碘甲烷-丙酮二元体系常压汽液平衡的研究.pdf

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天然气化工
2008年第33卷
碘甲烷-丙酮二元体系常压汽液平衡的硏究
毛震波,吴路平,贾绘如,王莉,胡文励
(西南化工研究设计院,成都610225)
摘要:采用改进的Rose平衡釜,在101.325kPa压力下,测定了碘甲烷一丙酮二元体系的汽液平衡数据,用 Willson、NRTL
NIQUAC三种模型对实验数据进行了关联,并进行了热力学一致性检验。
关键词:汽液平衡;碘甲烷-丙
中图分类号:0643
文献标识码:A文章编号:1001-9219(2008)05-20-03
醋酐是重要的有机化工原料,主要用于生产醋1.3实验装置
酸纤维素,其次用于医药、染料、香料和有机合成中
实验采用胡文励?等设计的改进Rose平衡釜
的乙酰化剂,也可以用作脱水剂和溶剂等叫。在醋(图1)测定汽液相平衡数据,由于采用机械搅拌使
酐的生产工艺中,醋酸甲酯的一氧化碳羰基合成法汽相循环液与液相循环液强制混合,对沸点差较大
具有流程短、产品质量好、消耗低、三废排放少,并的物系测定也有良好的稳定性。
可实现醋酸和醋酐的联产等优点,代表了醋府生
汽液平衡测定装置恒压系统由绝对压力变送
产的先进技术水平。在该工艺的分离过程设计中,器测定控制稳压瓶内电热丝加热以调节系统压力
需要碘甲烷-丙酮等体系的汽液平衡数据,为此进行调节精度为±15kPa,不受室温及大气压影响,使整
了全浓度范围的测定,并进行了数据热力学关联。个系统压力保持101.325kPa;温度测定采用校准后
1实验部分
的A级铂电阻,测定精度为±0.04℃
1.1实验试剂
实验试剂碘甲烷和丙酮的物理性质见表1。
表1使用试剂的物性数据
Table I Physical properties of the reagents used
试剂
常数名
实测值
文献值
碘甲烷沸点
42.4
折光率/n
1.5308
1.5308?
折光率n1.5271
丙
沸点パC
56.1
56.1
折光率n3o1350135653
1.2分析方法
碘甲烷-丙酮由于体系中的两种试剂折光率相1-温度计套管;2-汽液分离器;3-汽升管;4-液相取样口
差较大,用阿贝折光仪分析。折光率-组成关系用最液相循环管;6-混合金:7ー搅拌子;8-汽相冷凝器;9-汽相取
大似然函数法回归。
样口;10止逆浮子;11-毛细管
(n-)×R
图1双循环汽液平街釜
回归式为:=m-n)×R-9-n5
Fig. 1 Ameliorative Rose VLE cell
R=11.3104-13.48697n+4.598654
残差:5m=1.1738E-04
2汽液平衡数据关联
最大偏差:sx=2.0182E-04
本研究采用表示的相平衡关系,式中活度系数
x为碘甲烷的摩尔分率。
用 Wilson、NRTL、 UNIQUAC方程分别对汽液平衡
收稿目期:2080721:作者介:モ展改(1980),男,工程数据进行了关联和计算,汽相逸度系数用化学理论
第5期
毛震波等:碘甲烷-两酮二元体系常压汽液平衡的研究
21
计算。饱和蒸汽压用 Harlacher和 Antoine蒸汽压方果见表5。相关常数和参数见表2、表3。
程计算。
从关联数据与实测值之间的误差来看,碘甲
2.1液相活度系数计算
烷一丙酮体系采用三种模型关联误差都很小,且误
Wilson方程
差基本相近,用 Willson、NRTL、 UNIQUAC3个方程
推算的系统压力、平衡温度、液相组成和汽相组成
十x
与实验值的拟合程度是很好的。
式中
袭2蒸汽压方程常数
RT
Table 2 The constants of vapor pressure equation
NRTL方程:
A
C
碘甲烷(1)
20.98327
2639.550-36500
lny,=xN?x+xC/+、C
丙酮(2)
21.54407
40.460
-35.930
表3二元体系 Wilison、NRTL和 UNIQUAC模型相互
式中:
I-&//RT G
exp
作用参数
UNIQUAC方程:
Table 3 The parameters for Wilson, NRT and UN-
OUAC equations
n=ln+nテqn云+の
In(e,+6
二元体系
Wilson方程
NRTL方程
UNIQUAC方程
A]2-A11A2l-22g12-g22g21-gl]lal2u12-u22u2l-ul1
甲烷()丙限(2)863.070912.511579.973151.6310.300612.643234132
+?a+りり+O
式中:4=2c-)-G-D=
关联值
液相实洲伯
x: qi tx9
-ex
RT
r是纯组分的体积参数,g是纯组分的面积参数,Z
为配位数,取为10。
2.2饱和蒸汽压计算
组分饱和蒸汽压采用 Antoine蒸汽压方程计算
B
In PEA
C. +T
0.2
式中:A;、BCG、为组分的 Antoine蒸汽压方程常数。
碘甲烷摩尔分率
2.3汽液相平衡数据的关联
图2碘甲烷(1)-丙開(2)体系「xy相图(101.325kPa)
为获得全浓度范围内的关联结果,分别采用
Fig 2 T-x-y phase equilibrium for methyl iodide(1).ace-
Wilson、NRTL和 UNIQUAC模型对实测数据进行
tone(2)system at 101.325 kpa
关联。碘甲烷丙酮体系采用最大似然函数法[⑨进
3.2热力学一致性检验
行VLE计算,关联选择目标函数为:
采用 Herington规则对恒压汽液平衡数据作
热力学一致性检验,计算结果见表4。
表4热力学一致性检验
Table 4 Thermodynamic consistency test of VLE data
残差计算公式:∑-
物系
D
DJ
碘甲烷-丙
6.3
-0.3
3实验数据处理
由计算结果可知,碘甲烷-丙酮体系D<,表明
这组汽液平衡数据符合热力学一致性。
3.1数据关联
应用 illson, NRTL,, UNIQUAC三种模型,分别4结论
对碘甲烷-丙酮二元体系汽液平衡数据进行关联,结
(1)采用改进的Rose平衡崟测定了101.325kPa