化工原理精馏实验

化工原理实验精馏实验制作：谢少雄一、实验目的1.熟悉精馏的工艺流程。2.了解筛板精馏塔的结构。3.精馏装置的基本流程及操作方法；4.测定全回流及在一定回流比下精馏塔的全塔效率。二、基本原理DXfXwX1.如果每层塔板上的液体与离开该板的上升蒸汽处于平衡状态，则该塔板称理论塔。◆实际操作中，由于接触时间的限制以及其它因素的影响，不能达到平衡状态，即实际塔板的分离达不到理论板的理想分离效果。因此所需实际塔板数总比理论板数要多。2.对于二元物系，倘已知汽、液平衡数据，则根据塔顶馏出液的组成，原料液的组成,塔釜残液的组成及操作回流比和进料状态参数，就可用图解法求得理论塔板数。RqwX式中：——全塔效率。——理论塔板数。——实际塔板数。TETNpN◆理论塔板数与实际塔板数之比定义为全塔效率：pTTNNE在某一回流比的理论塔板数的测定可用逐板计算法求出，一般用图解法。步骤如下：(1)在直角坐标上绘出待分离混合液的x-y平衡曲线，并作出对角线。(2)根据确定的回流比作精馏段操作线，方程式如下：式中：yn+1——精馏段内n+1块板上升蒸气的组成（摩尔分率）；xd——精馏段内第n块板下降的液体的组成（摩尔分率）；R——回流比DLRL——精馏段内液体回流量,kmol/hD——塔顶流出液量，kmol/h111RxxRRyDnn11qxxqqyF进料的千摩尔潜热的热量进料变成饱和蒸气所需每kmolq（3）根据进料热状况参数，作q线，方程式为：式中：xF——进料料液组成（摩尔分率）；q——进料热状况参数（摩尔分率）；对于泡点进料，q=1；冷液进料，q1。（4）提馏段操作线当x=xW时，y=yW，定为b点，连接b，d点，即为提馏段操作线（5）从a点开始，在精馏段操作线与平衡线之间作直角梯级，当梯级跨过d点时则改在操作线和平衡线间作梯级，直至梯级的水平线达到或跨过b点为止。精馏塔的操作主要是指如何正确选择回流比，塔的蒸汽速度，进料状况等。（6）用作图法求出理论板数。三、流程及设备精馏塔为筛板塔,全塔共有10块塔板组成,塔高1.5米,塔板的直径为54毫米,筛孔的直径为2毫米。塔中装有铂电阻温度计用来测量塔内汽相温度。配有塔顶全凝器和塔底冷却器。塔釜用电炉丝进行加热,塔的外部也用保温棉保温。混合液体由储液槽泵经转子流量计计量后进入塔内。塔釜的液面计用于观察塔釜内的存液量。塔底产品经过冷却器由平衡管流出。回流比调节器用来控制回流比,馏出液储罐接收馏出液。五、实验方法1、全回流操作①打开塔顶冷凝器的冷却水。②记下室温值。接通电源。③调解电位器使加热电压为75伏左右,待塔板上建立液层时,可适当加大电压(如100伏),使塔内维持正常操作。④等各块塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变,在全回流情况下稳定20分钟左右,期间仔细观察全塔传质情况,待操作稳定后分别在塔顶.塔釜取样口用注射器同时取样,用阿贝折射仪分析样品浓度。2、部分回流操作①打开塔釜冷却水.冷却水流量以保证釜馏液温度接近常温为准。②调节进料转子流量计阀,以1.5-2.0(l／h)的流量向塔内加料;用回流比控制调节器调节回流比R＝4;馏出液收集在塔顶容量管中。③塔釜产品经冷却后由溢流管流出,收集在容器内。④等操作稳定后,观察板上传质状况,记下加热电压、电流、塔顶温度等有关数据,整个操作中维持进料流量计读数不变,用注射器取下塔顶、塔釜和进料三处样品,用折光仪分析,并记录进原料液的温度(室温)。3、实验结束①.检查数据合理后,停止加料并将将加热电压调为零;关闭回流比调节器开关。②.根据物系的t-x-y关系,确定部分回流下进料的泡点温度。③.关闭电源停止加热后10分钟,关闭冷却水,一切复原。五、报告要求1.在直角坐标系纸上绘制y—x图，用图解法求出理论塔板数。2.求出全塔效率及单板效率。3.结合精馏塔的操作，对实验结果进行讨论。六、思考题1、其它条件都不变，只改变回流比，对塔性能会产生什么影响？2、进料板的位置是否可以任意选择？它对塔的性能有何影响？3、什么是全回流?全回流操作特征有哪些？在生产中有什么实际意义？4、进料板的位置是否可以任意选择？它对塔的性能有何影响？