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松节油的主要成分α-蒎烯、β-蒎烯和对伞花烃都是合成香料、医药以及化妆品的重要原料,为了从松节油中分离提纯这些物质,需测定该体系的汽液平衡数据,为精馏工艺的设计提供基础数据。由于这些组分在常压下的沸点很高,且组分在沸点下的化学反应性能比较活泼,故工业中多采用减压精馏进行分离提纯。
设计和安装了一套由Dvorak-Boublik平衡釜改进得到用于测定减压汽液平衡数据的装置,改进了装置的保温体系以保证测温的准确性,增加了真空系统以满足减压需要。对改进的装置进行检验,结果表明,该装置测定的减压汽液平衡数据是可靠的。
采用该装置分别测定了两个压力53.3kPa和80.0kPa下α-蒎烯(1)+对伞花烃(3)和β-蒎烯(2)+对伞花烃(3)两个二元体系和α-蒎烯(1)+β-蒎烯(2)+对伞花烃(3)三元体系的汽液平衡数据。采用Van Ness的点检验和Herington面积检验两种方法对二元体系的实验数据进行热力学一致性检验,采用McDermott-Ellis对三元体系的实验数据进行热力学一致性检验,所有数据均通过一致性检验。
分别采用Wilson,NRTL,UNIQUAC,Liebermann-Fried四个模型方程对二元体系的汽液平衡数据进行关联,得到相应的模型参数以及汽相组成、平衡温度的最大绝对偏差和平均绝对偏差,并作出了各二元体系的偏差分布图。
采用NRTL模型的模型参数分别预测了α-蒎烯+β-蒎烯+对伞花烃三元体系在53.3kPa和80.0kPa下的汽液平衡数据。结果表明:三元体系在两个压力下平衡温度的最大绝对偏差分别是0.80K和0.86K,平均绝对偏差分别为0.30K和0.39K。该体系在53.3kPa下α-蒎烯在汽相中的最大绝对偏差为0.0096,平均绝对偏差为0.0033,β-蒎烯汽相中的最大绝对偏差为0.0102,平均绝对偏差为0.0028;在80.0kPa下α-蒎烯在汽相中的最大绝对偏差为0.0083,平均绝对偏差为0.0049;β-蒎烯汽相中的最大绝对偏差为0.0081,平均绝对偏差为0.0025。实验值与预测值吻合较好。