TW-GY320B三元液-液平衡数据测定实验装置
掌握化工分离的钥匙：TW-GY320B三元液-液平衡数据测定实验装置教学浅谈
实验室里，一组学生正围着一台带有玻璃平衡釜和数字温控仪的装置记录数据，他们即将绘制的三角形相图，是未来设计万吨级萃取塔的第一块基石。
化工生产中的许多精华分离过程，比如用萃取法从原油中提取芳香烃、从发酵液中回收抗生素，其核心理论基础都离不开液-液平衡关系。对于咱们职业院校化工专业的同学来说，深刻理解并掌握这项技术，是从理论走向工程实践的关键一步。
在咱们的实训室里，承担这一重要教学任务的，就是TW-GY320B三元液-液平衡数据测定实验装置。
01 实验基石，专业核心
为什么这个实验如此重要？在化学工程与工艺的专业课程体系中，三元液-液平衡数据测定被列为四大基础数据测定实验之一，与气液平衡、传质系数测定等实验同等重要。
它承前启后，学生们在学习了“化工热力学”、“分离工程”等理论课程后，通过这个实验，第一次将三角形相图、联结线、溶解度曲线这些抽象概念转化为亲手可测、可视的数据与图形。
该装置的核心功能明确：首先是教授方法，让同学们熟悉用三角形相图表示三组分体系，掌握浊点法和平衡釜法测定数据的原理。
其次是完成测绘，经典的教学案例是指导同学们完成环己烷—水—乙醇或醋酸–水–醋酸乙烯这类三元体系的液-液平衡相图。
02 装置解析：工程理念的实训平台
当你第一次走近TW-GY320B装置，它的外观就传递着清晰的工程化信息。整机采用高品质铝合金型材框架，尺寸通常约为1200×500×1800毫米，移动式设计带刹车轮，方便实训室布局调整。
我常告诉学生，不要只看它“长什么样”，更要看它“如何工作”。装置的核心是玻璃液-液平衡釜，容积在50-100毫升之间，这个尺度既能保证实验精度，又足够安全，物料用量经济。
混合是否充分直接影响平衡的达成，因此装置配备有磁力搅拌器，确保两相液体在恒温条件下能充分接触。而温度的精准控制是实验成功的关键。
装置采用 Pt100型铂热电阻测温，配合高精度数字温控仪表，能将系统温度波动控制在极小范围内，这是获得可靠平衡数据的前提。
值得一提的是，如今的前沿教学已不局限于动手操作。有院校开始引入Aspen等过程模拟软件，让同学们先进行模拟计算，再与实验数据相互验证，这极大地培养了他们的工程设计与分析能力。
03 从原理到相图：一场完整的实验课
在实验课上，我们通常分两步走。第一步是测定溶解度曲线。我们会指导同学们配制一系列不同比例的二元溶液（例如不同浓度的醋酸-水溶液），然后向其中逐滴滴入第三组分（醋酸乙烯），记录溶液从澄清变为浑浊的“浊点”。
这些点在三角形坐标中连接起来，就构成了相图中的溶解度曲线，它将图形区域划分为均相区和两相区。
第二步是测定平衡联结线。我们在平衡釜内配制一个总体组成位于两相区内的三元混合物。启动磁力搅拌器使其充分混合并达到平衡，然后静置分层。
接下来，小心地分别取出上层（萃取相）和下层（萃余相）的样品。通过分析（如测定折光率、滴定酸含量等方法）确定各相中组分的浓度。
最后，将代表两个平衡液相组成的点画在三角形相图上，连接这两点的直线就是一条“联结线”。改变总组成，重复上述过程，就能得到一组联结线。
整个实验过程，不仅训练了学生的动手操作、观察记录能力，更让他们直观地理解了杠杆规则——平衡两相的量之比，与它们在相图中到总组成点的线段长度成反比。
04 安全与细节：职业素养的无声课堂
在职业教育的实训环节，安全规范和工程素养的培养与理论知识同等重要。TW-GY320B装置在设计上充分考虑了这一点。
装置上清晰贴有设备位号、管路流向箭头及阀门标识，这并非多余，而是为了让同学们从校园实验阶段就开始熟悉工厂的工程化环境，培养规范的职业习惯。
用电安全是实训室的重中之重。装置采用标准单相三线制，并配备了漏电保护空气开关。每次实验前，检查接地是否可靠，是我要求学生们必须养成的规定动作。
在物料选择上，教学实验常用乙醇、环己烷和水这一相对安全的体系。但即使如此，我也要求同学们必须佩戴好防护眼镜，并在通风良好的条件下操作，将安全文化内化为本能。
当一组学生成功绘制出他们人生中第一幅完整的三元液-液平衡相图时，相图上那条平滑的溶解度曲线和辐射状的联结线，连接的不仅仅是三个组分。
它连接了烧瓶内的微观分子相互作用与工厂中巨大的萃取塔，也连接了职业院校的实训台与广阔的化工产业。 数据点每一个精准的坐标，都是未来工程师道路上的一块铺路石。
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