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新铃兰醛饱和蒸汽压测定和关联



全 文 :第 24 卷第 1 期 高 校 化 学 工 程 学 报 No.1 Vol.24
2010 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2010
文章编号:1003-9015(2010)01-0007-03
新铃兰醛饱和蒸汽压测定和关联

陈艳平, 王碧玉, 黄智贤, 吴燕翔
(福州大学 化学化工学院, 福建 福州 350108)

摘 要:采用静态法,利用 Rose 釜测定了新铃兰醛在 391.85~416.35 K 范围的饱和蒸汽压,并用 Antoine 方程 lnP=
A−B/(T+C)进行关联,确定了蒸汽压方程的三个参数 A=10.701,B=558.048,C=−296.730。新铃兰醛饱和蒸汽压测定
值与上述 Antoine 方程关联值吻合较好,相对误差均在 1%以内。所得饱和蒸汽压方程对新铃兰醛精馏分离设计和操作
具有重要意义。
关键词:新铃兰醛;正辛醇;蒸汽压;Antoine 方程
中图分类号:O642.42;TQ013.1 文献标识码:A

Vapor Pressure Measurement and Correlation of Lyral

CHEN Yan-ping, WANG Bi-yu, HUANG Zhi-xian, WU Yan-xiang
(College of Chemistry & Chemical Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)

Abstract: Saturated vapor pressures of Lyral were measured in the temperature range of 391.85~416.35 K by
static method in a Rose still. The measured Lyral saturated vapor pressures and temperatures were correlated by
Antoine equation lnP=A−B/(T+C), and the constants of the equation were determined as A=10.701, B=
558.048, C=−296.730. The average deviations between the Lyral saturated vapor pressures calculated from the
above correlated equation and experimental data are less than 1%, this indicates that the correlated values of
Lyral saturated vapor pressures agree well with the measured ones. The obtained parameters are useful for the
design and operation of the Lyral rectifying tower.
Key words: Lyral; octanol; vapor pressure; antoine equation

1 前 言
新铃兰醛(Lyral)学名为 4-或 3- (4-甲基-4-羟基戊基) -3-环己烯甲醛,是由两种异构体组成的混合物,
具有丁香花和百合花的愉快香气,其 CAS 登记号[31906-04-4],分子结构式:
HO
CHO。在全球所有的
香皂、洗涤剂、化妆品、洗漱品和香精等产品里,有 10%以上的产品使用了新铃兰醛[1]。新铃兰醛的合
成路线主要有两条:(1)月桂烯先水合生成月桂烯醇,再与丙烯醛进行 Diels-Alder 反应;(2)月桂烯先与
丙烯醛进行 Diels-Alder 反应生成柑青醛,再水合[2]。合成新铃兰醛的起始原料都是以月桂烯开始,而月
桂烯可以从松节油中乙位蒎烯裂解得到,国内已有生产[3]。从月桂烯制备新铃兰醛的附加值高,而且我
国松节油产量大,因此在我国投资新铃兰醛生产将具有广阔的市场前景。
蒸汽压是物质的重要物理化学性质之一,目前还没有新铃兰醛蒸汽压的公开报道,作者对新铃兰醛
在 391.85~416.35 K 范围内的蒸汽压进行了测定。这些蒸汽压数据对含新铃兰醛混合物的汽液相平衡的研
究具有重要意义,同时也可用于生产设计和工艺优化等。

收稿日期:2008-09-18;修订日期:2009-04-05。
基金项目:国家自然科学基金(20676023)。
作者简介:陈艳平(1984-),女,山东临沂人,福州大学硕士生。通讯联系人:吴燕翔,E-mail: wuyx@fzu.edu.cn
8 高 校 化 学 工 程 学 报 2010年 2月
2 实 验
新铃兰醛(异构体比例约 3:10,两种
异构体看作一种组分,经真空精馏,纯度
≥ 99.4%),北大正元科技有限公司;正辛
醇,国药集团化学试剂有限公司, ≥99.7%。
实验测定装置由 Rose 釜、冷凝管、
缓冲瓶、压力变送器、控压仪器、气动阀
组成(如图 1 所示)。温度测定采用 PT100
热电阻温度计,精度为 0.1℃,经零点校
正。真空泵用北京北仪创新真空技术有限
责任公司生产的 2XZ-2 型号直联高速旋
片式真空泵。压力测定由两台上海威尔泰
工业自动化股份有限公司生产的 2020TA
智能绝对压力变送器测定,精度均为
0.075 级,量程分别为 400 Pa 和 10 kPa。
压力变送器由测定正辛醇的蒸气压与文
献值对比校正零点。实验装置为恒压系
统,装有一个常闭电磁阀来控制压力的大
小。当系统的压力低于控压仪器的设定值
时,通过智能控制器传送信号给电磁阀,
电磁阀收到信号后便打开通大气,从而保
证系统压力恒定。
测定步骤:
(1) 将新铃兰醛从液相取样口加入
Rose 釜中,加至刚浸没加热棒,密封装置。
(2) 启动真空泵,待压力变送器读数
稳定至设定值,开始加热至沸腾,待 PT100
热电阻温度计稳定在某一定值 30 min,记
下此温度。压强设定值即该温度下的饱和
蒸汽压。
(3) 改变压强设定值,测量其他压强
下的温度。
作者用此装置测量了正辛醇的蒸汽
压,并与用正辛醇 Wagner 方程[4]计算的
饱和蒸汽压进行比较,结果见表 1。从表
1 可以看出实验值与用 Wagner 方程计算
值相对误差均小于 1%,说明此实验装置
可靠[5],可用于新铃兰醛蒸汽压的测定。

3 实验结果及关联
作者测定了 391.85~416.35 K 范围内的新铃兰醛蒸汽压,数据见表 2。
用 lnPexp 对 1/(T−296.73)作图,见图 2,图 2 表明测定值呈非常好的线性关系,数据的线性相关度 R2
表 2 新铃兰醛的蒸汽压数据
Table 2 Vapor pressure data for Lyral
No. Texp / K
T average
/ K ADT
Pexp
/ Pa
Pcal
/ Pa
(Pcal−Pexp)
/ Pa ADP
392.25 0.10
391.15 0.181
392.15
391.85
0.08
126.1 125.7 −0.4 0.32
395.25 0.13
396.45 0.182
395.55
395.75
0.05
157.5 158.4 0.9 0.57
399.85 0.17
400.95 0.103
400.85
400.55
0.07
206.1 205.5 −0.6 0.29
405.65 0.02
406.55 0.204
405.05
405.75
0.17
266.6 265.6 −1.0 0.38
408.75 0.17
409.65 0.055
409.95
409.45
0.12
313.0 314.2 1.2 0.38
413.55 0.02
414.25 0.156
413.15
413.65
0.12
372.4 375.3 2.9 0.78
416.35 0.00
415.75 0.147
416.95
416.35
0.14
421.2 418.0 −3.2 0.76
图 1 饱和蒸气压测定装置
Fig.1 Apparatus of measuring saturation vapor pressure
1. buffer tank-1 2. buffer tank-2 3. cooler
4. vapor phase temperature measurement 5. vapor phase sampling
6. liquid phase sampling 7. place of putting heating rods
8. liquid phase temperature measurement 9. vacuum insulation
10. pressure transmitter 11. pressure control equipment
12. pneumatic valve 13. vacuum pump
表 1 正辛醇的蒸汽压数据
Table1 Vapor pressure data for octanol
No.
Texp
/ K
Pexp
/ Pa
Pcal
/ Pa
(Pcal−Pexp)
/ Pa
ADP
1 341.05 360.1 359.9 −0.2 0.05
2 342.05 383.1 385.8 2.7 0.71
3 342.35 393.3 393.9 0.6 0.15
4 342.65 403.7 402.1 −1.6 0.39
5 343.15 417.4 416.2 −1.2 0.29
cal exp
exp
Absolute deviation percentage (ADP) 100
P P
P
−= ×

第 24卷第 1期 陈艳平等: 新铃兰醛饱和蒸汽压测定和关联 9
=0.9990,符合蒸汽压与温度关系的热力学规律。












根据 Antoine 方程 lnP=A−B/(T+C),对实验数据进行拟合,将 Antoine 方程通过数学变换成二元线性
方程[6],回归出新铃兰醛的 Antoine 方程参数分别为 A=10.701,B=558.048,C=−296.730,压力单位为
Pa,温度单位 K。利用拟合得到的 Antoine 方程计算得到的各温度下的新铃兰醛的蒸汽压见表 2,拟合曲
线见图 3。根据拟合方程计算得到新铃兰醛在 133.3 Pa 时的沸点为 119.7℃,文献[7]中新铃兰醛在 133.3 Pa
时的沸点为 120~122℃,由于新铃兰醛为两种异构体混合物,异构体比例也会影响沸点,实验值与文献
值基本吻合,所得 Antoine 方程可以较好的描述该体系的饱和蒸气压。

4 结 论
测定了新铃兰醛在 391.85~416.35 K 范围内的蒸气压数据,并用 Antoine 方程进行了关联,得到新铃
兰醛在 391.85~416.35 K 范围内的 Antoine 方程为:
s
558.048ln 10.701
296.730
P
T
= − −
实验值与用所得 Antoine 方程计算值的相对误差均小于 1%,所得的 Antoine 方程能很好的描述新铃
兰醛的饱和蒸气压。

符号说明:
A,B,C ⎯ Antoine 方程参数 Pexp ⎯ 蒸汽压实验值,Pa
Pcal ⎯ 蒸汽压计算值,Pa T ⎯ 温度,K

参考文献:
[1] Report of lyral production technology and stock market(新铃兰醛生产技术及市场行情研究报告) [R]. www.bingqichem.com.cn(秉
奇化工网). No. (报告编号): BQ070603, 2007.
[2] LIN Xiao(林晓), HUANG Fang-lü(黄方吕), YANG Ze-yu(杨泽榆). Synthesis of Lyral from myrcene(从月桂烯出发合成新铃兰醛)
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[6] ZHOU Ai-yue(周爱月). Chemical Mathematical(化工数学) [M]. Beijing(北京): Chemical Industry Publishing House(化学工业出
版社), 2001
[7] HE Jian(何坚), SUN Bao-guo(孙宝国). Chemistry and Technology Spices(香料化学与工艺学) [M]. Beijing(北京):Chemical
Industry Publishing House (化学工业出版社), 1995, 187-188.
390 395 400 405 410 415 420
100
150
200
250
300
350
400
450

P c
al
/
Pa
T / K
图 3 新铃兰醛蒸汽压 Antoine 方程拟合值与温度关系
Fig.3 Relationship between temperatures and Lyral vapor
pressures calculated from Antoine equation
0.0080 0.0085 0.0090 0.0095 0.0100 0.0105
4.8
5.0
5.2
5.4
5.6
5.8
6.0
6.2


1/(T−296.73) / K−1

图 2 lnPexp 与 1/(T−296.73)关系图
Fig.2 Relationship between lnPexp and
1/(T−296.73)
ln
(P
ex
p)

P c
al
/
Pa

T / K