水-异丙醚-苯酚体系的液液平衡研究.doc

水-异丙醚-苯酚体系的液液平衡研究 第22卷第4期 2008年4月 常熟理工学院学报(自然科学) JournalofChangshuInstituteofTechnology(NaturalSciences) Vo1.22No.4 Apr.,2008 水一异丙醚一苯酚体系的液液平衡研究 居红芳,徐桦,朱慧,钱敏芳 (常熟理工学院化学与材料工程系,江苏常熟215500) 摘要:用GC一14B气相色谱仪测定了水一异丙醚一苯酚体系在319K和329K的等温截面相图.经 实验筛选,选择保留时间恰当和分离度较好的乙酰丙酮作为内标物,正丁醇作溶剂.实验测定了除 水以外各组分的保留时间以及相对于乙酰丙酮的校正因子.测试了恒温振荡和静止时间对平衡浓 度测定的影响.分别进行了回收率测量,确证本实验数据具有相当的可信度. 用内标法测定了319K和329K两个等温截面的两相液液平衡实验数据,并给出了相应的相图 示意图. 对于319K,与以前用外标法9n,4定的实验结果作了比较,内标法实验精确度提高,数据可信度提 高,其主要相图特征是类似的.原来用外标法曾估计在异丙醚摩尔分数小于4%时,可能存在另一 两相区域,是不正确的.用内标法ijn.4定的数据确切表明不存在另一两相区域. 最后对实验误差进行了讨论. 关键词:水一异丙醚一苯酚;液液平衡;气相色谱;内标法;外标法 中图分类号:0657文献标识码:A文章编号:1008～2794(2008)04—0068—05 酚类化合物对环境及人类的健康危害较大.含酚废水是主要的有机污染源之一.对高浓度含酚废水的预 处理及酚的回收利用,萃取法很有效,其所用主要萃取剂就是二异丙基醚((CH)CHOCH(CH):,简称异丙 醚)』.以过氧化氢为氧化剂生产对苯二酚的工艺流程中,也用异丙醚作萃取剂回收苯酚和对苯二酚.而 该重要的三元体系在液液平衡相图数据汇编中尚缺有关资料.查阅1976年以来的美国化学文摘(CA),尚 未发现这一三元系相图的数据,仅见到有关专利及萃取资料.. 2003年,我们尝试用气相色谱中的外标法(workingCHIVemethod)来测量这一三元体系,发表了319K的 等温截面液液平衡数据. 在外标法中,配制一系列不同浓度的异丙醚一乙醇,苯酚一乙醇溶液,用气相色谱法测出相应的峰面积,得 到浓度一峰面积工作曲线,然后对液液平衡样品做有关色谱图,根据色谱有关面积,从工作曲线上得到相应浓 度.因为工作曲线和液液平衡样品所得色谱图的工作条件并不一致,即使液液平衡不同相点样品的色谱图, 工作条件也不尽相同,因此外标法用于定量研究是粗糙的,用外标法测得的等温截面液液平衡数据误差很 大,细节处也不可靠. 我们用内标法测定了水一环己烷一乙醇体系和水一正己烷一乙醇体系的液液平衡数据,测量误差明显 收稿日期:2007—03—05 作者简介:居红芳(1966一),女,江苏常熟人,常熟理工学院化学与材料工程系副教授,工程硕士 第4期居红芳,徐桦,朱慧,等:水一异丙醚一苯酚体系的液液平衡研究69 缩小,具有相当的可信度.苯酚的凝固点是40%,异丙醚的沸点是68%,所以工作温度区间很窄.319K是工 业生产温度],同时又便于与外标法结果比较.329K时,异丙醚挥发性较大,因此我们用内标法重新研究 了水一异丙醚一苯酚体系,测定了319K和329K的液液平衡实验数据. 1实验部分 1.1实验仪器与试剂 主要仪器与设备:日本岛津GC一14B气相色谱仪;电子天平(LA一214,常熟衡器厂);往复式水浴恒温振 荡器(THZ一82型,常州市江南仪器厂);微量进样器(1,上海医用激光仪器厂);玻璃注射器(101xL,宁波和 平注射器厂). 主要试剂:异丙醚(分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司;色谱纯,上海试剂一厂);苯酚(分析纯,上海凌峰 化学试剂有限公司;色谱纯,上海试剂一厂);乙酰丙酮(分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司;色谱纯,上海试剂 一 厂);正丁醇(分析纯,上海中坚化工有限公司;色谱纯,上海中坚化工有限公司),二次蒸馏水(自制). 1.2实验方法 首先进行方法的准确度和装置置信度试验.试验平衡时间对测量结果的影响,对恒温振荡+恒温静止分 别进行了(0.5+1)h,(1+1)h,(1.5+1)h,(2+1)h,(2.5+1)h,(3+1)h等试验.试验表明恒温振荡2h+ 恒温静止lh,可使油相中异丙醚和苯酚的测量偏差小于0.2%;可使水相中苯酚测量偏差小于1.3%.水相 中异丙醚浓度非常低,低至0.25%,恒温振荡2h+恒温静止lh与恒温振荡3h+恒温静止lh,其测量最大偏 差仅为0.03%,远小于方法差.因此,选定实验条件为恒温振荡2h+恒温静止lh. 当不分层时,其物相点处于单相区域.当两相分层时,用注射器取上层试样,不会扰动平衡;针