基于ELECNRTL模型的LiBr—H2O溶液沸点计算
溴化锂水溶液物性参数表达式
系，则可以采用一定的方法对ｍ组观
测数据（ｘｉｔ，ｘ２ｔ，þ，ｘｎｔ）ｔ＝ １，２，þ，ｍ进行处理，寻找Ｙ与ｘ１，ｘ ２，þ，ｘｎ的关系式。用最小二乘法 进行线性回归分析是最古老的也是最
简便的方法之一。具体计算方法如
下：
记Ｙ＝ａ０＋ａ１ｘ１＋ａ２ｘ２＋ａｎｘｎ
计算值 50ºC 70ºC 1.366 1.363 1.517 1.5021.7Βιβλιοθήκη 4 1.693 1.705 1.696
导热系数 k(t, x)
实测值 50ºC 70ºC 0.44 0.456 0.42 0.436
计算值
50ºC
70ºC
0.44
0.456
0.417 0.432
0.39 0.406 0.390 0.406
4
4
4
∑ ∑ ∑ η(t,x) = Anxn +t Bnxn +t2 Cnxn
n=0
n=0
n=0
表面张 力系数 σ(t,x)
σ(t,x)=a0+a1t+a2t2 +a3t3+a4x+a5x2 +a6x3
系数
a0=1.637442 a1=-2.725975x10-3 a2=1.358832x10-3 a3=-1.319372x10-4
t =1
∑ ∑ ∑ =
m
Yt xit
t =1
−
1[ m m t =1
m
xit ] • [ Yt ]
t =1
二、检验回归分析的几个统计量
为了估计以上回归分析得到的系数
ａｊ的可靠程度，要进行方差分析，对 Ｙ的残差平方和Ｑ，回归平方和Ｕ，
基于ELECNRTL模型的LiBr-H2O溶液沸点计算
基于ELECNRTL模型的LiBr-H2O溶液沸点计算
杨楠
【期刊名称】《四川化工》
【年(卷),期】2017(20)1
【摘要】基于ASPEN plus软件,采用电解质热力学ELECNRTL模型,计算了溴化锂水溶液在压力为0～100kPa,浓度50％～60％时的沸点,结果与ASHRAE 2009计算数值非常吻合,可供溴化锂机组设计时直接使用.
【总页数】3页(P31-33)
【作者】杨楠
【作者单位】新疆东方希望新能源有限公司,新疆昌吉,831799
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于MATLAB的二组分溶液沸点-组成图的绘制实验的数据处理与图形绘制研究[J], 李旭;魏得良
2.基于热不平衡考虑的溶液除湿/再生传热传质系数(Ⅱ)实验与模型计算分析 [J], 彭冬根;曹熔泉;张小松;殷勇高
3.基于MATLAB的溶液结晶模型计算与数据处理 [J], 黄德春;戴琳;史益强;王志祥
4.应用《甘油及其水溶液沸点》的数学模型加密其实验数据的一点注记 [J], 黄道惠[1]
5.基于模型认知的教学实践
——以溶液组成的讨论与计算为例 [J], 严西平
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Aspen Plus在无机盐工艺开发与设计中的应用(Ⅰ)基础物性数据
Aspen Plus在无机盐工艺开发与设计中的应用(Ⅰ)基础物性数据王红蕊;沙作良;王彦飞【摘要】准确而可靠的基础物性数据对化工工艺的开发和设计是非常重要的.Aspen Plus具有丰富的物性数据和一套比较完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型,可以利用它获取所需的基础物性数据.因此介绍了利用Aspen Plus 软件获取无机盐重要物性数据的方法.无机盐重要物性数据包括热力学性质数据、传递性质数据、相平衡数据等.经软件查询数据与文献数据比较,使用Aspen Plus 获取的基础物性数据准确可靠,可以快速地为无机盐工艺开发与设计提供服务.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)013【总页数】3页(P11-12,24)【关键词】Aspen Plus;基础物性数据;无机盐;工艺开发与设计【作者】王红蕊;沙作良;王彦飞【作者单位】天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457;天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457;天津市海洋资源与化学重点实验室,天津科技大学海洋科学与工程学院,天津300457【正文语种】中文【中图分类】O061在化工过程的开发、研究与工程设计工作中，准确而可靠的物性数据是非常重要的。
化工物性数据绝大部分是各种纯物质或混合物的物理和化学性质，主要由以下几部分组成:①基础物性常数，如 pH、沸点、熔点、凝固点、临界性质等;②热力学性质，如pVT性质、比热容、各种焓和熵等;③微观参数，如偶极矩等;④传递性质，如粘度、导热系数、表面张力、扩散系数等;⑤相平衡数据，如汽液平衡、液液平衡、固液平衡等［1］。
对于无机电解质来说，pH、泡点、溶解度、密度、粘度、比热容、导热系数、热焓及活度系数等数据是电解质溶液理论的基础也是无机盐工艺开发与设计的重要基础。
获取物性数据最直接的方法是通过实验和查阅文献，此方法较麻烦，耗时且工作量大［2］。
不同外压下液体沸点的测定
四、实验步骤
（1）在沸点仪中加入约50mL去离子水，调整水银温度计 的位置，使感温泡一半处于液相另一半位于气相。 （2）关闭活塞10、11、12，打开活塞5，并将三通活塞4 旋至三路皆通位置，启动继电器与真空泵，缓缓打开活 塞11开始抽气。待压差计显示读数为-40kPa时，三通活 塞4旋至a、b相通而与c不通的位置，并关闭活塞5。此时 控压系统开始工作，系统压力即稳定在60kPa左右的一个 定值。 （3）打开冷却水，水的流量适中，不要太急，防止水管 脱落。调节加热电压为15-20V，待液体沸腾并达到气液 平衡后读出平衡温度t、辅助温度计读数t环和压差计读数 Δp。
patmosphere为大气压力，由气压计测量
气压计读数校正 ① 温度校正：
( )t t pt 1 t
② 重力加速度及气压计
本身的误差校正：
p = p t - t -
三、实验试剂与仪器
试剂：去离子水 仪器：Othmer沸点仪，可控硅调压器，机械真空泵，0-30V交流电 压表，控压装置
二、实验原理
1.气液平衡实验常用方法
平 衡 蒸 馏 器 T 气 液 平 衡 p x
溶 液
y
2.液体沸点的测定
11
Othmer沸点仪
Swietoslawski 沸点仪
Eckert沸点仪
3.系统压力的控制
接测定系统
压差计读数的波动范围即为本实验压力控制 的精度，采用多级串连控压，可以提高压力 控制的精度。
4.温度测量
① 温度计示值校正
t示= t标- t观
② 温度计露茎校正
t露 = 0.000 16 n (t观－t环)
t = t 观+ t示+ t露
Aspen Plus在无机盐工艺开发与设计中的应用--六水氯化镁生产过程的模拟
Aspen Plus在无机盐工艺开发与设计中的应用--六水氯化镁生产过程的模拟王红蕊;沙作良;王彦飞【摘要】应用 Aspen Plus 软件，选择 ELECNRTL 物性方法和蒸发器、换热器模块对六水氯化镁生产的连续蒸发和冷却工艺进行了模拟和验证．讨论了蒸发器的气相分率以及冷却结晶的冷却终温对产品产率的影响．在综合考虑副反应、设备材质及公用工程等影响因素的基础上，以单位产品能耗最小为目标进行了优化．确定的合理操作参数为：蒸发器的压力70,kPa、气相分率0.4、换热器的冷却温度38,℃．在此工艺条件下，产品产率为60.17%，单位产品总热负荷为990.75,kJ/kg．通过流程模拟对不同的工艺条件进行分析获得物性数据及工艺参数，可节省设计时间和优化现有生产工艺，降低能耗．%The process of continuous evaporation and cooling of magnesium chloride hexahydrate was simulated by using Aspen Plus software,ELECNRTL property method and the flash and heat exchanger module. The influence of the vapor fractionof the flash and the cooling temperature of cooling crystallization on the product yield was discussed. After consider-ing the side effects,equipment materials and public work,the process was optimized aiming at minimum energy consump-tion per unit of product. The reasonable parameters of the process of magnesium chloride hexahydrate are that the pressure of the flash is 70,kPa,the vapor fraction of the flash is 0.4,and the cooling temperature of the heat exchanger is 38,℃. Under these conditions,the product yield of magnesium chloride hexahydrate is 60.17% and the duty per unit of the product is 990.75,kJ/kg. The process simulation can savedesigning time,optimize existing production processes,reduce energy con-sumption and help analyze different process conditions.【期刊名称】《天津科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P44-48)【关键词】Aspen Plus;六水氯化镁;模拟【作者】王红蕊;沙作良;王彦飞【作者单位】天津市海洋资源与化学重点实验室，天津科技大学海洋科学与工程学院，天津 300457;天津市海洋资源与化学重点实验室，天津科技大学海洋科学与工程学院，天津 300457;天津市海洋资源与化学重点实验室，天津科技大学海洋科学与工程学院，天津 300457【正文语种】中文【中图分类】P746Aspen Plus是化工生产装置设计、稳态/动态模拟和优化的大型通用流程模拟系统．该软件经过30多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，可对化工过程进行模拟、优化、灵敏度分析和经济评价．它具有一套完整的单元操作模块和工业上比较完备的物性系统，可用于各种操作过程的模拟以及从单个操作单元到整个工艺流程的模拟[1]．许多企业已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提[2–3]、苛性盐水结晶与蒸发、硝酸生产[4]、湿法冶金[5]、胺净化气体和盐酸回收[6]等．Aspen Plus软件可以研究某些设计问题或操作问题，进行参数灵敏度分析和流程优化．使用流程模拟不仅可以对不同的工艺条件进行分析，获得对实际生产具有指导意义的工艺数据，同时还可以节省时间和操作费用．本文应用Aspen Plus软件，以增加六水氯化镁的产率和降低单位产品能耗为目的，对六水氯化镁生产过程中的最重要的蒸发和冷却结晶工艺进行模拟和优化．1.1 单元操作的确定根据生产六水氯化镁的工艺流程[7–8]，模拟的主要单元操作为蒸发和冷却，所以选用Aspen Plus软件中的基础模型中分离器Flash2模型和换热器Heater模型(或者使用Flash2模块来代替换热器模块)的组合来模拟MgCl2·6H2O的生产过程中的蒸发工艺和冷凝工艺．工业上生产六水氯化镁[9–10]的原料一般为制溴后的废液，其组成中杂质很少，可以看作是MgCl2–H2O体系，并且MgCl2质量分数约为30%．图1为生产六水氯化镁的流程模拟图．1.2 组分的定义由于MgCl2·6,H2O与H2O都是以电解质溶液的形式存在，所以使用软件中的Electrolyte Wizard定义各个组分，结果见表1.在定义过程中，氢离子类型一项中默认的是H3O+，但是H+也是存在的，选择H3O+的原因是它能更好地代表几乎所有电解质体系的相平衡和化学平衡；物性方法选择ELECNRTL；模拟方法一项选择真实组分，它不仅表示在溶液化学中用离子或盐来进行计算并且也表示用真实组分来报告结果．这样就定义了各个组分，并且生成了3种反应类型：离子平衡、盐析出、完全溶解，这些反应可在Reactions-Chemistry项中查到．1.3 物性方法的选择和改进物性方法的可靠性是过程模拟的关键，对于MgCl2–H2O体系，比较成熟和可靠的热力学模型为ELECNRTL和PITZER电解质模型[11]．对本体系，两种模型的精度相当，本模拟过程选择ELECNRTL模型．由于氯化镁水溶液体系固液平衡相图比较复杂，在不同条件下，可能存在六水、四水、两水及无水氯化镁固相，并且在高温下还会存在固相的水解反应．根据本文以制备六水氯化镁晶体为目的，在工艺研究范围内，平衡固相只考虑六水氯化镁和四水氯化镁，忽略热解，对该体系的热力学模型进行适当简化．软件ELECNRTL模型中对于MgCl2·6H2O的溶解平衡常数进行了给定，通过相图数据进行回归溶解度参数和软件内嵌的溶解度参数是一致的．但软件中无MgCl2·4H2O的溶解平衡常数，需要对热力学模型进行改进以适应过程模拟的实际情况.在一定温度下，MgCl2·4H2O在水中溶解达到饱和时，达到了溶解平衡，其溶解平衡可以表示为MgCl2·4H2O的溶解平衡常数在一定温度下是一个常数，其形式为lnK＝A＋B/T ＋ClnT＋D．根据溶解度数据[12]，使用Aspen Plus软件中数据回归功能对模型方程中的参数A、B、C、D进行回归，结果为：A＝－3,260.790、B＝116,217.111、C＝537.109、D＝－0.631．将这些参数在Reaction-Chemistry 项中进行定义．两相分离器Flash2用于严格的气液平衡，把进料物流分成两股出口物流．用两相分离器Flash2进行计算时，需要规定温度、压力、气相分率、热负荷这4个参数中的任意两个．用换热器Heater计算时需要规定冷却温度．所以在模拟六水氯化镁生产过程中需要确定的操作参数为蒸发器的压力(或温度)、气相分率以及换热器的冷却温度，同时也是通过分析这些参数对模型进行优化．计算之前，需要对各个物流和单元操作进行规定．各个物流及单元模块的初始输入值见表2．2.1 氯化镁水溶液沸点的确定MgCl2·6H2O的组成中MgCl2的质量分数为46.84%，该数值为理论上获得最大产量的蒸发终点，若超过此值，冷却后得到的是卤块(MgCl2·6H2O和MgCl2·4H2O的混合物)，因此需要知道不同压力下MgCl2水溶液的沸点．文献中大多给出常压下的氯化镁水溶液的沸点，没有给出各个压力下氯化镁水溶液的沸点．使用Aspen Plus软件的物性分析(Property Analysis)功能，运行类型选择物性分析，利用Prop-Sets定义要分析的物性参数——TBUB．在Analysis项中创建物性分析，分析在不同压力下沸点温度与MgCl2水溶液质量分数的关系，结果见表3．表3数据与文献[13–14]中常压、MgCl2质量分数小于36%的沸点比较，结果非常接近．对质量分数为44.6%的MgCl2水溶液的沸点进行了测定，值为149℃，模拟值与测量值的误差为14%，误差较大，所以所选的物性方法对于计算低质量分数的MgCl2水溶液的沸点是适用的，而对于高质量分数的MgCl2水溶液的沸点可参考文献[15]中数据．溶液沸点升高与溶质组成、性质、压强都有关系．对于一定溶质组成的混合溶液，在同一压强条件下，溶液质量分数越高，溶液沸点也越高，溶液质量分数与沸点升高存在一一对应关系．其关系可通过吉辛科法来估算，估算公式为式中：ΔT表示操作压强下溶液沸点升高值，K；ΔT0表示常压下氯化镁水溶液沸点升高值，K；T表示操作压强下氯化镁水溶液的沸点，K；T′表示常压下氯化镁水溶液的沸点，K；T0表示操作压强下纯水的沸点，K；r表示操作压强下纯水的蒸发潜热，kJ/kg．用表3中数据回归出常压下氯化镁水溶液沸点T与氯化镁的质量分数w的线性方程为由文献[14]中数据回归出纯水蒸发潜热r与温度T0的线性方程：将上述式(1)—式(5)联立，化简得到形如T＝f(T0，w)的函数，结果为因此，只要测出常压下氯化镁水溶液的质量分数和任意压强下纯水的沸点T0，根据式(6)即可计算出氯化镁水溶液在任意压强条件下的沸点值．2.2 蒸发器气相分率对产率的影响使用Aspen Plus软件中灵敏度分析工具进行灵敏度分析．可以通过改变其中一个变量(控制变量)来分析其他变量(采集变量)的变化．在表2中其他输入条件不变，通过改变FLASH模块的气相分率来分析PRODUCT 物流中六水氯化镁的产率与FLASH蒸发器模块中的气相分率的关系，计算结果如图2所示．由图2可以看出：当气相分率小于0.42时，随着气相分率的增大，六水氯化镁的产率增大．在气相分率为0.42时，六水氯化镁的产率最大，与通过物料衡算得到的结果一致，此时产品全部为六水氯化镁．当气相分率大于0.42时，蒸发后水量已不足以完全形成六水氯化镁，并且由软件模拟结果可知在蒸发过程中液相中已经有MgCl2·4,H2O析出，产品流中已不只是六水氯化镁，从而出现图2中的结果．模拟结果表明：若以六水氯化镁为产品，则最大气相分率为0.42．超过该值，则产品不是纯六水氯化镁．2.3 冷却终温对产率的影响在表2中其他输入条件不变的情况下，通过改变COOLER模块的冷却温度来分析PRODUCT物流中六水氯化镁的产率与冷却温度的关系，计算结果如图3所示．由图3可以看出：六水氯化镁的产率是随着冷却终温的降低而增大的．但是，冷却终温越低，冷却水的用量越大，这样就增大了投资费用，所以需要选择合适的冷却温度．冷却终温过高就会使产率降低，冷却终温过低就会有十二水氯化镁析出．由于工业上常见的循环冷却水水温平均为30℃，所以冷却终温选在38℃为宜，在不同季节可根据冷却水温进行适当调整．在保证产率的条件下，以降低单位产品能耗为目的进行优化．规定冷却温度为38℃不变，分析不同压力下，单位产品热负荷随气相分率的变化，结果如图4所示．规定蒸发器压力为70,kPa，分析不同冷却温度下，单位产品热负荷随气相分率的变化，结果如图5所示．由图4可知：随着压力的增大，单位产品热负荷是逐渐增大的；压力为70,kPa时单位产品热负荷最小．由图5可知：随着冷却终温的升高，单位产品热负荷是逐渐减小的；冷却温度为38℃时热负荷最小．两图中，单位产品热负荷都随着气相分率的增大而减小，所以蒸发过程中应尽可能多的蒸走多余的水分．综上所述，在保证产率的条件下，为使单位产品能耗最小所确定的工艺条件为：蒸发器的压力70,kPa、气相分率0.4、换热器的冷却温度38℃．在确定的合理的工艺条件下得到的模拟结果见表4．(1)用Aspen Plus软件建立了六水氯化镁生产过程的流程．选用Aspen Plus软件中的基础模型的分离器Flash2模型和换热器Heater模型，采用了ELECNRTL物性方法并进行了改进．改进后的模型可以用来模拟该工艺过程．(2)使用Aspen Plus的物性分析功能得到了不同压力下沸点与MgCl2质量分数的关系．使用灵敏度分析功能，讨论了影响产品产率的因素．在保证产率的条件下以降低能耗为目标进行了优化．确定了合理的工艺参数：蒸发过程的操作压力70,kPa、气相分率0.4、冷却结晶的操作温度38℃．在此工艺条件下，MgCl2·6,H2O产率为60.17%，单位产品总的热负荷为990.75,kJ/kg，这些数据为六水氯化镁生产过程的模拟计算和现有工艺改进提供了理论依据和参考数据．【相关文献】［1］孙兰义. 化工流程模拟实训：Aspen Plus教程[M]. 北京：化学工业出版社，2012：1–16. ［2］王正，汪建华. 青岛炼化酸性水汽提装置流程模拟与优化[J]. 中外能源，2011，16(增刊1)：74–77.［3］徐义明，王佳兵. Aspen Plus软件模拟及优化酸性水汽提塔[J]. 广东化工，2012，39(1)：125–126.［4］王洪江. Aspen Plus软件在浓硝酸制备工艺上的应用[J]. 石化技术，2005，12(1)：31–33. ［5］蓝德均. 化工流程模拟软件Aspen Plus在湿法冶金学教学中的应用[J]. 广东化工，2011，38(10)：185–186.［6］马海龙，贾小平，项曙光. 用Aspen Plus软件模拟计算HCl回收[J]. 化学工业与工程技术，2008，29(5)：16–19.［7］薛自义. 制盐工业手册[M]. 北京：中国轻工业出版社，1994：1663–1668.［8］王德智. 晶体氯化镁制备的工艺研究[D]. 天津：天津科技大学，2003.［9］王世忠. 白色氯化镁生产工艺的探讨[J]. 海湖盐与化工，1997，26(1)：11–14.［10］刘立平. 制取高纯晶体氯化镁的研究[J]. 盐业与化工，2007，36(1)：18–20.［11］李以圭，陆九芳. 电解质溶液理论[M]. 北京：清华大学出版社，2005：100–105. ［12］牛自得，程芳琴. 水盐体系相图及应用[M]. 天津：天津大学出版社，2001：53–56. ［13］刘光启，马连湘，刘杰. 化学化工物性数据手册：无机卷[M]. 北京：化学工业出版社，2002：474.［14］夏青，陈常贵. 化工原理上册[M]. 天津：天津大学出版社，2005：333–355.［15］张罡，何斌鸿，沈晃宏. 氯化镁溶液质量分数与其沸点及二次蒸汽温度的关系[J]. 无机盐工业，2006，38 (6)：57–59.。
实验六完全互溶双液体系沸点
实验六完全互溶双液体系沸点〜组成图的绘制一、实验目的1. 了解溶液的沸点与气液二相组成的关系：2. 绘制环己烷一异丙醇溶液的沸点〜组成图；3. 进一步理解分懈原理；4. 掌握阿贝折光仪的正确使用方法。
二、基本原理液体的沸点是液体的饱和蒸气压与外压相等时的温度。
在一立的外压下，单一组分的液体有确左的沸点值，对于一个完全互溶的双液体系，沸点不仅与外压有关，还和液体的组成有关。
在常温下，具有挥发性的A和B两种液体以任意比例相互溶解所组成的物系，在恒宦压力下表示该溶液沸点与组成关系的相图称之为沸点〜组成图，即T〜x图。
完全互溶双液体系在恒压下的沸点〜组成图大致可分为以下三类。
图6—1简单互溶双液体系的ix图图6-2具有長高恒沸点的〜x图图6-3貝有長低恒浇点的的ix图第I类：溶液沸点介于两纯组分沸点之间，如苯与甲苯的混合体系，苴沸点〜组成图如图6— 1所示。
此类溶液在恒压下蒸憾时，苴气相组成和液相组成并不相同，具有较低蒸气压的液体(B)在气相中的组成Xp(g)总是小于在液相中的组成X〃(l),因此可以通过反复蒸馅——精憾，使互溶的二组分完全分离。
第I】类：溶液具有最髙恒沸点，如卤化氢和水、丙酮与氯仿等，其沸点〜组成图如图6 ~2所示。
第【【I类：溶液具有最低恒沸点，如苯与乙醇、乙醇与水、环己烷与异丙醇、环己烷与乙醇、乙醇与1, 2—二氯乙烷等，其沸点〜组成图如图6-3所示。
在第II、III类的丁〜x图中，出现极值点(极大值或极小值)，在极值点处加热蒸发时，只能使气相的总量增加，气液相组成及沸点均保持不变，此点的温度称为恒沸点。
在恒沸点时，气相的组成与液相的组成相同，称为恒沸组成。
而具有此组成的混合物称为恒沸混合物。
对于I】、III 两类溶液，简单的反复蒸懈只能获得某一纯组分和恒沸混合物，而不能6—蒸发液取液口7——电阻丝（连接WLS同时得到两种纯组分。
恒沸点和恒沸混合物的组成与外压有关，改变外压可使恒沸点和恒 沸混合物的组成发生变化。
物理化学实验 二元体系沸点
C7 二元体系沸点－组成图测绘1 实验目的及要求（1） 在大气压下，测定环已烷－乙醇体系、液气平衡相图（沸点－组成图）。
（2） 掌握阿贝折光仪的测量原理和使用方法。
2 原理一个完全互溶的二元体系，两个纯液体组分，在所的组成范围内完全互溶。
在定压下，完全互溶的二元体系的沸点－组成图可分为三类，如图C7.1所示。
（a ） 溶液的沸点介于两纯组分沸点之间，如苯－甲苯体系； （b ） 溶液有最低恒沸点，如环已烷－乙醇体系； （c ） 溶液具有最高恒沸点，如丙酮－氯仿体系。
（b ）、(c)两类溶液在最高或最低恒沸点时气、液两相组成相同，加热蒸发只能使气相总量增加，气、液相组成及溶液沸点保持不变，此温度称恒温点，相应组成称恒沸组成。
二元体系T-x 图下面以a 为例，简单说明绘制沸点—组成图原理。
加热总组成为1x 的溶液，体系的温度上升，达到液相线上的1 点时溶液开始沸腾，组成为2x 的气相开始生成，但气相量很少（趋于0），1x ,2x 二点代表达到平衡时液、气两相组成。
继续加热，气相量逐渐增多，沸点继续上升，气、液二相组成分别在气相线和液相线上变化，当达某温度（如2点）并维持温度不变时，则3x ，4x 温度下液、气两相组成，气相、液相的量之比按杠杆规则确定。
从相律2f c p =-+ ,可知：当外压恒定时，在气、液两相共存区域自由度等于1；当温度一定时，则气、液两相的组成也就确定，总组成一定，由杠杆规则可知两相的量之比也已确定。
因此，在一定的实验装置中，全回流的加热溶液，在总组成、总量不变时，当气相的量与液相的量之比也不变时（达气—液平衡），则体系的温度也就恒定。
分别取出气、液两相样品，分析其组成，得到该温度下气、液两相平衡时各相的组成。
改变溶液总组成，得到另一温度下，气液两相平衡时各相的组成。
测得溶液若干总组成下的气液平衡温度及气、液相组成，分别将气相点用线连接即为气相线，将液相点用线连接即为液相线，得到沸点－组成图。
不同外压下液体沸点的测定
式中 C 为积分常数。由此式可知， 以 ln p 对 1/T 作图应得到一条直线， 由该直线的斜率 k 可计算液体在实 验温度范围内的平均摩尔气化热： ∆ vap H m = − kR (2-24) 2. 液体沸点的测定
图 2-18 沸点仪
1-被测液；2-加液口；3-温度计； 4-电热丝；5-保温玻管；6-冷凝管
t (室温) = 25.0℃
n 1 2 3 4 5 6
T/℃ 77.7 81.2 83.7 86.1 88.5 90.5
T/K 350.9 354.4 356.9 359.3 361.7 363.7
1000×T −1/K−1 2.8498 2.8215 2.8018 2.7834 2.7646 2.7498
不同外压下液体沸点的测定
一 实验目的 1. 了解控制系统压力的原理和操作方法。 2. 测定不同外压下水的沸点并计算水的平均摩尔气化热。 二 实验原理 1. 液体蒸气压与温度的关系 液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其蒸气压等于外压时的 温度称为该液体的沸点。据气液平衡原理，若液体的摩尔体积与其蒸 气体积相比可以忽略不计，并假定蒸气服从理想气体定律，则它的蒸 气压与温度的关系可用克劳修斯—克拉佩龙(Clausius-Clapeyron) 方 程来描述，即：
一、教学要点 1、说明恒压控制是通过电接点控压计，继电器和电磁阀等组合操作 实现的，并结合恒温控制的类似之处讨论之。 2、奥斯默沸点仪的结构与测定原理，关键是气液平衡温度的测定。 3、应用克劳修斯－克拉佩龙方程式的条件，由此得出必要的结论。 二、指导实验注意点 1、明确三通活塞的作用及抽气时与控压时的不同转向。 2、要求控压精度为±0.2kPa。为避免抽气速度过快，应将三通活塞 略微偏转。一般来说，继电器的红灯与绿灯亮的时间大致相等时控压 精度较高。 3、沸点仪加热电压为 18V 左右，沸腾不能过分剧烈，但必须保证温 度计外的小玻管内壁有冷凝的液体在回流。 4、系统减压前应先打开 U 形硫酸控压计上的活塞 5，每次减压为 5.3kPa 左右（相当于 60mmHg） 。 5、测得的温度应经露茎校正，要点是说明校正公式中露出部分度数 n 的意义和求取方法。 三、数据处理示例 1、 p(大气压) = 101.64 kPa
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不 存在 ， 而是以 Ｌ ｉ 和 Ｂ ｒ 一离 子 形 式 存 在 。所 以 在 规定 溴 化 锂 水 溶 液 浓 度 毒时 ， 应分 别输 入 Ｉ ｒ 和
Ｂ ｒ 一 离 子 的质量 浓度 ， 即真 实组 分浓 度 。
１ ． ２ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ ＮＲ ＴＬ物 性 方 法
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ ＮＲＴ Ｌ模型通 过 计算 电解 质 水溶 液 系 统
关键词 ： 溴 化 锂 Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ ＮＲＴ Ｌ 沸 点
溴 化锂 吸收 制冷 机组在 改 良西 门子 法制 备多 晶 硅 工艺 中， 以还 原 炉 夹 套 热 水 作 为 热 源 ， 制备 ７ ￣ Ｃ 水， 为装 置提 供冷媒 ， 实现装 置余 热 的综合 利用 。制
冷机 组 以 Ｌ ｉ Ｂ ｒ － Ｈ Ｏ 为 工质 对 ， 溶 液 的 热 力 学 数 据 是 制冷 系统工 艺 设 计 的基 础 。Ｌ ｉ Ｂ ｒ － Ｈ Ｏ 汽液 相 平
作 用进 行描 述 。
＋
一
１ 物性 方 法
１ ． １ 真 实 组 分 浓 度
ｘｊ Ｇｕ
溴化 锂极 易溶 于水 ， 其水 溶液 为强 电解 质 ， 溶液 组份 包 括 Ｈ２ ０、 Ｌ ｉ Ｂ ｒ 、 Ｌ ｉ 、 Ｂ ｒ 一、 Ｈ３ Ｏ 、 Ｌ ｉ ＯＨ、
ＨＢ ｒ 、 ＯＨ一、 Ｈ 等 。通 过 Ｅ ｌ ｅ ｃ Ｗｉ ｚ ａ ｒ ｄ电解 质 专 家
系统 ， 溴化 锂水溶 液 的 电离 反 应包 括 以下几 个方 程 ：
２ Ｈ２ Ｏ — Ｈ３ Ｏ ＋ ＯＨ —
ｆ ， Ｅ ． ＂ ｔ ＂ ｒ ａ ｊ ， Ｔ ． ． ｍ Ｇ ， ｊ
一
对 于电解 质 一 分 子对 参 数 ｒ “可用 下式 计算 。
Ｈ Ｂｒ ＋ Ｈ２ Ｏ— Ｈ３ Ｏ ＋ Ｂｒ —
３ ２
四１ １ １ 化 工
第２ ０卷
２ ０ １ ７年 第 １期
［
＋ ｔ ｎ ） ］
ｃ ｓ ２结 果 与 分 析
２ ． １ 溴 化锂 水溶 液 ｔ ～Ｐ ～∈
在 ＡＳ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ ＵＳ数 据 库 中 ， 自带 溴 化 锂 水 溶
液工质 对 的二元参 数 ， 如表 ｌ所 列 为 溴 化锂 水 溶 液 的二元 参 数 Ｇ ＭＥ Ｌ Ｃ Ｃ（ 即上 式 （ ２ ） 和（ ３ ） 中的 Ｃ ｍ
第 １期
基于 Ｅ Ｉ Ｅ Ｃ ＮＲ ＴＩ 模型的 Ｌ ｉ Ｂ ｒ － Ｈ： Ｏ 溶液 沸点 计算
３ １
基于Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ ＮＲＴＬ模溶 液 沸 点计 算
杨 楠
（ 新 疆 东方希 望新 能源 有 限公 司 ， 新 疆 昌吉 ， ８ ３ １ ７ ９ ９ ）
ｔ ： 压 强为 Ｐ时 ， 对应水 的饱 和 温度 ， ℃；
分 别拟合 出方程 （ ４ ） 中 的 Ａ， ． 和Ｂ 可 以求 出 不同 ∈ 时， 溴 化锂 水溶 液对 应 的沸点 。 图 ｌ为 等 于 ５ Ｏ ％和 ６ Ｏ ％时 ， 采用 Ａ Ｓ Ｐ ＥＮ ｐ ｌ ｕ ｓ 与采用 多 项式拟 合 的计算结 果 比较 。
溶 液 的沸点数 据 。
２ ． ２ 数 据 分 析
贾 明生Ⅲ 根据 文献 ［ ２ ］ 提供 的数 据 ， 文献 ［ ３ ］ 根
据 实测数 据 ， 均采 用正交 多项 式 回归方 法 ：
３ ３
ｔ ＝∑Ａ ’ ＋ｔ ∑Ｂ
０ ０
（ ４ ）
式中 ：
ｔ： 压 强为 Ｐ时 ， 溴化 锂溶 液 的饱 和温度 ， ℃；
表 ２ 溴化锂水溶液汽液平衡 ｔ ～Ｐ ～ ∈数据 表
Ｌｉ ０Ｈ ： Ｏ Ｈ一＋ Ｌｉ
Ｌｉ Ｂｒ ＝ Ｌｉ 上 Ｂｒ 一
＋ 字＋ Ｅ Ｊ 圳
［
十 ｈ ㈤］
＋ 字 ，
在 溴 化锂水 溶 液系统 中 ， Ｌ ｉ Ｂ ｒ 的质 量 浓 度 ， 是
表 观浓 度 。在实 际 电解 质溶 液 中 ， Ｌ ｉ Ｂ ｒ 分 子其 实 并
以及 混合 电解 质 系统 中 的各 种离 子 和分 子的 活度 系
数， 可 以处 理 任 何 浓 度下 的混 合 溶 剂 系 统 。Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ — ＮＲ ＴＬ与 ＮＲ ＴＬ － ＲＫ 性 质 方 法 完 全 一 致 。Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ — ＮＲ ＴＬ模 型可 以在很 宽 的浓 度 和温 度 范 围 内 ， 只 用 几 种二元 参 数 ， 对 电解 质 水 溶 液 的 真 实组 分 的相互
和Ｃ ． Ｂ ） 。
表ｌ 溴 化 锂 水 溶 液 的 二 元 参数 Ｇ ＭＥ Ｉ ｃ ｃ
通 过计算 ， 不 同质量 浓度 的溴 化锂水 溶 液 ， 其 汽
液平 衡 ｔ ～Ｐ ～毒数据 如表 ２ 。
从表 ２可 见 ， 溴 化锂 水 溶液 ， 随着 压 力 升 高 ， 沸 点 升高 ； 随着 溴化 锂浓 度增 加 ， 沸 点升 高 。使 用 表 ２ 可方 便 的查询 不 同压 力 条 件 下 ， 不 同 浓 度溴 化 锂 水
摘 要
基于 ＡＳ Ｐ Ｅ Ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 软件， 采 用 电解质 热力 学 Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ ＮＲ ＴＬ模 型 。 计 算 了溴 化锂水 溶液 在 压力 为
Ｏ ～１ ０ ０ ｋ Ｐ ａ ， 浓度 ５ Ｏ ２ ， ６ ～６ Ｏ 时 的沸 点 ， 结 果 与 ＡＳ ＨＲ ＡＥ ２ ０ ０ ９ 计 算 数 值 非 常吻 合 ， 可 供 溴 化锂 机 组设 计时直 接使 用 。
衡参 数 ， 如沸 点 ， 目前 主要 依 靠查 图获 取Ⅲ ， 存 在 一
定 的误 差 。本 文 采 用 ＡＳ Ｐ Ｅ Ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 软件 和 Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ — ＮＲ ＴＩ 模型， 通过其 数 据库 中 的电 解 质参 数 和 成 对 参数 ， 计算 了 Ｌ ｉ Ｂ ｒ － Ｈ。 Ｏ溶 液 的沸 点 ， 并 将结 果 与 文 献 进 行 了 比较 。