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1、实验一二元气液平衡数据测定实验实验目的1了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元系统汽液平衡数据的方法。 2通过实验了解平衡釜的构造，掌握汽液平衡数据的测定方法和技能。3 掌握二元系统平衡相图的绘制。二. 设备的主要技术数据（一）平衡釜（如图一所示）（二）物系（乙醇一正丙醇）1. 纯度：分析纯乙醇沸点：78.3 C ;正丙醇沸点：97.2 C .2. 折光指数与溶液浓度的关系见表1。表1 温度一折光指数一液相组成之间的关系00.050520.099850.19740.29500.39770.49700.599025 C1.38271.38151.37971.37701.37501.37301.37
2、051.368030 C1.38091.37961.37841.37591.37551.37121.36901.366835 C1.37901.37751.37621.37401.37191.36921.36701.3650（续表1）0.64450.71010.79830.84420.90640.95091.00025 C1.36071.36581.36401.36281.36181.36061.358930 C1.36571.36401.36201.36071.35931.35841.357435 C1.36341.36201.36001.35901.35731.36531.3551对30C
3、下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算W= 58.844116 42.61325 X m其中W为乙醇的质量分率；n d为折光仪读数（折光指数）. 由质量分率求摩尔分率（Xa）:乙醇分子量M a= 46;正丙醇分子量M b= 60（WAMa）(Wa1(Wa)(Ma)M B三. 实验设备的基本情况实验设备流程示意图：见图一所示.四. 实验方法及步骤1. 将与阿贝折光仪配套的超级恒温水浴（用户自备）调整运行到所需的温度， 并记下这个温度（例如30C）.2. 测温管内倒入甘油，将标准温度计插入套管中。3. 配制一定浓度（体积浓度10%左右）的乙醇一正丙醇混合液（总容量50毫 升）,然后
4、倒入平衡釜中。4. 打开冷凝器冷却水，接通电源缓慢加热，冷凝回流液控制在每秒2-3滴。稳定回流20分钟，以建立平衡状态。5. 达到平衡时停止加热，用微量注射器分别取两相样品用阿贝折光仪分析其 组成。6. 从釜中取出6毫升液体后，在补充6毫升的乙醇溶液，重新建立平衡。7. 所加溶液视上一次的平衡温度定，以免实验数据点分布不均。8. 检查数据合理后，停止加料并将将加热电压调为零。停止加热后10分钟, 关闭冷却水，一切复原。五使用本实验设备应注意事项1. 本实验过程中要特别注意安全，实验所用物系是易燃物品，操作过程中避 免洒落以免发生危险。2. 本实验设备加热功率由电位器来调解，固在加热时应注意加热
5、千万别过快 以免发生爆沸（过冷沸腾）,使液体从平衡釜冲出，若遇此现象应立即断电。3. 开车时先开冷却水，再向平衡釜供热；停车时则反之。4 .测浓度用折光仪.读取折光指数，一定要同时记其测量温度,?并按给定的折 光指数一质量百分浓度一测量温度关系（见表1）测定有关数据，（折光仪和恒温 水浴由用户自购，使用方法见其说明书）。六.实验数据计算过程及结果（1）以第二组为例：气相折光指数 九=1.3759，液相折光指数n= 1.3779 平衡温度92.4 C气相乙醇的质量分率W= 58.844116 42.61325 X九=58.844116 42.61325 X 1.3759 =0.212气相乙醇的摩
6、尔分率(0.212(212 46).(1-0.212)46)60= 0.260液相乙醇的质量分率W= 58.844116 42.61325 X %=58.844116 42.61325 X 1.3779 =0.127液相乙醇的摩尔分率(J（0J2746）（1-0.127)60= 0.1 5 9根据以上数据可以绘出（t-x-y ）平衡曲线（见图三）实验数据表见表2表2、实验数据表序号123456平衡温度C97.39390.388.0886.4185.11液相折光指数1.38091.37791.37521.37291.37181.3692气相折光指数1.38091.37591.37291.3702
7、1.36871.3659液相质量分数0.0000.1270.2420.3400.3870.498气相质量分数0.0000.2130.3400.4550.5190.639液相摩尔分数0.0000.1600.2940.4020.4520.564气相摩尔分数0.0000.2600.4020.5220.5850.697序号78910111213平衡温度c84.182.782.581.981.280.778.3液相折光指数1.36711.3661.36411.36381.36191.36111.3574气相折光指数1.36491.36291.36211.36141.361.361.3574液相质量分数0
8、.5880.6340.7150.7280.8090.8431.001气相质里分数0.6810.7670.8010.8300.8900.8901.001液相摩尔分数0.6500.6940.7660.7770.8460.8751.001气相摩尔分数0.7360.8110.8400.8650.9130.9141.001图二、t-x-y 图loo1.000图三、x-y曲线图n0.90010.800Z0.700/0.600Z/y0.5000.4000 300/0 200/0.1000.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000实验二多釜串联
9、返混性能测定实验在连续流动反应器中进行化学反应时，反应进行的程度除了与反应系统 本身的性质有关以外，还与反应物料在反应器内停留时间长短有密切关系。 停留时间越长，则反应越完全。停留时间通常是指从流体进入反应器时开始， 到其离开反应器为止的这一段时间。显然对流动反应器而言，停留时间不象 间歇反应器那样是同一个值，而是存在着一个停留时间分布。造成这一现象 的主要原因是流体在反应器内流速分布的不均匀，流体的扩散，以及反应器 内的死区等。停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程及化工分离过程，而且应用于涉及流动过程的其它领域。 它也是反应器设计和实际操作所必不可少的 理论依据。(一) 实验目的1通
10、过实验了解停留时间分布测定的基本原理和实验方法。2掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。3学会用理想反应器的串联模型来描述实验系统的流动特性。(二) 实验原理停留时间分布测定所采用的方法主要是示踪响应法。它的基本思路是：在 反应器入口以一定的方式加入示踪剂， 然后通过测量反应器出口处示踪剂浓度 的变化，间接地描述反应器内流体的停留时间。常用的示踪剂加入方式有脉冲 输入、阶跃输入和周期输入等。本实验选用的是脉冲输入法。脉冲输入法是在极短的时间内，将示踪剂从系统的入口处注入注流体，在不影 响主流体原有流动特性的情况下随之进入反应器。与此同时，在反应器出口检 测示踪剂浓度c(t)随时间的变化。整个
11、过程可以用图1形象地描述。CO(t)图1脉冲法测停留时阖分布由概率论知识可知，概率分布密度函数 E(t )就是系统的停留时间分布密度函数。因此，E(t)dt就代表了流体粒子在反应器内停留时间介于t到t+dt之间的概率。在反应器出口处测得的示踪剂浓度 c(t)与时间t的关系曲线叫响应曲线。由 响应曲线就可以计算出E (t)与时间t的关系，并绘出E (t)t关系曲线。 计算方法是对反应器作示踪剂的物料衡算，即Qc(t)dt=mE(t)dt(1)式中Q表示主流体的流量，m为示踪剂的加入量。示踪剂的加入量可以用下式 计算在Q值不变的情况下，由(1)式和(2)式求出：E( 1)= J(3)0-c(t)d
12、t关于停留时间分布的另一个统计函数是停留时间分布函数 F(t),即F( t ) = ： E(t)dt(4)用停留时间分布密度函数E (t)和停留时间分布函数F (t )来描述系统的停留时间，给出了很好的统计分布规律。但是为了比较不同停留时间分 布之间的差异，还需要引入另外两个统计特征值，即数学期望和方差。数学期望对停留时间分布而言就是平均停留时间t,即-ntE(t)dt:0 tE(t)dt(5)E(t)dt 0方差是和理想反应器模型关系密切的参数。它的定义是：2 ：】2 2G2 二 0 t2E(t)dt -t2(6)对活塞流反应器ct2 = 0 ;而对全混流反应器 门2二己；对介于上述两种理
13、想反应器之间的非理想反应器可以用多釜串联模型描述。多釜串联模型中的模型参数N可以由实验数据处理得到的ct2来计算。N=当N为整数时，代表该非理想流动反应器可以用 N个等体积的全混流反应 器的串联来建立模型。当N为非整数时，可以用四舍五入的方法近似处理，也 可以用不等体积的全混流反应器串联模型。、技术指标及流程示意图1-水箱； 2-水泵； 3-转子流量计； 4，5-KCL 的进样口罐；6,7-进水阀； 8-搅拌电机； 9-釜式反应器； 10-溢流口； ,.11-电导电极；多釜式反应器 直径110mm高120mm有机玻璃制成，3个。单釜式反应器 直径160mm高120mm有机玻璃制成，1个。搅拌马达25W转数90- 1400转/分，无级变速调节液体( 水) 流量 10-100 升/时。四、操作步骤1 、准备工作( 1 )配好饱和 KCL 液体待用。(2) 连接好入水管线，打开自来水阀门，使管路充满水。(3) 检查电极导线连接是否正确。2、操作(1) 打开总电源开关，开启入水阀
