露點溫度和組成的計算

化工熱力學大作業(yè)學院：化學化工學院班級：化工1102學號：20110901217姓名：李在政指導老師：葉姣計算101.3kPa下，乙醇（1）-水（2）體系汽液平衡數(shù)據(jù)1）泡點溫度和組成的計算已知：平衡壓力P，液相組成x1，x2???xN泡點溫度T，汽相組成y1，y2???yn采用以下流程計算：可得到泡點溫度和組成2）露點溫度和組成的計算已知P,氣相組成y1,y2…….yN，露點溫度T，液相組成x1，x2???xn采用以下流程計算：可得到露點溫度和組成3)計算過程運用化工軟件Aspen計算①選擇模板為GeneralwithMetricUnits；RunType為物性分析（PropertyAnalysis）②組分為乙醇（C2H5OH,ETHANOL）和水（H2O）物性方法為NRTL③乙醇及水的流率均設為50kmol/h初輸入溫度為25℃，壓力為101.325KPa④設定可調變量為乙醇的摩爾分數(shù)，變化范圍0—1，增量為0.05，則可取20個點。⑤選擇物性參數(shù)露點溫度（TDEW）及泡點溫度（TBUB），溫度均為℃。最后以乙醇摩爾分數(shù)為X坐標，露點溫度（TDEW）及泡點溫度（TBUB）為Y坐標，得到下表及下圖。

NRTL活度系數(shù)模型MOLEFRACTOTALTOTALETHAN-01TDEWTBUBCC0100.0177100.01770.0598.7030190.314790.197.3385986.287080.1595.9210384.180780.294.4461882.920660.2592.9108982.077160.391.3118381.451180.3589.6474480.943740.487.9188180.504560.4586.1356580.108780.584.3266279.745340.5582.5675679.410770.681.0292279.105930.6579.8870878.834040.779.1202678.599710.7578.6291778.40830.878.3362578.265620.8578.1890578.178340.978.1515378.151540.9578.1981778.19306178.3101878.31018乙醇取不同摩爾分率時對應的不同泡點溫度及露點溫度表（NRTL）露點溫度及泡點溫度圖(NRTL)⑥組分為乙醇（C2H5OH,ETHANOL）和水（H2O）物性方法改為WILSON。WILSON活度系數(shù)模型MOLEFRACTOTALTOTALETHAN-01TDEWTBUBC0100.0177100.01770.0598.6979390.342650.197.3285586.514060.1595.9063684.456460.294.4273183.151130.2592.8889882.223140.391.2887981.50610.3589.6267180.91750.487.9051880.413540.4586.138579.970350.584.3593979.574130.5582.6403679.218870.681.103778.901870.6579.8814378.623680.779.0125978.387230.7578.4505878.197630.878.1305878.062210.8577.995577.991170.978.0012577.996220.9578.1144378.09515178.3101878.31018乙醇取不同摩爾分率時對應的不同泡點溫度及露點溫度表(WILSON)露點溫度及泡點溫度圖(WILSON)判斷是否有共沸組成并計算該點組成及溫度；并與文獻數(shù)據(jù)對比①NRTL計算結果由圖可得，在X=0.9時泡點線與露點線相交，表明有共沸點。共沸點的組成為乙醇摩爾分率0.9，水的摩爾分率0.1，共沸溫度為78.15℃②WILSON計算結果由圖可得，在X=0.85時泡點線與露點線相交，表明有共沸點。共沸點的組成為乙醇摩爾分率0.85，水的摩爾分率0.15，共沸溫度為77.99℃③總結查表：101.325KPa下，乙醇摩爾分率為0.8943有共沸點，共沸溫度為78.15℃兩者數(shù)據(jù)接近。總結：NRTL：相對誤差WILSON:NRTL方程能夠很準確的描述乙醇和水體系，但是Wilson方程誤差較大。從而也能夠說明，Wilson方程不能夠適用于部分互溶體系，NRTL方程能夠很好地克服這點。

怎樣才能從20wt%稀酒精得到無水乙醇以作為汽車燃料？共沸精餾法共沸精餾(恒沸精餾)工藝是在常壓無法制取無水乙醇的情況下，通過向乙醇一水溶液添加夾帶劑(如苯、環(huán)己烷、戊烷等)進行精餾的，夾帶劑與乙醇溶液中的乙醇和水形成三元共沸物，可獲得純度很高的乙醇。b）萃取精餾法萃取精餾法是通過加入某種添加劑來改變原溶液中乙醇和水的相對揮發(fā)度，從而使原料的分離變得容易。在乙醇水溶液中添加萃取劑(如乙二醇、醋酸鉀、氯化鈣、氯化鈉、氯化銅、乙二醇的鹽溶液等)可以改變其平衡曲線，從而可以使難分離物系轉化為容易分離的物系、分離成本降低。c）絡合萃取蒸餾法制備無水乙醇在萃取精餾的基礎上，將可逆絡合反應與常規(guī)的蒸餾技術相結合，研制了一種新型的復合分離技術,即可逆絡合分離技術中的絡合萃取蒸餾技術.d）膜分離法膜分離技術具有高效、節(jié)能、無污染的特點，是一種很有前景的新技術，分為滲透汽化和蒸氣滲透。滲透汽化利用膜對液體混合物中各組分溶解擴散性能的不同而實現(xiàn)其分離的，是膜分離技術的熱點研究，適宜于用蒸餾法分離難以分離或不能分離的近沸物、共沸物。e）分子篩吸附法分子篩對H：O、NH，、H：S、CO：等高極性分子具有很強的親和力，特別是對水，在低分壓或低濃度、高溫等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。分子篩可用于高溫吸附，用于乙醇脫水的典型分子篩為間隙通道的平均巾為0．3nm，水分子的書為0．28nm，能進入分子篩的內部被吸附；而乙醇分子由為0．44nm不能進入孔內，直接從外面流出不被吸附。分子篩法自動化程度高，勞動強度小，產品質量好，無環(huán)境污染，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產，但再生時能耗較高。f）生物質吸附法淀粉質、纖維素質等生物質對水都有一定的選擇吸附性，研究表明，生物質選擇性吸附水，起主要作用的是淀粉，纖維素、半纖維素等生物成分也有一定的吸附性能，但吸附容量較?。坏矸圪|吸附效果好，吸附容量能滿足工業(yè)需要，美國用玉米粉作為燃料乙醇脫水的吸附劑。引用文獻：作者：馬曉建，吳勇，牛青川題目：《無水乙醇制備的研究進展》雜志：《現(xiàn)代化工》摘要：介紹了采用精餾法、分子篩分離法、膜分離法和作物吸附法制備無水乙醇的方法及其近年來無水乙醇制備的新進展。評述了這些方法的優(yōu)缺點，并且指出如何改進產品質量和降低生產的能耗。最后，展望了無水乙醇制備的發(fā)展前景，同時對我國無水乙醇研究與開發(fā)提出了一些建議。作者：張成虎,秦艷飛題目：《對工業(yè)化生產無水乙醇的探討》雜志：《釀酒科技》摘要：工業(yè)生產中常用苯、環(huán)己烷、正戊烷等作夾帶劑進行恒沸精餾生產無水乙醇。夾帶劑與酒精溶液中的乙醇、水形成新的三元恒沸物,可獲得純度很高的乙醇。以環(huán)己烷作夾帶劑生產無水乙醇,工藝中可增加2塊塔板數(shù),直接采用蒸汽加熱,利用回收塔余餾水加熱原料,節(jié)能降耗。(孫悟)作者：孫德芳題目：《減壓精餾法制備無水乙醇的研究》雜志：南京大學碩士論文作者：趙輝,趙志剛題目：《絡合萃取蒸餾法制備無水乙醇的工業(yè)生產技術》雜志：《西南民族學院學報·自然科學版》摘要：介紹了利用絡合分離技術獲取無水醇的原理和工藝以及工業(yè)化生產裝置。作者：李浩題目：《分子篩吸附法制無水乙醇的機理及工藝》雜志：《山西化工》摘要：闡述了分子篩吸附法制取無水乙醇過程中的脫水原理、吸附傳質的機理,介紹了水在3A分子篩上的吸附等溫曲線的模型。對吸附過程、脫附過程的工藝條件,以及整個工藝流程進行了探討。為實際設計和生產過程提供理論依據(jù)和指導。作者：吳曉莉,靖戀,尹卓容題目：《加鹽萃取蒸餾生產無水乙醇》雜志：《釀酒》摘要：研究了氯化鈣、氯化鈉和氯化銅對乙醇揮發(fā)系數(shù)的影響以及鹽濃度對乙醇揮發(fā)系數(shù)的影響,氯化鈣、氯化鈉和氯化銅分別使乙醇的揮發(fā)系數(shù)提高了0.2、0.3、0.54,氯化鈣效果較好并確定其最適添加量為30%(w/w)。最終制備出99.6%(v/v)的無水乙醇。作者：劉繼泉,胡存,秦娟妮題目：《膜分離技術在無水乙醇生產中的應用》雜志：《釀酒》摘要:綜述了膜分離技術在生產無水乙醇中的應用,著重介紹了應用于無水乙醇生產的膜材料、分離方法及在工業(yè)上的應用實例,并對前景做了展望。作者：武志剛高建峰題目：《谷物吸附法制備無水乙醇》雜志：《食品工業(yè)科技》摘要：以玉米粉作為吸附劑制備了無水乙醇.研究了制備過程中的影響因素如吸附劑粒度、用量、加熱功率及吸附床夾套溫度等對產品中乙醇質量分數(shù)的影響.研究結果表明玉米粉作為吸附劑制備無水乙醇的工藝是可行的.在吸附劑粒度為40～60目,吸附劑用量為50g,加熱套加熱功率為70～80W,吸附床夾套溫度選用80～85℃的條件下,可制得質量分數(shù)大于99.2%的無水乙醇.作者：唐艷紅；熊興耀；譚興和；李清明；張濤；張艷艷；李美群；題目：《無水乙醇制備方法的研究進展》雜志：《中國釀造》摘要：介紹了共沸精餾法、萃取精餾法、膜分離法和吸附法制備無水乙醇的方法及其研究進展,并評價了各種制備方法的優(yōu)缺點,闡述了燃料酒精在國內外發(fā)展進程,分析了燃料酒精快速發(fā)展的原因,介紹了目前燃料酒精