连续精馏塔操作参数对塔板效率的影响(数据处理)
实验七：精馏塔板效率测定实验
实验七精馏塔塔板效率测定实验一、实验目的1、熟悉精馏单元操作过程的设备与流程；2、了解板式塔结构与流体力学性能；3、掌握精馏塔的操作方法与原理；4、学习精馏塔效率的测定方法。
二、实验原理蒸馏原理是利用混合物中组分间挥发度的不同来分离组分，经多次平衡分离的蒸馏过程称为精馏。
常见的精馏单元过程由精馏塔、冷凝器、再沸器、加料系统、回流系统、产品贮槽、料液贮槽及测量仪表等组成。
精馏塔本身又分为板式精馏塔和填料精馏塔，本产品为板式精馏塔。
可进行连续或间歇精馏操作，回流比可任意调节，也可以进行全回流操作。
在板式精馏塔中，混合液的蒸气逐板上升，在塔顶冷凝后回流液逐板下降。
气液两相在塔板上接触实现热质传递，从而达到分离的目的。
如果在每层塔板上，下降液体与上升蒸气处于平衡状态，则该塔板称为理论板。
然而在实际操作的精馏塔中，由于气液两相在塔板上接触的时间有限，气液两相不可能完全达到平衡，亦即实际塔板的分离效果达不到理论板的作用，因此精馏塔所需要的实际板数总是比理论板数要多。
对于二元物系，如已知其气液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成、进料热状况、操作回流比及塔顶馏出液组成、塔底釜液组成，即可以求出该塔的理论板数N t。
1、精馏塔的正常与稳定操作精馏塔从开车到正常稳定操作是一个从不稳定到稳定、不正常到正常的渐进过程。
因为刚开车时，塔板上均没有液体，蒸汽可直接穿过干板到达冷凝器，被冷凝成液体后再返回塔内第一块塔板，并与上升的蒸汽接触；而后，逐板溢流至塔釜。
首先返回塔釜的液体经过的塔板数最多，达到的气液平衡次数也最多，所以其轻组分的含量必然最高；而第一块塔板上的液体轻组分含量反而会比它下面的塔板上的液体轻组分含量低一些，这就是“逆行分馏”现象。
从“逆行分馏”到正常精馏，需要较长的转换时间。
对实验室的精馏装臵，这一转换时间至少需30分钟以上。
而对于实际生产装臵，转换时间有可能超过2小时。
所以精馏塔从开车到稳定、正常操作的时间也必须保证在30 分钟以上。
精馏实验
实验十二板式塔精馏操作与塔效率的测定一．实验目的：考察精馏操作条件对塔效率的影响。
二．实验原理1．板式塔的工作原理：在板式塔内，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐版下降，气液两相在塔板上层层接触，实现传热传质，从而达到分离目的。
2．板式塔的塔效率：（1）板式塔的板效率是能够体现塔的性能和操作状况的主要性能参数，板式塔的板效率包括塔效率、单板效率和点效率。
本实验主要考察气速和回流比对塔效率的影响。
（2）塔效率E=N/Ee,其中E是理论板数，Ee是实际板数。
试验中E是需要通过实验数据经计算得到，Ee是实验时塔板数。
3．操作条件对塔效率的影响：（1）操作条件：主要指气速u，回流比R和进料状况。
（2）气速u对塔效率的影响：在精馏塔内气液两相进行错流接触，但当气速较小时，上升的气流量不够，部分液体会从塔板开口处直接漏下，塔板上建立不起来液层，是塔板上气液两相不能充分接触，影响塔效率；若气速太大，又会产生严重的液沫夹带甚至液泛，这样会减少气液两相接触时间，甚至造成塔板间的返混，进而导致塔板效率下降。
（3）回流比R对塔效率的影响：R的大小影响精馏的分离效果和能耗。
R越大，理论塔板数N越少，当R→∞时，即全回流时，N最少；当以最小回流比Rmin操作时，需要的理论塔板数N→∞。
（4）进料状况：主要指进料量、料液组成和进料热状况。
实验时进料量设置为恒定，进料热状况是冷热进料，料液组成需要测量。
4．操作条件对塔效率的影响的测定：（1）理论板数Ne的求解：（2）气速u的影响：在全回流条件下，通过调节加热器的电压来控制气速u，在每一气速下待系统稳定后测定气速u，进料量F，进料组成x F,进料温度Tf，塔顶出料组成xD,塔顶温度Td，塔底出料组成xw,塔底温度Tw，由图解法求出所需理论板数N，则塔效率E=Ne/N。
（3）回流比R的影响：将电压调节在某一定值保持不变，调节回流比，待系统稳定后测定进料量F，进料组成x F,进料温度Tf，塔顶出料组成xD,塔顶温度Td，塔底出料组成xw,塔底温度Tw，由图解法求出所需理论板数N，则塔效率E=Ne/N。
2023年-2024年关于精馏操作规程
精馏操作规程目录精馏操作规程 (1)引言 (2)精馏操作的重要性 (2)《精馏操作规程》的背景和目的 (2)基本概念和原理 (3)精馏的定义和基本原理 (3)精馏塔的结构和组成 (4)精馏操作中的关键参数和指标 (5)操作前的准备工作 (6)设备和仪器的检查和准备 (6)原料和溶剂的准备 (8)安全措施和防护措施的落实 (8)精馏操作步骤 (9)开始操作前的预热和调试 (9)进料和回流比的确定 (10)温度和压力的控制 (11)馏分的收集和分离 (12)操作结束后的清洁和维护 (13)常见问题和故障处理 (14)操作中可能遇到的常见问题 (14)故障的诊断和处理方法 (15)安全事故的预防和应急措施 (16)操作规程的优化和改进 (17)精馏操作中存在的问题和改进方向 (17)新技术和方法在精馏操作中的应用 (18)操作规程的更新和完善 (19)结论 (19)《精馏操作规程》的重要性和实际应用价值 (19)精馏操作的关键要点和注意事项 (20)引言精馏操作的重要性精馏操作是化工过程中一项非常重要的技术，它在分离和纯化混合物中起着至关重要的作用。
精馏操作通过利用不同组分的沸点差异，将混合物中的各个组分分离出来，从而实现纯化和提纯的目的。
在化工生产中，精馏操作广泛应用于石油化工、化学制药、食品加工等领域，对于提高产品质量、降低生产成本、保护环境等方面都具有重要意义。
首先，精馏操作可以实现混合物的分离和纯化。
在化工生产中，往往需要从原料中提取出所需的目标组分，或者将混合物中的杂质去除，以获得纯净的产品。
通过精馏操作，可以根据不同组分的沸点差异，将混合物中的各个组分逐一分离出来，从而实现目标组分的纯化。
例如，在石油化工中，原油经过精馏操作可以得到不同沸点范围的馏分，如汽油、柴油、液化气等，以满足不同需求。
其次，精馏操作可以提高产品质量。
在化工生产中，产品的纯度对于其质量和性能具有重要影响。
通过精馏操作，可以将混合物中的杂质和不需要的组分去除，从而提高产品的纯度和纯净度。
精馏操作的影响因素
精馏操作的影响因素摘要：精馏塔的操作就是按照塔顶和塔釜产品的组成要求来对这几个影响因素进行调节。
精馏操作过程的影响因素有以下几方面：1.塔的温度和压力（包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义塔板）；2.进料状态；3.进料量；4.进料组分；5.进料温度；6.塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量；7.回流量；8.塔顶冷剂量；9.塔顶采出量；10.塔底采出量。
在精馏操作过程中要克服各种影响因素的变化，防止对塔顶、塔釜产品的数量和组成的影响。
关键词：精馏操作；回流比；进料温度；操作压力1.精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响塔的设计和操作都是基于一定的塔压下进行的，因此一般精馏塔总是首先要保持压力的恒定。
塔压波动对塔的操作将产生如下的影响。
（1）影响产品质量和物料平衡改变操作压力，将使每块塔板上汽液平衡的组成发生改变。
压力升高，则气相中重组分减少，相应地提高了气相中轻组分的浓度；液相中轻组分含量较前增加，同时也改变了气液相的重量比，使液相量增加，气相量减少。
总的结果是：塔顶馏分中轻组分浓度增加，但数量却相对减少；釜液中的轻组分浓度增加，釜液量增加。
同理，压力降低，塔顶馏分的数量增加，轻组分浓度降低；釜液量减少，轻组分浓度减少。
正常操作中，应保持恒定的压力，但若因操作不正常，引起塔顶产品中重组分浓度增加时，则可采用适当提高压力的办法，使产品质量合格，但此时釜液中的轻组分损失增加。
（2）改变组份间的相对挥发度压力增加，组份间的相对挥发度降低，分离效率下降，反之，组份间的相对挥发度增加，分离效率提高。
（3）改变塔的生产能力压力增加，组份的重度增大，塔的处理能力增大。
（4）塔压的波动这将引起温度和组成间对应关系的混乱。
我们在操作中经常以温度作为衡量产品质量的间接标准，但这只有在塔压恒定的前提下才是正确的。
当塔压改变时，混合物的泡点、露点发生变化，引起全塔的温度发生改变，温度和产品质量的对应关系也将发生改变。
从以上分析可看出，改变操作压力，将改变整个塔的操作情况，因此在正常操作中应维持恒定的压力（工艺指标），只有在塔的正常操作受到破坏时，才可根据以上的分析，在工艺指标允许的范围内，对塔的压力进行适当的调节。
筛板塔精馏实验思考题答案
筛板塔精馏实验思考题答案【篇一：精馏塔数据处理和思考题】作及全塔效率的测定思考题1.精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数？塔釜压力与哪些因数有关？板式塔上气液两相发生错流运动。
液相为连续相，气相为分散相。
3.操作中增加回流比的方法是什么？（1）减少成品酒精的采出量或增大进料量，以增大回流比；（ 2）加大蒸气量，增加塔顶冷凝水量，以提高凝液量，增大回流比。
【篇二：化工原理实验思考题答案】 (1)实验2离心泵特性曲线的测定 ....................................................................................................... . (2)实验3 恒压过滤参数的测定 ....................................................................................................... . (3)实验4 气～汽对流传热实验 ....................................................................................................... . (4)实验5精馏塔的操作和塔效率的测定 (4)实验6填料吸收塔的操作和吸收总传质系数的测定 (5)板式塔流体流动性能的测定（筛板塔） (6)实验8 流化床干燥实验........................................................................................................ .. (8)实验9 伯努利方程验证........................................................................................................ .................... 8 实验1 单项流动阻力测定（1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。
精馏塔的操作和全塔效率的测定实验
0.1532
39914
0.9339
0.8468
塔釜
39427
1.0000
1.0000
0
0.0000
0.0000
以塔顶为例,具体的计算步骤如下:
乙醇的质量百分数
水的质量百分数
乙醇的摩尔分数
水的摩尔分数
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
（2）在部分回流连续精馏操作时，根据进料组成 和分离要求（ ≥93%， ≤3%）。初步估计操作回流比R的大小，根据进料流量（2～4L/h）估算D和W。
同理，D=0.2887，塔顶采出率D/F=0.0656
2.5在进料量5.0L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =5.5，同样计算方法的如下表格
回流比5.5
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
4849
0.0781
0.1780
43621
0.9219
0.8220
塔釜
60228
1.0000
2.1 在进料量4L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =1.9，同样计算方法的如下表格
回流比1.9
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
2692
0.0653
0.1515
29374
0.9347
0.8485
塔釜
31851
1.0000
1.0000
0.0000
0.0000
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
精馏操作的影响因素有哪些
精馏操作的影响因素有哪些？除了设备问题以外，精馏操作过程的影响因素主要有以下几个方面：•塔的温度和压力（包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的塔板）；•进料状态；•进料量；•进料组成；•进料温度；•塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量；•回流量；•塔顶冷剂量；•塔顶采出量和塔底采出量。
塔的操作就是按照塔顶和塔底产品的组成要求来对这几个影响因素进行调节。
02塔高、塔径对产量和质量有什么影响？塔径主要影响生产能力，塔高主要影响产品纯度。
塔径与生产能力的关系可以用下式来说明。
D=（v/0.785w）1/2式中•D----塔的直径， m；•v----塔内蒸汽的体积流量， m2/s•w----空塔流速， m/s。
对一定的塔来说，空塔流速是有一定限制的。
在一定的空塔速度下，塔内蒸汽的体积流量越大，则需要的塔径越大；同理，塔径越大，则允许的塔内蒸汽负荷越大，即生产能力越大，因此塔径是影响生产能力的主要因素。
塔的高度，在板效率和板间距确定的情况下，决定与实际塔板数。
而实际塔板数又是由最小理论塔板数决定的。
最小理论塔板数愈多，而实际塔板数也愈多。
塔径、塔高对生产的影响是辩证地，不可截然分开的。
例如，增加塔高，则可减少回流比，从而提高生产能力；而增加塔径，则可加大回流比，达到降低塔高的目的。
03精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响？塔压波动对塔的操作将产生如下的影响。
（1）影响产品质量和物料平衡压力升高，则气相中的重组份减少，相应的提高了气相中的轻组分的浓度；液相中的轻组分含量增加，同时也改变了气液相的重量比，使液相量增加，气相量减少。
总的结果是：塔顶馏分中的轻组分浓度增加，但数量却相对减少；釜液中的轻组分浓度增加，釜液量增加。
同理，压力降低，塔顶馏份的数量增加，轻组分浓度降低；釜液量减少，轻组分浓度减少。
正常操作中应保持恒定的压力，但若操作不正常，引起塔顶产品中重组分浓度增加时，则可采用适当升高操作压力的办法，使产品质量合格，但此时液相中轻组分的损失增加。
精馏塔板效率影响因素分析
第47卷第2期化工机械169精馏塔板效率影响因素分析周惠敏1王柱祥▽(1.河北工业大学化工学院;2•天津市创举科技股份有限公司)摘要在塔径为300mm的精馏塔内，以乙醇-水为物系，通过全回流操作进行精馏塔热膜实验，研究不同堰高和气相动能因子对新型垂直筛板(New-VST)和F1型浮阀塔板板效率的影响，探究雾沫夹带对New-VST板效率的影响，并通过测定同一气相动能因子、不同堰高下New-VST液体提升量,揭示液体提升量与堰高和板效率之间的关系%结果表明：堰高为40mm、气相动能因子#0=14.7m/s*(kg/m3)0-5时，New-VST板效率最高；堰高为50mm$f；=13.1m/s-(kg/m3)0-5时，F1型浮阀塔板板效率最高，并且New-VST的最高板效率较F1型浮阀塔板的要高；雾沫夹带会使塔板的板效率变差，通过在塔板上放置丝网，可有效减少雾沫夹带量，提高板效率；New-VST的液体提升量随堰高的增加呈递增趋势,板效率随着的液体提升量的增大,呈现先增后减的规律，将液体提升量控制在1.0〜1.6m3/h的范围内，板效率较高%关键词精馏塔F1型浮阀塔板新型垂直筛板中图分类号TQ053.5文献标识码A板式塔自问世以来经过多年的发展，现已广泛应用于石油、医药及环保等多个领域,成为一种重要的化工分离设备#T。
塔板是板式塔的核心部件，塔板的板效率是影响分离效果的重要因素,板效率的高低直接关系到产品质量、能量消耗及设备投资等％塔板结构与板效率密切相关,经典的塔板结构有3种：泡罩塔板、浮阀塔板和筛孔塔板％为满足工业上的各种分离要求，在这3种塔板基础上进行改进和创新，研发出很多新型塔板结构，例如日本三井株式会社在筛孔塔板的基础上研发出来的垂直筛板⑷，开启了立体传质塔板的研究热潮％目前，对塔板的研究主要有两个方面，分别是塔板流体力学研究和传质性能研究，有大量文献通过精馏塔冷膜实验，研究了漏液、雾沫夹带、干板压降、湿板压降及清液层高度等流体力学性能对板效率的影响#5%14$，赵培等对双阀重波纹导向浮阀塔板的流体力学性能进行研究［15］，杜佩衡等研究了梯矩形立体连续传质塔板的干板压降、堰高气相动能因子液体提升量板效率文章编号0254-6094(2020)02-0169-07湿板压降及漏液等流体力学性能［16］，王子宗等对新型固阀的流体力学性能进行了探究。
精馏塔操作与影响因素分析
预期的分离效果，应根据温度变化情况采取及时有效的措施。 当回流比等操作条件发生改变时，塔内某些塔板上的温度变化特别明显。即
这些塔板的温度对外界干扰特别敏感，所以将这些塔板称为灵敏板。 所以一般精馏塔至少有三个测温点，塔顶、塔底和灵敏板，而观察的重点是
灵敏板温度变化。
精馏塔操作
精馏操作影响因素分析
三、进料状况的影响 1．进料量 若进料量增加，必然会引起塔内汽、液两相量以及加热剂和冷却剂的消耗量
的增加。 2．进料组成 进料组成的变化将直接影响到产品的质量。进料组成升高，增加了提馏段的
分离负荷，若不及时采取措施，会造成残液中易挥发组分含量增高。同理进料组 成低，增加了精馏段的分离负荷，会造成馏出液中易挥发组分含量降低。
精馏塔操作
精馏操作影响因素分析
四、采出量的影响与控制 1．塔顶产品采出量 在冷凝器的冷凝负荷不变的情况下，减小塔顶的采出量，会使回流量增加，可
度以及塔底温度，以便及时作出调整。 6. 在再沸器温度、塔顶温度、塔顶压力、塔压差、回流量等参数趋于稳定后，可基本判定全回流
稳定，可进行连续精馏操作。
精馏塔操作
三、连续精馏操作
1. 全回流稳定后，选择进料板，打开进料泵，调节进料量，进料温度由预热器的加热 功率控制（近泡点进料）。
2. 打开产品采出，采出量要维持回流罐液位恒定（液位低采出量小，液位高采出量可加大）。 3. 在连续精馏进行过程中，确保塔顶压力、塔压差稳定的情况下，及时关注灵敏板的温度、塔顶
提高塔顶产品的纯度。但塔底产品量必然增多，塔底产品中易挥发组分含量增多， 因此易挥发组分的回收率降低。
若塔顶采出量增加，会造成回流量的减少，结果是难挥发组分被带到塔顶，塔 顶产品不合格。
实验十一、精馏塔的全回流操作及塔效率的测定实验
V1 L1 V2 L V1IV 1 L1I L1 V2 IV 2 LI L
对上面两式整理、化简后，近似可得：
L1 L[1
即实际回流比：
c p (t1L t R ) r
]
R t R ) r D
]
式中， V1 、 V2 －离开第 1、2 块板的气相摩尔流量，kmol/s；
图 3 全回流时理论板数的确定
三、实验装置和流程
本实验装置的主体设备是筛板精馏塔，配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料 管路、进料泵和一些测量、控制仪表，如图 4 所示。 本实验料液为乙醇溶液，釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升，经与各板上的液体传质后，进 入盘管式换热器壳程，由冷却水冷凝成液体后再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内， 另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液流入釜液贮罐。
EML
xn 1 xn * xn 1 xn
式中， yn 、 yn 1 －离开第 n、n+1 块塔板的气相组成，摩尔分数；
xn 1 、 xn －离开第 n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；
* －与 xn 成平衡的气相组成，摩尔分数； yn * －与 yn 成平衡的液相组成，摩尔分数。 xn
L' －提馏段内下流的液体量，kmol/s；
W －釜液流量，kmol/s。
加料线（q 线）方程可表示为：
y
x q x F q 1 q 1
c pF (tS tF ) rF
其中， 式中， q －进料热状况参数；
q 1
rF －进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol； t S －进料液的泡点温度，℃； t F －进料液温度，℃；
xn －精馏段第 n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数； xD －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；
精馏实验
度的分离。
三、实验原理--板式塔（2）
在塔设备的实际操作中，由于受到传质时间和传 质面积的限制，以及不同进料位臵、不同进料浓度、 不同进料量、不同回流比等其它因素的影响，一般不 可能达到汽液平衡状态，实际塔板的分离作用低于理 论塔板，因此，我们可以用全塔效率和单板效率来表 示塔的分离效果。 1．全塔效率 E
图4为回流比R减少时，全塔温度分布的变化情况。 由于回流比减小，塔内 温度上部上升，下部下降， 导致塔的分离能力不够，使 产品质量不合格。因此在操
塔 板 序 号 变化前 塔底 灵敏板 塔顶 回流比变小
作中可根据灵敏板温度变化
情况，判断造成产品不合格 的原因，及时采取措施对过 程进行调节控制。
xD ( Rmin 1)
xD
适宜回流比的确定
2、根据现有塔设备操作摸索回流比： （1）选择加料流量为2～6 l/h，根据物料衡算 将塔顶出料流量调至适当值，塔釜暂时不出料。
（2）将加热电压关小，观察塔节视镜内的气液 接触状况，当开始出现漏液时，记录 P釜 读数，此 时 P釜 作为操作压力下限，对应的加热电压即为最 小加热量，此时操作为该塔下限——漏液点。所读 取的回流比即为操作回流比下限。
若塔的上升蒸气量不够，塔板上建立不了液层， 则两相接触欠充分，分离效果差；若上升气速太大， 又会产生严重夹带甚至于液泛，这时塔的分离效果 同样大在下降。
三、实验原理—填料塔（1）
1、填料塔传质机理
液体
填料塔属于连续接触逆流
操作，液体靠重力沿填料表面
下降，与上升的气体接触，从 而实现传质，填料提供所需的
* xn ——与第 n 块实际板汽相浓度相平衡的液相组
成，摩尔分率。
三、实验原理--板式塔（4）
精馏塔的操作及塔效率的测定实验
精馏塔的操作及塔效率的测定实验一． 实验目的1． 了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。
2． 学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3． 学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二．基本原理1．全塔效率T E全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即1T T PN E N -= 式中，T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置P N ＝10。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。
对于塔内所需理论塔板数T N ，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R 和热状况q 等，用图解法求得。
2．单板效率M E单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相 或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔 板前后的组成变化值之比。
1n x +图1 塔板气液流向示意按气相组成变化表示的单板效率为1*1n n MV n n y y E y y ++-=- 按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n nx x E x x ---=- 式中，n y 、1n y +－离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*n y －与n x 成平衡的气相组成，摩尔分数；*n x －与n y 成平衡的液相组成，摩尔分数。
3． 图解法求理论塔板数T N图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe －Thiele ）法，简称M －T 法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y －x 图上直观地表示出来。
精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++ 式中， 1n y +－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；n x －精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数；D x －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R －泡点回流下的回流比。
筛板塔的操作与塔板效率的测定实验
实验13 筛板塔的操作与塔板效率的测定实验【引言】 低温技术是指用各种获得低温的方法使气体液化，或者使某一物体或空间达到并保持所需要的低温。
低温技术的主要应用领域之一是使空气和气体混和气体通过低温液化及分离获得一定的产品。
目前气体分离的方法大致分为精馏、冷凝、吸收、吸附、薄膜渗透等。
精馏过程是利用各组分蒸发温度的不同将混合物分离，主要适用于被分离组分沸点相近的情况，如制氧工业中的氮和氧的分离，化工领域的水和乙醇的分离，乙醇和正丙醇、氢和重氢的分离等。
【实验目的】1．了解玻璃精馏装置的构造和原理，学习精馏塔的使用和操作；掌握精馏塔操作的原理和步骤；2．学习用精馏方法分离均相混和物料，对精馏过程做全塔物料平衡计算和操作过程的过程分析；3．掌握筛板精馏塔全塔效率的测定方法；学习分析回流比对精馏产物浓度及产量的影响规律；4．了解阿贝折射仪的基本工作原理，学会用阿贝折射仪分析测定混合物的组分。
【实验原理】１） 精馏塔的板效率精馏是利用液体混合物中各组分挥发性的差异，通过多次液体部分气化和蒸气部分冷凝，提纯某一组分的单元操作。
目前精馏技术已比较成熟，大小规模均得到广泛应用。
精馏过程在精馏塔内完成，根据精馏塔内构件不同，分为板式塔和填料塔两大类。
塔板是板式精馏塔的主要部件，是气、液两相接触传热、传质的媒介。
通过塔底部的再沸腾器（空分塔中的蛇形管）对塔釜液体加热使之气化沸腾，上升的蒸汽穿过塔板上的孔道和板上的液体进行传热传质。
塔顶的蒸汽精冷凝器冷凝后，部分作为产品从塔顶流走，部分冷凝液作为回流返回塔内。
来自塔顶的液体自上而下经过降液管流至下层塔板口，再横向流过整个塔板，经另一侧的降液管流下。
气、液两相在塔内整体呈逆流，板上呈错流，这是板式塔内气、液两相的流动特征。
一种好的塔板，应具有处理量大，效率高，阻力小（压降低），结构简单等优点。
在筛板精馏塔的操作过程中，气液两相的传热和传质是在筛板上进行的，两相的接触时间是有限的，接触面积液不可能无穷大，因而气液两相在离开筛板时，传热传质并未达到平衡，也就是说，一块实际塔板的分离效果与一块理论塔板相比，存在着一定差距，工程上通常用塔板效率来表示这一差距的大小。
影响精馏操作的主要因素及常见问题
影响精馏操作的主要因素1．物料平衡的影响和制约根据精馏塔的总物料衡算可知，对于一定的原料液流量F和组成xF,只要确定了分离程度xD和xW，馏出液流量D和釜残液流量W也就被确定了。
采出率D/F:D/F=(xF-xW)/(xD-xW)不能任意增减，否则进、出塔的两个组分的量不平衡，必然导致塔内组成变化，操作波动，使操作不能达到预期的分离要求。
在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。
通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。
2、xx 回流的影响回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。
当回流比增大时，精馏产品质量提高；当回流比减小时，xD减小而xW增大，使分离效果变差。
回流比增加，使塔内上升蒸汽量及下降液体量均增加，若塔内汽液负荷超过允许值，则可能引起塔板效率下降，此时应减小原料液流量。
调节回流比的方法可有如下几种。
1）减少xx 采出量以增大回流比。
（2）塔顶冷凝器为分凝器时，可增加塔顶冷剂的用量，以提高凝液量，增大回流比。
（3）有回流液中间贮槽的强制回流，可暂时加大回流量，以提高回流比，但不得将回流贮槽抽空。
必须注意，在馏出液采出率D/F规定的条件下，籍增加回流比R以提高xD 的的方法并非总是有效。
加大操作回流比意味着加大蒸发量与冷凝量，这些数值还将受到塔釜及冷凝器的传热面的限制。
3．进料热状况的影响1当进料状况（xF和q）发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比R。
一般精馏塔常设几个进料位置，以适应生产中进料状况，保证在精馏塔的适宜位置进料。
如进料状况改变而进料位置不变，必然引起馏出液和釜残液组成的变化。
进料情况对精馏操作有着重要意义。
常见的进料状况有五种，不同的进料状况，都显著地直接影响提馏段的回流量和塔内的汽液平衡。
精馏塔较为理想的进料状况是泡点进料，它较为经济和最为常用。
对特定的精馏塔，若xF减小，则将使xD和xW均减小，欲保持xD不变, 则应增大回流比。
精馏操作的影响
精馏操作的影响(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--精馏操作的影响因素1、塔顶采出量的大小对精馏操作有什么影响精馏塔塔顶采出量的大小与该塔进料量的大小有着相互对应的关系，进料量增加，采出量应增大。
采出量只有随进料量变化时，才能保持塔内固定的回流比，维持塔的正常操作，否则将会破坏塔内的气液平衡。
例如，当进料量不变时，若塔顶采出量增大，则回流比势必减小，引起各板上的回流液量减少，气液接触不好，传质效率下降；同时操作压力也下降，各板上的气液相组成发生变化。
结果是重组分被带到塔顶，塔顶产品的质量不合格。
在强制回流的操作中，如果进料量不变，塔顶采出量突然增大，则易造成回流液贮槽抽空。
回流液一中断，顶温就升高，这同样也会导致塔顶产品质量下降。
如果进料量加大，但塔顶采出量不变，其后果是回流比增大，塔内物料增多，上升蒸气速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛。
2、塔底采出量的大小对精馏操作有什么影响塔釜保持稳定的液面，是维持釜温恒定的首要条件。
塔釜液面的变化，又主要决定于塔底采出量的大小。
当塔底采出量过大时，会造成塔釜液面降低或抽空。
这将使通过蒸发釜的釜液循环量减少，从而导致传热不好，轻组分蒸不出去，塔顶、塔釜的产品均不合格。
如果是利用列管式蒸发釜，由于循环液量太小，使釜液经过上半部列管时形成过热气体，表现为挥发管的气体温度较高，而釜温却较低。
如果塔底采出量过小，将会造成塔釜液面过高（严重时会超过挥发管甚至淹塔），增加了釜液循环阻力，同样造成传热不好，釜温下降。
此外，维持一定的釜液面还起着液封的作用，以确保安全生产。
3、塔的安装对精馏操作有什么影响不同的物料和不同的工艺过程，对塔设备提出的要求是不同的。
但是，一般总希望塔设备的分离能力高，生产能力大，操作稳定。
对于一个定型的塔设备来说，由于安装上有问题，就可能会达不到以上的要求。
如塔身、塔板、溢流口等，在安装时若不符合要求，有可能对精馏操作带来影响。
精馏塔精馏操作的影响因素
精馏塔精馏操作的影响因素一：进料热诚形对精馏操作的影响进料热诚形的不同，使精馏塔内精馏段和提馏段的上升蒸汽和下降液体的流量大不相同二：进料组份的变化对精馏操作的影响1、若进料中重组分的浓度加添，精馏塔精馏段的负荷加添。
对于固定了精馏段板数的塔来说，将造成重组份带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。
2、若进料中轻组分的浓度加添，提馏段的负荷加添。
对于固定了提馏段塔板数的塔来说，将造成提馏段的轻组分蒸不出，釜液中轻组分的损失加大。
3、同时，进料构成的变化还将引起精馏塔全塔物料平衡和工艺条件的变化。
组份变轻，则塔顶馏分加添，釜液排出量削减。
同时，全塔温度下降，塔压上升。
组份变重，情况相反。
进料构成变化时，可实行如下措施：（1）改进料口构成变重时，进料口往下改；构成变轻时，进料口往上改。
（2）更改回流比构成变重时，加大回流比；构成变轻时，削减回流比。
（3）调整冷剂和热剂量依据构成的变动情况，相应地调整塔顶冷凝器的冷剂和塔釜热剂量，维持塔顶及塔底产品质量不变。
三：进料量对精馏操作的影响进料量与采出量的关系：塔进料量的大小和塔顶采出量的大小有着相互对应关系即进料量增大，采出量应增大。
*对接受内回流的塔，进料量不变时，若塔顶采出量增大，则回流比势必削减，引起各板上的回流液量削减，气液接触不好，传质效率下降；同时操作压力也将下降，各板上的气液相构成发生变化。
结果是重组分被带到塔顶，塔顶产品的质量不合格。
*在强制回流的操作中，假如进料量不变，塔顶采出量蓦地增大，则易造成回流液槽抽空。
回流液一停止，顶温就上升，这同样也会影响塔顶产品质量下降。
假如进料量加大，但塔顶采出量不变，其后果是回流比增大，塔内物料增多，上升蒸汽速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛。
四：回流比对精馏操作的影响回流比的含义：精馏操作中，由精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L与塔顶产品流量D的比值,即R=L/D。
回流比在精馏操作中的紧要意义：在精馏分别的整个过程中，回流比是精馏的核心，回流比是精馏设计和操作的紧要参数。
影响精馏塔精馏效果的因素及处理措施分析
影响精馏塔精馏效果的因素及处理措施分析发表时间：2020-09-03T14:55:19.523Z 来源：《基层建设》2020年第11期作者：孙鹏[导读] 摘要：随着在化工行业的发展，由于精馏塔工艺具有良好的工艺稳定性，所以被普遍运用到分离装置中，它在能够有效的运行的同时还具备可控性，大大提高了化工等行业的生产中的效率。
大庆石化公司化工一厂黑龙江省大庆市 163000摘要：随着在化工行业的发展，由于精馏塔工艺具有良好的工艺稳定性，所以被普遍运用到分离装置中，它在能够有效的运行的同时还具备可控性，大大提高了化工等行业的生产中的效率。
本文旨在通过分析影响精馏塔过程运行的因素，为实际生产中遇到的操作问题提供指导意见，指导精馏工艺中问题分析的方向，使精馏塔工艺能够高效服务于化工生产。
关键词：精馏塔工艺；精馏效果影响因素；措施引言：精馏塔在化学工业和其他行业中的主要功能是精馏，它受许多因素的影响，例如，物料平衡关系影响、回流比影响、进料影响等，无论是哪个环节的偏差都会直接导致精馏塔工艺效率降低，从而造成产品质量下降。
在此基础上，研究了影响精馏塔工艺操作的因素。
一、物料平衡关系的影响及处理办法物料平衡是精馏塔过程中的关键之一。
物料平衡的公式为：F = D + R轻组分比为：F *xF = D* xD + W* xW根据上式，对于某种给料，当确定F和x F时，如果x D和x W值已知，则D（塔顶的流量）和W（塔釜流量）[1]。
求解以上两个方程，可以得出以下两个条件：采出率η=D/FD/F=（xF - xW）/（xD - xW）在上式中，F是进料液体的流量：xF是进料中轻组分的组成；xD是上部馏出物中轻组分的组成；xW是塔釜中轻组分的组成。
基于这两个公式，我们可以得出以下结论：①F（原液流量），D和W的值不能任意增加或减少，如果任意增加或减少这几个量，则会导致塔内进出口流量不平衡，从而改变塔的组成并最终影响分离效果。
精精馏干货5-馏操作的影响因素
精馏干货5-精馏操作的影响因素ZFTECH关注☞化工7071塔高、塔径对产品和质量有什么影响？塔径主要影响生产能力，塔高主要影响产品纯度。
塔径与生产能力的关系可以用下式来说明：D=（v/0.785w）1/2式中D----塔的直径，m；v----塔内蒸汽的体积流量，m2/sw----空塔流速，m/s。
对一定的塔来说，空塔流速是有一定限制的。
在一定的空塔速度下，塔内蒸汽的体积流量越大，则需要的塔径越大；同理，塔径越大，则允许的塔内蒸汽负荷越大，即生产能力越大，因此塔径是影响生产能力的主要因素。
塔的高度，在板效率和板间距确定的情况下，决定于实际塔板数。
而实际塔板数又是由最小理论塔板数决定的。
最小理论塔板数愈多，而实际塔板数也愈多。
塔径、塔高对生产的影响是辩证的，不可截然分开的。
例如，增加塔高，则可减少回流比，从而提高生产能力；而增加塔径，则可加大回流比，达到降低塔高的目的。
2精馏操作的影响因素有哪些？除了设备问题以外，精馏操作过程的影响因素主要有以下几个方面：塔的温度和压力（包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的塔板）；进料状态；进料量；进料组成；进料温度；塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量；回流量；塔顶冷剂量；塔顶采出量和塔底采出量。
塔的操作就是按照塔顶和塔底产品的组成要求来对这几个影响因素进行调节。
3精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响？塔的设计和操作都是基于一定的压力下进行的，因此一般的精馏塔总是先要保持压力的恒定。
塔压波动对塔的操作将产生如下的影响：（1）影响产品质量和物料平衡改变操作压力，将使每块塔板上的气液相平衡的组成发生改变。
压力升高，则气相中的重组分减少，相应的提高了气相中的轻组分的浓度；液相中的轻组分含量增加，同时也改变了气液相的重量比，使液相量增加，气相量减少。
总的结果是：塔顶馏分中的轻组分浓度增加，但数量却相对减少；釜液中的轻组分浓度增加，釜液量增加。
同理，压力降低，塔顶馏份的数量增加，轻组分浓度降低；釜液量减少，轻组分浓度减少。
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78.40
0.300
0.575
81.60
0.860
0.864
78.20
1atm下乙醇—水溶液的温度-组成平衡数据
液相组成
汽相组成
沸点，℃
液相组成
汽相组成
沸点，℃
0
0
100
0.454
0.634
80.40
0.0201
0.187
94.95
0.500
0.657
80.00
0.0507
0.331
90.5
0.402
87.7
0.596
0.696
0.476
NT
6
5
4.7
4.6
4.6
4.3
ET（%）
50
40
37
36
36
33
EmV（%）
51.8
60.2
58.4
62.7
69.7
70.3
以额外乙醇加入量为横坐标作图：
由图可知，随着乙醇加入量的增加（原料液乙醇浓度的降低），全塔效率呈递减趋势，单板效率呈上升趋势。
实验数据处理及结果
整理六组实验数据得出下表：
1
2
3
4
5
6
第一板温度/℃
78.5
78.7
78.7
78.8
78.7
78.7
第九板温度/℃
82.7
82.2
81.9
81.6
81.2
81.0
第十板温度/℃
89.0
88.4
87.2
85.8
85.9
85.2
乙醇加入量（ml）
0
250
500
750
1000
1250
根据下表处理实验数据
0.351
0.596
81.20
0.894
0.894
78.15
0.400
0.614
80.75
以第一组实验数据为计算示例计算：
=xD=0.806
=xW=0.0661
=x9=0.223
=y10*=0.369
以第九板求单板效率EmV：
EmV===0.518
图解法求NT：
由图可知，NT=6
ET=×100%=×100%=50%
同理可得其他五组数据的处理结果：
1
2
3
4
5
6
xD
0.806
0.777
0.777
0.761
0.777
0.777
xW
0.0661
0.0723
0.0880
0.1150
0.1120
0.1290
x9
0.223
0.260
0.280
0.300
0.351
0.373
y10*
0.369
0.384
0.417
0.459
0.455