烯丙醇是重要的化工原料。由于烯丙醇和水在常壓下形成共沸體系,因此采用特殊精餾分離是必要的。汽液與液液相平衡數(shù)據(jù)在加鹽精餾和液液萃取設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了給烯丙醇和水的分離提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),本文研究了烯丙醇和水體系相關(guān)的汽液和液液相平衡。本文對(duì)烯丙醇和水體系進(jìn)行加鹽相平衡研究。烯丙醇和水的共沸點(diǎn)在烯丙醇含量約0.451時(shí)。選擇氯化鈣、硝酸鈣和硝酸鎂三種鹽來(lái)破壞烯丙醇和水共沸。常壓下測(cè)定烯丙醇+水、烯丙醇+水+硝酸鈣、烯丙醇+水+氯化鈣、烯丙醇+水+硝酸鎂體系的汽液平衡數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明,隨著鹽的加入,三元體系的相對(duì)揮發(fā)度隨著鹽的增加而增加,同時(shí),烯丙醇和水的共沸點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)氯化鈣和硝酸鎂濃度分別為0.10、0.15時(shí),共沸點(diǎn)完全消失。鹽對(duì)共沸點(diǎn)的影響順序?yàn)?氯化鈣硝酸鎂硝酸鈣。此外,所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用NRTL模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)。模型結(jié)果表明,溫度和汽相組成的均方根偏差分別小于0.26 K和0.005。同時(shí),得到NRTL模型的二元交互參數(shù)。其次還采用液液萃取的方式分離烯丙醇和水。由于乙酸異丁酯,乙酸丁酯和丙酸丁酯低毒,價(jià)格便宜,微溶于水的優(yōu)點(diǎn),本文選用這三種酯液液萃取烯丙醇。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了 101.3 kPa的壓力下,298.15 K和313.15 K的溫度時(shí),乙酸異丁酯+烯丙醇+水、乙酸丁酯+烯丙醇+烯丙醇+水、丙酸丁酯+烯丙醇+水的液液相平衡數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的可靠性通過(guò)Othmer-Tobias,Hand和Bachman方程校驗(yàn)。擬合后得到R2值均大于0.9893,因此,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是可靠性。同時(shí),計(jì)算了分配系數(shù)和選擇性因子,結(jié)果表明丙酸丁酯更適合從烯丙醇水溶液中萃取烯丙醇。此外,兩相的互溶性隨著溫度增加,所以萃取時(shí)采用低溫更有效。所測(cè)數(shù)據(jù)選用NRTL,UNIQUAC模型關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明,兩種模型能夠較好關(guān)聯(lián)所測(cè)相平衡體系。模型關(guān)聯(lián)獲得二元交互參數(shù)為液液萃取分離烯丙醇與水提供一定的依據(jù)。為回收萃取劑(乙酸丁酯、乙酸丁酯和丙酸丁酯),在101.3 kPa的壓力測(cè)定了烯丙醇+乙酸異丁酯、烯丙醇+乙酸丁酯和烯丙醇+丙酸丁酯的等壓汽液平衡數(shù)據(jù)。結(jié)果表明三個(gè)二元系統(tǒng)中均能通過(guò)普通精餾分離。采用Herington,van Ness,infinite dilution和純組分一致性法校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性。此外,還應(yīng)用NRTL、Wilson和UNIQUAC活度系數(shù)模型來(lái)關(guān)聯(lián)汽液平衡數(shù)據(jù)。另外,采用UNIFAC模型對(duì)三個(gè)二元體系進(jìn)行關(guān)聯(lián),并且有良好的預(yù)測(cè)結(jié)果。
【學(xué)位單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O642.42;O658.2;TQ223.142
【部分圖文】：

?北京益諾電子科技有限公司??２．２．３實(shí)驗(yàn)裝置??實(shí)驗(yàn)中所用裝置見下圖２．１：??⑴？Ｌｊ！?（２）??Ｙ???＿（６）??圖２．１實(shí)驗(yàn)裝置圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｖａｐｏｒ－ｌｉｑｕｉｄ?ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ??其中１－冷凝管；２－水銀溫度計(jì)；３－氣相冷凝液取樣口；?４－汽液平衡釜；５－液相取??樣口；?６－加熱棒。??１６??

?含鹽烯丙醇－水體系汽液相平衡的研宄??將汽液相平衡數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)值作比較結(jié)果見圖２．２：??１〇｜?＾??．摑??０．Ｂ?－??／?－??０．６－?Ｚ?▲??．?Ｘ?°??＂０４?－?０－?＾??＇＾??〇．２?／?／??０．０?＾???＇???＇???１???＊?????０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??圖２．２在１０１．３ｋＰａ下，烯丙醇（１）＋水（２）體系汽液相平衡實(shí)驗(yàn)值與文獻(xiàn)值（〇）本文；（▲）??Ｒｅｆ．?［６６］；?（■）?Ｒｅｆ?［６７］??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｓｏｂａｒｉｃ?ＶＬＥ?ｄａｔａ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｂｉｎａｒｙ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ａｌｌｙｌ?ａｌｃｏｈｏｌ?（１）?＋?ｗａｔｅｒ??（２）?ａｔ?１０１．３?ｋＰａ：?（ｏ）?ｔｈｉｓ?ｗｏｒｋ；?（Ａ）?Ｒｅｆ．?［６６］；?（■）?Ｒｅｆ?［６７］??由圖２．２看出，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的烯丙醇－水系統(tǒng)的汽液平衡數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)值吻合較??好。由此可以得出結(jié)論，烯丙醇－水溶液的汽液平衡數(shù)據(jù)是可靠的，即由此汽液??平衡裝置測(cè)得的數(shù)據(jù)是可靠的。在烯丙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為ｐＯ．４５１時(shí)，達(dá)到共沸??點(diǎn)，此時(shí)烯丙醇對(duì)水的相對(duì)揮發(fā)度為１。??２．３實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析??２．３．１烯丙醇＋水＋鹽汽液平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)??本文利用選定驗(yàn)證過(guò)的儀器測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在１０１．３?ｋＰａ下，測(cè)定不同鹽濃??度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）下，烯丙醇（１）?＋水（２）?＋氯化鈣／硝酸鈣／硝酸鎂（３）等壓汽??液相平衡數(shù)據(jù)

?含鹽烯丙醇－水體系汽液相平衡的研宄??圖２．３?１０１．３ｋＰａ下，烯丙醇（１）＋水（２）＋氯化鈣（３）體系相圖。（〇）不加鹽，０）５％，?（■）?１０％，??（▲）１５％鹽濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；＿，?ＮＲＴＬ模型的計(jì)算值??Ｆｉｇ．?２．３?Ｉｓｏｂａｒｉｃ＾ｉ－ＪＣｉｒ?ｄｉａｇｒａｍ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ａｌｌｙｌ?ａｌｃｏｈｏｌ?（１）?＋?ｗａｔｅｒ?（２）?＋?ｃａｌｃｉｕｍ??ｃｈｌｏｒｉｄｅ?（３）?ａｔ?１０１．３?ｋＰａ：?（〇）?ｓａｌｔ?ｆｒｅｅ，?（？）?５％，?（■）?１０％，?ａｎｄ?（Ａ）?１５％?ｗ／ｗ?ｓａｌｔ；?ｓｏｌｉｄ?ｌｉｎｅ，??ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ＮＲＴＬ?ｍｏｄｅｌ．??０８?－??ｆ?ｚ??°－２?ｆ?ｙ??〇．〇????＇???＞???１???？?????０．０?０２?０．４?０．６?０．８?１．０??圖２．４?１０１．３?ｋＰａ下，烯丙醇（１）＋水（２）＋硝酸鈣（３）體系相圖。（〇）不加鹽，（？）５％，（■）?１０％，??（▲）?１５％鹽濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；一，ＮＲＴＬ模型的計(jì)算值??Ｆｉｇ．?２．４?Ｉｓｏｂａｒｉｃ?ｙ＼￣ｘ＼?ｄｉａｇｒａｍ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ａｌｌｙｌ?ａｌｃｏｈｏｌ?（１）?＋?ｗａｔｅｒ?（２）?＋?ｃａｌｃｉｕｍ?ｎｉｔｒａｔｅ??（３）?ａｔ?１０１．３?ｋＰａ：?（〇）?ｓａｌｔ?ｆｒｅｅ
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2874938