板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图_王照勇
塔板式精馏塔设计(图文表)
塔板式精馏塔设计(图文表)（一）设计方案的确定本设计任务为乙醇-水混合物。
设计条件为塔顶常压操作，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
酒精精馏与化工精馏过程不同点就在于它不仅是一个将酒精浓缩的过程，而且还担负着把粗酒精中50多种挥发性杂质除去的任务，所以浓缩酒精和除去杂质的过程在酒精工业中称为精馏。
物料中的杂质基本上是在发酵过程中生成的，只是很少数的杂质是在蒸煮和蒸馏过程中生成的。
本次设计的精馏塔用板式塔，内部装有塔板、降液管、各种物料的进出口及附属结构（如全凝器等）。
此外，在塔板上有时还焊有保温材料的支撑圈，为了方便检修，在塔顶还装有可转动的吊柱。
塔板是板式塔的主要构件，本设计所用的塔板为筛板塔板。
筛板塔的突出优点是结构简单造价低，合理的设计和适当的操作能使筛板塔满足要求的操作弹性，而且效率高，并且采用筛板可解决堵塞问题，还能适当控制漏液。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属不易分离物系，最小回流比较小，采用其1.5倍。
设计中采用图解法求理论塔板数，在溢流装置选择方面选择单溢流弓形降液管。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶产品经冷却后送至储罐。
（二）精馏塔的物料衡算1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量 M 乙醇=46kg/kmol纯水的摩尔质量 M 水 =18kg/kmolx F =18/65.046/35.046/35.0+=0.174x D =18/1.046/9.046/9.0+=0.779x W =46/995.018/005.018/005.0+=0.0022.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F =0.174×46＋18×(1-0.174)= 22.872 kg/kmol M D =0.779×46＋18×(1-0.779)= 39.812 kg/kmol M W =0.002×46＋18×(1-0.002)= 18.056 kg/kmol3.物料衡算 D=30024812.3948000000⨯⨯=167.454 kmol/hF=D+WF ·x F =D ·x D +W ·x W解得 F=756.464 kmol/h W=589.01 kmol/h｛（三）塔板数的确定1.回流比的选择由任务书提供的乙醇-水物系的气液平衡数据绘出x-y 图；由于设计中选用泡点式进料，q=1，故在图中对角线上自点a（x D,x D）作垂线，与Y轴截距oa=x D/(R min+1)=0.415 即最小回流比R min=x D/oa-1=0.877取比例系数为1.5，故操作回流比R为R=1.5×0.877=1.3162.精馏塔的气液相负荷的计算L=RD=1.316×167.454=220.369 kmol/hV=L+D=(R+1)D=2.316×167.454=387.823 kmol/h L ’=L+qF=220.369+756.464=976.833 kmol/h V ’=V+(q-1)F=V=387.823 kmol/h3.操作线方程精馏段操作线方程为 y=1+R R x+11+R x D =1316.1316.1+x+11.3161+×0.779即：y=0.568x+0.336提馏段操作线方程为y=F q D R qF RD )1()1(--++x-F q D R DF )1()1(--+-x W=1.316*167.454+1*756.464(1.316+1)*167.454x-756.464167.454(1.3161)*167.454-+×0.002 即：y=2.519x-0.0034.采用图解法求理论塔板数塔顶操作压力P D=101.3 KPa单板压降△P=0.7 kPa进料板压力P F=0.7×18+101.3=113.9 kPa塔底操作压力P W=101.3+0.7×26=119.5 kPa精馏段平均压力P m=(101.3+113.9)/2=107.6 kPa 压力P m=(113.9+119.5)/2=116.7 kPa2.操作温度计算计算全塔效率时已知塔顶温度t D=78.43 o C进料板温度 t F=83.75 o C塔底温度t W=99.53 o C精馏段平均温度t m=(t D+t F)/2=(78.43+83.75)/2=81.09 o C提馏段平均温度t m=(t W+t F)/2=(99.53+83.75)/2=91.64 o C3.平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算由x D=y1=0.779 查上图可得x1=0.741M VDm=0.779×46+(1-0.779)×18=39.812 g/molM LDm=0.741×46+(1-0.741)×18=38.748 g/mol进料板平均摩尔质量计算 t f=83.74 o C由y F=0.518 查上图可得x F=0.183M VFm =0.518×46+(1-0.518)×18=32.504 g/mol M LFm =0.183×46+(1-0.183)×18=23.124 g/mol 精馏平均摩尔质量M Vm =( M VDm + M VFm )/2=36.158 g/molM Lm =( M LDm + M LFm )/2=30.936 g/mol4.平均密度计算气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即ρVm =RT PMv =)15.27309.81(314.8158.366.107+⨯⨯=1.321 kg/m 3 液相平均密度计算液相平均密度依1/ρLm =∑αi /ρi 计算 塔顶液相平均密度计算t D =78.43 o C 时 ρ乙醇=740 kg/m 3 ρ水=972.742 kg/m 3ρLDm =)742.972/1.0740/9.0(1+=758.14 kg/m 3进料板液相平均密度计算t F =83.75 o C 时 ρ乙醇=735 kg/m 3 ρ水=969.363 kg/m 3ρLFm =)363.969/636.0735/364.0(1+=868.554 kg/m 3塔底液相平均密度计算t W =99.53 o C 时 ρ乙醇=720 kg/m 3 ρ水=958.724 kg/m 3ρLWm =)724.958/995.0720/005.0(1 =957.137 kg/m 3精馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLDm )/2=(758.14+868.554)/2=813.347 kg/m 3提馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLWm ）/2=(957.137+868.554)/2=912.846 kg/m 35.液体平均表面张力计算液体平均表面张力依σLm =∑x i σi 计算塔顶液相平均表面张力计算t D =78.43时 σ乙醇=62.866 mN/m σ水=17.8 mN/m σLDm =0.779×17.8+0.221×62.886=84.446 mN/m 进料板液相平均表面张力计算t F =83.75时 σ乙醇=61.889 mN/m σ水=17.3 mN/m σLFm =0.183×17.3+0.817×61.889=53.729 mN/m 塔底液相平均表面张力计算t W =99.53时 σ乙醇=58.947 mN/m σ水=15.9 mN/m σLWm =0.005×15.9+0.995×58.947=58.732 mN/m 精馏段液相平均表面张力计算σLm =(84.446+53.729)/2=69.088 mN/m 提馏段液相平均表面张力计算σLm =(58.732+53.729)/2=56.231 mN/m6.液体平均粘度计算液体平均粘度依lgμLm=∑x i lgμi计算塔顶液相平均粘度计算t D=78.43o C时μ乙醇=0.364mPa·s μ水=0.455 mPa·slgμLDm=0.779lg(0.455)+0.221lg(0.364)=-0.363μLDm =0.436 mPa·s进料液相平均粘度计算t F=83.75 o C时μ乙醇=0.341mPa·s μ水=0.415 mPa·slgμLFm=0.183lg(0.415)+0.817lg(0.341)=-0.452μLFm=0.353 mPa·s塔底液相平均粘度计算t W=99.53 o C时μ乙醇=0.285mPa·s μ水=0.335 mPa·slgμLWm=0.002lg(0.335)+0.998lg(0.285)=-0.544μLWm=0.285 mPa·s精馏段液相平均粘度计算μLm=(0.436+0.353)/2=0.395 mPa·s提馏段液相平均粘度计算μLm=(0.285+0.353)/2=0.319 mPa·s（五）精馏塔的塔体工艺尺寸计算1.塔径的计算精馏段的气液相体积流率为V S =ρ3600VM =2.949 m 3/s L S =ρ3600LM =0.0023 m 3/s 查史密斯关联图，横坐标为Vh Lh (vlρρ)21=949.20023.0(321.1347.813) 1/2=0.0196取板间距H T =0.45m ，板上液层高度h L =0.06m ， 则H T -h L =0.39m 查图可得C 20=0.08 由C=C 20(20L σ)0.2=0.08(69.088/20)0.2=0.103u max =C (ρL -ρV )/ ρV =2.554 m/s取安全系数为0.7，则空塔气速为 u=0.7u max =1.788 m/sD=4V s /πu=788.1/14.3/949.2*4=1.39 m 按标准塔径元整后 D=1.4 m 塔截面积A T =(π/4)×1.42=1.539 ㎡ 实际空塔气速为 u=2.717/1.539=1.765 m/s 2.精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为Z 精=（N 精-1）H T =7.65 m 提馏段有效高度为Z 提=（N 提-1）H T =3.15 m在进料板上方开一人孔，其高度为 1m 故精馏塔的有效高度为 Z=Z 精+Z 提+1=7.65+3.15+1=11.8 m（六）塔板主要工艺尺寸的计算1.溢流装置计算因塔径D=1.4 m ，可选用单溢流弓形降液管 堰长l W =0.7×1.4=0.98 m 2.溢流强度i 的校核i=L h /l W =0.0023×3600/0.98=8.449≤100~130m 3/h ·m 故堰长符合标准 3.溢流堰高度h W平直堰堰上液层高度h ow =100084.2E （L h /l W ）2/3由于L h 不大，通过液流收缩系数计算图可知E 近似可取E=1h ow =100084.2×1×（L h /l W ）2/3=0.0119 mh W =h L -h ow =0.06-0.0119=0.0481 m 4.降液管尺寸计算查弓形降液管参数图，横坐标l W /D=0.7 可查得A f /A T =0.093 W d /D=0.151 故 A f =0.093A T =0.143 ㎡ W d =0.151W d =0.211 ㎡留管时间θ=3600A T H T /L H =27.64 s ＞5 s 符合设计要求5.降液管底隙高度h oh O =L h /3600l W u 0’=0.0023/0.98×0.08=0.03 m h W -h O =0.0481-0.03=0.0181 m ＞0.006 m 6.塔板布置塔板的分块 D=1400 mm ＞800 mm ，故塔板采用分块式。
实验六、板式塔精馏实验
实验六、板式塔精馏实验一、实验目的：1．熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法；2．了解板式精馏塔的结构，观察塔板上汽液接触状况；3．测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4．测定部分回流时的全塔效率。
5．测定全塔的浓度（或温度）分布。
二、实验原理：在精馏过程中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液在塔板上多次部分汽化部分冷凝，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。
回流是精馏操作的必要条件，塔顶的回流量与采出量之比称为回流比。
回流比是精馏操作的主要参数，它的大小直接影响精馏操作的分离效果和能耗。
若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多块塔板，在工业上是不可行的。
若在全回流下操作，既无任何产品的采出，也无任何原料的加入，塔顶的冷凝液全部返回到塔中，这在生产中无任何意义。
但是，由于此时所需理论板数最少，易于达到稳定，故常在科学研究及工业装置的开停车及排除故障时采用。
通常回流比取最小回流比的1.2～2.0倍。
1．塔板效率板式精馏塔中汽液两相在各塔板上相互接触而发生传质作用，由于接触时间短暂和不够充分，并且汽相上升也有一些雾沫夹带，因此其传质效率总不会达到理论板效果。
通常用塔板效率来表示塔板上传质的完善程度。
塔板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数。
影响塔板效率的因素很多，大致归纳为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）塔板结构以及操作条件等，由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前仍以实验的方法测定。
（1）总板效率（或全塔的效率）：反映全塔中各层塔板的平均分离效果，常用于板式塔的设计。
（2-44）式中： E T——总板效率N T——理论板数N P——实际板数（2）单板效率，反映单独的一块板上传质的效果，是评价塔板式性能优劣的重要数据，常有于塔板的研究。
（2-45）式中：——以液相浓度表示的单板效率；x n，x n-1——第n块板和第n-1块板液相浓度；——与离开第n块板的气体相平衡的液相浓度。
板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告
2.部分回流
提高回流比R，则能够提高塔顶产品浓度。回流比提高一是靠减小产品量，二是靠增加塔的加热速率和塔顶的冷凝量(增加冷却水量)，因而本实验在规定的条件下通过回流比R、塔底出料量W、加热量等几个参数的调节控制，寻找能够达到分离要求的较优的操作条件。
2.全塔效率
（4）
式中，NT、NP分别表示达到同样的分离要求所需的理论塔板数和实际塔板数。理论塔板可用M-T图解法求取。
（1）
（2）
联立以上两式可得：
； （3）
因此，当xF给定时，精馏条件受到上述两式的制约，即若规定了塔顶和塔底的产品浓度(xD和xW)，则不能再规定塔顶或塔底的采出率(D/F和W/F)，若规定了xD和D/F，就不能再规定xW和W/F了。
在规定的精馏条件下，DxD≤FxF，即D/F≤xF/xD，所以当D/F过分大时，即使该塔有足够的分离能力，也是不能达到预定的产品浓度xD。换句话说，在此情况下，即使进行全回流操作也是无法达到预定塔顶的浓度xD。
化学工程与工艺专业
化工原理实验报告
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板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告
一、实验目的
（1）了解板式精馏塔的构成和精馏流程；
（2）熟悉精馏塔的操作方法；
（3）掌握精馏塔的效率测定方法。
二、实验基本原理
板式蒸馏塔实验报告
板式精馏塔实验报告学院：广州大学化学化工学院班级：12化工2姓名：朱志豪其他组员：陈啸翔、毛勇、冯丹艳、利巧怡学号：1205200018指导老师：陈胜洲、郑文芝实验时间：2014.11.19摘要：本文对筛板精馏塔的性能进行全面的测试，主要对乙醇正丙醇精馏过程中的不同实验操作条件进行探讨，得出了回流比、进料流量等与全塔效率的关系，确定了该筛板精塔的最优实验操作条件。
关键词：精馏；回流比；全塔效率Abstract:The sieve plate distillation column performance comprehensive testing, mainly on ethanol isopropyl alcohol distillation process in the different experimental conditions were discussed, the reactor concentration, reflux ratio, feed location and the entire towerThe relationship between the efficiency of sieve plate tower, determine the optimal experimental conditions of fine.Key words: Distillation;reflux ratio; the tower efficiency引言：精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作，也是化工原理课程的重要章节[2]。
分析运行中的精馏塔，当某一操作条件改变时的分离效果变化，属于精馏的操作型问题[4]。
这类问题取材于工程实践，是培养工程观念、提高学生解决实际问题能力的好方法，但同时也成为学习的难点。
在工业生产中，充分掌握操作条件各类因素的影响，对提高产品的质量稳定生产，提高效益有重要的意义。
板式精馏塔性能的测定(已完成)
板式精馏塔性能的测定一 实验目的及任务ⅰ. 熟悉精馏工艺流程，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。
ⅱ. 观察塔板上气液接触状况，学会识别精馏塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔性能的影响。
ⅲ. 学习测定精馏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，掌握测定塔内溶液浓度的实验方法。
ⅳ. 学会测定部分回流时理论板数，全塔效率。
ⅴ. 测定全塔的浓度（或温度）分布。
ⅵ. 测定塔釜再沸器的沸腾传热系数。
二 基本原理（1）全塔效率ET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PT T N N E 1-= 式中 T N ――完成一定分离任务所需的理论板数，包括蒸馏釜；P N ――完成一定分离任务所需的实际板数，本装置P N =8。
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。
对于塔内所需理论板数T N ，可由已知的双组分物性平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜液的组成，回流比R 和进料热状况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，指的是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版前后的组成变化值之比。
按气相组成变化表示的单板效率为1*1++--=n n n n MV y y y y E 按液相组成变化表示单板效率为*11nn n n ML x x x x E --=-- 式中 n y 、1+n y ――离开第n 、n+1块塔板的气相平均组成，摩尔分数；1-n x 、n x ――离开第n ―1、n 块塔板的液相平均组成，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 成平衡的气相组成，摩尔分数。
（3）测定塔釜再沸器的沸腾传热系数若改变塔釜再沸器中电加热器的电压，塔内上升蒸汽量将会改变，同时，塔釜再沸器电热器表面的温度将发生变化，从而可以得到沸腾传热系数与加热量的关系。
板式精馏塔性能的测定
五、实验数据的处理1、实验数据的记录精馏塔类型：DES-III 塔内径：50mm 塔板间距：80mm 溢流管截面积：80mm2溢流堰高度：12mm 低隙高度：5mm 孔间距：6mm 蒸馏釜：Φ108*4*400mm 加热面积：0.05m2功率：1500W 换热面积：0.06m21.1原始数据的记录流量：2.5L*h-1加热电压：80V 加热温控：119℃塔釜温度：92.2℃全塔压降：93KPa温度巡检/℃（2、3、4、5、6号的板的温度依次为）：81、82.1、82.9、84、85.91.2 不同板对应的折光率塔顶塔底2号板4号板6号板温度25.6 25.6 25.6 25.6 25.6折光率 1.3637 1.3762 1.3658 1.3684 1.37272、实验数据的处理混合物料的折光率与质量分率的关系在25℃下m=58.214-42.194n D则处理后数据如下塔顶塔底2号板4号板6号板温度25.6 25.6 25.6 25.6 25.6乙醇分率0.5840 0.0566 0.4954 0.3857 0.20430.5798 0.0397 0.4743 0.3689 0.1790乙醇平均摩尔分率0.6448 0.0619 0.5511 0.4414 0.2362由塔顶和塔底的乙醇摩尔分数及常压下的乙醇-正丙醇气液平衡数据x 0.000 0.126 0.188 0.210 0.358 0.461 0.546 0.600 0.663 0.884 1.000y 0.000 0.240 0.318 0.349 0.550 0.650 0.711 0.760 0.799 0.914 1.000 依次做梯级绘出理论塔板图如下据总板效率公式E=(N-1)/N e以及单板效率公式E ml=（x n-1-x n）/(x n-1-x n*)得总板效率为E=(N-1)/N e=(6-1)/8=0.625由于相平衡拟合的方程为y=-0.72*x2+1.6693*x+0.02466又由于是全回流，所以y n=x n-1所以x n-1=y n=0.72*(x n*)2+1.6693*x n*+0.02466得出x2*=0.3765 x4*=0.2846 x6*=0.1345 所以以4号板为例得效率为E4=（x2-x4）/(x2-x4*)=(0.55-0.44)/(0.55-0.376)=0.628 同理可得2号板的板效率为E2=0.5196图1、精馏实验流程1、配料罐2、循环泵3、进料罐4、进料泵5、塔釜冷凝器6、π型管7、塔釜加热器8、视盅9、旁路阀 10、进料流量计 11、回流比分配器 12、塔顶冷凝器。
筛板式精馏塔的操作与塔效率的测定
3．在相图上作出操作线：根据精馏段操作线方程，操作线与对角线轴交于
xd R+
1
，连接这两点得精馏塔操作线。
根据提馏段操作线方程，它与对角线相交于 x = xw，当泡点进料时，并与精
2
综合化学实验
安徽师范大学 2007 年度校级精品课程
理论塔板是指蒸气与液体接触时，传质能达到蒸气-液体平衡的塔板，塔板
上生成的蒸气和液体间存在平衡关系。因此，利用操作线和平衡线可图解求出理
论塔板数。
求解程序如下：
1．根据工艺要求，已知原料的组成 xf，确定塔顶馏出液的组成 xd 和塔底馏 残液的组成 xw，并选定回流比 R。
由此可见，回流比越大，塔板上部分气化和部分冷凝的效果越好，精馏所需
的理论塔板数越少。回流比增大的极限是塔顶冷凝液全部作为回流，这时 R = ∞，
称为全回流。在这种情况下，精馏段操作线和提馏段操作线都简化为 y = x，精
馏所需的理论板数最少。全回流时实际上得不到产品，在工业上是不采用的。但
全回流时得到理想的换热传质，因而主要在实验室中用来评价精馏塔板或填料的
体中难挥发组分越来越富集。 3．最上一层塔板的蒸气必须与其组成接近的液体相接触，因而塔顶必须从
外界供应这种组成相近的液体。这可由塔顶蒸气部分冷凝或全冷凝后的冷凝液 （即馏出液）引回一部分注入塔顶。引回的这部分馏出液称为回流。没有回流， 塔内的部分气化和部分冷凝不能稳定持续进行，精馏目的无从实现。
4．从塔底应当提供蒸气，而且蒸气的组成应与塔底馏残液相近，为此，应 在塔底安装加热器（又称再沸器）使馏残液部分气化。
板式精馏塔的操作及其全塔效率的测定课件
基于物质间沸点的不同，通过加 热和冷凝的方式实现物质的分离。
板式精馏塔的分类及特点
分类
浮阀塔、泡罩塔、筛板塔等。
特点
板式精馏塔具有较高的分离效率，同时操作弹性大，能够适应不同的操作条件。
板式精馏塔的主要性能参数
01
02
03
板效率
衡量塔板分离能力的指标。
板压降
衡量气体通过塔板的难易 程度的指标。
板式精馏塔简介
板式精馏塔是一种广泛应用于化工、石油、食品等行业的蒸 馏设备。
它主要由塔体、塔板和再沸器等组成，具有操作弹性大、分 离效率高等特点。
板式精馏塔的操作
操作前准 备
检查设备是否完好，确认原料液和 蒸汽的来源和质量。
进料
将原料液加入塔内，控制流量和温度。
蒸汽加 热
开启蒸汽加热器，使原料液在塔内 受热汽化。
优化回流比
通过调整回流比，实现物料的最佳分离效果和最小的能耗。
板式精馏塔的应用及发展
板式精馏塔在工业中的应用实例
石油化工领域
用于分离和提纯石油化工 产品，如汽油、柴油、煤 油等。
食品工业领域
用于分离和提纯食品添加 剂、香料和色素等。
医药工业领域
用于分离和提纯药品、中 间体和原料药等。
新型高效板式精馏塔的开发与研制
提高途径包括
优化进料组成和流量、适当提高操作压力和温度、合理选择板间距和板效率高的 板等。此外，定期清洗和维护设备、加强操作管理等也是提高全塔效率的有效途 径。
板式精馏塔的优化设计
板式精馏塔的工艺流程设计优化
减少物料的停留时间
通过缩短流程路径、优化物流时间等方式，降低物料的停留时间， 提高分离效率。
液泛气速
板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图
板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图
王照勇;金耀辉;何钱鑫;熊双喜
【期刊名称】《四川化工》
【年(卷),期】2007(10)3
【摘要】本文对废液中低浓度乙醇的回收再利用进行了研究,主要对低浓度乙醇精馏过程中的不同实验条件进行了初探,得出了塔釜加热温度、塔釜液浓度、回流比等实验条件与塔顶产品浓度之间的关系,并用计算机绘制了图表,确定了一组最优的实验条件.
【总页数】3页(P35-37)
【作者】王照勇;金耀辉;何钱鑫;熊双喜
【作者单位】台州学院医药化工学院,浙江临海,317000;台州学院医药化工学院,浙江临海,317000;台州学院医药化工学院,浙江临海,317000;台州学院医药化工学院,浙江临海,317000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.31
【相关文献】
1.板式精馏塔塔板液相默弗里效率测定实验设计 [J], 郑大锋;陈宇;钟定明;管文康
2.一种旋板式减摆器性能测试实验台设计 [J], 杨安元;王绪奇;章迎节
3.板式精馏塔实验性能测试 [J], 王照勇;金耀辉;何钱鑫
4.填料精馏塔实验性能测试 [J], 熊双喜
5.填料精馏塔实验性能测试及计算机绘图 [J], 王增英;熊双喜
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板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图_王照勇
工艺与设备板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图王照勇金耀辉何钱鑫熊双喜(台州学院医药化工学院,浙江临海,317000)摘要本文对废液中低浓度乙醇的回收再利用进行了研究,主要对低浓度乙醇精馏过程中的不同实验条件进行了初探,得出了塔釜加热温度、塔釜液浓度、回流比等实验条件与塔顶产品浓度之间的关系,并用计算机绘制了图表,确定了一组最优的实验条件。
关键词:精馏乙醇回流比塔顶产品浓度中图分类号:TQ028131文献标识码:B前言乙醇是一种重要的精细有机化工产品,也是一种常用的化学试剂,在电子工业中用作清洗剂,制药工业、涂料及黏合剂中作为溶剂或反应物料,用量与日俱增。
无论是采用谷物、薯类发酵法还是乙醇水合法制的乙醇浓度一般只有10%左右,无法满足各个方面要求,且在工业生产的废液中含有大量的低浓度乙醇,所以低浓度乙醇的提纯和回收再利用的研究与开发已十分活跃。
通过板式精馏塔对低浓度乙醇的提纯是化工工业中最常用的一种方法,但提纯过程中,精馏塔的很多参数都需要确定与优化,通过本实验我们得出了大量的实验数据,由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源同时又可提高产品质量。
1实验部分111实验装置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。
筛板塔主要结构参数:塔内径D=68m m、厚度D=2mm、塔节<76@4、塔板数N=10块、板间距H T=100mm。
加料位置由上向下起数第6块和第8块板。
降液管采用弓形,齿形堰,堰长56mm,堰11塔釜排液口;21电加热器;31塔釜;41塔釜液位计;51塔板;6温度计(其余均以t表示);71窥视节;81冷却水流量计;91盘管冷凝器; 10塔顶平衡管;111回流液流量计;121塔顶出料流量计;131产品取样口; 141进料管路;151塔釜平衡管;161盘管换热器;171塔釜出料流量计; 181进料流量计;191进料泵;20料液储槽;211料槽液位计;221料液取样口。
板式精馏塔设计性实验报告
板式精馏塔实验报告学院：化学化工学院班级：分组：第八组姓名：其他组员：学号：指导老师：实验时间2012.11.15筛板精馏塔实验小组成员：实验时间：2012年11月19日摘要：本文根据逐板计算法和图示法求全回流条件下和不同回流比条件下的全塔效率和单板效率，并对塔板效率的影响因素作了讨论。
关键词：精馏，全回流，不同回流比，全塔效率，理论板数Abstract: distillation column is a very important part of a unit operation in the modern industry. The bottom temperature is higher than the overhead temperature. On the plate number and the headquarters efficiency of the distillation column by the reflux ratio, into the liquid flow impact. With the reflux ratio is increased, or into the liquid flow rate increases, the number of theoretical plates how the efficiency of the total board.前言精馏是指在化工、轻工等生产过程中采用多次平衡级（或接触级）的蒸馏过程来实现混合液的高纯度分离的一种常见的单元操作。
在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔身逐板上升，与来自塔顶逐板下降的回流液在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。
回流是精馏操作得以实现的基础，是精馏操作的重要参数之一，它的大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
此外，不同进料位置、不同进料浓度、不同进料量等同样影响着精馏操作的分离效果。
板式精馏塔性能测定
附：板式精馏塔性能测定实验数据整理及处理实验数据处理：⑴ 全回流下地单板效率及全塔效率测定：塔顶回流液组成Xd ，摩尔分数0.7922 釜液组成X w ,摩尔分数0.1533 进入第n 块板的液体组成X n-1,摩尔分数 0.7424 离开第n 块板的液体组成X n ,摩尔分数 0.6968 与y n (y n =X n-1)成相平衡的液体组成x n *理论塔板数N 全塔效率E单板效率E ml＊ 处理过程如下：1、由乙醇-正丙醇溶液浓度的关系：D x 49.4109.57-=计算可知： 塔顶回流液组成Xd=57.09-41.49×1.3569=0.7922； 釜液组成X w =57.09-41.49×1.3723=0.1533；进入第n 块板的液体组成X n-1=57.09-41.49×1.3581=0.7424； 离开第n 块板的液体组成X n =57.09-41.49×1.3592=0.6968；根据实验后的附录（乙醇-丙醇平衡数据）绘出乙醇-丙醇平衡曲线如下：0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0平衡数据平衡曲线yx （乙醇）0.00.51.0由图中平衡曲线可知，与y n (y n =X n-1)成相平衡的液体组成x n *=0.5831；则可由公式：*11nn nn ml x x x x E --=--（ml E 为液相默弗里板效率，进入第n 块板的液体组成为X n-1，离开第n 块板的液体组成为X n ，与y n (y n =X n-1)成相平衡的液体组成x n *），代入数据可知：单板效率2862.05831.07424.06968.07424.0=--=ml E 。
对于本次全回流的条件下：理论塔板数可利用图解法求之，因此时精馏段和提馏段的操作线方程都是y=x ，可得到下图:0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0平衡数据平衡曲线yx （乙醇）0.00.51.0由上图易知，理论塔板数N=5（含塔釜），全塔效率==eN N E ⑵ 部分回流下的全塔效率的测定：回流比R3 塔顶回流液组成X d ，摩尔分数0.680196 釜液组成X w ,摩尔分数0.045399理论塔板数N 全塔效率E⑶ 绘制全塔温度分布图T-板号；A 、 全回流下的全塔温度分布图：23456828486889092949698 数据点T板号n流比R=3时全塔温度分布图：234569092949698100102104 数据点T板号n⑷ 观察并简要记录不同回流比下，塔板上的气液两相流动与接触状况，并加以讨论。
板式精馏塔性能测定
实验五板式精馏塔性能测定一、实验目的1、了解板式塔的结构，观察塔内气、液流动状态；2、测定回流比对精馏操作的影响；3、测定精馏塔在全回流下的全塔效率和单板效率；4、测定精馏塔在全回流下的塔体温度分布；5、测定精馏塔在部分回流下的全塔效率。
二、实验原理板式塔是一类重要的气液传质设备，被广泛应用于精馏和吸收操作中，其中尤以精馏使用的最多。
在板式精馏塔中，塔板是气、液两相接触的场所。
上升蒸汽相从塔底进入，回流液从塔顶进入，气、液两相逆流接触，在塔板上进行相际传质，使液相中易挥发的组分进入气相、气相中难挥发组分进入液相。
从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比。
它是精馏操作的一个重要控制参数，回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
全回流操作时，既不向塔中加料，也无任何产品产出，虽从生产角度讲没有任何意义，但是这种操作容易达到稳定，故在装置开工和科学研究中常常采用。
对于给定的分离要求，全回流操作所需理论塔板数最少。
对于一定的分离要求，减小回流比，所需理论塔板数增加。
当回流比减小到某一值时，所需的理论塔板数变为无穷，此回流比为最小回流比Rmin。
精馏塔正常操作时，所选用的回流比R应为Rmin的1.2~2.0倍。
精馏操作时，应有正常的气液负荷量，避免发生以下不正常操作状况。
液流量一定的情况下，气速过大将引起大量的液沫夹带，即塔板上的部分液体被上升气流带至上层塔板，严重时会发生夹带液泛，破坏塔的正常操作；气速较小时，部分液体会从塔板开孔处直接漏下，称为漏液，它使气、液两相不能充分接触。
严重的漏液，将使塔板上不能积液而无法正常操作。
另外，当气液负荷较大，或塔板上的降液管有堵塞现象时，降液管内液面会升高至堰板上缘，导致板上积液，最终会使全塔充满液体，引起溢流液泛，破坏塔的正常操作。
板效率是反映塔板及操作性能好坏的重要指标，影响板效率的因素很多。
在塔板类型、分离体系确定的条件下，塔板上的气液流量是影响板效率的主要因 素。
精馏塔塔板负荷性能图数据
m
0.4
塔的有效高度
Z
m
10.4
塔径
D
m
1.2
空塔气速(精馏段/提馏段)
u
m/s
0.68/0.65
塔板液流形式
单流型
溢 流 装 置
溢流管形式
弓形
堰长
lW
m
0.792
堰高(精馏段/提馏段)
hW
m
0.048/0.039
溢流堰宽度
Wd
m
0.149
管底与受液盘距离
(精馏段/提馏段)
hO
m
0.042/0.033
液沫夹带线Vs
液泛线Vs
漏液线Vs
液相负荷上限线Vs
液相负荷下限线Vs
Ls/(m3/s)
精馏段
提馏段
精馏段
提馏段
精馏段
提馏段
精馏段
提馏段
精馏段
提馏段
0.001
1.6863
1.6540
1.7605
1.5860
0.4597
0.4059
0.0082
0.0082
0.00068
0.00068
0.002
1.6107
102.79
15.0
29.4
100.75
20.0
37.2
98.84
25.0
44.2
97.13
30.0
50.7
95.58
35.0
56.6
94.09
40.0
61.9
92.69
45.0
66.7
91.40
50.0
71.3
90.11
55.0
实验报告样本—— 精馏塔性能实验(一)
ET =
NT × 100% NP
(8-1)
理论板数 NT 可由图解法求得 部分回流时，进料热状况参数的计算式为
q=
C pm (t B − t F ) + rm rm
(8-2)
单板效率 Em Em 是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化与经过 一层理论板前后的组成变化的比值。 按液相组成变化表示的单板效率为：
图 1 30℃折光指数——液相组成关系图 30℃下质量分率与折光仪指数读数之间的回归式：
Ｗ＝58.844116－42.61325×nD
其中 W 为乙醇的质量分率; nD 为折光仪读数(折光指数)
WA ) MA 由质量分率求摩尔分率(XA): X A = W [1 − (WA )] ( A )+ MA MB (
rm —进料液体的平均摩尔汽化潜热，kJ/kmol。 Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2，kJ/kmol．℃ (8-3) rm=r1M1x1+r2M2x2，kJ/kmol (8-4) 式中： Cp1， p2——分别为纯组份 1 和组份 2 在平均温度 F + tB） 2 下的比热， kJ/kg． ） C （t / （ ℃。 （tF + tB）/ 2=(21.8+89.8)/2=55.8℃ (55.8+273.15≈330K) 。 在液体比热容共线图（教材上册 P346）上查出相应的比热容。 Cp1（乙醇）=3.04 kJ/（kg．K） Cp2（正丙醇）=2.85（kJ/kg．K） ， 。 在液体比热容共线图（教材上册 P346）上查出相应的比热容。 （注：kJ/kg．K 与 kJ/kg．℃ 相当） 在汽化热共线图（教材上册 P350）上查出相应的汽化热。乙醇临界温度 tc=243℃ （tc-t=243-89.8=144.2） ，正丙醇临界温度 tc=264℃（tc-t=264-89.8=174.2） ， r1=850（kJ/kg） r2=680（kJ/kg）kJ/kg。 r1，r2——分别为纯组份 1 和组份 2 在泡点温度下的汽化潜热。 M1，M2——分别为纯组份 1 和组份 2 的摩尔质量，kg/kmol。M1=46，M2=60 x1，x2——分别为纯组份 1 和组份 2 在进料中的摩尔分率。 x1=0.2944，x2=1- x1=0.7056 计算 q 值： Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2=3.04*46*0.2944+2.85*60*0.7056=43.21+118.16=161.37 rm=r1M1x1+r2M2x2=850*46*0.2944+680*60*0.7056=12081.9+28192.8=40274.7
板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告
2.全塔效率
（4）
式中，NT、NP分别表示达到同样的分离要求所需的理论塔板数和实际塔板数。理论塔板可用M-T图解法求取。
（1）在储料罐中配制一定浓度的来自精溶液(10%~20%)。（2）待塔全回流操作稳定时，打开进料阀，开启进料泵电源，调节进料量至适当的流量。
（3）启动回流比控制器电源，调节回流比R。
（4）当流量，塔顶及塔内温度读数稳定后即可取样分析。
3.乙醇浓度的测定
（1）比重法。根据天平测定比重的方法，分别测出塔顶、塔底试样的比重。并由酒精组分一比重对照表查得酒精质量分数。测完的样品分别倒回回收瓶中。
（2）气相色谱法。
4.注意事项
（1）塔顶放空阀一定要打开。
（2）料液一定要加到设定液位2/3处方可打加热管电源，否则塔釜液位过低会使电加热丝露出、干烧致坏。
（3）部分回流时，进料泵电源开启前务必先打开进料阀，否则会损害进料泵。
六、实验原始数据记录
取得两组数据：
（1）塔顶：0.810（测量得）
质量比：93.44；体积比：95.75（查表得）
（4）当塔顶温度，回流量和塔釜温度稳定约15~30min后，由塔顶取样管和塔底取样口用取样瓶接取适量试样，取样前应先取少量式样冲洗取样瓶两次。取样后用塞子将取样瓶塞严，并使其冷却到室温。塔板上液体取样注射器从所测定的塔板中缓缓抽出，取1mL左右注入事先洗净烘干的针剂瓶中，各个样品尽可能同时取样。
2.部分回流
79.9
板式塔精馏实验(化工原理)
F DW试验 板式塔精馏试验一、试验目的1、了解筛板式精馏塔的构造与流程；2、生疏筛板式精馏塔的操作方法；3、测定全回流及局部回流时塔的单板效率、总塔板效率。
二、根本原理精馏是最常见的分别液体混合物的单元操作。
在板式精馏塔中，混合液在塔板上传质、传热，气相逐板上升，液相逐板下降，层层接触，屡次局部气化，局部冷凝，在塔顶得到较纯的轻组分，塔釜得到较纯的重组分，从而实现分别，试验物料是乙醇—水系统。
1. 维持稳定连续精馏操作过程的条件（1） 依据进料量及其组成、分别要求，严格维持塔内的物料平衡总物料平衡 F=D+W 〔8－1〕 各组分的物料平衡Fx = Dx + Wx 〔8－2〕D xx塔顶采出率FW〔8－3〕Fx xDW假设 F ＞D+W ，塔釜液面上升，会发生淹塔；相反假设F ＜D+W ，会引起塔釜液面下降， 最终导致破坏精馏塔的正常操作。
假设塔顶采出率过大，即使精馏塔有足够的分别力量，塔顶也不能获得合格产物。
（2） 精馏塔的分别力量在塔板数肯定的状况下，正常的精馏操作要有足够的回流比，才能保证肯定的分别效果， 获得合格的产品，所以要严格掌握回流量。
（3） 精馏塔操作时，应有正常的汽液负荷量，避开不正常的操作状况1〕严峻的液沫夹带现象 2） 严峻的漏液现象 3） 溢流液泛2. 灵敏板温度一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如 R 、x F 、F 、采出率等发生波动时)， 全塔各板上的组成发生变化，全塔的温度分布也发生相应的变化，其中有一些板的温度对外界干扰因素的反响最灵敏，故称它们为灵敏板。
灵敏板温度的变化可预示塔内的不正常现象的发生，可准时实行措施进展订正。
3. 塔效率〔1〕全塔效率全塔效率是板式塔分别性能的综合度量，一般由试验测定。
NET〔8－4〕N式中 N 、N 分别表示到达某一分别要求所需的理论板数和实际板数。
N 由双组分TT物系的汽液平衡关系，通过试验测得的塔顶产品组成 x 、料液组成 x 、进料热状态 q 、残 DF液组成x 、回流比R 等，即能用图解法、逐板计算法等求得。
板式精馏塔的操作和塔效率的测定实验
板式精馆塔的操作与塔效率的测定一、实验目的(1)熟悉板式塔的结构及精懈流程；(2)理论联系实际，掌握精镭塔的操作；(3)学会精镭塔塔效率的测定方法。
二、基本原理1.二元精馅过程的质量指标和操作变量精懈塔的进料通常是前一工序或另一精镭塔的出料，为简化讨论，认为它稳定不变。
二元精懈过程的质量指标是塔顶塔釜的轻组分含量和。
主要操作变量是塔顶采出率D和塔釜加热量Qh。
2.维持连续精馅过程稳定操作的条件(1)根据进料量及组成、产品的分离要求，严格维持物料平衡。
1)总物料平衡：塔的总进料量应恒等于总出料量。
即F = D + W当进料量大于出料量时，会引起淹塔；相反，出料量大于进料量时，会引起塔釜干料，最终都将破坏精镭塔的正常操作。
2)各组分的物料平衡：在满足总物料平衡的情况下，应同时满足轻组分物料平衡。
即由上述二式可知：为获得合格产品，必须保证一定的塔顶、塔釜采出率：和实际操作中，塔釜采出率W—般是根据塔釜液位的高低来操作，而塔顶采岀率D的大小则直接影响着质量指标。
（2）精镭塔应有足够的分离能力。
在塔板数一定的情况下，正常的精懈操作要有足够的回流比，才能保证一定的分离效果，得到合格的产品。
而回流比的大小是由塔内热量衡算所决定，其中，塔釜加热量Qh是个十分重要的操作变量。
（3）精镭塔操作时，塔内应有正常的气液负荷量，避免发生以下不正常的操作状况：1）严重的液沫夹带现象上升气流将塔板上的液体的一部分带至上层塔板，这种现象称为液沫夹带。
液沫夹带是一种与液体主流方向相反的流动，属返混现象，将使板效率降低。
液流量一定时，气速过大将引起大量的液沫夹带，严重时还会发生夹带液泛，破坏塔的正常操作。
2）严重的漏液现象精锚塔内，液体与气体在塔板上应进行错流接触，但是当气速较小时，部分液体会从塔板开孔处直接漏下。
这种液漏现象使气、液两相不能充分接触。
严重的液漏将使塔板上不能持液而无法正常操作。
3）溢流液泛因受降液管通过能力的限制而引起的液泛称溢流液泛。
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工艺与设备
板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图
王照勇金耀辉何钱鑫熊双喜
(台州学院医药化工学院,浙江临海,317000)
摘要
本文对废液中低浓度乙醇的回收再利用进行了研究,主要对低浓度乙醇精馏过程中的不同实验条件进行了初探,得出了塔釜加热温度、塔釜液浓度、回流比等实验条件与塔顶产品浓度之间的关系,并用计算机绘制了图表,确定了一组最优的实验条件。
关键词:精馏乙醇回流比塔顶产品浓度
中图分类号:TQ028131文献标识码:B
前言
乙醇是一种重要的精细有机化工产品,也是一种常用的化学试剂,在电子工业中用作清洗剂,制药工业、涂料及黏合剂中作为溶剂或反应物料,用量与日俱增。
无论是采用谷物、薯类发酵法还是乙醇水合法制的乙醇浓度一般只有10%左右,无法满足各个方面要求,且在工业生产的废液中含有大量的低浓度乙醇,所以低浓度乙醇的提纯和回收再利用的研究与开发已十分活跃。
通过板式精馏塔对低浓度乙醇的提纯是化工工业中最常用的一种方法,但提纯过程中,精馏塔的很多参数都需要确定与优化,通过本实验我们得出了大量的实验数据,由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源同时又可提高产品质量。
1实验部分
111实验装置
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。
筛板塔主要结构参数:塔内径D=68m m、厚度D=2mm、塔节<76@4、塔板数N=10块、板间距H T=100mm。
加料位置由上向下起数第6块和第8块板。
降液管采用弓形,齿形堰,堰长56mm,
堰
11塔釜排液口;21电加热器;31塔釜;41塔釜液位计;51塔板;
6温度计(其余均以t表示);71窥视节;81冷却水流量计;91盘管冷凝器; 10塔顶平衡管;111回流液流量计;121塔顶出料流量计;131产品取样口; 141进料管路;151塔釜平衡管;161盘管换热器;171塔釜出料流量计; 181进料流量计;191进料泵;20料液储槽;211料槽液位计;221料液取样口。
图1筛板塔精馏过程示意图
高713mm,齿深416mm,齿数9个。
降液管底隙
35
第3期板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图
415m m 。
筛孔直径d 0=115mm ,正三角形排列,孔间距t =5mm,开孔数为74个。
塔釜为内电加热
式,加热功率415kW,有效容积为10L 。
塔顶冷凝器、塔釜换热器均为盘管式。
111
实验分析条件
实验采用温岭市福立分析仪器公司GC9790型气相色谱仪,载气为氢气,柱为U 3@015@2000不锈钢填充柱。
固定相为GDX -101白色担体,老化温度200e ,最高使用温度220e 。
热导检测,汽化室温度170e ,柱温120e ,检测室温度200e ,柱前压0111M Pa,进样量015L L,应用软件为浙大N2000色谱工作站。
112
实验步骤
本实验分以下步骤:在全回流操作下,在同一塔釜浓度下建立塔釜加热温度梯度,测量对应塔顶浓度;在全回流操作下,在同一加热温度下测定不同塔釜液的产品浓度;在部分回流操作下,控制同一加热温度与釜液浓度,在不同回流比下测定对应塔顶浓度;在部分回流下测定产品浓度与不同塔釜液关系。
本文在全回流下,对不同加热温度和不同塔釜液与塔顶产品浓度情况进行了比较分析,找出了一组最佳操作条件;在最佳操作温度与塔釜浓度下进行部分回流,对不同回流比和不同塔釜液下塔顶浓度测量比较分析,得出了间歇式精馏的最佳操作条件。
2 结果与讨论
211 塔釜加热温度对间歇精馏的影响
实验条件:向塔釜加入20%乙醇水溶液(用无水乙醇配制),设定不同塔釜加热温度(依次为180e 、210e 、240e 、270e 、300e )进行全回流操作,待有回流液出现时开始记时(0min 、15m in 、30m in 、45min 、60m in),分别对塔顶进行取样分析,同时测定回流液量。
并作出塔顶乙醇含量-塔釜加热温度曲线(图2)。
由图2可知,随着塔釜加热温度的升高,在180~250e 之间分离效率总体呈上升趋势,但250e 以后温度继续加大分离效果会随时间的推移而下降。
这是因为温度太高,塔内乙醇分离量已经饱和,继续
加热就会蒸馏出大量水分使塔顶产品浓度下降。
由实验可知其最优塔釜加热温度为250e 。
212 塔釜液浓度对间歇精馏的影响
实验条件:确定塔釜加热温度250e 不变,设定不同塔釜液浓度(10%、20%、30%、40%、50%)进行全回流,待回流稳定有回流液出现时,开始记时(0min 、15min 、30m in 、45min 、60min),分别取样分析,同时测定回流量。
并作塔顶乙醇含量-塔釜液浓度曲线(图3)。
图2塔釜加热温度对分离效率的影响
图3
塔釜液与塔顶浓度的关系
由图3可知,随着塔釜液浓度的升高,分离效率呈明显上升趋势,但在25%以后,塔釜液浓度的加大对分离效果影响并不大,如果再用提高塔釜液浓度的方法来提高分离效率将会浪费大量能源。
我们选取最优塔釜液浓度为20%。
213
回流比对间歇精馏的影响
实验条件:向塔釜加入20%乙醇水溶液,设定塔釜加热温度为250e 、进料浓度30%。
待全回流稳定后,设定回流比R(116B 1、210B 1、214B 1、218
36四川化工 第10卷 2007年第3期
B 1、312B 1)进行部分回流操作,回流稳定有回流液时开始记时(15m in 、30min 、45min 、60m in),对塔顶取样分析,并作出塔顶乙醇浓度-回流比曲线(图4)。
由图4可知,增大回流比可以提高回流效率,但降低了乙醇的产量。
在同样产量的情况下增大了能耗,且回流比在218以后,分离效率变化比较平缓,所以本实验选择218B 1作为本实验的最优回流比,但实际生产时还要根据需要处理的废液量来选择合
适的回流比。
图4
回流比与塔顶浓度的关系
214 部分回流时塔釜液浓度对分离效率的影响
实验条件:向塔釜分别加入(10%、15%、20%、25%、30%)的乙醇水溶液,设定塔釜加热温度为250e 、回流比218B 1、进料浓度30%,进行部分回流操作,回流稳定有馏出液后开始记时(10m in 、20m in 、30min 、40m in)对塔顶取样分析,并作塔顶乙醇含量-塔釜液浓度曲线(图5)。
由图5可知,增大部分回流时的塔釜液浓度可以提高分离效率,但整个变化过程非常平缓,尤其在20%以后几乎不再变化,所以确定最优塔釜液浓度为20%。
图5
部分回流塔顶浓度与塔釜液关系
3结论
本实验通过乙醇-水系统在板式精馏塔中各种
分离条件的优化,确定了一些分离参数。
首先通过全回流确定塔釜加热温度与塔釜液浓度,再在部分回流下确定回流比,同时校正了塔釜液浓度与全回流时一致。
从而得出一组优化后的分离参数,但这些参数只是在实验室内的小型塔器内得出的,在用
废液回收乙醇的实际操作时,还是要针对企业自身情况选择适宜的操作方式进行间歇精馏。
参考文献
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The Function Taste of Rectifier .s Experiment and Computer Drawing
Wang Zhao -y ong ,J in Yao -hui ,H e Qian -x in,X iong S huang -x i
(Dep artment of M edical Chemistr y ,T aiz hou Univer sity ,L inhai Zhej iang 317000China)
Abstract:T his ar ticle r esearches r ecycling the low density ethano l in w aste liquid.T he m ain action is ex plo -r ing different experimental conditio ns during the pro cess of rectifying the low density ethano l.T hrough the ex periments,I get the conditions of the ex periments such as botto m calefaction voltage,the density of bo ttom 's liquid and reflux ratio w ith the density of tip pro duction's relationship.T hen,I dr aw charts by com puter and fix on a g roup of the ex cellent exper im ental conditio ns.Key words:rectify;ethanol;reflux ratio;the density of tip pr oduction
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第3期 板式精馏塔实验性能测试及计算机绘图。