，两个容器的配置不会随时间变化，此时在a和b中采样分析可以获得平衡数据集。平衡的话，两相中的温度压力都相同，各成分的化学位置也相同。也就是说，表观遗传学相同，基本热力学关系如下。FiL=fiV ipyi= ifi0xi常温下，气体被认为是理想气体，忽略压力对液体表观性能的影响，fi=pi0推导出低压汽液平衡关系，如下所示：Py= IPI0xip系统压力(总压力)；Pi0 -平衡温度下纯组分I的饱和蒸气压；Xi，yi -液和气相中组分I的摩尔分数；i -成分I的活动系数实验测量的等压平衡数据可以使用： I=py/pi0xi它计算不同配置下的活动系数在此实验中，活动系数和配置关系由Wilson方程连接，Wilson方程为ln1=-ln(x112 x2)x2(12/x112 x2)(21/x221x 1)ln2=-ln(x221x 1)x1(21/x221x 1)(12/x112 x2)威尔逊方程二进制配偶参数12和21使用非线性最小二乘法，并由二进制汽液平衡数据返回。目标函数选择为气象配置误差的平方和。也就是说：F= j=1m (y1实际-y1单位)2j (y2实际-y2单位)2j三、实验装置和试剂1.一台平衡部队(平衡大选选择原理，容易成立，样品量少，平衡温度测量在正确的气象下液滴进入，液体不混合和无爆炸沸腾等，本实验使用气液双循环小型平衡机)2.一台亚伯折射计3.温度计4.1ml和5ml注射器试剂：无水甲醇，异丙醇(试剂均为优良等级)四、实验阶段和注意事项1.打开阿贝尔折射仪，配置无水甲醇。异氟烷醇比是0333691，1:4，233603，1:1，33692，133604，1:0的标准试剂，其折射率分别测量和测量的数据绘制了处理后无水甲醇和异丙醇的标准曲线。温度计放置在温度测量套管中。3.检查装置的机密性，保证实验装置的良好机密性(实验试剂作为有机试剂具有一定的毒性，因此气密性检查非常重要)。4.在平衡罐中添加无水甲醇的一定浓度-异丙醇的混合溶液通过大约20-30毫升注射针头流出，打开冷却剂，打开加热电源，第一加热电流为0.1A，5毫米为0.2A，下一5毫米慢慢转移到0.25A，使平衡釜中的液体沸腾。冷凝回流调节为每秒23滴，稳定回流约15分钟，建立平衡状态。5.达到平衡后，记录温度计的读数，用微量注射器获取回流样品2毫升左右，用阿贝尔折射仪测量其折射率，并根据步骤1中获得的曲线确定样品内的构成。6.再将上面测量的内容中成分量较小的纯物质5毫升重新加热，定置平衡后，记录平衡温度，并测量其回流样品的折射率，构成。重复步骤6的实验，共有5个实验组。8.实验结束后，关闭仪表电源和水源，处理实验数据。9.实验注意事项：1.实验中尽量避免与试剂直接接触，有机化学试剂有一定的毒性。2.阿贝尔折射仪的使用很细致，为了防止偶然的误差产生，最好总是一个人工作，折射率一般读数至少用于两次准确。五、原始实验数据(附件页)六、数据处理无水甲醇：分子量：32.04密度：0.791至0.793异丙醇：分子量：60.10密度：0.784至0.786表1无水甲醇-异丙醇折射率无水甲醇/%异丙醇/%折射率10001.3288090101.332080201.334970301.347460401.349250501.353040601.356930701.362120801.365210901.370701001.3760表2混合液体两相平衡数据的实验测定次数温度/c气相异丙醇折射率170.01.3497271.11.3519369.81.3477471.51.3413571.41.3455表1中的数据创建了以下曲线：异丙醇含量-折射率Y=4.5842910-4x1.33544寻找该温度下成分的摩尔分数和饱和蒸气压根据表2中的数据，上述数据如下表所示。表3对应于温度下的折射率和组成的实际值温度t/c异丙醇气相折射率异丙醇气相组成y1异丙醇液相组成x170.01.34970.60770.392371.11.35190.53360.466469.81.34770.45070.549371.51.34130.38960.610471.41.34550.32420.6759检查表格：成分abc无水甲醇7.205871582.271239.726异丙醇6.866341360.183197.593根据Anthony公式，LG (PS/kpa)=a-b/(c t/c)在每个温度下获得饱和蒸汽压，如下表所示。表4对应于温度下的饱和蒸气压温度/c甲醇饱和蒸汽压PS/Kpa异丙醇饱和蒸汽PS/Kpa70.0149.7074.6271.1142.1470.3269.8136.9467.3771.6133.9065.6671.4132.9065.09计算不同配置下的活性假设两个配偶系数分别为12=1，21=2X2=1-x1ln1=-ln(x112 x2)x2(12/(x112 x2)21/(x221x 1)ln2=-ln(x221x 1)x1(21/(x221x 1)12/(x112 x2)得到LNG1和LNG2，p=100kpa，Pis参见表2，得到yi。结果数据如下表所示：表5各县气象摩尔分数计算值温度cgamma 1气相异丙醇组成计算值70.00.90870.412171.10.86770.325669.80.81220.246671.60.76480.195671.40.70820.1493由异丙醇组成的实验值和从上表中获得的异丙醇组成的计算值是温度t-x-y图=(0.6077-0.4121)2(0.5336-0.3256)2(0.4507-0.2466)2(0.3896-0.1956)2(0.3246)七、实验分析和思维问题解决1、汽液两相平衡如何实验？答：回流液的回流速度基本上是15分钟左右，速度每秒约2-3滴，在一定时间内温度恒定，基本上可以判断为气液相两相达到平衡。2、影响汽液平衡测量准确度的因素是什么？答：加热速度有多快