实验5精馏(乙醇—水)
精馏(乙醇-水)实验
用于测定全塔效率√
5精馏塔塔身伴热的目的在于:
减小塔身向环境散热的推动力
防止塔的内回流√
加热塔内液体
6全回流操作的特点有:
F=0,D=0,W=0√
在一定分离要求下NT最少
操作线和对角线重合
7本实验全回流稳定操作中,温度分布与哪些因素有关?
气速√
塔板型式不同√
10如果实验采用酒精-水系统塔顶能否达到98%(重量)的乙醇产品?(注:95.57%酒精-水系统的共沸组成)
若进料组成大于95.57% 塔顶可达到98%以上的酒精
若进料组成大于95.57% 塔釜可达到98%以上的酒精√
若进料组成小于95.57% 塔顶可达到98%以上的酒精
受塔釜加热量的影响√
受塔顶冷剂量的影响
16为什么要控制塔釜液面高度?
为了防止加热装置被烧坏√
为了使精馏塔的操作稳定√
为了使釜液在釜内有足够的停留时间√
为了使塔釜与其相邻塔板间的足够的分离空间
为了使釜压保持稳定
17塔内上升气速对精馏操作有什么影响?
上升气速过大会引起漏液
上升气速过大会引起液泛√
上升气速过大会造成过量的液沫夹带√
上升气速过大会造成过量的气泡夹带
上升气速过大会使塔板效率下降√
18板压降的大小与什么因素有关?
与上升蒸气速度有关√
与塔釜加热量有关√
当压力不变时,温度分布仅与组成的分布有关√
பைடு நூலகம்温度分布仅与塔釜加热量有关系
当压力不变时,温度分布仅与板效率、全塔物料的总组成及塔顶液与釜液量的摩尔量的比值有关
乙醇精馏
乙醇-水精馏实验一.实验内容1.研究不同浓度对操作条件和分离能力的影响对于一给定的精馏塔,冷液进料,由于前段工序的原因,使进料浓度发生了变化。
进料浓度的变化,直接影响着精馏操作。
请你根据实验室的设备和物料,完成下列实验任务。
(1)从理论上分析,对于已给定的精馏塔,当进料浓度发生变化时,若不改变操作条件,对塔顶和塔釜产品质量有何影响。
(2)探讨进料浓度变化对全塔效率的影响。
(3)根据实验室现有条件,拟定改变进料浓度的方法,制定出实验方案(包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等)。
(4)根据实验结果,探讨在进料浓度发生变化时,若要保证塔顶和塔釜产品的质量,可采取哪些措施。
2.研究不同回流比对操作条件和分离能力的影响对于一给定的精馏塔,回流比是一个对产品质量和产量有重大影响而又便于调节的参数。
请你根据实验室提供的设备和物料,完成下列实验任务。
(1)从理论上分析,对于已给定的精馏塔,回流比的改变对精馏操作和分离能力的影响。
(2)探讨不同回流比对全塔效率和单板效率的影响,以及不同回流比时浓度曲线分布有何不同。
(3)确定其中一组操作条件下的最小回流比,并计算最小回流比与实际回流比的关系。
(4)根据实验室现有条件,拟定改变回流比的方法,制定出实验方案(包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等)。
3.研究不同进料位置对操作条件和分离能力的影响最适宜进料板的位置是指在相同的理论板数和同样的操作条件下,具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。
在化学工业中,多数精馏塔都设有两个以上的进料板,调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。
请你根据实验室提供的设备和物料,完成下列实验任务。
(1)从理论上分析,改变进料位置对精馏操作和分离能力的影响。
(2)探讨不同进料位置对全塔效率和单板效率的影响。
(3)不同进料位置的浓度曲线分布有何不同。
(4)在本实验的进料浓度下,你认为最佳进料位置应该在哪一块板上?(5)为完成上述任务,请你制定出实验方案,实验方案包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等。
精馏实验实验报告3篇
精馏实验实验报告3篇精馏实验实验报告1学院:化学工程学院姓名:学号:专业:化学工程与工艺班级:同组人员:课程名称:化工原理实验实验名称:精馏实验实验日期北京化工大学实验五精馏实验摘要:本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度,得到该处液相浓度,根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数,从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。
通过实验,了解精馏塔工作原理。
关键词:精馏,图解法,理论板数,全塔效率,单板效率。
一、目的及任务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塔效率。
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。
⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
二、基本原理在板式精馏塔中,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,则需要无穷多塔板的精馏塔。
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中,这在生产中午实际意义。
但是由于此时所需理论板数最少,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采用。
实际回流比常取最小回流比的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,分离效果也将变坏。
板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,有以下两种定义方法。
(1)总板效率EE=N/Ne式中E——总板效率;N——理论板数(不包括塔釜);Ne——实际板数。
(2)单板效率EmlEml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn__)式中 Eml——以液相浓度表示的单板效率;xn ,xn-1——第n块板和第n-1块板的液相浓度;xn__——与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。
乙醇——水不同精馏分离操作过程塔效率的确定
乙醇——水不同精馏分离操作过程塔效率的确定李春鹏金丽军(沈阳化工学院,材料学院高分子材料0406,110142)摘要精馏是分离均相混合液的重要方法之一,化工生产中常用的精馏设备主要有填料塔和板式塔两大类,本文主要研究的是用板式塔中的筛板塔分离乙醇——水二元混合物,根据不同操作条件即精馏塔全回流和部分回流(R=3,R=5)条件下,确定理论塔板数,进而由公式ET =NT/NP*100%确定塔效率。
结论:加热电压为121V的全回流条件下塔效率为82.86%,加热电压为129V的全回流条件下塔效率为97.14%;R=3时,塔效率为98.14%,R=5时,塔效率为95.14%。
关键字:精馏乙醇——水塔效率回流比Ethanol——water distillation tower efficiency of the different operating processLichunpeng JinLijun(shenyang insitiute of chemical technology, polymer material 0406 of school of material science and engineering 110142 )AbstractDistillation is one of the important ways of the separation of the mixture,Chemical production equipment used in the main distillation towers is two kinds . This paper studies the plate tower is the sieve tower ethanol -- water mixtures . Under the distillation of the entire return and return (R = 3, R = 5) conditions .Identified a number of theoretical plates ,by E T=N T/N P*100%to determine the efficiency of tower , Conclusion: when heating voltage is 121 V under the conditions of total reflux, the tower efficiency is 82.86% ,when it is 129 V , the tower efficiency is 97.14%, when R=3 , the tower efficiency is 98.14%,and when R=5 , the tower efficiency is 95.14%Keywords :Distillation Ethanol -- water tower efficiency Reflux Ratio一引言蒸馏是借助液体混合物中各组分的挥发性的不同而进行分离的化工单元操作,若将混合物加热到沸腾(只令其部分汽化),沸点低的组分(易挥发组分或轻组分)在气相中的浓度比在液相中的浓度要高,沸点高的组分(难挥发组分或重组分)在液相中浓度比在汽相中的高。
乙醇和水的分离实验报告
乙醇-水精馏实验报告实验名称:共沸精馏实验人员:同组人:实验地点:实验时间:班级/学号:指导教师:实验成绩:共沸精馏一、实验目的1. 通过实验加深对共沸精馏过程的理解2. 熟悉精馏设备的构造掌握精馏操作方法3. 能够对精馏过程做全塔物料衡算4. 学会使用气相色谱分析气、液两相组成。
二、实验原理精馏是利用不同组份在气-液两相间的分配,通过多次气液两相间的传质和传热来达到分离的目的。
对于不同的分离对象,精馏方法也会有所差异。
例如分离乙醇和水的二元物系。
由于乙醇和水可以形成共沸物而且常压下的共沸温度和乙醇的沸点温度极为相近。
所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物。
而无法得到无水乙醇。
为此,在乙醇-水系统中加入第三种物质,该物质被称为共沸剂。
共沸剂具有能和被分离系统中的一种或几种物质形成最低共沸物的特性。
在精馏过程中共沸剂将以共沸物的形式从塔顶蒸出,塔釜则得到无水乙醇。
这种方法就称作共沸精馏。
乙醇-水系统加入共沸剂苯以后可以形成四种共沸物。
现将它们在常压下的共沸温度、共沸组成列于表1。
为了便于比较再将乙醇、水、苯三种纯物质常压下的沸点列于表2。
从表1和表2列出沸点看除乙醇-水二元共沸物的共沸物与乙醇沸点相近之外其余三种共沸物的沸点与乙醇沸点均有10℃左右的温度差。
因此,可以设法使水和苯以共沸物的方式从塔顶分离出来,塔釜则得到无水乙醇。
整个精馏过程可以用图1来说明。
图中A、B、W分别为乙醇、苯和水的英文字头,ABZ,AWZ,BWZ代表三个二元共沸物,T表示三元共沸物。
图中的曲线为25℃下的乙醇、水、苯三元共沸物的溶解度曲线。
该曲线的下方为两相区上方为均相区。
图中标出的三元共沸组成点T是处在两相区内。
以T为中心连接三种纯物质A、B、W及三个二元共沸点组成点ABZ、AWZ、BWZ将该图分为六个小三角形。
如果原料液的组成点落在某个小三角形内。
当塔顶采用混相回流时精馏的最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表的物质。
乙醇—水课程设计精馏
目录一、概述 (2)二、设计方案的确定及流程说明 (3)2.1装置流程的确定 (3)2.2流程图 (3)2.3操作条件 (3)三、塔的工艺计算 (4)3.1塔的物料衡算 (6)3.2全塔物料衡算 (7)3.3塔板数的确定 (7)四、塔的工艺条件及物性数据计算 (10)五、气液负荷计算 (14)六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)七.浮阀塔板的流体力学验算 (21)八、塔板负荷性能图 (23)九、设计结果一览表 (28)十、设计评述及讨论 (30)十一、参考文献 (31)一、概述乙醇在工业、医药、民用等方面,都有很广泛的应用,是很重要的一种原料。
在很多方面,要求乙醇有不同的纯度,有时要求纯度很高,甚至是无水乙醇,这是很有困难的,因为乙醇极具挥发性,也极具溶解性,所以,想要得到高纯度的乙醇很困难。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度,要用精馏的方法,因为乙醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的,塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作,除精馏塔外,还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备,才能实现整个操作。
本设计选用浮阀塔。
浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用,由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点,已成为国内应用最广泛的塔型,特别是在石油、化学工业中使用最普遍。
浮阀有很多种形式,但最常用的形式是F1型和V-4型。
F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好,广泛应用在化工及炼油生产中,现已列入部颁标准(JB168-68)内,F1型浮阀又分轻阀和重阀两种,但一般情况下都采用重阀,只有处理量大且要求压强降很低的系统中,才用轻阀。
浮阀塔具有下列优点:1、生产能力大。
乙醇-水精馏实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除乙醇-水精馏实验报告篇一:精馏法分离乙醇—水报告化工基础实验报告精馏法分离乙醇—水体系姓名:李伟峰学号:系别:_____化学工程系______专业:石油加工生产技术年级:20XX级同组人:_赖仪凤,周春丹,陈茂飞,李伟勇指导教师:_____陈少峰,梁燕,________20XX年11月13一、实验目的(1)熟悉板式塔的结构及精馏流程;(2)理论联系实际,掌握精馏塔的操作;(3)学会精馏塔塔效率的测定方法。
(4)了解填料精馏塔的基本结构,熟悉精馏的工艺流程。
(5)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。
(6)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
(7)掌握精馏塔性能参数的测定方法,并掌握其影响因素。
(8)掌握用图解法求取理论板数的方法。
二.实验方法本实验采用精馏法对乙醇—水混合液进行分离提纯,通过对全回流和部分回流条件下各参数的测定,进而由图解法求取其理论塔板数,确定出最适宜的精馏分离操作条件,并采用等板高度(heTp)来表示其分离能力。
1.实验装置与流程本实验装置的主体设备是填料精馏塔,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。
精馏装置由板式精馏塔主体(包括塔釜、塔身和塔顶冷凝器)、加料系统,产品贮槽及测量仪表所组成。
本精馏装置所采用的精馏塔为筛板塔,塔内径为50mm,塔板15块,板间距为100mm,开孔率4-6%、降液管管径φ14*2;塔釜以2支1kw的电加热棒进行加热,其中一支是常加热,而另一支通过自耦变压器可在0~1kw范围内调节;塔顶为盘管式冷凝器,上升蒸汽在盘管外冷凝,冷凝液流至分配器储槽,一部分回流至塔内,一部分作为产品输出。
料液由泵输送,经转子流量计计量后加入塔内。
本实验料液为乙醇溶液,由进料泵打入塔内,釜内液体由电加热器加热汽化,经填料层内填料完成传质传热过程,进入盘管式换热器管程,壳层的冷却水全部冷凝成液体,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;残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
精馏乙醇水实验报告
精馏乙醇水实验报告1. 实验目的本实验旨在通过精馏技术,制备高纯度的乙醇水溶液,并探究影响乙醇水精馏效果的因素。
2. 实验原理精馏是一种利用液体不同的沸点来分离混合物的方法。
在本实验中,通过加热乙醇水混合物,使其沸腾,然后利用乙醇和水的沸点差异,收集并分离出较纯的乙醇或水。
在精馏过程中,主要涉及以下原理:- 沸点:乙醇的沸点为78.3,水的沸点为100。
乙醇的沸点较低,可以基于沸点差异对乙醇和水进行分离。
- 液体汽化:液体在加热过程中分子会获得足够的能量,逃离液面,形成蒸汽。
较低沸点的乙醇比较容易汽化,较高沸点的水则较难汽化。
- 冷凝:蒸汽通过冷却后会形成液体。
在本实验中,通过冷却管将蒸汽重新转化为液体。
3. 实验步骤及操作3.1 实验前准备- 准备乙醇和蒸馏水,并测量其初始质量。
- 准备一个精馏装置,包括加热设备、冷却器、收集瓶等。
- 测量并记录大气压和室温,并计算修正后的沸点。
3.2 精馏操作1. 将乙醇和蒸馏水混合在精馏瓶中。
混合比例根据需要制备的浓度而定。
2. 将精馏瓶连接到加热设备上,并将冷却器倒置入瓶口。
3. 开始加热,注意逐渐升温,避免突然加热导致溢出。
4. 收集初馏液,即开始沸腾的乙醇。
根据实验需要,可将初馏液取样进行测量和分析。
5. 继续加热,收集实验需要的乙醇水溶液。
6. 当温度稳定在约95时,停止加热。
此时瓶中液体为较高纯度的水。
7. 记录乙醇和水的质量,并计算实验中蒸馏所得乙醇的纯度。
3.3 清洗操作1. 精馏装置停止加热后,断开连接并用蒸馏水冲洗瓶口、冷却器等。
2. 将瓶口覆盖以防止杂质进入,并妥善保存装置。
4. 实验结果根据实验步骤和操作记录,得到如下实验结果:- 初始乙醇质量:50g- 初始蒸馏水质量:50g- 最终乙醇质量:20g- 最终水质量:80g- 乙醇纯度:20 / (20 + 80) * 100% = 20%5. 实验讨论在本实验中,我们成功通过精馏技术制备了一定纯度的乙醇水溶液。
乙醇水精馏塔实验实验报告
乙醇-水精馏塔实验实验报告一、实验目的1.学习和掌握乙醇-水混合物精馏的基本原理和操作方法。
2.观察乙醇-水混合物在精馏过程中的相变和分离效果。
3.测定乙醇-水混合物在不同温度下的沸点,分析沸点与温度的关系。
4.通过实验数据分析,评估精馏过程的经济性和可行性。
二、实验原理精馏是一种常用的分离液体混合物的方法,其原理基于混合物中各组分的沸点不同。
在加热过程中,沸点低的组分首先被汽化,随着温度的升高,沸点高的组分也会逐渐汽化。
通过对蒸汽进行冷凝,使得蒸汽中的重组分冷凝为液体,从而实现组分的分离。
乙醇-水混合物是一种常见的混合物,其沸点与温度的关系受到乙醇含量和压力的影响。
在常压下,当乙醇含量低于65%时,混合物的沸点随着乙醇含量的增加而升高;当乙醇含量高于65%时,混合物的沸点随着乙醇含量的增加而降低。
因此,在精馏过程中,可以根据混合物的沸点与温度的关系,控制适当的操作温度,实现乙醇-水的分离。
三、实验步骤1.准备实验设备:乙醇-水混合物精馏塔、加热器、冷凝器、收集瓶、温度计、泵、实验数据记录表等。
2.将乙醇-水混合物加入精馏塔中,启动加热器加热。
3.当混合物开始沸腾时,打开泵将蒸汽导入冷凝器中,并对冷凝器进行冷却。
4.观察并记录实验数据,包括蒸汽温度、压力、流量以及收集瓶中液体的体积和组成。
5.停止加热,结束实验。
四、实验结果与分析1.实验数据记录表(1)随着加热时间的延长,混合物的温度逐渐升高,蒸汽流量逐渐减小。
这是由于混合物中的水分逐渐蒸发,乙醇含量增加,导致混合物的沸点升高。
同时,随着压力的降低,蒸汽流量也会减小。
(2)随着蒸汽流量的变化,收集瓶中液体的体积逐渐增加。
这是由于蒸汽中的重组分冷凝为液体,被收集在收集瓶中。
同时,随着加热时间的延长,收集瓶中液体的乙醇含量逐渐增加。
这是由于乙醇的沸点较低,更容易蒸发并冷凝在收集瓶中。
(3)在实验过程中,我们可以观察到精馏塔顶部的蒸汽温度较高,而底部的蒸汽温度较低。
乙醇-水精馏实验报告
乙醇-水精馏实验报告乙醇-水精馏实验报告引言:乙醇-水精馏是一种常见的分离和提纯技术,广泛应用于化学、制药、食品等领域。
本实验旨在通过乙醇-水混合液的精馏过程,观察和探究其分离效果及原理。
实验材料:1. 乙醇-水混合液2. 精馏设备:包括加热设备、冷却设备、分馏塔等3. 温度计4. 醇表实验步骤:1. 准备工作:清洗精馏设备,确保无杂质残留。
将乙醇-水混合液倒入分馏塔中,注意量取合适的比例。
2. 加热:将分馏塔加热设备接通电源,逐渐升温。
同时,用温度计监测温度变化,并记录下来。
3. 冷却:在分馏塔顶部的冷却设备中,通过冷却水的循环使馏出液冷却,形成液体收集。
4. 收集:根据温度变化,收集不同温度下馏出的液体。
使用醇表检测收集液中乙醇的浓度。
实验结果与讨论:在实验过程中,我们观察到了乙醇-水混合液的精馏分离现象。
随着加热过程的进行,我们发现温度逐渐升高,液体开始沸腾。
此时,乙醇和水的沸点不同,乙醇的沸点较低,因此乙醇首先被蒸发出来。
通过冷却设备,我们能够将乙醇蒸汽重新凝结成液体,从而实现乙醇的分离和收集。
在实验过程中,我们还使用了醇表来检测收集液中乙醇的浓度。
通过醇表的测量,我们可以得知收集液中乙醇的含量,从而判断精馏过程的效果。
通常情况下,随着温度的升高,收集液中乙醇的浓度逐渐降低。
这是因为乙醇的沸点较低,容易被蒸发出来,而水的沸点较高,相对难以蒸发。
因此,在精馏过程中,乙醇会优先蒸发,导致收集液中乙醇的浓度逐渐降低。
乙醇-水精馏的原理是基于不同物质的沸点差异。
在混合液中,乙醇和水分子之间会发生相互作用,形成氢键。
这种氢键的存在导致了乙醇-水混合液的沸点较纯乙醇和纯水的沸点都要高。
因此,在精馏过程中,通过加热使混合液沸腾,乙醇的沸点较低,会首先蒸发出来,然后通过冷却设备重新凝结成液体,实现乙醇的分离和提纯。
结论:通过乙醇-水精馏实验,我们观察到了乙醇和水的分离现象,并了解了乙醇-水精馏的原理。
实验结果表明,在精馏过程中,乙醇会优先蒸发,导致收集液中乙醇的浓度逐渐降低。
精馏实验的实验报告
精馏实验的实验报告精馏实验的实验报告引言:精馏实验是化学实验中常见的一种分离技术,通过利用液体混合物的不同沸点,将其分离为不同组分。
本实验旨在通过对乙醇-水混合物的精馏实验,了解精馏原理及操作方法,并探究影响精馏效果的因素。
实验目的:1. 掌握精馏实验的基本原理和操作方法;2. 了解乙醇-水混合物的沸点与浓度之间的关系;3. 探究不同因素对精馏效果的影响。
实验原理:精馏是利用液体混合物中不同组分的沸点差异进行分离的一种方法。
在精馏过程中,混合物被加热,沸点较低的组分首先汽化,然后在冷凝管中冷却凝结,最后收集。
通过连续蒸馏,可以实现对液体混合物的分离。
实验步骤:1. 准备实验装置:将精馏装置搭建好,包括加热设备、冷凝管、收集瓶等。
2. 准备乙醇-水混合物:按照预定比例混合乙醇和水,制备不同浓度的混合液。
3. 装液:将混合液倒入精馏瓶中,注意不要超过瓶口。
4. 开始加热:将加热设备加热至适当温度,使混合液开始汽化。
5. 收集馏出液:通过冷凝管将馏出液冷却凝结,收集于收集瓶中。
6. 记录数据:记录每次收集的馏出液的体积和温度。
实验结果与分析:在实验过程中,我们制备了不同浓度的乙醇-水混合液进行精馏实验。
随着浓度的增加,馏出液的沸点逐渐升高。
这是因为乙醇和水的沸点不同,乙醇的沸点较低,水的沸点较高。
通过精馏,我们可以将乙醇从水中分离出来。
此外,我们还探究了不同因素对精馏效果的影响。
首先是加热温度的影响。
实验中,我们发现加热温度的升高可以提高精馏效果,即加快馏出液的产出速度。
然而,过高的温度可能导致混合液的剧烈沸腾,使得分离效果下降。
其次是冷凝管的冷却效果。
冷凝管的冷却效果直接影响着馏出液的凝结速度。
如果冷凝管冷却不充分,会导致液滴回流,影响分离效果。
因此,保持冷凝管的良好冷却是保证精馏效果的关键。
实验结论:通过精馏实验,我们成功地分离了乙醇和水混合液。
实验结果表明,乙醇和水的沸点差异使得精馏成为一种有效的分离方法。
乙醇水精馏实验报告
乙醇水精馏实验报告乙醇水精馏实验报告引言:乙醇水精馏实验是化学实验中常见的一种实验方法,通过利用乙醇和水的不同沸点来分离它们,从而得到纯净的乙醇或水。
本实验旨在通过观察和记录实验过程中的现象和数据,探究乙醇水混合物的精馏分离原理,并对实验结果进行分析和总结。
实验原理:乙醇和水是两种具有不同沸点的液体,乙醇的沸点为78.5℃,水的沸点为100℃。
在乙醇水混合物中,乙醇和水会根据其沸点的差异而发生沸腾,从而实现分离。
当混合液加热至乙醇沸点时,乙醇首先沸腾,蒸汽进入冷凝器,通过冷凝器的冷却作用,乙醇蒸汽会凝结为液体,得到纯净的乙醇。
而未蒸发的水则留在容器中。
实验步骤:1. 准备实验装置:将乙醇水混合物倒入蒸馏烧瓶中,连接冷凝器和接收瓶。
2. 加热:将蒸馏烧瓶放置在加热设备上,逐渐加热。
3. 冷凝:通过冷凝器的冷却作用,将蒸发的乙醇蒸汽冷凝为液体,流入接收瓶中。
4. 收集:收集冷凝液,得到纯净的乙醇。
实验结果:经过实验观察和数据记录,我们得到了以下结果:1. 在加热过程中,乙醇水混合物开始沸腾的温度约为78.5℃,此时乙醇开始蒸发。
2. 随着加热的进行,冷凝器中开始出现液滴,这些液滴为冷却后的乙醇液体。
3. 随着实验的继续,接收瓶中逐渐积累了一定量的乙醇液体。
4. 实验结束时,乙醇水混合物中的水分仍然残留在蒸馏烧瓶中。
实验讨论:通过对实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 乙醇和水的沸点差异是实现乙醇水精馏的基础。
乙醇的沸点较低,因此在加热过程中首先蒸发。
2. 冷凝器的冷却作用是实现乙醇水分离的关键。
通过冷却,乙醇蒸汽会凝结为液体,得到纯净的乙醇。
3. 实验结果表明,通过乙醇水精馏实验,我们可以得到纯净的乙醇。
然而,由于实验条件的限制,得到的乙醇可能不是完全纯净的,仍然可能含有少量的水分。
实验总结:乙醇水精馏实验是一种常见的分离技术,通过利用乙醇和水的沸点差异,可以实现对乙醇和水的分离。
本实验通过观察和记录实验现象和数据,探究了乙醇水精馏的原理和过程。
乙醇和水的分离实验报告
乙醇-水精馏实验报告实验名称:共沸精馏实验人员:同组人:实验地点:实验时间:班级/学号:指导教师:实验成绩:共沸精馏一、实验目的1. 通过实验加深对共沸精馏过程的理解2. 熟悉精馏设备的构造掌握精馏操作方法3. 能够对精馏过程做全塔物料衡算4. 学会使用气相色谱分析气、液两相组成。
二、实验原理精馏是利用不同组份在气-液两相间的分配,通过多次气液两相间的传质和传热来达到分离的目的。
对于不同的分离对象,精馏方法也会有所差异。
例如分离乙醇和水的二元物系。
由于乙醇和水可以形成共沸物而且常压下的共沸温度和乙醇的沸点温度极为相近。
所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物。
而无法得到无水乙醇。
为此,在乙醇-水系统中加入第三种物质,该物质被称为共沸剂。
共沸剂具有能和被分离系统中的一种或几种物质形成最低共沸物的特性。
在精馏过程中共沸剂将以共沸物的形式从塔顶蒸出,塔釜则得到无水乙醇。
这种方法就称作共沸精馏。
乙醇-水系统加入共沸剂苯以后可以形成四种共沸物。
现将它们在常压下的共沸温度、共沸组成列于表1。
为了便于比较再将乙醇、水、苯三种纯物质常压下的沸点列于表2。
从表1和表2列出沸点看除乙醇-水二元共沸物的共沸物与乙醇沸点相近之外其余三种共沸物的沸点与乙醇沸点均有10℃左右的温度差。
因此,可以设法使水和苯以共沸物的方式从塔顶分离出来,塔釜则得到无水乙醇。
整个精馏过程可以用图1来说明。
图中A、B、W分别为乙醇、苯和水的英文字头,ABZ,AWZ,BWZ代表三个二元共沸物,T表示三元共沸物。
图中的曲线为25℃下的乙醇、水、苯三元共沸物的溶解度曲线。
该曲线的下方为两相区上方为均相区。
图中标出的三元共沸组成点T是处在两相区内。
以T为中心连接三种纯物质A、B、W及三个二元共沸点组成点ABZ、AWZ、BWZ将该图分为六个小三角形。
如果原料液的组成点落在某个小三角形内。
当塔顶采用混相回流时精馏的最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表的物质。
精馏(乙醇和水)实验
基本原理:1、在板式蒸馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,气液两相在塔板上接触,实现传质、传热过程而达到分离的目的。
如果在每层塔板上,上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态,则该塔板称之为理论塔板。
然而在实际操做过程中由于接触时间有限,气液两相不可能达到平衡,即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。
因此,完成一定的分离任务,精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。
对于双组分混合液的蒸馏,若已知汽液平衡数据,测得塔顶流出液组成X d、釜残液组成X w,液料组成X f及回流比R和进料状态,就可用图解法在y-x图上,或用其他方法求出理论塔板数N t。
精馏塔的全塔效率E t为理论塔板数与实际塔板数N之比,既:E t=N t/N影响塔板效率的因素很多,大致可归结为:流体的物理性质(如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等)、塔板结构以及塔的操作条件等。
由于影响塔板效率的因素相当复杂,目前塔板效率仍以实验测定给出。
2、精馏塔的单板效率Em可以根据气相(或液相)通过测定塔板的浓度变化进行计算。
若以液相浓度变化计算,则为:E ml=(X n-1-X n) / (X n-1- X n*)若以气相浓度变化计算,则为:E mv=(Y n-Y n+1) / ( Y n*-Y n-1)式中:X n-1-----第n-1块板下降的液体组成,摩尔分率;X n-------第n块板下降的液体组成,摩尔分率;X n*------第n块板上与升蒸汽Y n相平衡的液相组成,摩尔分率;Y n+1-----第n+1块板上升蒸汽组成,摩尔分率;Y n-------第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率;Y n*------第n块板上与下降液体X n相平衡的气相组成,摩尔分率。
在实验过程中,只要测得相邻两块板的液相(或气相)组成,依据相平衡关系,按上述两式即可求得单板效率Em.设备参数:(1)精馏塔——精馏塔采用筛板结构,塔身用直径Φ57X3.5mm的不锈钢管制成,共15块塔板,塔板用板厚1mm的不锈钢板;板间距为10mm;板上开孔率为4%,孔径是2mm,孔数为21个,孔按三角形排列;降液管为直径Φ14X2mm的不锈钢管,堰高是10mm;在塔顶和塔釜中装有铜电阻感温计,并由仪表柜的温度指示仪加以显示。
实验五 精馏实验
实验五精馏实验一、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、实验内容本实验为设计型实验,学生应在教师的协助下,独立设计出完整的实验方案,并自主实施。
必须进行的实验内容为(1)~(3),可供选做的实验内容为(4)~(10),最少从中选做一个。
(1研究开车过程中,精馏塔在全回流条件下,塔顶温度等参数随时间的变化情况。
(2)测定精馏塔在全回流、稳定操作条件下,塔体内温度和浓度沿塔高的分布。
(3)测定精馏塔在全回流和某一回流比连续精馏时,稳定操作后的全塔理论塔板数、总板效率。
(4)在全回流、稳定操作条件下,测定塔顶物料浓度、总板效率随塔釜蒸发量的变化情况。
(5)在部分回流、稳定操作条件下,测定总板效率随回流比的变化情况。
(6)在部分回流、稳定操作条件下,测定总板效率随进料流量的变化情况。
(7)在部分回流、稳定操作条件下,测定总板效率随进料组成的变化情况。
(8)在部分回流、稳定操作条件下,测定总板效率随进料热状态的变化情况。
(9)研究间歇精馏操作过程中在保证塔顶馏出液浓度不低于给定值的条件下, 回流比随时间的变化过程。
(10)研究间歇精馏操作过程中,固定回流比情况下,塔顶温度随时间的变化情况。
三、实验原理对于二元物系,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。
(5-1)部分回流时,进料热状况参数的计算式为(5-2) 式中:t F——进料温度,℃。
t BP——进料的泡点温度,℃。
实验五 精馏实验
实验六精馏实验——乙醇-水精馏实验通过该实验可以解决许多精馏操作型和部分设计型问题,例如:不同进料位置、不同进料浓度、不同进料量和不同回流比对最终产品质量有何影响?如何寻找适宜的分离条件等?本实验可为不同专业的学生以及学有余力的学生开设出综合型、研究型和设计实验。
不同类型的实验均可通过手动操作来实现。
一、实验内容(任选一个)1.测定全回流和部分回流条件下的全塔效率。
2.以实验室精馏塔设备生产出300—500ml浓度为90%以上的乙醇产品。
料液浓度为(15-20)%(均为体积百分率)。
3.研究不同进料浓度对操作条件和分离能力的影响对于一给定的精馏塔,冷液进料,由于前段工序的原因,使进料浓度发生了变化。
进料浓度的变化,直接影响着精馏操作。
请你根据实验室的设备和物料,完成下列实验任务。
(1)从理论上分析,对于已给定的精馏塔,当进料浓度发生变化时,若不改变操作条件,对塔顶和塔釜产品质量有何影响。
(2)探讨进料浓度变化对全塔效率的影响。
(3)根据实验室现有条件,拟定改变进料浓度的方法,制定出实验方案(包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等)。
(4)根据实验结果,探讨在进料浓度发生变化时,若要保证塔顶和塔釜产品的质量,可采取哪些措施。
4.研究不同回流比对操作条件和分离能力的影响对于一给定的精馏塔,回流比是一个对产品质量和产量有重大影响而又便于调节的参数。
请你根据实验室提供的设备和物料,完成下列实验任务。
(1)从理论上分析,对于已给定的精馏塔,回流比的改变对精馏操作和分离能力的影响。
(2)探讨不同回流比对全塔效率和单板效率的影响,以及不同回流比时浓度曲线分布有何不同。
(3)确定其中一组操作条件下的最小回流比,并计算最小回流比与实际回流比的关系。
(4)根据实验室现有条件,拟定改变回流比的方法,制定出实验方案(包括实验操作条件、实验设备流程、实验操作方法和注意事项等)。
5.研究不同进料位置对操作条件和分离能力的影响最适宜进料板的位置是指在相同的理论板数和同样的操作条件下,具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。
乙醇-水非均相恒沸精馏实验设计
乙醇-水恒沸精馏(非均相)一、实验目的恒沸精馏是在原溶液中添加恒沸剂s使其与溶液中至少一个组分形成最低(最高)恒沸物,以增大原组分间相对挥发度差的非理想溶液的多元精馏。
它是一种特殊的分离方法,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。
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。
一般,加入的分离媒质(亦称恒沸剂)能与被分离系统中的一种或几种物质形成最低恒沸物,使恒沸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。
该实验的目的,主要通过乙醇-水(非均相恒沸精馏)制备无水乙醇,从而:(1)通过实验加深对恒沸精馏过程的理解;(2)熟悉精馏设备的构造,掌握精馏操作方法;(3)能够对精馏过程做全塔物料衡算。
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%(wt%)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,所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物,而无法得到无水乙醇。
而浓度95%左右的乙醇常称工业乙醇。
为此,在乙醇-水体系中加入第三种物质该物质称为恒沸剂。
实验室恒沸精馏制无水乙醇过程研究主要包括以下几个内容:1.恒沸剂的选择恒沸精馏成败的关键在于夹带剂的选取,一个理想的恒沸剂应该满足:(1)恒沸剂能显著影响待分离系统中关键组分的汽液平衡。
(2)必须至少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。
(3)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。
(4)回收容易,一方面希望形成的最低恒沸物是非均相恒沸物,可以减少分离恒沸物所需要的萃取操作等,另一方面,在溶剂回收塔中,应该与其它物料有相当大的挥发度差异。
(5)应具有较小的汽化潜热,以节省能耗。
(6)恒沸剂要容易回收以循环使用。
精馏(乙醇-水)实验
精馏(乙醇-水)实验一.实验原理:1、在板式蒸馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,气液两相在塔板上接触,实现传质、传热过程而达到分离的目的。
如果在每层塔板上,上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态,则该塔板称之为理论塔板。
然而在实际操做过程中由于接触时间有限,气液两相不可能达到平衡,即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。
因此,完成一定的分离任务,精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。
对于双组分混合液的蒸馏,若已知汽液平衡数据,测得塔顶流出液组成Xd、釜残液组成Xw ,液料组成Xf及回流比R和进料状态,就可用图解法在y-x 图上,或用其他方法求出理论塔板数Nt。
精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比,既:Et=Nt/N影响塔板效率的因素很多,大致可归结为:流体的物理性质(如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等)、塔板结构以及塔的操作条件等。
由于影响塔板效率的因素相当复杂,目前塔板效率仍以实验测定给出。
2、精馏塔的单板效率Em可以根据气相(或液相)通过测定塔板的浓度变化进行计算。
若以液相浓度变化计算,则为:E ml=(X n-1-X n) / (X n-1- X n*)若以气相浓度变化计算,则为:E mv=(Y n-Y n+1) / ( Y n*-Y n-1)式中:Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成,摩尔分率;Xn-------第n块板下降的液体组成,摩尔分率;X n*------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成,摩尔分率;Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成,摩尔分率;Yn-------第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率;Y n*------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成,摩尔分率。
二.实验步骤1. 在控制台上用鼠标左键点击泵电源开关的上端(带白点的一端),打开泵电源开关。
2. 依次打开阀门1、2、3,向塔釜进料,进料至液位计的红点(正常液位标志)位置,完成进料。
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实验五:精馏(乙醇—水)分离
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、了解板式塔的结构,观察塔板上气-液接触状况。
3、测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。
6、测定塔釜再沸器的沸腾给热系数
二、基本原理
1.在板式蒸馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,气液两相在塔板上接触,实现传质、传热过程而达到分离的目的。
如果在每层塔板上,上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态,则该塔板称之为理论塔板。
然而在实际操做过程中由于接触时间有限,气液两相不可能达到平衡,即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。
因此,完成一定的分离任务,精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。
对于双组分混合液的蒸馏,若已知汽液平衡数据,测得塔顶流出液组成Xd、釜残液组成Xw ,液料组成Xf及回流比R和进料状态,就可用图解法在y-x图上,或用其他方法求出理论塔板数Nt。
精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比,
既: Et=Nt/N 影响塔板效率的因素很多,大致可归结为:流体的物理性质(如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等)、塔板结构以及塔的操作条件等。
由于影响塔板效率的因素相当复杂,目前塔板效率仍以实验测定给出。
2.精馏塔的单板效率Em可以根据气相(或液相)通过测定塔板的浓度变化进行计算。
若以液相浓度变化计算,则为: E ml=(X n-1-X n) / (X n-1- X n*)
若以气相浓度变化计算,则为: E mv=(Y n-Y n+1) / ( Y n*-Y n-1) 式中:Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成,摩尔分率;
Xn-------第n块板下降的液体组成,摩尔分率;
X n*------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成,摩尔分率;
Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成,摩尔分率;
Yn-------第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率;
Y n*------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成,摩尔分率。
在实验过程中,只要测得相邻两块板的液相(或气相)组成,依据相平衡关系,按上述两式即可求得单板效率Em。
三、实验设备
四、实验步骤
(一)全回流进料
1.打开泵开关。
在控制台上用鼠标左键点击泵电源开关的上端(带白点的一端),打开泵电源开关。
2.打通进料的管线,依次打开阀门1、2、3,向塔釜进料,进料至液位计的红点(正常液位标志)位置,完成进料。
(二)加热
全回流进料完成后,开始加热,首先点击加热电源开关上端,打开加热电源开关。
用鼠标点击加热电压调节手柄,左键增加电压,每点击一次加5伏,右键减少电压,每点击一次减5伏。
或者在电压显
示栏内用左键点击一下,输入所需的电压(0~350伏),然后在控制台窗口的空白处左键点击即可完成输入。
(三)全回流
1.注意衡压
加热开始后,回流开始前,应注意塔釜温度和塔顶压力的变化。
当塔顶压力超过一个大气压很多时(例如0.1atm以上),应打开衡压排气阀进行排气降压。
此时应密切注视塔顶压力,当降到一个大气压时,应马上关闭。
(注意:回流开始以后就不能再打开衡压排气阀,否则会影响结果。
)
2.塔顶的冷却水默认全开,当塔釜温度达到91度左右时,开始有冷凝液出现(在塔顶及储液罐之间有细线闪烁)。
此时鼠标左键点击回流支路上的转子流量计鼠标左键点击转子流量计上的流量调节
旋钮,左键增加,右键减少。
也可以在开度显示框内填入所需的开度(0~100,百分比),然后在流量计上左键点击即可。
调节阀的开度到100,开始全回流。
(四)读取全回流数据
鼠标左键点击“组份测试”可看到组份含量(真实实验用仪器检测,此处简化),如图所示。
开始全回流10分钟以上,组份基本稳定达到正常值。
当组份稳定以后,鼠标左键点击主窗口左侧菜单“数据处理”,在“原始数据”页填入数据(方法详见标准数据库操作方法)。
也可以使用自动记录功能进行记录。
(五)开始部分回流
逐渐打开塔中部的进料阀和塔底的排液阀以及产品采出阀,注意维持塔的物料平衡、塔釜液位和回流比。
五、实验数据及处理
六、注意事项
1.简化掉了配液过程,原料液直接装在原料罐内。
2.电源开关由两个简化为一个。
3.加热开始后,回流开始前,应注意塔釜温度和塔顶压力的变化。
当塔顶压力超过一个大气压很多时(例如0.1atm以上),应打开衡压排气阀进行排气降压。
此时应密切注视塔顶压力,当降到一个大气压时,应马上关闭。
注意:回流开始以后就不能在打开衡压排气阀,否则会影响结果。
4.对于产品的检验,有些学校使用比重计,有些学校使用折光仪,各不相同,仿真实验为了简化我们直接给出了摩尔分率。
七、思考题
1、什么是全回流?全回流操作有哪些特点,在生产中有什么实际意义?如何测定全回流条件下的气液负荷?
答:全回流是精馏塔中上升蒸汽经冷凝后全部回流至塔内的操作方法称为全回流。
全回流的操作特点:塔顶产品为零,通常进料和塔底产品也为零,即既不进料也不从塔内取出产品。
在精馏塔开车操作时,塔顶、塔釜物料浓度均未达到工艺规定要求,不能采出送往下道工序,通过全回流操作,可尽快在塔内建立起浓度分布,使塔顶、
塔釜物料浓度在最短时间达到质量要求,解除全回流,补加物料,调整加热蒸汽量,便于顺利向正常生产过渡。
2、塔釜加热时对精馏操作的参数有什么影响?你认为塔釜加热量主要消耗在何处?与回流量有无关系?
答:塔釜加热对使塔顶气相轻组分组成浓度更高,塔釜液相轻组分组成浓度更低,对精馏有利。
塔釜加热量主要消耗在精馏塔气液热量交换上,与回流量有关。
3、如何判断塔的操作已达到稳定?
答:当流量,塔内各塔板的浓度(或温度)等不再变化时,则可证明塔的操作已稳定。
4、当回流比R<Rmin时,精馏塔是否还能进行操作?如何确定精馏塔的操作回流比?
答:精馏塔还可以操作,但不能达到分离要求。
操作回流比的确定方法:可通过调节回流时间、采出时间以及操作费用、设备费用等综合因素来确定操作回流比。
5、冷料进料对精馏塔操作有什么影响?进料口位置如何确定?
答:精馏塔还可以操作,但不能达到分离要求。
可通过调节回流时间和采出时间来确定回流比。
6、塔板效率受哪些因素影响?
答:塔板效率受操作条件、物料物性、塔板板型、气液接触状况影响。
7、精馏塔的常压操作如何实现?如果要改为加压或减压操作,如何实现?
答:在精馏塔顶的冷凝器出接通大气,从而实现精馏塔的常压操作。
若要改为加压操作,可向塔内通入惰性气体;若要减压操作,可在塔的采出口处加一真空泵。