本研究實驗系統由程式所模擬出來的閃火點曲線與由閃火點測試儀 所測得之數據結果相比較,預測值方面是利用第四章第三節的 Equation
(1)~(3)所模擬出來的;在實驗數據方面是藉由閃火點測試儀經過數 次反覆測試所得的,以下將分別呈現各雙成份系統之結果與討論。
(1) 甲醇(methanol)+辛烷(octane)
以甲醇+辛烷的雙成份溶液系統,將系統的閃火點與組成變化作 圖,利用 NRTL 及 T-K Wilson 來估算活性係數並與沒有考慮不互溶現象 的預測曲線,及考慮不互溶現象所得的閃火點預測曲線作比較(參考圖 5
-1)。結果發現對甲醇+辛烷的系統,實驗數據與 NRTL 及 T-K Wilson 所預測的曲線均十分吻合,在整條組成曲線圖上閃火點預測的結果與實 驗數據具有非常良好的一致性。圖 5-1 中也表示出在兩液相範圍間沒有 考慮不互溶的閃火點預測曲線會很明顯地低於實驗數據。造成這個偏差 現象的原因是因為在定溫下兩液相範圍間的蒸氣壓及蒸氣組成是固定不 變的,這樣的行為會使閃火點結果固定不變。
(2) 乙醇(ethanol)+十四碳烷類(tetradecane)
在乙醇+十四碳烷類的雙成份混合溶液中,將系統的閃火點與組成
使用 NRTL 或 T-K Wilson 方程式來估算活性係數都呈現出良好的一致 性,而此圖在不互溶範圍內的預測曲線與沒有考慮液液平衡的預測曲線 結果變化不大,較看不出差異性。
(3) 甲醇(methanol)+2,2,4-三甲基戊烷(2,2,4-trimethylpentane)
在甲醇+2,2,4-三甲基戊烷的雙成份溶液系統中,將系統的閃火點與 組成變化作圖,利用 NRTL 及 T-K Wilson 來估算活性係數並與沒有考慮 不互溶的預測曲線作比較(參考圖 5-3)。結果顯示當使用 NRTL 方程式 來估算活性係數時,在全部的組成範圍其預測結果曲線與實驗數據結果 相吻合;然而,當使用 T-K Wilson 方程式來估算活性係數時,在兩液相 共存範圍之間有一些誤差存在,而在不互溶範圍內沒有考慮液液平衡的 預測曲線與實驗數據也有誤差,此現象的可能原因是估算活性係數中所 用參數所造成的誤差。
(4) 甲醇(methanol)+癸烷(decane)
在甲醇+癸烷的雙成份溶液系統中,將系統的閃火點與組成變化作 圖,利用 NRTL 及 T-K Wilson 來估算活性係數並與沒有考慮不互溶的預 測曲線作比較(參考圖 5-4)。結果發現實驗數據與使用 NRTL 或 T-K Wilson 來估算活性係數所預測的結果相符合,同樣在不互溶範圍內沒有 考慮不互溶現象的預測曲線與實驗數據有很大的誤差。
(5) 丙酮(acetone)+癸烷(decane)
在丙酮+癸烷的雙成份溶液系統中,將系統的閃火點與組成變化作 圖,利用 NRTL 來估算活性係數並與沒有考慮不互溶的預測曲線作比較
(參考圖 5-5)。結果發現使用 NRTL 來估算活性係數所預測的結果與實 驗數據相符合,同樣在不互溶範圍內沒有考慮液液平衡的預測曲線與實 驗數據有很大的誤差。
以上五種部份互溶混合溶液系統都顯示出有最低閃火點行為,意即 混合溶液的閃火點低於各純物質的閃火點,並且其最低閃火點都位於兩 液相共存範圍區。而這五種混合溶液系統,一較高閃火點物質當加入一 較低閃火點物質時,在互溶區域其混合溶液的閃火點會明顯地降低。這 種現象最明顯的例子是乙醇(ethanol)+十四碳烷類(tetradecane),當 乙醇組成比例從 0 到 0.1 時,其閃火點從 110.5℃降低至 20℃(參考圖 5
-2)。
由上述各雙成份溶液系統討論結果,可以發現在互溶區域使用 NRTL 或 T-K Wilson 來估算活係數的預測曲線與實驗數據相一致,而在不互溶 區域內,結果發現若沒有考慮不互溶所預測的結果會明顯偏離實驗數據 結果,原因是當不互溶時會形成兩液相,在兩液相範圍內其組成是不變 的,因此飽和蒸氣壓不變,所以在這段範圍內不論組成為何其閃火點仍
然固定不變。因此,本實驗研究得出一個重要的結論,即在兩液相範圍 間不能忽略不互溶的現象,同時也證實了本研究在預測雙成份部份互溶 溶液的閃火點曲線是相當準確的。