Dragendoff试剂（碘化铋钾试剂 KI)：在酸性溶液中与聚乙 3. 试剂：聚乙二醇PVA（MW20000） BiI3· 二醇反应生成桔红色沉淀
Dragendoff试剂
醋酸缓冲溶液 蒸馏水
工艺流程
本实验将聚 乙二醇水溶 液-浓缩。料 液经水泵送 入预过滤器， 然后经流量 计调节流量 从下部进入 膜组件，可 原料液 分别得到透 过液和浓缩 液。
目标函数
2 2 F （y1实 y1计） （ y y ） j 2计 j 2实 j 1 m
Wilson模型 推算程序
输入xi、初始压力P0以及平衡温度的初值
输入Wilson模型参数
计算活度系数γi
0 p x i i i yi p0
调整温度T
y 1 ＜10
i 1 i
是
2. 加料。平衡釜内加入一定浓度的正庚烷（约55mL）-苯（5mL） 混合液打开冷却水，安放好加热器，接通电源。
3. 开始时加热电流0.1A加热，5分钟后给到0.2A，再等5分钟后慢 慢调到0.25A左右即可，以平衡釜内液体能沸腾为准。冷凝回流 液控制在每秒2-3滴，稳定回流15分钟左右，以建立平衡状态。 4. 平衡后，需要记录下两个温度计的读数（t主、t辅），并用微量 注射器分别取两相样品2mL，用阿贝折射仪测定其折射率，并在 本实验给定的苯的组成-折射率曲线上确定样品的组成。关掉电 源，拿下加热器，釜液停止沸腾。
经聚砜中空纤维膜组件，20分钟后分别取透过液与浓缩液适量进行比色分析。 3. 固定流量，升高压力（主要通过调节浓缩液出口阀门开度），原料液在 0.03MPa下流经聚砜中空纤维膜组件，20分钟后分别取透过液与浓缩液适量进 行比色分析。
4. 重复步骤3，即总共测取原料液及3个压力下的透过液与浓缩液的吸光度；
预过滤器
E-3
P-9
转子流量计
P-5
透过液
P-10
E-6
P-1
FI
I-1
E-4 E-5
浓缩液
P-3 P-6
P-1
聚砜中空纤维膜
E-2 离心泵
图2 超滤膜分离实验流程图
实验步骤
1. 加料。配50mg/L的溶液 20-30L，倒入料液槽中；
2. 调节浓缩液出口阀门开度，启动泵，原料液在0.02MPa下，一定的流量下流
5）用实际值与计算值绘制苯的温度-组成图（t-x-y）
t平衡
x-折光法（阿贝折射仪） y-y测量值 y计算值（Wilson方程）
影响气液平衡测定准确度的原因有那些？
Ans：①装置的气密性；②平衡温度的读取；③由阿贝折射仪读取混和液折射率
的误差；④在阿贝折射仪工作曲线上由折射率读取气液相组成存在读数误差；⑤
5. 注射器从釜中取出15mL的混合液，然后加入同量的一种纯 物质，重新加热建立平衡。加入那种物质，可以依据你上一
次的平衡温度而定，以免实验点分布不均。（若是降温操作，
取出15mL混和液后加入15mL苯，反之，若是升温操作，取 出15mL混和液后加入15mL正庚烷。）实验重复5次。
6. 实验完毕，关掉电源和水源，处理实验数据。
取样时气液是否达到平衡；⑥是否选取了合理的取样点。
体系的平衡温度与苯的含量有何关系？
Ans：体系中苯的含量越高，平衡温度越低。
二元汽液平衡数据的测定

超过滤膜分离
反应精馏制乙酸乙酯
萃取精馏制无水乙醇
超滤是介于MF和NF之间的一种与膜孔径大小相关的筛分过 程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在 一定的压力下，当原料液流过膜表面时，超滤膜表面细小的 微孔只允许水及小分子物质通过成为透过液，而原料液中体 积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的高压侧，成为浓 缩液，进而实现对原液的的净化、分离和浓缩。
1. 2. 3. 4.
平衡釜一台 阿贝折射仪一台 超级恒温槽一台 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. 试剂（苯、正庚烷）为优级品
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。 折光法分析两相组成 温度校正
聊城大学2011级化工专业实验讲义

二元汽液平衡数据的测定
超过滤膜分离
反应精馏制乙酸乙酯
萃取精馏制无水乙醇
冷凝器 蒸汽 加 热
蒸汽循环线
凝液 一定压力下， 控制不同液相 组成，得到温 度t与液相组成 x和气相y组成 的t-x-y数据。
A
B
液体循环线
图1 循环法测气液平衡的原理图 Fig.1 Schematic diagram of balancing method for determination of vapor-liquid equilibrium
5. 将清水槽中放适量蒸馏水（约10L），打开相关阀门后，在一定压力和较大 流量下冲洗中空纤维膜，目的消除浓差极化现象，关闭电源。
吸光度的测定方法（510nm）
1. 加料 2. 启动泵（40Hz），调节浓缩液出口 阀门开度，使原料液在0.02MPa下以 一定的流量下流经膜组件，20分钟后 分别取透过液与浓缩液进行比色分析。
1. 检查装置气密性，然后再通大气
实验中如何证明系统的密闭性？ Ans：用与系统相连的针筒与系统相连，并使系统与大气隔绝，针筒缓缓抽 出一点压力，U型管中的两个液柱差不变。 本实验测定的多少压力下的气液平衡数据？实验中应如何实现？ Ans：本实验测定的常压下的气液平衡数据，实验中通过三通阀通大气实现。
2
4
否
结束程序，返回温度和组成
用非线性最小二乘法拟合：matlab拟合程序如下 function xLsqnonlin bb0=[1,1] [bb,resnorm,residual]=lsqnonlin(@Funlv,bb0) %----------------------------------------function F=Funlv(bb) bb — Λ12 Λ21 x1=[x1 x2 x3 x4 x5]; x2=[1-x1 1- x2 1-x3 1-x4 1-x5]; y1=[y1 y2 y3 y4 y5]; resnorm—标准偏差 y2=[1-y1 1- y2 1-y3 1-y4 1-y5]; p10=[p11 p12 p13 p14 p15]; residual—yi偏差值 p20=[p21 p22 p23 p24 p25]; for i=1:5 F(i)=y1(i)-p10(i)*x1(i)/760*exp(log(x1(i)+bb(1)*x2(i))+x2(i)*(bb(1)/(x1(i)+bb(1)*x2(i))-... bb(2)/(x2(i)+bb(2)*x1(i)))); end for i=6:10 j=i-5 F(i)=y2(j)-p20(j)*x2(j)/760*exp(-log(x2(j)+bb(2)*x1(j))+... x1(j)*(bb(2)/(x2(j)+bb(2)*x1(j))-bb(1)/(x1(j)+bb(1)*x2(j)))); end
2. 加料 赞
液面至加样口1/2处 （为方便取样15mL）
3. 建立气液相平衡
实验中怎样判断气液两相已达到平衡？
Ans：体系温度一段时间内（约5分钟）不再发生变化时，则可判定气液两相
达到平衡，此时汽液两相的温度和压力都基本稳定。
体系首次 平衡温度 的观测
接近苯的沸点 （80.1℃）
加入正庚烷
辅助温度 主温度/℃ /℃
3
4 5
1）实际温度的计算
t实际 =t 主 t 校正值 t 修正值
①
t 校正值 =kn t 主 t 辅
k 水银在玻璃中间的膨胀系数取0.00016 n 露出部分的温度系数取60
t 主 在介质中的温度 t s 露出水银柱的平均温度（即辅助温度计的读数）
② t修正值：通过精查温度计的修正值并采用试差法计算得到，见表2
5. 改变体系组成，再次建立平衡，确定样品组成，记录实验数据
基于首次体系平衡温度，选择合适的纯溶剂，建立合适的温度分布 点，确定苯的t-x-y相图
废液
纯溶液
6. 实验完毕，关掉电源和水源(将电流旋钮调至最小)
表1 组号 1 2
苯-正庚烷二元气液相平衡实验原始数据 气相 折射率 Y 折射率 液相 X
15～84 3～127
4）Wilson方程采用非线性最小二乘法回归配偶参数Λ12 、Λ21
12 py1 21 ln 0 ln x1 12 x2 x2 p1 x1 x1 12 x2 x2 21x1 21 py2 12 ln 0 ln x2 21 x1 x1 p2 x2 x x x x 2 21 1 1 12 2
纯组分在常压下的沸点 ( 苯：80.1 ℃
正庚烷：98.4℃)
F=C-P+2
对于二元气液平衡体系，组分数C=2，相P=2
F=2
体系四个变量（温度、压力、汽相组成、液相组成） 指定两个变量，则体系的状态即可确定。
气液平衡
气相可视为理想气体
液相为非理想溶液，且忽略压力对液体逸度的影响
pyi i xi pi0表3 苯-正庚烷二来自气液相平衡的温度数据组号
t主
t校正值
t修正值
t实际
1
2 3
4
5
2）用实验值做苯的温度组成t-x-y相图
实 际 温 度
苯 100% 80.1℃
/℃
0%
98.4℃
苯的组成（x
y■）
苯的t-x-y相图
3）苯和正庚烷纯组分在不同温度下的饱和蒸汽压的计算 Antoine（安托尼）公式