乙醇/丙酮减压分离

尹子辰

(济南市长清第一中学大学科技园校区2015级8班，山东 济南 250300)

随着生活经济的不断提高，乙醇与丙酮混合物被广泛应用于工业、经济、生活的各个领域，在带来工业经济效益的同时也带来了一些负面问题，如环境污染等。在中国，提倡减少环境污染的方式主要有减少污染物排放、绿色出行、垃圾分类回收、使用清洁能源、资源循环利用等。其中资源循环利用是最行之有效的一种方法，既减少了环境污染，又降低了生产成本。循环利用的分离方法主要包括过滤，萃取，吸收，沉降，蒸馏等。

蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。其优点在于不需要使用系统组分以外的其它溶剂，从而保证不会引入新的杂质。本文就是利用蒸馏的方法将两者分离后再回收利用。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

旋转蒸发器 RE-52AA是采用旋转蒸发瓶增大蒸发面积，在减压下置于水浴中一边旋转，一边加热的装置，使瓶内溶液扩散蒸发；低温恒温反应浴是一种最新的实验设备，可代替干冰和液氮做低温反应；真空泵；电子天平；乙醇/丙酮混合溶液；250mL圆底烧瓶。

1.2 实验方法

通过以下实验方法研究乙醇/丙酮分离的最佳蒸馏条件。

(1)首先向250mL圆底烧瓶中倒入适量乙醇/丙酮溶液，与另一个清洗干净的250mL圆底烧瓶一同秤其质量并记录数据。

(2)将秤好质量的圆底烧瓶组装到实验仪器中，如图1所示。

(3)固定冷凝水的温度为水的常温，加热温度为40℃，调整真空度为-0.075MPa，打开旋转蒸发器开始蒸馏，待不出回收液时关闭旋转蒸发器，撤下原液瓶及回收液瓶。分别称量原液瓶及回收液瓶的质量，并记录其数据。

图1 实验仪器

(4)调整真空度分别为-0.080 MPa，-0.085 MPa，-0.090 MPa时，重复上一步操作。

(5)再调整加热温度分别为45℃，50℃，55℃，重复第3，4步操作，冷却温度均为18℃。

(6)整理实验台，保持清洁。

(7)整理数据并计算其回收率。

2 实验数据处理

2.1 实验数据

实验表1～表4为实验原始数据表。

表1 加热温度 40℃时的实验数据

表2 加热温度 45℃时的实验数据

表3 加热温度 50℃时的实验数据

表4 加热温度 55℃时的实验数据

2.2 原始数据处理

图2 时间、真空度、回收率曲线图

利用Matlab处理数据得到时间、真空度、回收率三者之间的关系曲线，如图2所示。

由图2可看出在冷却温度为18℃时，随着加热温度的升高，回收率呈现先增大后减小的趋势，加热温度50℃时为最佳；随着真空度的减小，回收率呈现逐渐增大的趋势。由此可得：在适温低压下可得到最大回收率，也是最佳蒸馏条件。

3 结语

本文针对目前环境污染严重及提倡资源重复利用的现状，利用乙醇、丙酮本身的特性，通过实验得出了蒸馏的最佳条件。以此可得出把资源再回收重复利用，既减少环境污染，又节约资源。这种方法非常适用于现在经济环境的发展，将成为未来资源利用的一个趋势。

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