精 馏 塔 实 验 装 置

精馏塔实验装置

一. 实验目的：

1．了解精馏单元操作的工作原理、精馏塔结构及精馏流程。

2．了解精馏过程的主要设备、主要测量点和操作控制点，学会正确使用仪表测量实验数据。

3．了解精馏塔操作规程、熟练精馏塔操作并能够排除精馏塔内出现的异常现象。

4．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。

二. 设备的主要技术数据

(一) 精馏塔

名称直径

（毫米）

高度

（mm）

板间距

（mm）

板数

(块)

板型、孔

径（mm）

降液管材质

塔体Φ76×3.5 100 100 10 筛板

2.0

Φ8×1.5 不锈钢

塔釜Φ100×2 300 不锈钢

塔顶

冷凝器

Φ57×3.5 300 不锈钢

塔釜

冷凝器

Φ57×3.5 300 不锈钢

(二) 物系 (乙醇─正丙醇)

1. 纯度: 化学或分析纯.

2. 平衡关系: 见表1.

3. 料液浓度:15-25％(乙醇质量百分数).

4. 浓度分析用阿贝折光仪(用户自备).折光指数与溶液浓度的关系见表2.

表 1 乙醇─正丙醇 t-x-y 关系

( 均以乙醇摩尔分率表示,x-液相; y-气相 )

t 97.60 93.85 92.66 91.60 88.32 86.25 84.98 84.13 83.06 80.50 78.38 x 0 0.126 .188 0.210 0.358 0.461 0.546 0.600 0.663 0.884 1.0

y 0 0.240 0.318 0.349 0.550 0.650 0.711 0.760 0.799 0.914 1.0 上列平衡数据摘自: J.Gmebling,U.onken •Vapor─liquid•Equilibrium Data Collection─Organic Hydro xy Compounds: Alcohols(p.336)。

乙醇沸点: 78.3℃; 正丙醇沸点:97.2℃.

表 2 温度─折光指数─液相组成之间的关系

0 0.05052 0.09985 0.1974 0.2950 0.3977 0.4970 0.5990 25℃ 1.3827 1.3815 1.3797 1.3770 1.3750 1.3730 1.3705 1.3680 30℃ 1.3809 1.3796 1.3784 1.3759 1.3755 1.3712 1.3690 1.3668 35℃ 1.3790 1.3775 1.3762 1.3740 1.3719 1.3692 1.3670 1.3650

(续表2)

0.6445 0.7101 0.7983 0.8442 0.9064 0.9509 1.000 25℃ 1.3607 1.3658 1.3640 1.3628 1.3618 1.3606 1.3589 30℃ 1.3657 1.3640 1.3620 1.3607 1.3593 1.3584 1.3574 35℃ 1.3634 1.3620 1.3600 1.3590 1.3573 1.3653 1.3551 对30℃下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算:

Ｗ＝58.844116－42.61325 ×n

D

其中Ｗ为乙醇的质量分率; n

D

为折光仪读数 (折光指数).

由质量分率求摩尔分率(X

Ａ

):

乙醇分子量Ｍ

Ａ＝46; 正丙醇分子量Ｍ

B

＝60

B

A

A

A

A

A

A

M

W

M

W

M

W

X

)]

(

1[

)

(

)

(

-

+

=

(三) 操作参数: 见表( 3 )

三. 实验设备的基本情况

1. 实验设备流程示意图: 见附图一所示.

1-储料罐；2-进料泵；3-放料阀；4-料液循环阀；5-直接进料阀；6-间接进料阀； 7-

流量计；8-高位槽；9-玻璃观察段；10-塔身；11-塔釜取样阀；12-釜液放空阀；13-塔顶冷凝器；14回流比控制器；15-塔顶取样阀；16-塔顶液回收罐；17-放空阀；18-塔釜出料阀；19-塔釜储料罐；20-塔釜冷凝器；21-第七块板进料阀；22-第八块板进料阀；23-第九块板进料阀。

4．实验设备和测量方法简介：

（一）.主体设备

精馏塔为筛板塔,全塔共有10块塔板由不锈钢板制成,塔高1.5米,塔身用内径为50毫米的不锈钢管制成,每段为10厘米,焊上法兰后,用螺栓连在一起,并垫上聚四氟乙烯垫防漏,塔身的第二段和第九段是用耐热玻璃制成的,以便于观察塔内的操作状况。除了这两段玻璃塔段外,其余的塔段都用玻璃棉保温。降液管是由外径为8毫米的不锈钢管制成。筛板的直径为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。

塔顶的全凝器和塔底冷却器内是直径为8毫米做成螺旋状的的不锈钢管,外面是不锈钢套管。塔顶的物料蒸气和塔底产品在不锈钢管外冷凝、冷却, 不锈钢管内通冷却水。塔釜用电炉丝进行加热,塔的外部也用保温棉保温。

混合液体由储料罐经进料泵由直接进料阀处（由高位槽转子流量计计量后）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。

（二）.回流比的控制:

回流比控制采用电磁铁吸合摆针方式来实现的。在计算机内编制好通断时间程序就可以控制回流比。

表 3 设备操作参数(供参考)

序号名称数据范围说明

1 塔釜加热电压(∨)70-150 ①维持正常操作下的参数值；

②用固体调压器调压,指示的功率约为实

际功率的1／2--2／3 。

2 回流比R 4--∞

3 塔顶温度77--83(℃)

4 操作稳定

时间• 20—35分钟①开始升温到正常操作约30min；

②正常操作稳定时间内各操作参数值维持

不变，板上鼓泡均匀。

5 实验结果理论板数

(块)

3--6 一般用图解法

总板效率％40-85

精度1块

四. 实验方法及步骤

(一) 实验前准备工作.检查工作：