气液平衡实验报告.doc

气液平衡实验报告.doc(完整版)气液平衡实验报告
(完整版)气液平衡实验报告
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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： _____________________
一．实验目的
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。
二．实验原理
气液平衡数据是化学工业发展新产品、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
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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：
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常压下，气相可视为理想气体，Φ i =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：
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式中， p----------------

体系压力（总压）；
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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；
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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。
5）所用试剂（苯、正庚烷