双液系恒沸点的测定
摘要：本文介绍了双液系恒沸点的意义，体系的选择，以及测定方法的改进。
关键词：双液系；恒沸点；改进实验；相图
- 恒沸点的意义
最低恒沸点在实际工业生产中具有十分重要的用途[1]，比如可以通过在待干燥的有机物中加入共沸组成中的某一有机物，从而达到干燥的目的。对于高沸点或是难分离的有机化合物，常常利用完全不互溶双液系的性质，结合其相图来进行分离。另分馏柱的设计也与相图及恒沸点相关，现在的分馏柱能够做到将蒸发和冷凝过程在柱内连续反复的进行，极大的提高了生产效率。
Hiroyuki Matsuda等[1]研究了甲醇/碳酸二甲酯二元体系在383.15-413.15K时的共沸点与压力的关系。根据共沸点对温度和压力的依赖关系，分别得到了温度和组成，压力和组成的对数关系。他们用NRTL和wilson模型对实验的气液平衡数据进行了相关分析。两种模型均给出了相似的关联度。修正的UNIFAC (Dortmund)模型给出了令人满意的气液平衡点，但P-y1（压力和甲醇组成）图有一些预测误差。在低压到高压的压力范围内，该系统共沸点的压力依赖关系对于用变压蒸馏从甲醇和DMC混合物中分离DMC，具有十分重要的工业意义。
Jesse Y等人[2]研究了H2O/H2SO4和H2O/C2H5OH混合物的吸附和分离。这项研究有两个主要目标。第一种是利用不同的天然斜发沸石(波托西斜发沸石、普埃布拉斜发沸石和索诺拉黑沸石)和吸附剂(3A型沸石)用于分离H2O/H2SO4和H2O/C2H5OH混合物。结果表明，在不同温度下，3A型沸石和索诺拉沸石与斜发沸石相比，在较短的时间内均有较大的吸附容量。第二个目标是利用3A型沸石(最大吸附容量)获得的参数模拟变压吸附乙醇脱水过程。结果表明：在吸附过程中考虑以下几个参数可提高乙醇的纯度：高压、100~120℃的恒温、接近共沸点的低水含量进料和接近真空的吹扫压力。同时，利用吸收床的长度来增加乙醇产量并达到国际纯度标准，从而降低能源成本是可能的。
Fechter Michael H H和Braeuer Andreas S[3]研究了在逐渐升高的压力和温度下，用微毛细管原位拉曼光谱测量含有乙醇、氧和氮的混合物的气液平衡。他们将乙醇和含氧气体在高压下混合在t形接头中，然后进入位于加热块中的熔融硅微毛细管。在微毛细管内部形成了液体和蒸汽段交替的泰勒流。利用原位拉曼光谱在微毛细管内测量它们的组成。通过该方法，他们推导了等温气液平衡(VLE)数据，并给出压力组成(p-x)图。对含氧和含氮的不同气体混合物的研究进一步证明了三元图中恒定压力和温度下的气液平衡数据。他们将得到的结果与文献数据进行了比较，并进一步调整了状态方程(Peng-RobinsonEOS)以适应测量结果。因此，最低恒沸点和相图在工业中的意义重大。
- 双液系恒沸点测定的体系选择
不仅在工业中，最低恒沸点在本科物化实验中也是及其重要的概念[4]，通过相关实验，学生能够加深对于相图，最低恒沸点，气液平衡等概念的理解[4]。学生的独立思考能力，动手能力，创新思维，逻辑思维也能够极大的培养，通过双液系最低恒沸点实验，能够让学生从将书本知识与工业生产相联系。
本科实验教学中，双液系恒沸点测定实验的体系选择极为重要，早期最常见的体系为苯-乙醇体系[4]。但该体系存在的最大弊端是苯的毒性很大，不利于人体健康和环境保护。
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