精馏实验讲义
精馏塔实验讲义
E T = ⨯100% C pm (t BP - tF ) + r m 精馏塔实验讲义一、 实验目的1． 充 分 利 用 计 算 机 采 集 和 控 制 系 统 具 有 的 快 速 、 大 容 量 和 实 时 处 理 的 特 点 ， 进 行精馏过程多实验方案的设计，并进行实验验证，得出实验结论。
以掌握实验研究的方法。
2． 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。
3． 学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
4． 测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。
二、 实验原理1． 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔板逐板上升与来字塔板下降的回流液，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。
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重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。
若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块塔板的精馏塔。
当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。
若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔内中，这在生产中无实际意义。
但是，由于此时所需理论塔板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时使用。
实际回流比常取最小回流比 1.2—2.0 倍。
在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也会变坏。
2． 对于二元物系，如已知其汽液平衡数据，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，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数 N T 。
按照式（5-1）可以得到总板效率 E T ，其中 N P 为实际塔板数。
N T N P部分回流时，进料热状况参数的计算式为q = r m式中：t F——进料温度，℃。
t BP——进料的泡点温度，℃。
化工基础课件武汉大学第6章精馏-1讲义教材
vAxpA A
，vBxpB B
2020/9/27
• 相对挥发度——各组分的挥发度之比，称为组分间 的“相对挥发度”。
A Bv vB A,
A Bp p B Ax xB Ap p B A o ox xB Ax xB Ap p B A o o
2020/9/27
• 通常定义易挥发组分挥发度与难挥发组分挥发度之 比为相对挥发度。这样定义的α ，则α > 1 。
yA
pA P
pAo xA P
I
式（I）说明，只要知道某温度下的（饱和蒸汽压数 据），就可以计算得到x与y，就可以作出在指定外 压下的t-x-y图。式（I）还说明，总压对t-x-y图是有 影响的。
2020/9/27
x-y图 • 取t-x-y图中的x , y 数据，以x为横坐标，y为纵坐标
，绘成的图为x-y图。
2-1 精馏基本原理 简单蒸馏是单级分离过程，对溶液只进行一次部
分气化；精馏是对混合液同时进行多次部分气化和部 分冷凝相结合的操作。
2020/9/27
• 常见的精馏塔分板式、填料式。 • 板式安装有若干层塔板，每层塔板上保证有一定的
液层高度，气、液两相通过塔板进行部分气化和部 分冷凝。 • 填料塔内充填一定的填料层，气、液两相在被润湿 的填料表面上进行部分气化和部分冷凝。
第六章 精馏
2020/ห้องสมุดไป่ตู้/27
• 利用液体混合物中各组分挥发度不同的性质，对液 体混合物进行多次部分气化和部分冷凝相结合的操 作后，就会使气相中易挥发组分的含量越来越高， 而液相中难挥发的组分的含量也越来越高，从而达 到分离混合物的目的。
2020/9/27
乙醇-水体系的蒸馏分离
气相: 醇富集
精馏实验
实验七 精馏实验一、实验目的1、了解精馏装置的基本流程及筛板精馏塔的结构，熟悉精馏操作方法；2、测定全回流条件下总板效率（或单板效率）。
3、观察不正常现象并及时处理问题。
二、基本原理塔釜加热，液体沸腾，在塔内产生上升蒸汽，上升蒸汽与沸腾液体有着不同的组成，这种不同组成来自轻重组份间有不同的挥发度，由此塔顶冷凝，只需要部分回流即可达到塔顶轻组份增浓和塔底重组份提浓的目的。
部分凝液作为轻组份较浓的塔顶产品，部分凝液作为回流，形成塔内下降液流，下降液流的浓度自塔顶而下逐步下降，至塔底浓度合格后，连续或间歇地自塔釜排出部分釜液作为重组份较浓的塔底产品。
全回流下测全塔效率有二个目的：（1）在尽可能短的时间内在塔内各塔板，至上而下建立浓度分布，从而使未达平衡的不合格产品全部回入塔内直至塔顶塔底产品浓度合格，并维持若干时间后为部分回流提供质量保证；（2）由于全回流下的全塔效率和部分回流下的全塔效率相差不大，在工程处理时，可以用全回流下的全塔效率代替部分回流下的全塔效率，全回流时精馏段和提馏段操作线重合，气液两相间的传质具有最大的推动力，操作变量只有1个，即塔釜加热量，所测定的全塔效率比较准确地反映了该精馏塔的最佳性能，对应的塔顶或塔底浓度即为该塔的极限浓度。
精馏塔是分离均相混合液的重要设备，衡量板式精馏塔分离性能，一般用总板效率表示：PNT N E 1-= （式7-1） 式中：E ——总板效率；N T ——理论板层数； N P ——实际板层数。
三、维持正常精馏的设备因素和操作因素合理的塔板数和塔结构为正常精馏达到指定分离任务提供了质量保证，塔板数和塔板结构为汽液接触提供传质面积。
塔板数愈少，塔高愈矮，设备投资愈省。
塔板数多少和被分离的物系性质有关，轻重组份间挥发度愈大，塔板数愈少。
反之，塔板数愈多。
塔结构合理，操作弹性大，不易发生液沫夹带、漏液、溢流液泛。
反之，会使操作不易控制，塔顶塔底质量难以保证。
为有效地实现汽液两相之间的传质，为了使传质具有最大的推动力，设计良好的塔结构能使操作时的板式精馏塔（如图7-1（a）所示）应同时具有以下两方面流动特征：（1）汽液两相总体逆流（2）汽液两相在板上错流。
精馏培训讲义
精馏培训讲义1.相和相律 (2)1.1.相 (2)1.2.自由度 (2)1.3.相律 (3)2.两组分理想物系的气液平衡 (3)2.1.道尔顿分压定律 (4)2.2.拉乌尔定律 (4)2.3.两组分理想物系的气液平衡函数关系 (4)2.4.相对挥发度 (5)2.5.t－x－y图(温度－组成图)与x－y图 (5)3.简单蒸馏与闪蒸 (7)3.1.简单蒸馏 (7)3.2.闪蒸 (7)4.精馏 (8)4.1.精馏过程的原理 (8)4.2.精馏操作流程 (9)4.3.精馏塔内部结构 (12)5.精馏操作的影响因素 (17)5.1.精馏塔操作压力的变化对精馏操作的影响 (17)5.2.进料状态对精馏操作的影响 (18)5.3.进料量大小对精馏操作的影响 (18)5.4.进料组成变化对精馏操作的影响 (18)5.5.进料温度变化对精馏操作的影响 (19)5.6.塔内上升蒸汽速度和蒸发釜加热量波动对精馏操作的影响 (19)5.7.回流比大小对精馏操作的影响 (19)5.8.塔顶冷剂量大小对精馏操作的影响 (19)5.9.塔顶采出量大小对精馏操作的影响 (19)5.10.塔底采出量大小对精馏操作的影响 (20)5.11.萃取剂对萃取精馏的影响 (20)5.12.辅助设备对精馏操作的影响 (20)5.13.填料塔在操作上的要求 (20)5.14.浮阀塔在操作上的特点 (21)5.15.精馏塔的操作总结 (21)6.特殊蒸馏 (22)6.1.萃取精馏 (22)6.2.水蒸气蒸馏 (25)化工生产中经常涉及到物料的分离、提纯，在化工厂内，有化学反应发生的设备往往只占一小部分，大部分设备的作用是传输、换热与分离。
一般来说，通常在大型化工生产过程中分离装置的费用占总投资的50～90%。
使物料中的某些组分分离出来并达到所需要的纯度有很多方法，如蒸馏、吸收、萃取、结晶等。
分离均相溶液时蒸馏是最常用的方法，它是利用物系中各组分挥发度不同的特性通过加热来形成气液两项以实现分离的目的。
精馏培训讲义PPT课件
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
筛板塔精馏实验 化工原理实验讲义
实验一 筛板塔精馏实验一、实验目的了解筛板式精馏塔的结构，掌握其操作方法，观察气液两相接触状况的变化。
测定在全回流时精馏塔总板效率，分析气液接触状况对总板效率的影响。
二、实验装置1—原料液罐 2—进料泵 3—塔身 4—塔釜加热器 5—高位槽 6—转子流量计 7—冷凝器 8—回流比分配器 9—塔顶储液罐 10—冷却器 11—塔釜储液罐精馏装置流程示意图三、实验原理将双组分溶液加热，使其部分气化，则气相中的易挥发组分的浓度高于原物系的浓度。
对于沸点相近的双组分溶液，可以将液相再次部分气化，气相部分液化。
在板式塔内进行多级的上述过程，易挥发组分在气相中不断提浓，并在塔顶馏出；难挥发组分在液相中不断提浓，并在塔底采出，从而使两组分得到纯化。
精馏的必要条件是建立气-液两相的逆流接触（上升蒸气和回流液）。
总板效率E T 的测定：达到一定分离要求所理论板数和实际板数之比称为塔的总板效率 E T 。
即：T T P N E N1. 全回流操作时理论板数可通过逐板计算或利用汽液平衡数据通过图解法求出。
（1）逐板计算法求理论板数 根据芬斯克方程式min1lg 11lg W D D W mx x x x N α⎡⎤-⋅⎢⎥-⎣⎦=- （不包括再沸器） 式中：αm ——塔内平均相对挥发度，可取塔顶与塔釜间的几何平均值。
m α=（2）图解法求理论板数利用相平衡数据作出平衡线，根据测出的x D 、x W ，在对角线和平衡线间交替作梯级，即可求出全回流时的理论板数。
2. 部分回流操作时可通过图解法求出理论板数（参考化工原理教材）四、实验方法(一) 实验前准备、检查工作1. 将与阿贝折光仪配套的恒温水浴调整运行到所需的温度,并记下这个温度(例如30℃)。
检查擦镜头纸是否准备好。
2. 检查实验装置上的各个旋塞、阀门，均应处于关闭状态。
3. 配制一定浓度(质量浓度 20％左右)的乙醇-正丙醇混合液(总容量6000毫升左右),然后倒入原料液罐。
化工原理精馏讲义 (1)
化工原理实验讲义模板实验--在线数字精馏一、实验目的1、熟悉板式精馏塔的结构、流程及各部件的结构作用；2、用作图法和计算法确定精馏塔部分回流时理论板数，并计算出全塔效率。
3、测出全塔温度分布，确定灵敏板位置。
4、了解塔釜液位、塔釜加热量、预热、回流比等控制原理。
5 、充分利用计算机采集和控制系统具有的快速、大容量和实时处理的特点，进行精馏过程多实验方案的设计，并进行实验验证，得出实验结论。
以掌握实验研究的方法。
6 、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。
7 、学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
8 、测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。
二、实验装置、流程及操作说明1、实验装置及流程示意（见下页）2、实验体系：酒精水溶液3、进料状态：常温：不经过换热器预热和电预热，直接进料加热：经过电加热预热，设置加热功率实现饱和液进料4、结构参数：塔内径D=68mm，塔总高H=3000mm，塔内采用筛板及弓形降液管，共有15块板。
根据不同进料组成和状态，设置三个进料口，分别在第2、4、8（从下向上）板处。
板间距H T=70mm，板上孔径d=2mm，筛孔数N=50个，开孔率4.3%。
塔顶为列管式冷凝器，冷却水走管外，蒸汽在管内冷凝。
回流比由回流转子流量计与产品转子流量计数值决定。
料液由泵从原料罐中经转子流量计计量后加入塔内。
5、有关测量仪表及控制转子流量计参数：塔顶：回流LZB—3 16～160 ml/min，产品LZB—3 2.5～25 ml/min进料：LZB—4，16～160 ml/min冷却水：塔顶全凝器LZB—15，25～250 l/h塔底冷却器LZB—10，16～160 l/h压力：塔釜膜盒压力表：0～6KPa塔釜压力传感器：0～6KPa电流：塔釜电加热电流表（指针式）：0～20A进料电加热电流表（指针式）：0～1A数字仪表型号触摸屏：温度检测：12点回流比输入控制进料预热功率控制塔釜电加热控制：宇电5186、电磁阀：塔顶回流、塔顶产品：2W—025—087、调压器：塔釜和预热加热电压调压模块：40A，电流输入4—20mA8、进料泵：磁力泵15w9、电加热：塔釜功率：3*2 kw 380V（自控）进料预热功率：300 w （自控）10、操作参数：P釜=1.0～2.2KPa；T灵=82～84℃T顶=78～80℃T釜=97～100℃产品]；⑵操作线y=x [每板间上升的气相组成=下降的液相组成]；⑶x D-x W最大化[也既理论板数最小化]。
精馏实验(化工原理实验)
精馏实验一、实验目的1、了解筛板式精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏操作的基本方法；2、掌握精馏过程全回流和部分回流的操作方法；3、掌握测定板式塔全塔效率。
二、实验原理1、全塔效率E T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-1=T T P N E N (1)式中：T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括塔釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，表明塔板结构、物性系数、操作状况等因素对塔板分离效果的影响。
对于双组分体系，塔内所需理论塔板数N T ，可通过实验测得塔顶组成x D 、塔釜组成x W 、进料组成x F 及进料热状况q 、回流比R等有关参数，利用相平衡关系和操作线用图解法或逐板计算法求得。
图1塔板气液流向示意图2、单板效率ME 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。
按气相组成变化表示的单板效率为1*1y =n n MV n n y E y y ++--(2)按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n n x x E x x ---=-(3)式中：y n 、1n y +－分别为离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －分别为离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*ny －与x n 成平衡的气相组成，摩尔分数；*nx －与y n 成平衡的液相组成，摩尔分数。
3、图解法求理论塔板数N T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。
对于恒摩尔流体系，精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++(4)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 －回流比。
精馏培训讲义(PPT 67页)
y A yB x A xB
y
x ——相平衡方程 1 1x
0 p ，所以 A A 0 B pB
若已知两组分的相对挥发度，可由上式确定汽液平衡组成。 对理想溶液，组分的挥发度 = po
值随温度变化相对较小，在一定的温度范围内，常取 的平均值
用于相平衡计算。
塔顶产品 yA 加热器 原料液
减压阀
闪 蒸 罐 xA
Q
塔底产品
6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏
闪蒸过程可通过物料衡算、热量衡算以及相平衡关系求解所需参数。 下面以两组分混合液连续稳定闪蒸过程为例给予说明。 2. 物料衡算 总物料衡算
F D W
D, yD, te 减 压 阀 yD 闪 蒸 罐
易挥发组分的物料衡算
yD
xW 1 1xW
若已知进料组成 xF 和生产任务所要求的汽化率 (1-q)，结合物料 衡算式可求得汽液相组成 yD、xW。
6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏
4. 热量衡算 料液由进料温度 tF 升至 t0 需供给的热量 Q 为
Q FCpm t0 t F
闪蒸后，料液温度由 t0 降至平衡温度 te，若不计热损失，则料液 放出的显热全部用于料液的部分汽化所需的潜热，即
FCpm t0 te 1 qFr
由上式可得
t0 te 1 q
C pm
通过以上诸式，在 q 为已知的条件下，由物料衡算与相平衡关系 求得yD、xW 后，由温度-组成相图求 te，进而求 t0。 汽化量大， (1-q) 值大，闪蒸前料液温度需加热至更高的 t0 值。
6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏
t/C
露点线
泡点线
0
精馏塔实验讲义
精馏塔实验讲义一、 实验目的1． 充分利用计算机采集和控制系统具有的快速、大容量和实时处理的特点，进行 精馏过程多实验方案的设计，并进行实验验证，得出实验结论。
以掌握实验研究的方法。
2． 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。
3． 学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
4． 测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。
二、 实验原理1． 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔板逐板上升与来字塔板下降的回流液，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。
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重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。
若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块塔板的精馏塔。
当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。
若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔内中，这在生产中无实际意义。
但是，由于此时所需理论塔板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时使用。
实际回流比常取最小回流比 1.2—2.0倍。
在精馏操作中，若回流系统出现故障，操作情况会急剧恶化，分离效果也会变坏。
2． 对于二元物系，如已知其汽液平衡数据，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，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数N T 。
按照式（5-1）可以得到总板效率E T ，其中N P 为实际塔板数。
%100⨯=P T T N N E部分回流时，进料热状况参数的计算式为 m m F BP pm r r t t C q +-=)(式中：t F——进料温度，℃。
t BP——进料的泡点温度，℃。
C pm——进料液体在平均温度（t F + t P）/2下的比热，kJ/（kmol．℃）。
实验九 恒沸精馏实验讲义
实验九恒沸精馏一、实验目的恒沸精馏是一种特殊的分离方法。
它是通过加入适当的分离媒质来改变被分离组分之间的汽液平衡关系，从而使分离由难变易。
恒沸精馏主要适用于含恒沸物组成且用普通精馏无法得到纯品的物系。
通常，加入的分离媒质(亦称夹带剂)能与被分离系统中的一种或几种物质形成最低恒沸物，使夹带剂以恒沸物的形式从塔顶蒸出，而塔釜得到纯物质。
这种方法就称作恒沸精馏。
本实验通过制备无水乙醇，达到以下两个目的。
（1）加强并巩固对恒沸精馏过程的理解。
（2）熟悉实验精馏塔的构造，掌握精馏操作方法。
二、实验原理在常压下，用常规精馏方法分离乙醇—水溶液，最高只能得到浓度为95.57％(质量分数)的乙醇。
这是乙醇与水形成恒沸物的缘故，其恒沸点78.15℃，与乙醇沸点78.30℃十分接近，形成的是均相最低恒沸物。
而浓度95％左右的乙醇常称工业乙醇。
由工业乙醇制备无水乙醇，可采用恒沸精馏的方法。
实验室中恒沸精馏过程的研究，包括以下几个内容：(1)夹带剂的选择恒沸精馏成败的关键在于夹带剂的选取，一个理想的夹带剂应该满足如下几个条件：a. 必须至少能与原溶液中一个组分形成最低恒沸物，希望此恒沸物比原溶液中的任一组分的沸点或原来的恒沸点低10℃以上。
b. 在形成的恒沸物中，夹带剂的含量应尽可能少，以减少夹带剂的用量，节省能耗。
c. 溶剂回收容易，一方面希望形成的最低恒沸物是非均相恒沸物，可以减轻分离恒沸物的工作量；另一方面，在溶剂回收塔中，应该与其他物料有相当大的挥发度差异。
d. 应具有较小的汽化潜热，以节省能耗。
e. 价廉、来源广、无毒、热稳定性好与腐蚀性小等。
由工业乙醇制备无水乙醇，适用的夹带剂有苯、正己烷，环己烷，乙酸乙酯等。
它们都能与水—乙醇形成多种恒沸物，而且其中的三元恒沸物在室温下又可以分为两相，一相富含夹带剂，另一相中富含水，前者可以循环使用，后者又很容易分离出来，这样使得整个分离过程大为简化。
下表给出了几种常用的恒沸剂及其形成三元恒沸物的有关数据。
精馏实验操作
五、实验数据处理
精馏实验操作
赵亚娟
一、实验目的
1、了解精馏塔各部分的构造、精馏过程； 2、熟悉精馏塔的操作方法； 3、理解回流比等对精馏塔性能的影响； 4、测定全回流精馏塔的全塔效率
二、实验原理
精馏塔
三、精馏设备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、精馏步骤
1．配制约5%酒精水溶液，由供料泵注入蒸馏釜内至液位计上的标 记为止。 2．在供料槽内配制15~20%（V）酒精水溶液。 3．通电启动，调节电压到220V，对釜内料液加温，并开启冷水阀。 仔细观察塔内气液的活动，控制加热量。 4．进行全回流操作，控制蒸发量，这时灵敏板温度应在80℃左右。 5．开泵，加料控制一定流量，进行部分回流操作。 6．为了首先满足回流要求，故在回流分配器中的产品管口高于回 流管管口15mm。所以调小回流进行部分回流，控制一定回流比， 至产品达到要求浓度。 7．控制釜底排料量，使釜液液位保持不变。 8．测样品浓度。
化工原理实验报告精馏实验
化工原理实验报告精馏实验
化工原理实验报告：精馏实验
实验目的：
本次实验旨在通过精馏实验，掌握精馏过程的基本原理，了解精馏技术在化工
生产中的应用，并掌握精馏实验的操作技能。
实验原理：
精馏是一种利用液体混合物中不同成分的沸点差异进行分离的物理方法。
在精
馏过程中，液体混合物首先被加热至沸点，然后蒸气被冷凝成液体，最终得到
不同成分的纯净产物。
实验步骤：
1. 准备实验装置：将精馏瓶、冷凝管、加热设备等装置搭建好，并连接好管道。
2. 将待分离的液体混合物倒入精馏瓶中。
3. 加热液体混合物，使其达到沸点，产生蒸气。
4. 蒸气通过冷凝管冷却成液体，分别收集不同成分的产物。
实验结果：
经过精馏实验，我们成功地将液体混合物分离成了不同成分的产物。
通过实验，我们观察到不同成分的沸点差异导致了它们在精馏过程中的分离。
这表明精馏
技术在化工生产中具有重要的应用价值。
实验结论：
通过本次精馏实验，我们深入了解了精馏技术的原理和操作方法，掌握了精馏
实验的操作技能。
精馏技术在化工生产中具有广泛的应用，能够有效地分离液
体混合物中的不同成分，提高产品的纯度和质量，具有重要的经济意义和社会
价值。
总结：
精馏实验是化工原理课程中的重要实验之一，通过本次实验，我们对精馏技术有了更深入的了解，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习，我们能够更加熟练地掌握精馏技术，为将来的化工生产做出更大的贡献。
精馏实验资料
精馏实验
CREATE TOGETHER
DOCS
01
精馏实验的基本原理与方法
精馏实验的目的和意义
提高产品质量
节省能源
促进科研和技术创新
• 通过精馏实验，可以去除混合物中
• 精馏实验可以降低混合物分离的难
• 精馏实验为科研提供了重要的实验
的杂质，提高产品的纯度。
度，从而减少能源消耗。
智能化精馏实验
• 研究智能化精馏实验技术，如物联网、大数据等。
• 创新精馏实验的控制方式，实现实验过程的自动化和智能化。
精馏实验的发展趋势与挑战
发展趋势
• 精馏实验将向更高效、更节能、更环保的方向发展。
• 精馏实验将与其他领域相结合，拓展应用范围。
挑战
• 精馏实验面临着设备投资大、实验成本高的问题。
实验结果比较
• 比较不同实验条件下的实验结果，如温度、压力、流量等参数。
• 分析不同实验条件下的分离效率和产品质量。
实验结果评估
• 评估实验结果的有效性和可靠性。
• 分析实验结果对实际生产的指导意义。
实验结果的应用与推广
实验结果应用
实验结果推广
• 将实验结果应用于实际生产过程，优化操作条件。
• 将精馏实验的技术和经验推广到其他领域，如环保、制
• 分析图形中的规律，为实验优化提供依据。
实验数据的处理与可视化
数据处理
数据可视化
• 对实验数据进行筛选、排序、计算等处理。
• 使用绘图软件，如Excel、Python等，将实验数据绘制成
• 使用统计分析方法，计算实验数据的均值、标准差等。
图形。
• 分析图形中的规律，如趋势、波动等，为实验优化提供
化工原理精馏实验讲义
部分回流：开启加料泵，将加料流量计开至4—5L/h；调大加热电压升高
约10—20V，使精馏段保持原来的上升气量和釜压。关小回流流量控制在 40-60[ml/min]，开启塔顶产品流量并控制在5-10[l/min]左右；维持回 流比在R=5-8。徐徐开启塔釜残液排出阀，以维持正常的塔釜液位。
稳定约 10min后，维持正常的釜压应控制在20～35百Pa、塔顶、 灵敏板及塔釜温度维持不变后。取样分析塔釜、进料组成，而塔顶组成 直接在取样口采用酒度计分析，并记录相关的温度，以及其它相关流量 等数据。
1个HOL
y与x平衡
Δx=Δxm
操作线 平衡线
返回
默弗里单板效率示意
yn xn-1 n-1 y*n xn-1 n-1
yn+1
xn
n
yn+1
x*n
n
n+1
n+1
气液通过一块实际 板的组成变化
气液通过一块理论 板的组成变化
气相
液相
EmV
EmL
实际气相组成变化 yn yn1 * 理论气相组成变化 yn yn1 实际液相组成变化 xn1 xn * 理论液相组成变化 xn1 xn
精馏实验
白 净 一、实验目的 二、实验装置流程 三、实验操作 四、实验原理 五、有关问题解释 六、实验报告要求
一、实验目的
1、熟悉板式精馏塔的结构、流程与操作。 2、测定(全回流和)部分回流时精馏塔的理论板数 和全塔效率。(并了解默伏里单板效率EMV的测定方 法。) 3、比较作图法和逐板计算法得到的理论板数,了 解两种方法的异同。
1、根据计算的 q 值，说明本实验进料的热状况； 2、说明本实验用酒度计测量组成的优缺点； 3、说明灵敏板温度在实际生产中所起的作用； 4、分析说明全回流在实际生产中的意义： 尽快达到稳定；测定单板效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
组别
实验内容
集体预习
过控：1—2 工艺：1—4
现场预习
过控：3 制药：2 制药：1
过控1 过控2 过控3 制药：1 制药：2 工艺：1 操作
星期二 2012-4-24 星期四 2012-4-26
星期五 2012-4-27
下午 2:20—4:20 4:20--6:20 6:20—8:20
工艺：2 工艺：3 工艺：4
1、根据计算的 q 值，说明本实验进料的热状况； 2、说明本实验用酒度计测量组成的优缺点； 3、说明灵敏板温度在实际生产中所起的作用； 4、分析说明全回流在实际生产中的意义： 尽快达到稳定；测定单板效率。
等板高度与传质单元高度的比较
y x y x
=
x x+Δx x x+Δx
y与x平衡
1个HETP
Δx=Δxm
精馏实验
白 净 一、实验目的 二、实验装置流程 三、实验操作 四、实验原理 五、有关问题解释 六、实验报告要求
一、实验目的
1、熟悉板式精馏塔的结构、流程与操作。 2、测定(全回流和)部分回流时精馏塔的理论板数 和全塔效率。(并了解默伏里单板效率EMV的测定方 法。) 3、比较作图法和逐板计算法得到的理论板数,了 解两种方法的异同。
在全回流时，正因为操作线与 对角线重合，yn+1=xn 。
由此，只要分别测得流入、流 出该板的液相组成xn-1、xn，既可 求算出该板的默伏里单板效率EMV：
E MV
y n y n 1 y y n 1
* n
x n 1 x n yn xn
*
本次实验对此项不进行测定， 但一定要搞清楚其基本原理。
2、有关实验操作中出现的问题 ⑴ 塔顶冷却水流量为何要开的足够大 ？ 一是保证冷量足够以达到全凝目的；二是全凝器出口水温＜45°以防结垢。 ⑵ 分析判断灵敏板温度升高形成的原因及导致的结果 ？ 急剧升高：回流量不变，采出量↑；总冷凝量↑，回流比减小； 缓慢升高：回流量↓，采出量不变；总冷凝量↓，回流比减小； ⑶ 由全回流操作改为部分回流时，为何要增加加热电功率 ？ 由全回流改为部分回流时，塔顶、塔釜均有热物料采出，且加料板有冷物料加 入。这样一定会破坏原来的热平衡，使上升汽量↓，轻者导致漏液及板效率↓，要么 塔顶将无产品。∴必须提高塔釜的加热功率，以保证有正常的上升的蒸汽量。 3、有关实验装置说明 ⑴ 塔顶为何需要放空 ？ 排放出不凝气，以保证为常压精馏；另外也为了设备安全。 ⑵ 塔身为何需要保温 ？ ∵塔内温度＞环境温度，塔体热损失造成塔内气相的冷凝，这种现象称为内回 流。内回流轻则导致塔效率↓，重则塔顶将无产品。∴需保温以减轻内回流的影响。 ⑶ 塔顶回流管为何使用U形管 ？ 塔顶回流管为正U形，是为防止塔顶蒸汽直接串入塔顶产品贮罐。
F q q
y
R
x
xD
ET
N min 1 N 实际
ห้องสมุดไป่ตู้
100 %
五、有关问题解释
1、实验原理中有关问题
⑴、等板高度 HETP 与传质单元高度 HOL ？ 图示 相同点：均是指的某一高度的填料层，单位一样； 区 别：HETP指的是离开这段填料的气液组成符合平衡关系； HOL是指流经这段填料层的液相浓度增量=该段液相平均浓度差； 相 等：只有在平衡线和操作线均为直线且平行的情况下，两者才会相等。 ⑵、默伏里单板效率 EMV 与全塔效率 ET ？ 相同点：均是描述实际板的作用相当于理论板的比例，即板性能的好坏； 图示 区 别：EMV是针对单独一块板； ET是针对全塔所有板，还包括塔壁冷凝、加料、出料等影响因素； 相 等：在同一个塔中，两者是不相等的， EMV >ET 。 ⑶ 、应用相对挥发度α时注意的问题 ？ 式 α= y(1-x) / x(1-y) ：无论是理想体系或非理想体系均可用此式来计算α。 式 y = αx / [ 1+ ( α-1) x ] ：只有理想体系，才能用此式表达其平衡关系。 ⑷、简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏 ？ 简单蒸馏：只有一次气液平衡，随着时间↑，蒸馏温度↑，馏出液浓度↓； 平衡蒸馏（闪蒸）：只发生一次气液平衡，馏出浓度不发生变化； 精馏：多次气液接触，多次气液平衡，可以达到较高的产品质量。
车：开启加热电源使电压为先调到220V。打开塔顶冷凝器进水阀。关
全回流：待回流流量计浮子浮起来后将加热电压调到20-80V V加热，以维
持塔斧压力在2—3.5Kpa范围。至少达10 min后，用取样管同时取塔顶与塔 釜样品，用色谱进行分析，可得塔顶与塔釜组成xD与xW。
部分回流：开启加料泵，将加料流量计开至4—5L/h；调大加热电压升高
3、部分回流
可以测出以下数据：
温度[℃]： tD、tF、tW 组成[mol/mol]：xD、xF、xW 流量： F[l/h]、D和L[ml/min] 回流比： R=L/D
精馏段操作线： R 1 R 1 进料热状况q： x q y x q线方程： q 1 q 1 根据以上计算结果，可作出右图： 根据作图法或逐板计算法可求算 出部分回流下的理论板数Nmin。 部分回流下的全塔效率ET：
约10—20V，使精馏段保持原来的上升气量和釜压。关小回流流量控制在 40-60[ml/min]，开启塔顶产品流量并控制在5-10[l/min]左右；维持回 流比在R=5-8。徐徐开启塔釜残液排出阀，以维持正常的塔釜液位。
稳定约 10min后，维持正常的釜压应控制在20～35百Pa、塔顶、 灵敏板及塔釜温度维持不变后。取样分析塔釜、进料组成，而塔顶组成 直接在取样口采用酒度计分析，并记录相关的温度，以及其它相关流量 等数据。
y n y n 1 y n y n 1
*
x n 1 x n x n 1 x n
*
返回
实验安排第10周
日期
星期日 2012-4-22 星期日 2012-4-22
时间
上午：8:00-9:30 上午 10:00—10:40--11:30 下午 1:00-1:40-2:20-3:003:40 4:00-4:40 4:40-5:20 5:20-6:00 上午 10:00—12:00 下午 1:30—3:30 3:30-5:30 下午 2:20—4:20 4:20--6:20 6:20—8:20
二、实验装置流程简介
实验体系：乙醇—水 进料状况：过冷 塔体参数：D=50 H=3300 ND=12 NW=3 塔板参数：φ=2 N=26 HT=100
二、实验操作步骤
预准备：在塔釜先加入约5v%(体积)的乙醇水溶液，釜位近液位计的4/5处， 开
闭出料控制阀，开足回流控制阀。使塔处于全回流状态操作。
六、实验报告中对实验结果处理的要求
1、实验结果的表格表示
用逐板计算法计算全回流和部分回流的理论板数，完成下表：
T灵 ℃
全回流
部分回流 百Pa
P釜
组成
xD xW xF
流量[l/h] F — D — L — —
R
∞
热状况
N理
ET
T —
q —
2、用逐板计算法和作图法作出部分回流下的理论板数； 3、实验分析
1个HOL
y与x平衡
Δx=Δxm
操作线 平衡线
返回
默弗里单板效率示意
yn xn-1 n-1 y*n xn-1 n-1
yn+1
xn
n
yn+1
x*n
n
n+1
气液通过一块实际 板的组成变化
n+1
气液通过一块理论 板的组成变化
气相
液相
E mV
E mL
实际气相组成变化 理论气相组成变化
实际液相组成变化 理论液相组成变化
停
闭冷却水。
车：实验完毕，停加料泵，关闭塔釜加热电压，，等板上无气液时关
四、实验原理
1、乙醇—水系统的特征
平衡数据 x—y 相图 t—x(y) 相图
2、全回流
全回流操作时，可以通过作图 法或逐板计算法求得全回流理论板 数Nmin，从而求得全塔效率ET：
ET N min 1 N 实际 100 %
操作