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摘要：
本研究采用等温法和直接观察法研究了甲醇-甲基丙烯酸甲酯-水三元系的汽液平衡和液液汽平衡，主要是针对三对二元系（甲醇-水，甲基丙烯酸甲酯-水和甲醇-甲基丙烯酸甲酯）的温度-组成图进行了绘制。研究结果表明，甲醇和甲基丙烯酸甲酯的添加均会影响三元系汽液平衡和液液汽平衡，其中液液汽平衡的影响更为显著。甲醇和甲基丙烯酸甲酯的存在使得汽液平衡曲线或液液汽平衡曲线向左移动，即使在低温和高温下也有明显的差异，同时也增加了相平衡的温度范围。本文的研究结果对于三元体系的实际应用具有一定的参考价值。
关键词：甲醇；甲基丙烯酸甲酯；水；汽液平衡；液液汽平衡
1. 前言
汽液平衡和液液汽平衡研究在化工领域应用广泛，可用于解决分离、回收和提纯等问题。对于三元体系，则需要对三对二元系进行研究，分析各组分对相平衡的影响，进而得到三元系的组成-温度图。甲醇、甲基丙烯酸甲酯和水是工业上常见的三元体系之一，因此其汽液平衡和液液汽平衡的研究具有一定的研究价值。
实验材料
实验所用的甲醇、甲基丙烯酸甲酯和水均为分析纯。
等温法
取定量的甲醇、甲基丙烯酸甲酯和水混合后搅拌均匀，平衡至恒定后用体积比计算不同组成下的汽液平衡。具体操作步骤如下：取一定量的混合物加入压力容器，放在恒温槽中恒温10-15 min，取出后仔细摇动，用验滴管采样，放在温差槽中冷却后观察样液稳定相的体积。重复以上步骤直至不再产生汽（或液），得到汽液平衡数据。另外，还可以采用两相平衡法，即将液相沉淀，然后取沉淀和上层液体分别加水溶解，然后取样测定各液体的相平衡关系。
直接观察法
取一定量的混合物注入一个透明气孔瓶，然后放在恒温槽中恒温10-15min，取出后通过光学显微镜直接观察照片，然后通过测量照片的像素大小计算出各液滴的尺寸和数量，得到三元体系液液汽平衡结果。
通过上述实验方法，得到了甲醇-甲基丙烯酸甲酯-水三元系的汽液平衡数据和液液汽平衡数据。通过对数据进行处理，得到了三对二元系（甲醇-水，甲基丙烯酸甲酯-水和甲醇-甲基丙烯酸甲酯）的组成-温度图。其中，液液汽平衡的影响更为显著，以下为各系统的特点：
甲醇-水体系
在同样的温度下，相较于二元系，三元系的汽液平衡曲线和液液汽平衡曲线都有明显的移动。而且当甲醇的添加量增加时，汽液平衡曲线的移动幅度越大，液液汽平衡曲线随着温度升高也有明显的向左移动的趋势。这说明甲醇的加入对于相平衡曲线有较大的影响。而且，三元系下的汽液平衡曲线比二元系平缓，因此在相平衡的温度范围内相对难分离。
甲基丙烯酸甲酯-水体系
相较于甲醇-水体系，其相平衡曲线的移动更加明显。无论是汽液平衡曲线还是液液汽平衡曲线都有较大的向左移动。而且，甲基丙烯酸甲酯的加入更容易引起液液汽平衡曲线的移动，导致相平衡的温度范围更小，分离困难。
甲醇-甲基丙烯酸甲酯体系
甲醇和甲基丙烯酸甲酯的添加均会影响相平衡曲线。在低温下，液液汽平衡曲线的移动更明显，因此相平衡范围更小。而在高温下，汽液平衡曲线的移动更为明显。
本研究通过等温法和直接观察法研究了甲醇-甲基丙烯酸甲酯-水三元系的汽液平衡和液液汽平衡，重点研究了三对二元系的组成-温度图。研究结果表明，甲醇和甲基丙烯酸甲酯的添加均会影响三元系汽液平衡和液液汽平衡，其中液液汽平衡的影响更为显著。甲醇和甲基丙烯酸甲酯的存在使得汽液平衡曲线或液液汽平衡曲线向左移动，即使在低温和高温下也有明显的差异，同时也增加了相平衡的温度范围。本文的研究结果对于三元体系的实际应用具有一定的参考价值。