精馏实验实验报告

精馏实验实验报告

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1.实验前，请想象并尝试描述气速与整塔压降的关系？

依照教材P228页，当液体喷淋量为零时，压降与空塔气速呈直线关系，与气体以湍流形式流过管道的关系类似；有一定喷淋量时，压降因管道变窄增大，但几乎与无喷淋量时平行；过截点以后，气体对液体产生阻滞作用，填料表面持液量增多，压降随气速较快增长；过了泛点之后，液体变为连续相而气体变为分散相，阻力猛增。

2.实验前，请同学们回顾精馏塔的塔板与填料的发展历程？

舌形塔板

斜孔塔板

鼓泡式塔板

散堆填料

规整填料

3.实验前，请尝试回答精馏操作过程中，使混合物较彻底分离的基本条件？

1、相对挥发度差异较大；

2、每一块板能使气液充分接触；

3、塔高足够高；

4、再沸器与冷凝器温度稳定；

5、混合物不形成共沸物；

6、运行规范稳定，不出现漏液、烨沫夹带、气泡夹带、液泛等非规范操作；

7、加料不反混；

二、实验记录

包括操作条件、实验现象、原始数据表，要求数据的有效数字、单位格式规范。

【原始数据表】

6 77.9 87.8 35.1 24.0 127

瓦数/kw 次数塔顶组成/% 塔釜组成/%

3 1 18.75 81.25 86.30 13.70

2 15.5

3 84.47 88.83 13.17

5 1 12.52 88.48 88.20 11.80

2 13.12 86.88 89.10 10.90

6 1 11.91 88.09 88.35 11.65

2 11.71 88.29 88.14 11.86

【数据处理】

※空塔气速

首先根据测得的回流液流量求空塔气速。由于实验中采取全回流的方式，回流液质量流量与蒸气质量流量相同。

实验中转子流量计已经将实际溶液的流量转换为水的流量，由公式

2

1

s s V V = （1）

将读数转换为实际回流夜的流量。其中：

f ρ取转子密度，近似为铁质，取密度7900kg/m3，1ρ取20 o C 水的密度，2ρ取回流温度下

混合液体的密度。水取998kg/m 3，乙醇取789 kg/m 3。 塔顶、塔釜的溶液组成取两次实验的平均值，并依据公式1

1

n

wi

m

i

x ρρ=∑

计算不同温度下回

流液密度，得到数据如下：

表一、不同功率下的回流液密度

瓦数/kw

塔顶组成/%水

回流液密度kg/m^3

3 17.1

4 818.3751

5 12.82 810.7671

6 11.81 809.008

7 7 23.92 830.6076 7

13.07 811.2035

将所得到的回流液密度带入公式（1），即可得到回流液体积，体积和密度均已知，则可以得到回流液质量。因为全回流，所以根据物料守恒，上升蒸汽的质量与回流液质量相等。

表二、不同功率下的回流液质量流量

瓦数/kw

回流液体积流量L/h

回流液质量流量kg/h

3 7.3 5.9791 5 21.6 17.4929 6 27.

4 22.1651 7 20.

5 17.067

6 7

32.0 25.9294

将回流液流量转换为同条件下的蒸气流量，温度以塔顶、塔釜平均温度计，气压以一个大气

压计，利用公式

m m

RT

M M

V NRT

A pA pA

u==

乙醇水

乙醇水

（＋）

＝

其中

2

32

8.1710

4

d

A m

π

-

==⨯，得如下表:

功率

/kw

平均温度/℃回流液质量流量/kg/m^3 塔顶组成/%水空塔气速m/s

3 82.80 5.9791 17.1

4 0.1635

5 82.15 17.4929 12.82 0.4521

6 82.85 22.1651 11.81 0.5664

7 82.95 17.0676 23.92 0.5057

7 82.85 25.9294 13.07 0.6736

【实验分析】

可以看出，第四组实验有很大误差，因为做第四组实验时，前后实验条件差异较大，从而造

成实验操作条件不稳定，所以得到的数据有很大偏差，故应舍去第四组实验数据。从以上实

验数据可以看出，在正常工作状态下，塔内的平均温度始终保持在82℃左右，偏差较小，

使实验保持在稳定条件下进行操作。另外，随着功率增大，回流液质量逐渐增多，不难理解，

功率增大，釜液吸收的热量增多，上升蒸汽的量也就会增多，从而也能理解空塔气速也会随

功率增大而升高。在全回流操作下，回流液的量也就会增多。

功率改变，塔的单板效率以及塔效率也会改变，所以在塔设备参数不变的情况下，改变功率

输入，分离效果也就会不一样。

3、不同功率下的总板效率

首先将实验测得塔顶、塔釜组成转换为摩尔分数，得如下表：

表四.不同功率下的塔顶与塔釜组成

功率/kw 塔顶组成wt/%乙醇塔顶乙醇摩尔分数塔釜组成wt/%乙醇塔釜乙醇摩尔分数

3 82.86 0.65418 13.4

4 0.05728

5 87.18 0.72685 11.35 0.04771

6 88.19 0.74503 11.76 0.04957

7 76.08 0.55448 11.05 0.04646

7 86.93 0.72242 10.8 0.04523