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1、饱和蒸气压测定方法的评述第5期(总第126期)2006年10月煤化工CoalChemicalIndNo.5(TotalNo.126)Oct.2006饱和蒸气压测定方法的评述李艳红王升宝常丽萍(太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,太原030024)摘要介绍了各种对物质饱和蒸气压测定的方法,给出了各种方法的适用范围及其优缺点.特别分析了蒸气压的现代测量方法(色谱法,热重法和差示扫描量热法)和工厂常用的雷德法的特点,得出性质较为复杂的煤液化油馏分饱和蒸气压的测定宜采用拟静态法.关键词饱和蒸气压测定方法煤液化馏分文章编号:1005-9598(2006)一05
2、—0044—04中图分类号:TO016.1文献标识码:A中国是一个净石油进口国,同时也是世界上煤储量最大的国家.因此,在我国将煤高效,清洁地转化成液体燃料具有重大现实意义[1].为了提高煤炭液化反应的油收率和改善苛刻的液化工艺条件,在反应器的设计,液化产物的分离和提质加工以及整个工艺的优化等操作中,需要了解油品的物化性质,例如,热值,密度,临界温度,压力和沸点等,特别是蒸气压和蒸发焓数据.然而,煤炭直接液化油馏分是极其复杂的烃类混合物,与石油组成相比,具有高的芳香性和高的杂原子含量.煤液化油的性质也与煤液化工艺所用原煤有关.因此,煤液化油馏分的蒸气压测定是必需的.
3、饱和蒸气压(尸v)是物质的基础热力学数据,它不仅在化学,化工领域,而且在无线电,电子,冶金,医药,环境工程乃至航空航天领域都具有重要的地位,因而在工程计算中是必不可少的数据『2?.蒸气压的测定方法很多,但对于特定的物质,并非所有的方法都能提供精确的测定数据,测量方法的选择至关重要.本文对蒸气压的测定方法和使用范围进行了评述,以便于在科学研究中能针对不同特征的样品选择适合的测定方法.基金项目:国家重点基础研究发展规划"973"基金资助项目(2004CB2176002).收稿日期:2006—08—18作者简介:李艳红(1979一),男,2004年毕业于信阳师范学院化工
4、系,在读研究生,研究方向为煤液化油的性质测定和分析.1常用蒸气压测定方法1.1静态法静态法是测定蒸气压的最基本方法,直接测定与液体相平衡的蒸汽的压力,主要使用于高压和常压的场合,也使用于0.1kPa～3.0kPa的场合].低压时,常用氮气进行脱气,以除去溶解气体和吸附气体产生的误差;高压时,溶解气体和吸附气体产生的影响可以不计,高压时蒸气压测量多采用静态法.静态法的实验装置主要有:恒温与测温系统,真空系统和测压系统,等压计等部分圳,其关键部件为等压计,形式多样,近年来国内对此改进也较多.测压仪表的选择对实验也很重要,如高压时多采用活塞式压力计.聂丽等使用静态法测量
5、了石油馏分的蒸气压;最近,由植物油和脂肪加工而成的高级,高附加值产品在制药,食品,化学工业的应用正引起广泛注意,加工工艺中迫切需要反应物和产物的蒸气压数据,Ndiaye『7]等使用静态法测量了大豆油,调味油和它们的脂肪酸乙基酯衍生物的蒸气压.1.2拟静态法拟静态法测定气一液平衡时,采用合适的装置使气液相平衡的液相组成与初始溶液组成足够接近,从而由配置的溶液浓度及平衡温度或压力就可以推算气液平衡数据,避免了复杂而误差较大的气液组成分析.拟静态法测定多组分体系饱和蒸气压的装置主要有阳¨:沸点计,控压和测压系统,控温和测温系统,磁力搅拌系统等,核心部分是沸点计.平衡压力
6、以纯水为参比来确定,即同时测定互相串联的两个沸点计2006年1O月李艳红等:饱和蒸气压测定方法的评述45一中的水和待测液的平衡温度,由水的温度和饱和蒸气压方程可以求出该温度对应的水的饱和蒸气压,此压力也即是待测液对应温度下的饱和蒸气压.拟静态法适合测量常压及其常压以下的蒸气压,温度范围为室温至常压下的沸点()之间.对于含有不凝性气体(如氢气)的样品蒸气压(如石油馏分,煤液化油馏分等),拟静态法不用液氮脱气,测量迅速,装置和操作都相对简单,缺点是石英材料的CL—II沸点计不易加工.当前使用的大多数燃料是复杂的碳氢混合物,像石油馏分和煤液化油馏分等这些未知组成的多组分
7、试样的泡点蒸气压,测量时必须精确地控制组分,平衡温度和压力的稳定,拟静态法能够很好地应用于煤液化油馏分和石油馏分.相比而言,静态法测量则需要液氮脱气,测量费时.1.3动态法液体沸腾时的饱和蒸气压与外界压力相等,因此,若测出液体在不同压力下的沸点,也就测出了它在不同温度下的蒸气压.动态法的实验装置主要有n:真空系统,测压系统(等压计或者烧瓶),改变外压系统,测压系统.邸友莹_l使用动态法测量了导热油的饱和蒸气压,并且考察了氮气和空气气氛对蒸气压的影响.动态法的测压范围多为常压以下,此法的优点是:仪器简单,安装方便,测量简单,迅速.1.4饱和气流法饱和气流法多用于蒸气
8、压较低的化
