第17卷第3期1998年9月
南昌水专学报
Journal of Nanchang College of Water Conservancy and Hydroelectric Pow er
Vol.17No.3
S ep.1998
甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系的汽液平衡*
邱祖民(南昌大学南昌330029)
柳雪芳(上饶地区工业学校上饶334000)
倪柳芳(上饶地区技术监督局上饶334000)
屈芸(南昌大学南昌330029)
摘要检验了文献[1]热力学模型的准确性,并用该模型推算了难于测定的甲醇)甲醛、甲缩醛)甲醛及甲醇)甲缩醛)甲醛的汽液平衡.
关键词汽液平衡;热力学模型;甲醇;甲醛;甲缩醛
中图分类号O642.4
0引言
针对含甲醛多元系汽液平衡数据难于测准,相应的热力学模型难建且求解困难的特点,笔者采用泵式沸点计建立起来的一套测试装置能较准确地用于含甲醛多元系汽液平衡数据的测定[2].采用甲醛虚拟饱和蒸汽压[3]的方法能方便地建立起含甲醛多元系汽液平衡的热力学模型,且该模型易解,适合于工程计算.文献[1]研究了甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系的汽液平衡行为,使用泵式沸点计测试,甲醛虚拟饱和蒸汽压法处理,建立了该四元系的热力学模型,本文旨在进一步验证该模型的准确性,预测一些不易获取的甲醛多元系汽液平衡数据.
1热力学模型[1]
相平衡方程:P S i f S i X i exp[V L mi(P-P S i)/R/T]r i=P Y i f^i
P S F c f S F X F exp[V L mF(P-P S F c)/R/T]r F=P Y F f^F
式中P S F c=P C F exp[4.5+4.5/T r-11.91/T2r][2]
甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系所含二元系的Wilson模型参数如表1所示.
表1二元系的W ilson模型参数表
系统水)))甲醇甲缩醛)))水水)))甲醛甲醇)))甲缩醛甲醇)))甲醛甲醛)))甲缩醛参数225.3144.1629.12271.70.5875-65.9903.8-3450.23050715
*江西省自然科学基金资助项目
收稿日期:1998-04-30
2模型检验
用该四元系模型可推测所含二元系及三元系的汽液平衡行为.推测结果与文献值比较示于表21
表2011013M Pa下含甲醇、甲缩醛、甲醛、水体系的模型推测值与文献[4~7]值的比较体系文献页n d l d ml d Y W dm Y W d Y M dm Y M d Y D d m Y D d Y F d m Y F F-W4290.220.530.00660.01320.00660.0132 F-W49100.781.660.01640.03430.01440.0343 F-W410160.972.010.02100.03670.02100.0367 M-W440160.611.220.03080.07340.03080.0734
M-W447170.320.640.00400.01530.00400.0153
M-W453150.350.730.00780.02020.00780.0202
D-W425212.985.330.02490.06240.02490.0624
M-F-W4474280.621.900.01260.03800.03630.08900.04260.0850 M-F-W4475300.621.790.01290.03050.02050.06230.02530.0673 M-F-W4554280.621.900.01160.03800.03670.08920.04010.0817
M-W5210.110.41
D-W5221.032.01
F-W3250.351.23
M-D5210.160.44
M-D-W6190.411.85
M-F-W7131.051.95
由表2可见除甲缩醛-水体系的沸点模型推测值与文献值差异较大外,其它尚可.
图10.1013M Pa下甲醇)甲醛二元系的VLE图
)计算的X
M )计算的Y
M
3模型预测
由于难制得纯甲醛用于甲醛多元系的汽
液相平衡测定,而上述模型检验说明根据文献
[1]建立起来的甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元
系的热力学模型具有较高的准确性,因此可用
该模型预测甲醇)甲醛、甲缩醛)甲醛二元
系、甲醇)甲缩醛)甲醛三元系的汽液平衡行
为.预测结果分别示于图1~图5.
4结论
模型检验说明该四元系模型无论是用于
其所含组分的二元系还是三元系汽液平衡行为描绘,其准确度皆较高.11
第3期邱祖民、柳雪芳、倪柳芳、屈芸:甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系的汽液平衡
图20.1013M Pa下甲缩醛)甲醛二元系的VLE图)计算的X D)计算的Y
D 图30.1013M Pa下甲醇)甲缩醛)甲醛三元系的VL
E 等温图1-44e;2-46e;3-47e;4-50e;
5-55e;6-60
e
图40.1013M Pa下甲醇)甲缩醛)甲醛三元系的
VLE等Y D图1-30%;2-50%;3-60%;
4-70%;5-80%;6-90%;7-95
%
图50.1013M Pa下甲醇)甲缩醛)甲醛三元系的
VLE等Y M图1-5%;2-10%;3-20%;
4-30%;5-40%;6-50%本文推测了甲醇)甲醛、甲缩醛)甲醛、甲醇)甲缩醛)甲醛的汽液平衡,可供工程研究及设计时参考.
符号说明
d)绝对平均偏差上标:
D)甲缩醛C)临界态
d m)最大绝对偏差L)液相
f)汽相逸度系数s)饱和态
f^)汽相分逸度系数s c)虚拟态
F)甲醛下标:
M)甲醇b)泡点
n)实验点数cal)计算值
12南昌水专学报1998年第3期
P )压力,M Pa D )甲缩醛r )活度系数
exp )实验值R )气体常数,J.mol -1.K -1F )甲醛
t,T )温度,e ,K i )除甲醛外的组分V )体积m )摩尔量W )))水
M )甲醇X )液相组成,mol %r )对比Y )汽相组成,mol %
W )水
参考文献
1 邱祖民、骆赞椿、胡英.甲缩醛)甲醇)甲醛)水四元系的汽液平衡.高校化学工程学报,1998,12(1):61
2 邱祖民、骆赞椿、胡英.泵式沸点仪.高校化学工程学报,1997,11(1):74
3 邱祖民、骆赞椿、胡英.含甲醛多元系汽)液平衡的模型化.高校化学工程学报,1996,10(3):61
4 Gmehling J 、Onken U 、Arlt W.V apor -L iquit Equilibrium Data Collection,Vol.1,DECHEM A(1981)
5 邱祖民、骆赞椿、胡英.甲醇)))水、甲缩醛)))甲醇和甲缩醛)))水系统的汽液平衡.高校化学工程学
报.1994,8(2):106
6 邱祖民、骆赞椿、胡英.甲缩醛)))甲醇)))水三元系的汽液平衡.高校化学工程学报,1997,11(2):189
7 邱祖民、骆赞椿、胡英.甲缩醛)))甲醇)))水三元系的汽液平衡.南昌大学学报(工科版),1996,18(4):42
Vapor Liquid Equilibria of the Methylal
Methanol -Formaldehyde-Water System
Qiu Zumin Qu Yun
(Nanchang University Nanchang 330029)
Liu Xuefang
(Shangrao Industry School Shangrao 334000)
Ni Liufang
(Shangrao Supervisory Office of Technicality Shangrao 334000)
Abstract The thermodynamic model accuracy in the literature[1]w as testified in this paper.T he vapor -liquit equilibria (VLE)of the methylal -formaldehyde,the methanol -formaldehyde,and the methylal-methanol-formaldehyde w as predicted w ith the model,w hich is difficult to determine.
Key words VLE;thermodynamic model;methanol;formaldehyde;methylal
13
第3期 邱祖民、柳雪芳、倪柳芳、屈芸:甲醇)甲缩醛)甲醛)水四元系的汽液平衡。