文档介绍：---------------------------------作者:_____________-----------------------------日期::_____________气液平衡-实验报告化工专业实验报告实验名称:二元气液平衡数据的测定实验人员:同组人实验地点:天大化工技术实验中心606室实验时间:2015年4月20日下午14:00年级:2014硕;专业:工业催化;组号:10(装置2);学号:指导教师:______赵老师________实验成绩:(1)测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据;(2)通过实验了解平衡釜的结构,掌握气液平衡数据的测定方法和技能;(3)应用Wilson方程关联实验数据。、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择,都需要精确可靠的气液平衡数据。这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递,故这种数据的重要性是显而易见的。平衡数据实验测定方法有两类,即间接法和直接法。直接法中又有静态法、流动法和循环法等。其中循环法应用最为广泛。若要测得准确的气液平衡数据,平衡釜是关键。现已采用的平衡釜形式有多种,而且各有特点,应根据待测物系的特征,选择适当的釜型。用常规的平衡釜测定平衡数据,需样品量多,测定时间长。所以,本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温,釜内液体和气体分别形成循环系统,可观察釜内的实验现象,且样品用量少,达到平衡速度快,因而实验时间短。以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多,但基本原理相同,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。图1平衡法测定气液平衡原理图当达到平衡时,除了两相的压力和温度分别相等外,每一组分的化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为:常压下,气相可视为理想气体,Φi=1;再忽略压力对液体逸度的影响,fi=pi0,从而得出低压下气液平衡关系式为:式中,p----------------体系压力(总压);pi0------------纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压;xi、yi-------分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率;ri-------------组分i的活度系数;由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数:计算出不同组成下的活度系数:本实验中活度系数和组成关系采用Wilson方程关联。Wilson方程为:目标函数选为气相组成误差的平方和,即:三、实验装置和试剂(1)平衡釜一台。平衡釜的选择原则:易于建立平衡、样品用量少、平衡温度测定准确、气相中不夹带液滴、液相不返混及不易爆沸等。本实验用气液双循环的小平衡釜,其结构如图2所示。(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、0-50十分之一的标准温度计一支。所用试剂(苯、正庚烷)为优级品。注射器(1ml、5ml)若干。图2小气液平衡釜示意图四、实验过程(1)首先开启超级恒温槽,调节温度至测定折射率所需温度25℃。(2)测温套管中道入甘油,将标准温度计插入套管中,并在温度计露出部分中间固定一支温度计。因本实验对温度要求较严,需对温度进行校正。(3)检查整个系统的气密性,因为我们这个系统都是密闭的。检测方法是将100毫升针筒与系统相连,并使系统与大气隔绝,针筒缓缓抽出一点压力,发现硅油U型管的两个液柱差不变时(说明系统是密闭的),然后再通大气(已由教师检测完成)。(4)我们做的是常压下的气液平衡,当天的大气压需要读出。(5)在平衡釜内加入一定浓度的苯—正庚烷混合液约20-30ml(已加好),使液体处在图2中加料液面处,一般由实验点数决定,-,故开始加入的浓度可使轻组分含量较多,然后慢慢增加重组分的浓度。打开冷却水,安放好加热器,接通电源。控制加热电流,,,,以平衡釜内液体沸腾为准。冷凝回流液控制在每秒2-3滴。稳定地回流15min左右,以建立平衡状态。(6)达到平衡后,需要记录下两个温度计的读数,此温度为平衡温度,并用微量注射器分别取两相样品,通过阿贝折射仪测定样品的折射率,然后根据平衡图,查得不同的组成含量。关掉电源,加热器拿下,釜液停止沸腾。(7)用注射器从釜中取出3ml的混合液,然后加入4或5ml左右的苯纯溶液,重新建立平衡。加哪一种纯物料,根据你上一次的平衡温度而定,以免各实验点分配不均,重复上述操作5次,得到不同组成下平衡组成。(8)实验完毕,关掉电源和水源。五