本研究以一靜態式氣液相平衡測量裝置，針對水-丙二醇甲醚二成份系統在 常壓壓力下之汽液平衡實驗，平衡溫度為337.85 K 至 393.04 K，Tochigi[7]等人 在2007 年進行實驗重現的動作及確認實驗操作方式正確以及使用設備正常，再 於進行甲醇-丙二醇甲醚二成份系統，則平衡溫度為 373.15 K 至 393.04 K，二 組實驗數據在分別在373.15. K 至 393.04 K 與 337.85 K 至 393.04 K 範圍內所量 測之雙成分系統均通過熱力學一致性測試。
由實驗結果顯示出甲醇-丙二醇甲醚系統二成份之系統平衡，並無共沸點存 在，及活性係數之γ 與1 γ 理論模擬結果尚未完整。水-丙二醇甲醚系統則有共沸2 行為的發生，且共沸點出現在溫度之最低值，共沸點經內差法計算得知在溫度 370.71 及莫耳分率 0.8363。
本研究根據Tochigi、Lee[8]等人所提供之汽液平衡系統參數，配合汽液相平 衡理論模式計算以及迴歸所得之參數值，且汽液相平衡的計算並以NRTL 與 UNIQUAC 模式計算得知，實驗值和計算值誤差都在可接受範圍內。
本研究所量測之汽液相平衡數據，有助於對於多成份溶劑系統之汽液相 平衡行為之瞭解。由數據關聯所得之模式參數值，也將有助於此熱力學模式應用 在相關化工分離程序之模擬與設計。
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附錄
ILUDEST VLE 100-M 汽液平衡釜裝置
技術性數據:
操作溫度
:
max.200℃操作壓力:常壓 進料體積:約100ml 平衡時間:約30min 材質:硅硼酸玻璃3.3 主電源:230V，60/s
大小:
0.5*0.4*0.6 M3ILUDEST 100-M 主要的結構:
◎為一絕熱之真空鍍銀夾套相平衡操作裝置(VLE)，主要由冷凝器、
循環的蒸發器0.25 kw 之石英加熱棒與混合空(mixingchamber)
(可將循環後之蒸氣冷凝液與液體在強力混合)。
◎
液相以及氣相可用手動抽出取樣。◎
可調整轉速的攪拌裝置(含攪拌子)。◎
進料漏斗。◎
PT-100 溫度計(熱電偶)以測量氣相之溫度。◎
PT-100 溫度計(熱電偶)以測量液相之溫度。主要的功能選項:
1. 操作方式
◎
standby 『off』（表示加熱和攪拌都為停止）◎
start 『start』（表示攪拌打開及加熱以 Pheater顯示）
2. 加熱電源調整(範圍為 0~100%) 『Pheater【%】080』3. 氣體溫度顯示(範圍 8.0~350.0℃) 『T vapor【℃】=95℃』
4. 液體溫度顯示(範圍 8.0~350.0℃) 『T liquid【℃】=100℃』
校正(測定)的選項:
◎ 若要進入設定項目的第二頁，壓住轉圓形旋轉鈕3 秒鐘，即可進入設定。
1.
◎離開校正(測定) 『Finish』
◎氣體溫度的最低校正(測定)點 『T min vapor』
◎氣體溫度的最高校正(測定)點 『T max vapor』
◎液體溫度的最低校正(測定)點 『T min liquid』
◎液體溫度的最高校正(測定)點 『T max liquid』
◎基本校正(測定)值 (a=1，b=0) 『-＞Default』
設定點:
◎設定點或選擇測量點為第二選項 『set:100.0』
(例:沸騰的水=100℃) 2. 修改分子式
◎顯示出其間校正(測量)值 『1.0a+0.0b』
3. 顯示及正確值
◎ 氣體溫度 『Tv【℃】=19.5』
◎ 液體溫度 『Tl【℃】=19.8』
一般溫度感測器(pt-100)校正的提示:
◎ 最高溫度(Tmax)必定高於最低溫度(Tmin)
◎ 校正測定必定始於最低溫度(Tmin)
◎ 最高溫度(Tmax)及最低溫度(Tmin)應大於校正值和溫差之間的溫度。此外它 應該覆蓋住操作溫度範圍。
例:
溶劑的主要單位為用於沸騰的100℃，則溫度感測器(pt-100)可以測 量週遭的溫度，即為最低溫度(Tmin)。
(如同一個準確的水銀溫度計在 100℃之下即為最高溫度(Tmax))。
正如所知，沸騰的水溫取決於實際大氣壓。
對適當的校正(測量)來說，可以使用下列公式:
沸騰溫度(tb)=7,0442+0,02919*P【mbar】
真實壓力P【mbar】你可以從機場外或是靠其他的機制而獲得。
技術性數據:
◎ 熱的電源輸出功率: 0….100%
◎ 連接加熱和攪拌的要素: 自動拆板裝置盒 220V,max.10A
◎ 溫度感測器(PT-100)的連接:
Socket 5-pole acc.(DIN 45322) 4 條金屬
8.0~350℃
+/- 0.1℃
◎ RS232 連接介面(設定):
Sub-D 9-pole
Baudrate:9600；number of bits 8；parity:n；stopbit:1
◎ 主要供應:
IEC 的過濾栓
220-240 V/ 50-60 Hz,max.10 A
相平衡操作
這套100-M VLE 汽-液平衡裝置設備是由 ILUDEST GmbH 公司製造，
Waldbuttelbrunn(Germany).VLE 100-M 是設計可以在常壓下操作。
此操作步驟是根據循環方式之原理(這個方法是一般使用在汽液相平衡之測 定上)。如下列:
◎ 透過電子加熱器使在玻璃裝置內的部份液相混合蒸發。
◎ 部分的液相沸騰讓蒸氣一直上升(微量)，在真空管內有非常密集的相混合 區，就稱做”COTTRELL”-pump。濃縮物在冷凝器裡面分離，這個汽液混合 後被分離在汽相和液相的管子內，這個分離的設計是要預防液相跑到蒸氣相 裡面。
◎ 在固定的條件下量測可循環在利用的液相和壓縮蒸氣相的濃度。這個循環方 法需要大量的溶劑(大的操作容積)來跟滯留方法必較，而且兩個相都必須測 量，則這個循環方法的優點是可以快速的完成相平衡同時精確的測量沸騰時 的溫度。
警告:
循環蒸發器VLE-100M 是一個依賴填裝產物體積的操作裝置，在另一方面應該 測量要填裝的產物容量，液體的水平線(在蒸發器)大約於浸入式加熱器上方2-3 公分。
作者簡介
姓名：蔡曜隆
出生日期：民國 72 年 2 月 16 日 籍貫：台灣省台南市
學歷：私立龍華科技大學化學工程系畢業 私立明新科技大學化學工程所碩士畢業 連絡信箱：[email protected]