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平衡蒸馏的相图解释

发布时间:2021-02-16 00:06:06

❶ 埃立斯平衡蒸馏器有什么特点

气液两相同时循环。蛇管中气液两项充分接触达到平衡。

❷ 蒸馏问题

我不知道你是否学物理化学了,这应该是相平衡的问题。

解释你这个问题不画相图是很难解释的,我尽量说清楚一些,希望你能明白。
首先说明你用的两种纯净物混合在一起,由于分子之间的作用力与原来环境的作用力发生了变化所以两种物质的沸点都要受到影响,但具体影响到是么程度,要看两种物质的混合比例!

上面说到混合比例,这个是这里最关键的,乙醇和水当按一个比例混合时候是恒沸点混合物,也就是说当混合中乙醇占 X %(一个定值,有点记不清了) 的时候,无论你怎么加热只要它能沸腾都会蒸发出一种混合气体(其中乙醇占 Y %也是定值),这个X %就是恒沸比。但当比例小于或大于这个比例的时候,随着温度的上升达到液相线开始蒸发,随后会进入气液共存状态,这个时候你所蒸出的混合气力也是混合物,但其中乙醇的含量会随着温度的升高而改变,直到达到气相线这时候液体全部蒸发完。
所以来说,蒸发出来的物质一定不是单质(纯净物),是混合物,而且混合物中水和乙醇的百分比也不会相同,除非开始蒸发的混合物是恒沸混合物。
希望你能理解,要是有相图就更好理解了,可以去物理化学相平衡那章去查看,先写这么多,手都累了,呵呵。要是不明白继续帮你解答,希望对你有帮助~

❸ 平衡蒸馏的原理

平衡蒸馏又称为闪蒸,是一连续稳定过程,原料连续进入加热器中,内加热至一定温度经节流阀骤然减容压到规定压力,部分料液迅速汽化,汽液两相在分离器3中分开,得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。
平衡蒸馏为稳定连续过程,生产能力大,不能得到高纯产物,常用于只需粗略分离的物料,在石油炼制及石油裂解分离的过程中常使用多组分溶液的平衡蒸馏。

❹ 埃立斯平衡蒸馏器是如何实现气液两相同时循环的

在沸腾器盛有一定组成的二元溶液,恒压下加热后溶液沸腾,逸出的蒸汽经完全冷凝后流入收集器,达到一定数量后溢出,经回流管流回沸腾器。

❺ 平衡蒸馏器有什么特点蛇管作用是什么

。。。。。写实验报告。。。这题不会 也找不到啊- -

❻ 蒸馏的词语解释

1. [distill]∶加热液体汽化,抄再使袭蒸气液化,从而除去其中的杂质。
2. [still]∶用蒸馏法制造或提取。
3.蒸馏词语有两层含义:蒸发或挥发,常温下不明显,加热到沸点后,可以明显观察到;遇冷蒸发汽体变为液体,俗称馏出液。
4. 形容热气蒸腾。
明宋濂《赠刘俊民先辈》诗:“今年度 庾岭 ,热气甚蒸馏。”
5. 把液体加热使变成蒸气,再使蒸气冷却凝成液体以除去其中所含杂质。
鲁迅《故事新编·理水》:“﹝饮料﹞他们要多少有多少,一万代也喝不完。可惜含一点黄土,饮用之前,应该蒸馏一下的。” 1.通过蒸馏操作,可以直接获得所需要的产品,而吸收和萃取还需要如其它组分。
2.蒸馏分离应用较广泛,历史悠久。
3.能耗大,在生产过程中产生大量的气相或液相。 1.按方式分:简单蒸馏、平衡蒸馏 、精馏、特殊精馏
2.按操作压强分:常压、加压、减压
3.按混合物中组分:双组分蒸馏、多组分蒸馏
4.按操作方式分:间歇蒸馏、连续蒸馏 蒸馏烧瓶(带支管的),温度计,冷凝管,牛角管,酒精灯,石棉网,铁架台,支口锥形瓶,橡胶塞。

❼ 简单蒸馏和平衡蒸馏所得气相组成比较大小

试比较简单蒸馏和平衡蒸馏的异同
简单蒸馏是将原料液一次加入蒸馏釜中,在一回定压强下加热至沸,使液体答不断汽化。汽化的蒸汽引出,冷凝后加以收集,得到塔顶产品,称为馏出液。因此,简单蒸馏属于间歇操作。简单蒸馏时,气液两相的接触比较充分,可以认为两相的组分达到了平衡。

❽ 乙醇-环己烷气液平衡相图

1. 测定常压下环己烷-乙醇二元系统的汽液平衡数据,绘制101325Pa下的沸点-组成的相图。

2. 掌握阿贝折射仪的原理和使用方法。

二、实验原理

液体混合物中各组分在同一温度下具有不同的挥发能力。因而,经过汽液见相变达到平衡后,各组分在汽、液两相中的浓度是不相同的。根据这个特点,使二元混合物在精馏塔中进行反复蒸馏,就可分离得到各纯组分。为了得到预期的分离效果,设计精馏装置必须掌握精确的汽液平衡数据,也就是平衡时的汽、液两相的组成与温度、压力见的依赖关系。大量工业上重要的系统的平衡数据,很难由理论计算,必须由实验直接测定,即在恒压(或恒温)下测定平衡的蒸汽与液体的各组分。其中,恒压数据应用更广,测定方法也较简便。

恒压测定方法有多种,以循环法最普遍。循环法原理的示意图见图5-11。在沸腾器P中盛有一定组成的二元溶液,在恒压下加热。液体沸腾后,逸出的蒸汽经完全冷凝后流入收集器R。达一定数量后逸流,经回流管流回到P。由于气相中的组成与液相中不同,所以随着沸腾过程的进行,P、R两容器中的组成不断改变,直至达到平衡时,汽、液两相的组成也保持恒定。分别从R、P中取样进行分析,即得出平衡温度下气相和液相的组成。

本实验测定的恒压下环己烷-乙醇二元汽液平衡相图,如图5-12所示。
图中横坐标表示二元系的组成(以B的摩尔分数表示),纵坐标为温度。显然曲线的两个端点 、 即指在恒压下纯A与纯B的沸点。若溶液原始的组成为 ,当它沸腾达到汽液平衡的温度为 时,其平衡汽液相组成分别为 与 。用不同组成的溶液进行测定,可得一系列 数据,据此画出一张由液相线与汽相线组成的完整相图。图5-12的特点是当系统组成为 时,沸腾温度为 ,平衡的汽相组成与液相组成相同。因为 是所有组成中的沸点最低者,所以这类相图称为具有最低恒沸点的汽液平衡相图。

分析汽液两相组成的方法很多,有化学方法和物理方法。本实验用阿贝折射仪测定溶液的折射率以确定其组成。因为在一定温度下,纯物质具有一定的顺变关系。预先测定一定温度下一系列已知组成的溶液的折射率,得到折射率-组成对照表。以后即可根据待测溶液的折射率,由此表确定其组成。

三、试剂与仪器

试剂:环己烷、乙醇。

仪器:埃立斯(Ellis)平衡蒸馏器、0.5kW调压变压器、电压表、阿贝折射仪、超级恒温槽。

埃立斯平衡蒸馏器是由玻璃吹制而成的,它具有汽液两相同时循环的结构,如图5-13所示。
四、实验步骤

1. 将预先配置好的一定组成的环己烷-乙醇溶液缓缓加入蒸馏器中,使液面略低于蛇管喷口,蛇管的大部分浸在溶液之中。

2. 调节适当的电压通过加热元件1和下保温电热丝对溶液进行加热。同时在冷凝器9、10中通以冷却水。

3. 加热一定时间后溶液开始沸腾,气、液两相混合物经蛇形管口[喷于温度计底部;同时可见气相冷凝液滴入接受器11。为了防止蒸气过早的冷凝,通过变压器将上保温电加热丝加热,要求套管8内温度比套管6内温度高0.5~1.5℃。控制加热器电压,使冷凝液产生速度为每分钟60~100滴。调节下保温电热丝电压,以蒸馏器的器壁上不产生冷凝液为宜。为防止暴沸,在加热升温过程中可借助于双连球通过活塞14向蒸馏器内缓慢而间歇地鼓入少量空气,待溶液沸腾后即取下双连球。

4. 待套管6处的温度约恒定20min后,可认为汽、液相间已达平衡,记下温度计6读数,即为汽、液平衡的温度。

5. 分别从取样口12、13同时取样约2mL,稍冷却后测定其折射率。阿贝折射仪的原理与使用方法见本书2.2.3节。

6. 实验结束,关闭所有加热元件。待溶液冷却后,将溶液放回原来的溶液瓶。

五、数据处理

1. 将测定的各气液相折射率,利用环己烷-乙醇系统的折射率-组成对照表(见本书附录11)查得平衡的液相组成x环与气相组成y环。

2. 平衡温度的确定

(1) 温度计示值校正和露茎校正见《大学基础化学实验(Ⅰ)》。

(2) 气压计读数校正见本书附录4。

(3) 平衡温度的压力校正 溶液的沸点与外压有关,为了将溶液沸点校正到正常沸点,即外压为101325Pa下的汽液平衡温度,应将测得的平衡温度进行校正。环己烷-乙醇系统的校正公式如下:

(5-21)

式中,t常为校正到外压为101325Pa下的平衡常数(℃),t为外压为p大气(Pa)时测得的温度,y环为用环己烷摩尔分数表示的气相组成。

3. 综合实验所得的各组成的平衡数据,绘出101325Pa下环己烷-乙醇的汽液平衡相图。

六、思考题

1. 一般而言,如何才能准确测得溶液的沸点?

2. 埃立斯平衡蒸馏器有什么特点有什么特点?其中蛇管的作用是什么?

3. 埃立斯平衡蒸馏器为何要上下保温?为何气相部分温度应略高于液面部位温度?

4. 取出的平衡汽液相样品,为什么必须在密闭的容器中冷却后方可用以测定其折射率?

七、进一步讨论

1. 为得到精确的相平衡数据,应采用恒压装置以控制外压。有关恒压装置的原理及使用参见本书附录4。

2. 使用埃立斯蒸馏器操作时,应注意防止闪蒸现象、精馏现象及暴沸现象。当加热功率过高时,溶液往往会产生完全汽化,将原组成溶液瞬间完全变为蒸气,即闪蒸。显然,闪蒸得到的汽液组成不是平衡的组成。为此需要调节适当的加热功率,以控制蒸气冷凝液的回流速度。

蒸馏器所得的平衡数据是溶液一次汽化平衡的结果。但蒸气在上升过程中又遇到液相冷凝液,则又可进行再次汽化,这样就形成了多次蒸馏的精馏操作。其结果是得不到蒸馏器应得的平衡数据。为此,在蒸馏器上部必须进行保温,使气相部位略高于液相,以防止蒸气过早的冷凝。

由于沸腾时气泡生成困难,暴沸现象常会发生。避免的方法是提供气泡生成中心或造成溶液局部过热。为此,可在实验中鼓入小气泡或在加热管的外壁造成粗糙表面以利于形成气穴;或将电热丝直接与溶液接触,造成局部过热。

❾ 试比较简单蒸馏和平衡蒸馏的异同

简单蒸馏是将原料液一次加入蒸馏釜中,在一定压强下加热至沸,使液体不断汽化。汽化的蒸汽引出,冷凝后加以收集,得到塔顶产品,称为馏出液。因此,简单蒸馏属于间歇操作。简单蒸馏时,气液两相的接触比较充分,可以认为两相的组分达到了平衡。
它又称微分蒸馏,一种间歇操作的单级蒸馏方法。将料液分批加到蒸馏釜中,加热使之不断汽化,产生的蒸气立即移出予以冷凝,成为馏出液,易挥发组分在馏出液中得以增浓。蒸馏过程中,釜液所含易挥发组分的浓度不断下降,馏出液浓度也随之降低。因此,馏出液可分段收集,釜内余下的残液最后一次排出。简单蒸馏所产生的蒸气,基本上与当时的釜液达到相平衡状态,但全部馏出液的平均组成,并不与残液组成互相平衡。
受相平衡比的限制,简单蒸馏的分离程度不高。通常用于混合液的初步分离,也用于石油产品的某些物理指标的评定。

平衡蒸馏又称为闪蒸(FLASH DISTILLATION),是一连续稳定过程,原料连续进入加热器中,加热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压力,部分料液迅速汽化,汽液两相在分离器3中分开,得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。
平衡蒸馏为稳定连续过程,生产能力大,不能得到高纯产物,常用于只需粗略分离的物料,在石油炼制及石油裂解分离的过程中常使用多组分溶液的平衡蒸馏。

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