乙醇/丙酮減壓分離

尹子辰

(濟南市長清第一中學大學科技園校區2015級8班，山東 濟南 250300)

隨著生活經濟的不斷提高，乙醇與丙酮混合物被廣泛應用于工業、經濟、生活的各個領域，在帶來工業經濟效益的同時也帶來了一些負面問題，如環境污染等。在中國，提倡減少環境污染的方式主要有減少污染物排放、綠色出行、垃圾分類回收、使用清潔能源、資源循環利用等。其中資源循環利用是最行之有效的一種方法，既減少了環境污染，又降低了生產成本。循環利用的分離方法主要包括過濾，萃取，吸收，沉降，蒸餾等。

蒸餾是一種熱力學的分離工藝，它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同，使低沸點組分蒸發，再冷凝以分離整個組分的單元操作過程，是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。其優點在于不需要使用系統組分以外的其它溶劑，從而保證不會引入新的雜質。本文就是利用蒸餾的方法將兩者分離后再回收利用。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

旋轉蒸發器 RE-52AA是采用旋轉蒸發瓶增大蒸發面積，在減壓下置于水浴中一邊旋轉，一邊加熱的裝置，使瓶內溶液擴散蒸發；低溫恒溫反應浴是一種最新的實驗設備，可代替干冰和液氮做低溫反應；真空泵；電子天平；乙醇/丙酮混合溶液；250mL圓底燒瓶。

1.2 實驗方法

通過以下實驗方法研究乙醇/丙酮分離的最佳蒸餾條件。

(1)首先向250mL圓底燒瓶中倒入適量乙醇/丙酮溶液，與另一個清洗干凈的250mL圓底燒瓶一同秤其質量并記錄數據。

(2)將秤好質量的圓底燒瓶組裝到實驗儀器中，如圖1所示。

(3)固定冷凝水的溫度為水的常溫，加熱溫度為40℃，調整真空度為-0.075MPa，打開旋轉蒸發器開始蒸餾，待不出回收液時關閉旋轉蒸發器，撤下原液瓶及回收液瓶。分別稱量原液瓶及回收液瓶的質量，并記錄其數據。

圖1 實驗儀器

(4)調整真空度分別為-0.080 MPa，-0.085 MPa，-0.090 MPa時，重復上一步操作。

(5)再調整加熱溫度分別為45℃，50℃，55℃，重復第3，4步操作，冷卻溫度均為18℃。

(6)整理實驗臺，保持清潔。

(7)整理數據并計算其回收率。

2 實驗數據處理

2.1 實驗數據

實驗表1～表4為實驗原始數據表。

表1 加熱溫度 40℃時的實驗數據

表2 加熱溫度 45℃時的實驗數據

表3 加熱溫度 50℃時的實驗數據

表4 加熱溫度 55℃時的實驗數據

2.2 原始數據處理

圖2 時間、真空度、回收率曲線圖

利用Matlab處理數據得到時間、真空度、回收率三者之間的關系曲線，如圖2所示。

由圖2可看出在冷卻溫度為18℃時，隨著加熱溫度的升高，回收率呈現先增大后減小的趨勢，加熱溫度50℃時為最佳；隨著真空度的減小，回收率呈現逐漸增大的趨勢。由此可得：在適溫低壓下可得到最大回收率，也是最佳蒸餾條件。

3 結語

本文針對目前環境污染嚴重及提倡資源重復利用的現狀，利用乙醇、丙酮本身的特性，通過實驗得出了蒸餾的最佳條件。以此可得出把資源再回收重復利用，既減少環境污染，又節約資源。這種方法非常適用于現在經濟環境的發展，將成為未來資源利用的一個趨勢。

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