化工热力学实验装置是高校与科研机构用于测定汽液平衡、活度系数、饱和蒸气压、溶解度及热容等关键物性参数的核心设备,其数据直接服务于过程模拟、精馏设计与相平衡模型验证。该类装置多涉及高温、高压、真空或易燃介质,若操作不当,轻则数据失真,重则引发泄漏、爆沸甚至安全事故。
化工热力学实验装置严格遵循预检到位、流程合规、监控严密、处置得当的原则,才能实现测得准、控得稳、用得安。

一、实验前准备
气密性测试:
对高压/真空回路进行0.5–1.0MPa氮气保压测试(30分钟压降<1%),确认阀门、接头、视窗无泄漏;
物料纯度确认:
使用色谱纯或分析纯试剂,含水率<0.01%(尤其对醇-烃体系),避免杂质干扰相平衡;
安全防护到位:
检查防爆膜、安全阀是否在有效期内,佩戴耐高温手套、护目镜,通风橱开启。
二、规范操作流程
抽真空与惰化:
先抽真空至≤10Pa,再充高纯氮气置换2–3次,排除氧气与水分;
程序升温:
采用油浴或电加热套,升温速率≤2℃/min,避免局部过热导致暴沸;
利用高精度铂电阻(Pt100)实时监测气相与液相温度,确保两相达热平衡(ΔT<0.1℃);
相平衡取样:
待系统稳定30分钟后,通过冷阱分别采集气、液相样品;
取样阀快速启闭,防止组分挥发损失。
三、数据采集与验证
同步记录:
实时采集温度、压力、体积及组成(后续GC分析),确保数据时间戳一致;
重复性验证:
同一组成至少重复测定3次,相对偏差<2%方可采纳;
理论校核:
初步用Antoine方程或NRTL模型验证数据合理性,异常点及时复测。
四、实验后处理
缓慢泄压:
先冷却至室温,再缓慢通氮气卸压,防止闪蒸喷溅;
清洗:
用合适溶剂(如丙酮、乙醇)冲洗管路与平衡釜,烘干备用;
废液分类处置:
有机废液密封标识,交由危废处理单位。