不同温度下乙醇与水的密度曲线

乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定

乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定一、实验目的1、掌握用比重瓶测定溶液密度的方法。

2、加深理解偏摩尔量的物理意义。

3、测定乙醇—水溶液中各组分的偏摩尔体积。

二、实验原理在多组分体系中，某组分i 的偏摩尔体积定义为jn p r in V V ,,mi,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (1)若是二组分体系，则有2,,1m1,n p r n V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (2)1,,2m2,n p r n V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (3)体系总体积m m total V n V n V ,22,11+= (4)将(4)式两边同除以溶液质量ＷWV M W W V M W W Vm m ,222,111⋅+⋅= (5) 令 2,21,1,,ααα===WV WV WVm m (6)式中α是溶液的比容;α1，α2分别为组分1、2的偏质量体积。

将(6)式代入(5)式可得:α＝Ｗ1%α1+Ｗ2%α2=(1-Ｗ2%)α1+Ｗ2%α2 (7) 将(7)式对Ｗ2%微分:212%ααα+-=∂∂W (8) 将(8)代回(7)，整理得%%121W W ∂∂-=ααα (9)和%%212W W ∂∂+=ααα (10)图1 比容-质量百分比浓度关系所以，实验求出不同浓度溶液的比容α，作α—Ｗ2%关系图，得曲线ＣＣ′(见图1)。

欲求Ｍ浓度溶液中各组分的偏摩尔体积，可在Ｍ点作切线，此切线在两边的截距ＡＢ和Ａ′Ｂ′即为α1和α2，再由关系式(6)就可求出Ｖ1,m 和Ｖ2,m 。

三、仪器与试剂仪器：分析天平(公用)；比重瓶(5mL)2个；工业天平(公用)；磨口三角瓶(50mL)4个。

试剂：无水乙醇(95%)；纯水。

四、实验步骤1、以95%无水乙醇(E)及纯水(A)为原液，在磨口三角瓶中用工业天平称重，配制含Ａ质量百分数为0％，20％，40％，60％，80％，100％的乙醇水溶液，每份溶液的总体积控制在15g 左右。

配好后盖紧塞子，以防挥发。

乙醇的物理性质

乙醇的物理性质乙醇，也叫乙醇酒精，是一种常见的有机化合物，由于其多样的用途，被广泛应用于工业、医药、食品等领域。

乙醇的物理性质对它的应用和加工具有重要的影响，本文将对乙醇的物理性质进行探讨。

1. 密度和比重乙醇在20℃时的密度为0.7893 g/mL，比重为0.789，密度较小，易挥发。

由于其比重小，我们在酒吧里能看到一些古老的手法，把乙醇轻轻地淋在一张餐巾纸上，然后点燃，让心形、蝴蝶形的火焰在酒杯上舞蹈，这就是由于乙醇的轻度和挥发性造成的。

此外，乙醇与水具有互溶性，两者可以配成各种浓度的酒精溶液，根据混合比例不同，密度和比重也有所变化。

2. 沸点和汽化热乙醇的沸点是78.5℃，比水的沸点高。

这意味着，当我们将乙醇和水混合时，混合物的沸点会介于两者之间。

混合物的沸点会随着乙醇的浓度变化而改变，当浓度为95%时，混合物沸点最低，称为乙醇的气液共存点。

乙醇的汽化热是109.7 kJ/mol，在加热乙醇时吸收热量，使其变为气体状态。

同样地，在乙醇蒸馏中，通过加热和冷却，可以将乙醇从混合溶液中分离出来。

3. 折射率和闪点乙醇的折射率是1.36，是介于水和油之间。

在不同的浓度下，乙醇的折射率也会有所变化，这为浓度检测提供了方便。

乙醇的闪点是13℃。

闪点是指在施加一定条件下，液体蒸气与空气混合后可以燃烧的最低温度。

由于乙醇的闪点较低，所以需要特别注意其存储和运输中的安全问题。

4. 熔点和热容乙醇的熔点是-114℃。

熔点是指物质从固体状态转变成液体状态所需要的温度。

由于乙醇易挥发，所以在加热时需要特别注意。

乙醇的热容是2.44 J/g℃。

热容是指物质吸收或释放单位质量温度变化量所需要或释放的热量。

因此，在加工乙醇时，需要考虑其热容和传热速度的影响。

总结乙醇是一种常见的有机化合物，在工业和生活中都有广泛的用途。

乙醇的物理性质对其应用和加工具有重要的影响，在不同的领域中需要注意其性质和特性。

乙醇-水设计基础数据

乙醇-水设计基础数据1.常压下乙醇-水系统t-x-y数据2.乙醇的密度3.乙醇的表面张力4含水溶液表面张力的计算二元的有机物-水溶液的表面张力在宽浓度范围内可用下式求取，即：oo w w oo o o o W w ww w q ww w O o so sw so sw s sw sw m V x V x V x V x V x V x B V qV T q Q Q B A A +=+==-=+===++=ϕϕϕϕδδϕϕϕϕδϕδϕδ)lg())(/(441.0)/lg(103/23/224/1004/14/1下角w 、o 、s 分别指水、有机物及表面部分张力指纯水及有机物的表面指主体部分的摩尔体积指主体部分的摩尔分率o w o w o w V V x x δδ,,,q 值决定于有机物的型式与分子的大小。

4. 塔板温度计算已知条件：液相组成A x ,操作压强P 对于非理溶液，由修正的拉乌尔定律可得：的活度系数组分，的饱和蒸汽压分别为纯组分式中：）（B A r r B A P P x P r x P r P B A B A A B B A A A ,;,,10000---+=压力、温度和浓度对活度系数的数值都有影响，但压强的影响很小，一般可以忽略。

温度对活度系数的影响可按下面的经验公式估计，即：常数=r T log式中的常数对不同的物系不同组成，其值不同，可用一组已知数据求取。

求取的步骤如下：（1）按已知的液相组成A x 在常压t-x-y 相图上查出温度t 0及气相组成为y A （2）用安托尼方程分别计算上t 0温度下的饱和蒸汽压0,B A P P （3）用修正的拉乌尔定律计算系数)1(1(;00A B A B AA AA x P y P r x P Py r --==）（4）对组分A 及B 的常数分别用C A 及C B 表示，于是0000log log BB AA rT C r T C ==（5）溶液浓度为A x 的活度系数可表示如下：BB A A r TC r T C log log ==由式(a)(b)(c)及安托尼方程即可求出已知液相组成的塔板温度。

乙醇-水筛板精馏塔设计

化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生姓名学号班级指导教师设计时间完成时间 2化工原理课程设计任务书（一）设计题目：乙醇－水筛板精馏塔设计（二）设计任务完成精馏塔工艺优化设计、精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用，绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔工艺条件图，并编制工艺设计说明书。

年产量： 10000t ；原料液浓度： 40% （乙醇质量分数）；产品浓度： 93% （乙醇质量分数）；乙醇回收率： 99% 。

（三）操作条件1．塔顶压强4 kPa（表压）；2．进料热状况，泡点进料；；3．塔顶全凝器，泡点回流，回流比R=(1.1~2.0)Rmin4．塔釜加热蒸汽压力245 KPa(表压)；5．单板压降不大于0.7 kPa；6．塔板类型筛板塔；7．工作日每年330天，每天24h连续运行;8．厂址：徐州地区。

（四）设计内容1．精馏塔的物料衡算；2．塔板数的确定；3．精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4．精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5．塔板主要工艺尺寸的计算；6．塔板的流体力学验算；7．塔板负荷性能图；8．精馏塔接管尺寸计算,附属设备的确定；9．绘制带控制点工艺流程图（A2）、精馏塔工艺条件图（A2）；10．符号说明；11.对设计过程的评述和有关问题的讨论；12.参考文献。

摘要精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，又称为蒸馏塔。

有板式塔与填料塔两种主要类型。

根据操作方式又可以分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。

为此，掌握气液平衡关系，熟悉各种塔形的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

在本设计中我使用了筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单、造价低。

当有合理的设计和适当的操作，筛板塔能满足分离要求的操作弹性，而且效率高。

精馏是最常用的分离液液混合物方式之一，是组成化工生产过程的主要单元操作，也是典型的化工操作设备之一。

乙醇-水精馏塔浮阀塔课程设计

化工原理课程设计乙醇——水混合液精馏塔设计刘入菡应用化学专业应化1104班学号110130106指导教师顾明广摘要本设计为分离乙醇—水混合物，采用筛板式精馏塔。

精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件，实现传质过程的设备。

它是利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流，使混合物不断分离，以达到理想的分离效果。

选择精馏方案时因组分的沸点都不高所以选择常压，进料为泡点进料，回流是泡点回流。

塔顶冷凝方式是采用全凝器，塔釜的加热方式是使用再沸器。

精馏过程的计算包括物料衡算，热量衡算，塔板数的确定等。

然后对精馏塔进行设计包括：塔径、塔高、溢流装置。

最后进行流体力学验算、绘制塔板负荷性能图.乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节，是重要的化工单元。

其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低，均影响乙醇生产的产量及品质。

工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇，单不管用何种方法生产乙醇，精馏都是其必不可少的单元操作.浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。

2、操作弹性大。

3、塔板效率高.4、气体压强降及液面落差较小.5、塔的造价低。

浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统,但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统,浮阀塔也能正常操作。

关键词：乙醇水精馏浮阀塔连续精馏塔板设计目录前言 (1)第一章设计任务书 (2)1.1、设计条件 (2)1。

2、设计任务 (2)1。

3、设计内容 (3)第二章设计方案确定及流程说明 (5)第三章塔板的工艺设计 (7)3。

1、全塔物料衡算 (7)3。

2、塔内混合液物性计算 (8)3。

3、适宜回流比 (15)3。

4、溢流装置 (21)3。

5、塔板布置与浮阀数目及排列 (22)3.6、塔板流体力学计算 (25)3。

7、塔板性能负荷图 (29)3。

8、塔高度确定 (33)第四章附属设备设计 (35)4.1、冷凝器的选择 (35)4。

2、再沸器的选择 (36)第五章辅助设备的设计 (38)5。

乙醇—水筛板精馏塔工艺设计(化工原理设计)

广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：学号：设计时间： 2008年6月25日至 2008年7月13日设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。

2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。

因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。

3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。

4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。

5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。

6．操作回流比R=（1.1——2.0）R。

min设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。

2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。

3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。

指导教师：时间：2008年6月1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。

2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。

因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。

3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。

4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。

5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。

6．操作回流比R=(1.1—2.0)R。

min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。

2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。

3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。

筛板塔

目录1 设计条件 (3)二设计方案简介 (4)三工艺流程 (6)四筛板塔工艺设计 (7)4.1 物料衡算 (7)4.1.1 物料衡算 (7)4.1.2 乙醇和水的有关物理性计算 (7)4.2 热量衡算 (11)4.3 塔板数 (12)4.3.1 回流比 (12)4.3.2 理论塔板数 (12)4.3.3 实际塔板数 (13)4.4 塔径计算 (14)4.4.1气液相体积流量 (14)4.4.2 塔径及塔高的计算 (15)4.4.3精馏塔的有效高度 (16)4.5 溢流装置 (17)4.5.1 溢流堰 (17)4.5.2 降液管的宽度与降液管的面积 (17)4.6 塔盘设计 (18)4.7 流体力学计算 (18)4.7.1 修正气速数值及液泛分率数值 (18)4.7.2 液沫夹带分率 (19)4.7.3塔板压降 (19)4.7.4 液面落差 (19)4.7.5 漏液点 (19)4.8 负荷性能图 (20)4.8.1 漏液线 (20)4.8.2 液体流率下限线 (20)4.8.3 液体流率上限线 (21)4.8.4 液泛线 (21)4.8.5 雾沫夹带上限线 (21)5 筛板塔设计计算结果 (22)6精馏塔接管尺寸的计算 (23)6.1 塔顶蒸汽管 (23)6.2 回流管 (23)7 主要符号说明 (24)8 参考文献 (25)1 设计条件1.1 工艺条件与数据原料液量1500t/a，含乙醇30%（质量分数，下同），水70%；馏出液含乙醇93%，残液含乙醇1%，回收率99%；泡点进料；加料方式：贮槽加料泵高位槽精馏塔。

乙醇-水物系平衡曲线按下式计算：y=αx/[1+(α-1)x]其中：α=0.8938x-1.0632x≥0.3α=1.1213(x+0.2)-1.5236x＜0.31.2 操作条件常压操作；回流液温度为塔顶蒸汽的露点，回流比自选；间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm²（绝对压力）；冷却水进口温度30℃，出口温度为45℃；设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。