哌嗪N乙基哌嗪体系和水N乙基哌嗪体系汽液平衡的研究.docx

第 14 卷第 3 期2000 年 6 月高 校 化 学 工 程 学 报Journal of Chemical Engineering of Chinese UniversitiesNo.3 Vol.14June 2000文章编号 1003-9015(2000)03-0281-04哌嗪 - N - 乙基哌嗪体系和 水 -N- 乙基哌嗪体系汽液平衡的研 究×顾飞燕浙江大学材料和化工学院浙江 杭州 310027摘 要 本文实测 N-乙基哌嗪的饱和蒸汽压以及用改进 Rose 釜测定水-N-乙基哌嗪体系在 101.3kPa 下汽液平衡实测数据符合热力学一致性 并采用 Wilson 方程关联获得满意的结果 另外 用修正的 UNIFAC 模型预测哌嗪-N-乙基哌嗪与水-N-乙基哌嗪两个体系恒压(101.3kPa)汽液平衡 为化工设计提供基础数据关键词 汽液平衡 N-乙基哌嗪 哌嗪 水中图分类号TQ012.1Wilson 方程 修正 UNIFAC 模型文献标识码 A1前言N-乙基哌嗪的用途是作为蒽氟沙星合成染料及杀虫剂的原料等 N-乙基哌嗪合成产物的分离中迫切需要相关体系 即哌嗪-N-乙基哌嗪体系及水-N- 乙基哌嗪体系的汽液平衡数据, 而这些数据未见文献报导 本文实验测定 N-乙基哌嗪的饱和蒸汽压及水(1)-N-乙基哌嗪(2) 体系的恒压汽液平衡 采用修正的 UNIFAC 模型预测哌嗪(1)-N- 乙基哌嗪(2)体系的汽液平衡 同时还尝试用修正的 UNIFAC 模型预测水(1) -N- 乙基哌嗪(2)体系的汽液平衡 以检验基团贡献法在含水体系中的应用2物质的性质 哌嗪(Pip) 分子式 C4 H10 N2 为白色斜方叶片晶体 熔点 Tf = 109.6 N-乙基哌嗪(NEP )无色的液体 以上均由杭州电化集团公司提供 水 自制无离子复蒸水表 1纯物质的物性 Table 1 The physical properties of pure substance[3]C5 H14 N2Boiling point, KDensity, gLit. [ 2]cm-3Exp.(25Refractive index nDSubstancePurity,Lit. [ 1]Exp.)Lit. [ 3]Exp.(25 )NEPPip99.8899430.15421.65429.17421.050.899(20 0.876(124))0.89591.46201.446(113)3水(1)-N-乙基哌嗪(2) 体系汽液平衡数据的实验测定 3.1N- 乙基哌嗪的饱和蒸汽压数据与临界参数 NEP 的物性数据十分缺乏本工作采用动态法直接测定NEP 的饱和蒸汽压 , 并用Antoine 方程 Bln p s ? A ?关联 结果列于表 2 临界参数P V T 用精度较高的MXXC[4] 法计算 偏心因子s 的ccciT ?? C计算采用Edmister方程[4] 计算的结果Pc =3.849 MPa, Tc =641.78 K,Vc =402.45cm3 mol-1 ,s= 0.3413.2实验方法和结果处理 汽液平衡釜采用改进的 Rose 釜[5]体系压力采用二级稳压自动控制 恒压值为 101.3kPa0.02kPa 平衡温度采用铂电阻温度计 测量精度为 0.01K收稿日期 作者简介 1999-10-26 修订日期 2000-03-08顾飞燕 (1941-) 女 上海人 浙江大学副教授万方数据高 校 化 学 工 程 学 报282表 2 N- 乙基哌嗪的饱和蒸汽压与 Antoine 常数Table 2 Saturated vapor pressure and Antoine constant of NEPi expi expi exp因为 n 25 (水)=1.3325 n 25 (NEP )=1.4620汽液相组成的分析采用折光与化学滴定相结合的方法但当 x1 0.35 后 折光率与溶液组成的标准曲线变化平坦 费休滴定法(KF-1 型水分测定仪)精确测定样品中的含水量DD降低了测量精度 为此 补充采用卡尔-每个样品重复测定 2??3 次实验测定了水(1)-NEP(2) 体系在 101.3kPa 下汽液平衡数据 实验数据采用 Fredenslund 等的逐点法[6] 进行检验 结果所有的实验点0.009 而平均值 ?y ?? 0.0034y1cal ?y1exp pcal ??pexp0.8kPa1(6mm Hg) 可见 实测结果是符合热力学一致性低压下非理想溶液的汽液平衡关系式常采用 py j? ? y x p j s逸度 j?j s 采用取二项的维里i ii i i iii方程