2-乙氧基乙醇-水-癸烷的液液平衡

第23卷第1期暨南大学学报(自然科学版Ⅴol.23No.l002年2月Journal of Jinan Universit Natural ScienceFeb.20022-乙氧基乙醇一水一癸烷的液液平衡陈瑶1,李任强2,田村和弘(暨南大学1.化学系;2.生物工程学系广东广州5106323.金泽大学工学部物质化学工学科,日本金泽小立野2-40-209208667)[摘要]目的考察2-乙氧基乙醇、癸烷以及水的混合液的三元体系的相行为找出适合的溶液模型准确地推算2-乙氧基乙醇、癸烷和水的混合液热力学的性质为石油化学工业分离操作分离过程设计提供有价值的参考.方法通过测定可作界面活性剂的2-乙氧基乙醇、癸烷和水的液液相平衡数据并将实验数据和溶液模型的计算结果进行比较.结果测定在298K时2-乙氧基乙醇、癸烷和水的三相平衡并用 extended UNIQUAC模型推算其相平衡实验结果和计算结果相当吻合,结论 xtended UNIQUAC模型成功地描述了2-乙氧基乙醇、癸烷和水的液液三相平衡[关键词] extended UNIQUAC模型;界面活性剂;液液平衡[中图分类号]0645.16[文献标识码]A[文章编号]1000-996(2002)1-079-04随着科技的进步能源的大量需求能源供给已成为人们关注的焦点.石油是目前最重要的能源除了液体石油外油砂和油岩也能作为石油资源.其中油岩是由干馏后能生成石油的高分子化合物堆积而成.由于其分散存在于砂岩层中只能通过物理的方法开采其中可利用乳化的方式来提取乳化为互不相溶的二相溶液.为了了解乳化的原理及其体系的变化动态本研究用同时具有亲水和疏水基、在水溶液中可能形成结晶或胶粒、可以形成乳化液的界面活性剂2-乙氧基乙醇来进行乳化实验目的在于考察水、油及2-乙氧基乙醇用作模拟油岩乳化时各组分在体系中的存在状况及各组分的平衡关系,并且用溶液模型—— extended UNIOUAd1模型的计算结果与实验结果进行了比较1实验1.1实验材料表1各组分在298K时的密度kg/m3癸烷、2-乙氧基乙醇以及水均由日本和光纯药组分实验值文献值工业株式会社提供经色谱分析纯度分别为72.6%,水92.5%和99.7%并且将测得值与文献值2进行比较癸烷726.35,甘醇925.22925.20见表1中国煤化工CNMHG[收稿日期]2001-09-06作者简介]陈瑶1%63~)女讲师工学博士研究方向迻多组分溶液相平衡暨南大学学报自然科学版)2002年12实验装置及测定方法3组分的液液平衡是在温度为(298.15±001)压力为常压下进行,实验装置见图1平衡玻璃瓶被放置在二次恒温水槽中瓶内装有50mL的3组分的混合液瓶颈部用干燥的氮气密封以防止潮湿.混合液被均匀地搅拌5h静置5h以确保达到良好的相分离然后分别从各相中取样通过气相色谱议测定样品成分.详细描述参见文献3]2结果与分析液液平衡的实验结果见表2实验数据描U:上相;S1S2:微量注射器绘在图2.图中所示分为3个区(相)I相为完L:下相;R:记录仪全混合互溶1相区、Ⅱ相为液液2相区,Ⅲ相W1,W2:恒温水浴槽;C1,C2:热控制仪M.S:磁力搅拌器;D:平底玻璃瓶为乳化层3相区图1液液平衡的实验装置图表2在温度298K时2-乙氧基乙醭1癸烷2厢水3)元体系的质量摩尔分数上相中相下相0.00080.99890.00030.16010.04810.79180.04210.00230.95560.00120.99790.00090.20670.00000.79330.00540.99300.00160.29040.00350.70602360.97600.00040.74740.00710.24550.02720.97190.00080.78180.01050.20770.93960.00230.85360.04440.10210.12410.87370.00220.82440.13460.0410含有二元参数的 extended UNIQUAC模型被用于推算实验结果.完全混溶的二元组分的相互作用参数是通过回归二组分气液平衡实验数据并且考虑气相非理想性而加以修正后所得纯组分的蒸气压是由 Antoine方程计算所得.修正的 Rackett程4用于计算纯液体的摩尔体积.第二vil系数通过 Hayden-0ome51来估计.纯组分分子的体积和面积参数r和q均取于 Prausnitz etal6].在 extended UNAQUAC模型中,水、癸烷和2-乙氧基乙醇的q'分别为0.961.43和0.92.部分互溶的二元组分的相互中国煤化工方12解得(f;y=(fx:y=(fx; yCNMHGx}=∑x=∑x(1、1、m指三相)第1期陈瑶等:2-乙氧基乙醇一水一癸烷的液液平衡表3给出了 extended UNAQUAC模型的二2-乙氧基乙醉元相互作用参数这些相互作用参数是通过把extended UNAQUAC模型作用于实验的三元液0.2液平衡数据而获得参数的详细计算方法参见文献8]这些相互作用参数用于推算三组分的液液三相平衡6表3 extended UNAQUAC模型的回归结果体系2-乙氧基乙醇+癸烷454.77899.232-乙氧基乙醇+水800.56癸烷+水2522.202599.00水质量摩尔分数吳烷图2给出了实验结果与 extended UNAUAC模型的计算结果的比较从图中可看图2三元组分2-乙氧基乙醇、癸烷和水的相图岀 extended UNIQUAC模型的推算结果和实验结果是很一致的.从而也说明了实验结果的准确度高.水、油、界面溶化剂的溶解度和相分离现象对石油开采提供了基础数据,为工业分离提取装置的设计提供了有价值的参考[参考文献]1] NAGATA I. Modified of the extended UNIQUAC model for correlating quaternary liquid- liquid equilibria data[ J]Fluid Phase Equilibria, 1990, 54: 191-206[2 RIDDICK J A, BUNGER W B, SAKANO T K. Organic Solvents[ M ] 4nd ed, New York: Wiley Interscience1986[3] CHEN Y, TAMURA K, YAMADA T. Quaternary( liquid liquid )equilibria for water ethanol + tolueneI I-dimethylethyl methyl ether or 1 ,1-dimethylpropyl methyl ether )at the temperature 298. 15 K[J ]. JChem2000,32:1597-1605[ 4] SPENCER C F, DANNER R P. Improved equation for prediction of saturated liquid density[ J ] J Chem Eng Data1972,17:236-241[5] HAYDEN JG, O CONNELL J P. A generalized method for predictid virial coefficient[J]. Ind Eng ChemProcess Des dey,1975,14:209-216.[6] PRAUSNITZ J M, ANDERSON T F, GRENS E A, et al. Computer Calculations Formulticomponent Vapor- Liquidand Liquid- Liquid Equilibria[ M ]. Prentice-Hall Englewood Cliffs, NJ, 1980[7] TAMURA K, CHEN Y, TADA K, et al. Representation of Multicomponent liquid- liquid equilibria for aqueous andorganic solutions using a modified UNIQUAC model[ J中国煤化工3-48[8] TAMURA K, CHEN Y, TADA K, et al. LiquidHCNMHGof water ethanol, and 22 A-trimethylpentane with fuel additives[ J]. Fluid Phase几,I/I,11,-126暨南大学学报自然科学版)2002年Liquid - liquid equilibria for mixtures of waterdecane and 2-ethoxyethanolCHEN Yao, LI Ren-giang, Kazihiro Tamura(I. Dept, of Chemistry Jinan University, Guangzhou 510632,China2. Dept. of Biotechnology Jinan University, Guangzhou 510632, ChinaDept. of Chemistry and Chemical Engineering, Kanazawa University 2-40-20 Kanazawa, Ishikawa 920-8667, JapanAbstract Aim: Using an extended UNIQUAC model to study the phase behaviors and predict thethermodynamic characteristics of the liquid- liquid equilibria( LLE )for ternary mixtures of 2ethoxyethanol water and decane. Methods: by the studies of the lle of 2- ethoxyethanol, water anddecane the phase behaviors were better understood. Experimental results were compared with those ofextended UNIQUAC model. Experimental data of ternary LLE for the mixtures of 2-ethoxyethanol,waterand decane were studied at 298 15K. Extended UNIQUAC model was empolyed to predict the lle dataResults: Experimental results are in agreement with the calculated results. Conclusion LLE data for theternary system 2-ethoxyethanol water and decane were successfully predicted with the extended UNIQUAC model. These experimental results are very useful for separation and extraction process designKey words extended UNIQUAC model surfactant; ternary liquid -liquid equilibria中国煤化工CNMHG