乙醇-水精馏塔实验
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。
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。
精馏塔的操作和全塔效率的测定实验
0.1532
39914
0.9339
0.8468
塔釜
39427
1.0000
1.0000
0
0.0000
0.0000
以塔顶为例,具体的计算步骤如下:
乙醇的质量百分数
水的质量百分数
乙醇的摩尔分数
水的摩尔分数
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
（2）在部分回流连续精馏操作时，根据进料组成 和分离要求（ ≥93%， ≤3%）。初步估计操作回流比R的大小，根据进料流量（2～4L/h）估算D和W。
同理，D=0.2887，塔顶采出率D/F=0.0656
2.5在进料量5.0L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =5.5，同样计算方法的如下表格
回流比5.5
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
4849
0.0781
0.1780
43621
0.9219
0.8220
塔釜
60228
1.0000
2.1 在进料量4L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =1.9，同样计算方法的如下表格
回流比1.9
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
2692
0.0653
0.1515
29374
0.9347
0.8485
塔釜
31851
1.0000
1.0000
0.0000
0.0000
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔的设计方法以及计算规范
化工原理课程设计任务书化药1104 赵金金 110150108指导教师周莉莉一、设计题目：分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔二、原始数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液2.5万吨（开工率300天/年）原料：乙醇含量为35%（质量百分比）的常温液体分离要求：塔顶乙醇含量不低于90%（质量分数）塔底釜液乙醇含量不高于0.5%（质量分数）塔操作条件：精馏塔塔顶压强：常压进料热状况：泡点进料回流比：自选单板压降：<=0.7kpa塔板类型：浮阀塔工作日：每年300天，每天24小时连续运行厂址：廊坊地区目录前言 (1)第1章塔板的工艺设计方法 (2)第1.1节精馏塔全塔物料衡算 (2)第1.2节常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 (2)第1.3节理论塔板的计算 (8)第1.4节塔经的初步计算 (10)第1.5节溢流装置 (11)第1.6节塔板布置及浮阀数目与排列 (13)第2章塔板的流体力学计算 (15)第2.1节气相通过浮阀塔板的压降 (15)第2.2节淹塔 (16)第2.3节液沫夹带 (17)第2.4节塔板负荷性能图 (18)（三）附件设计 (22)（四）塔总体高度的设计 (25)（五）塔附属设备设计 (26)设计体会 (28)主要符号………………………………………………………………………参考文献 (29)结束语 (30)前言塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。
板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。
工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大。
（2）分离效率高。
（3）操作弹性大。
（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。
塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。
板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。
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。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计乙醇水精馏塔是一种用于分离乙醇和水的设备。
在这种精馏塔中，乙醇和水的混合物被加热，使其沸点降低，然后通过不同的沸点将两种液体分离出来。
下面是一个简单的乙醇水精馏塔设计：1. 塔体设计：精馏塔通常由一个垂直的圆柱形塔体和内部填料组成。
塔体内部通常分为若干个段，每个段都有一个或多个塔板或填料层。
通过管道，将混合物从底部引入，加热蒸发，然后从顶部输出。
2. 加热系统：乙醇水混合物在精馏塔中被加热，使其沸点降低。
通常采用蒸汽或热水来加热塔体，通过外部加热交换器将能量传递给塔体内的混合物。
3. 分离原理：乙醇和水的沸点不同，所以在塔体内加热时，乙醇和水会分别蒸发，并在不同的段或填料层分离。
乙醇的沸点比水低，所以乙醇首先蒸发，然后在塔体内向上升，水则在更低的位置蒸发，形成乙醇和水的分离。
4. 冷凝系统：在塔体的顶部设置冷凝器，将上升的蒸汽冷凝成液体，分离出乙醇和水。
分离后的乙醇和水分别通过不同的管道送出。
5. 控制系统：精馏塔需要一个精确的控制系统来控制加热和冷却过程，以确保分离效果达到最佳状态。
总的来说，乙醇水精馏塔通过加热和冷凝的过程，利用乙醇和水的沸点差异，将两种液体有效分离。
这种精馏塔设计可以在工业生产中用于大规模分离乙醇和水，满足不同领域的需求。
很高兴继续为您介绍乙醇水精馏塔的相关内容。
6. 塔板或填料层设计：精馏塔内部通常设置有塔板或填料层，用于增加表面积，促进蒸汽和液体的接触，从而促进分离。
常用的塔板类型包括泡沫塔板和穿孔塔板，填料层则可以选择球状或鼓形填料等。
这些设计可有效提高乙醇和水的分离效率。
7. 操作方法：在精馏过程中，需要注意控制加热温度、冷却温度、流速等参数，以保证所得到的乙醇和水的纯度和分离效率。
为此，通常采用自动化控制系统，监测和调整各项参数，提高操作的稳定性和效率。
8. 安全措施：在乙醇水精馏过程中，需要注意防止乙醇的挥发和着火，避免发生危险。
因此，需要设置相应的通风排气系统，并且保证设备的密封性良好。
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。
精馏实验
度的分离。
三、实验原理--板式塔（2）
在塔设备的实际操作中，由于受到传质时间和传 质面积的限制，以及不同进料位臵、不同进料浓度、 不同进料量、不同回流比等其它因素的影响，一般不 可能达到汽液平衡状态，实际塔板的分离作用低于理 论塔板，因此，我们可以用全塔效率和单板效率来表 示塔的分离效果。 1．全塔效率 E
图4为回流比R减少时，全塔温度分布的变化情况。 由于回流比减小，塔内 温度上部上升，下部下降， 导致塔的分离能力不够，使 产品质量不合格。因此在操
塔 板 序 号 变化前 塔底 灵敏板 塔顶 回流比变小
作中可根据灵敏板温度变化
情况，判断造成产品不合格 的原因，及时采取措施对过 程进行调节控制。
xD ( Rmin 1)
xD
适宜回流比的确定
2、根据现有塔设备操作摸索回流比： （1）选择加料流量为2～6 l/h，根据物料衡算 将塔顶出料流量调至适当值，塔釜暂时不出料。
（2）将加热电压关小，观察塔节视镜内的气液 接触状况，当开始出现漏液时，记录 P釜 读数，此 时 P釜 作为操作压力下限，对应的加热电压即为最 小加热量，此时操作为该塔下限——漏液点。所读 取的回流比即为操作回流比下限。
若塔的上升蒸气量不够，塔板上建立不了液层， 则两相接触欠充分，分离效果差；若上升气速太大， 又会产生严重夹带甚至于液泛，这时塔的分离效果 同样大在下降。
三、实验原理—填料塔（1）
1、填料塔传质机理
液体
填料塔属于连续接触逆流
操作，液体靠重力沿填料表面
下降，与上升的气体接触，从 而实现传质，填料提供所需的
* xn ——与第 n 块实际板汽相浓度相平衡的液相组
成，摩尔分率。
三、实验原理--板式塔（4）
乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计
乙醇—水混合溶液连续精馏塔设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设计引言：乙醇-水混合溶液的连续精馏塔在工业生产中有广泛的应用，尤其是在酒精生产、燃料乙醇的提纯等领域。
本文将以设计乙醇-水混合溶液连续精馏塔为主题，对连续操作的工艺参数、设备设计等方面进行详细的探讨。
一、乙醇-水混合溶液的特性乙醇-水混合溶液的特性是设计连续精馏塔的基础，其中最重要的是乙醇和水的气液平衡数据。
通过实验测得的气液平衡数据可以用于计算实际操作中的塔回流比、落液比等重要参数，以保证精馏塔的正常运行。
二、连续操作的工艺参数1.塔回流比：乙醇-水混合溶液的精馏塔中，塔回流比是一个关键的控制参数。
通过控制塔回流比，可以实现对塔内温度和浓度的调节，以保证乙醇和水的分离效果。
一般来说，较高的塔回流比可以提高塔底液的浓度，但会相应地降低塔顶的乙醇含量。
2.塔顶温度：塔顶温度是乙醇-水混合溶液精馏塔操作中另一个重要的工艺参数。
通过调节塔顶温度，可以控制乙醇的纯度，实现乙醇的提纯。
一般来说，较低的塔顶温度可以提高乙醇的纯度，但会增加底液的回流量。
3.塔底液的回流量：塔底液的回流量也是连续精馏塔操作中需要控制的参数之一、通过调节底液的回流量，可以实现对塔底温度和浓度的控制，从而保证乙醇和水的分离效果。
一般来说，增加底液的回流量可以提高底液的浓度，但会相应地降低塔顶温度。
三、设备设计1.乙醇-水混合溶液连续精馏塔的设备包括：塔体、填料、除沫器、塔底液泵、塔顶动力和塔口动力等。
塔体的设计需要考虑到溶液的物理特性，如压力、温度和粘度等。
2.填料是乙醇-水混合溶液连续精馏塔中的关键设备。
填料的选择应考虑到温度、浓度和性质等因素，以满足乙醇和水的分离要求。
3.除沫器在乙醇-水混合溶液连续精馏塔中起到除去塔顶产生的泡沫的作用。
合理的除沫器设计可以提高精馏效果，避免泡沫堵塞导致操作不稳定。
4.塔底液泵是用于控制底液回流量的设备，通过调节泵的转速来实现对回流量的调节。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计doc
化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计.doc化工原理课程设计：乙醇-水精馏塔设计一、设计任务本设计任务是设计一个乙醇-水精馏塔，用于分离乙醇和水混合物。
给定混合物中，乙醇的含量为30%，水含量为70%。
设计要求塔顶分离出95%以上的乙醇，塔底剩余物中水含量不超过5%。
二、设计方案1.确定理论塔板数根据给定的乙醇含量和设计要求，利用简捷计算法计算理论塔板数。
首先确定乙醇的回收率和塔顶产品的浓度，然后根据简捷计算公式计算理论塔板数。
2.塔的总体积和尺寸根据理论塔板数和每块理论板的液相体积流量，计算塔的总体积。
根据总体积和塔内件设计要求，确定塔的外形尺寸。
3.塔内件设计塔内件包括溢流管、进料口、冷凝器、再沸器和出口管等。
溢流管的尺寸和形状应根据塔径和物料性质进行设计。
进料口的位置和尺寸应根据进料流量和进料组成进行设计。
冷凝器和再沸器应根据物料的热力学性质和工艺要求进行设计。
出口管应根据塔径和出口流量进行设计。
4.塔板设计每块塔板的设计包括板上液相和气相的流动通道、堰和降液管等。
根据物料的物理性质和操作条件，确定液相和气相的流动通道尺寸和形状。
堰的高度和形状应根据液相流量和操作条件进行设计。
降液管的设计应保证液相流动顺畅且无滞留区。
5.塔的支撑结构和保温根据塔的外形尺寸和操作条件，设计支撑结构的形状和尺寸。
考虑保温层的设置，以减小热量损失。
三、设计计算1.确定理论塔板数根据简捷计算法，乙醇的回收率为95%，塔顶产品的乙醇浓度为95%。
通过简捷计算公式，得到理论塔板数为13块。
2.塔的总体积和尺寸每块理论板的液相体积流量为0.01m3/min，因此总体积为0.013m3/min。
考虑一定裕度，确定塔的外径为0.6m，高度为10m。
3.塔内件设计溢流管的尺寸为Φ10mm，形状为直管上升式。
进料口的位置位于第3块理论板处，尺寸为Φ20mm。
冷凝器采用列管式换热器，再沸器采用釜式再沸器。
出口管采用标准出口管，直径为Φ20mm。
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。
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。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计乙醇和水的分离是化工过程中常见的一种操作，常用的分离方法是通过精馏塔进行分离。
精馏塔是一种经过精心设计的设备，利用液体的沸点差异进行分离。
下面是一个关于乙醇水分离的精馏塔设计的详细说明。
1.目标首先需要明确设计的目标。
在这种情况下，目标是将乙醇和水分离，获得所需浓度的乙醇产品。
这可以通过在精馏塔中提供适当的温度和压力条件来实现。
2.塔的类型根据操作需求，可以选择合适的塔类型。
在这种情况下，可以选择常见的塔类型，如板塔或填料塔。
两种类型都可以用于乙醇和水的精馏，但填料塔通常更适合操作，因为它们具有更大的表面积，有助于有效的质量传递。
3.塔的结构精馏塔的结构由塔底、塔体和塔顶组成。
塔底通常用于收集底部的饱和液和不纯物质，塔体用于分离乙醇和水的混合物，而塔顶用于收集纯净的乙醇产品。
4.塔的操作条件乙醇和水有相对较小的沸点差，因此在精馏过程中，必须要提供适当的操作条件来分离它们。
操作条件的选择将取决于所需的乙醇纯度和回收率。
一般来说，塔的顶部温度应低于乙醇的沸点，而底部温度应高于水的沸点。
5.冷却系统精馏塔需要一个冷却系统来控制温度。
这可以通过在塔顶安装冷凝器来实现。
冷凝器将气体中的乙醇蒸汽冷却成液体，并从塔顶收集纯净的乙醇产品。
6.反应器为了增加乙醇的产率，可以在塔底添加一个反应器。
在反应器中，可以将一部分乙醇和水反应生成乙醇化合物，从而增加乙醇的回收率。
这可以通过在塔底加热和加压来控制反应。
7.控制系统精馏塔的操作需要一个有效的控制系统来实现所需纯度和回收率。
这可以通过监测塔内的温度和压力，并对冷却器和加热器进行控制来实现。
8.安全防护由于精馏过程可能涉及高温和高压操作，必须采取适当的安全措施。
这包括使用安全阀和压力传感器来确保塔的安全操作。
此外，还需要对精馏塔进行定期检查和维护，以确保其在运行中的安全性。
总结：乙醇和水的精馏塔设计需要仔细考虑多个因素，包括操作条件、塔的结构和冷却系统。
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标准文档
乙醇-水精馏塔实验
一、实验目的：
1.了解板式精馏塔的结构和操作。
2.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
二、实验内容:
1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。
2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。
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1可以得到总板效率E T ,其中N P 为实际塔板数。
E T %100⨯=
P
T
N N （1） 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 +-=
)( （2）
式中： t F — 进料温度，℃ 。
t BP — 进料的泡点温度，℃ 。
Cpm — 进料液体在平均温度（t F + t P ）/2下的比热，kJ/（kmol • ℃） r m — 进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol
222111x M C x M C Cpm P P += kJ/（kmol • ℃） （3） 222111x M r x M r r m += kJ/kmol （4） 式中： C P1， C P2 —分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg • ℃）。
r 1,r 2 —分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg 。
M 1，M 2—分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kJ/kmol 。
x 1,x 2—分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。
四、实验装置基本情况:
1．实验设备流程图（如图1所示）：
图1 精馏实验装置流程图
1-储料罐；2-进料泵；3-放料阀；4-加热器；5-直接进料阀； 6-间接进料阀；7-进料流量计；8-高位槽；9-玻璃观察段； 10-精馏塔；11-塔釜取样阀；12-釜液放空阀；13-塔顶冷凝器； 14-回流比流量计；15-塔顶取样阀；16-塔顶液回收罐； 17-放空阀；18-冷却水流量计；19-塔釜储料罐；20-塔釜冷凝器； 21-第8块板进料阀；22-第9块板进料阀；23-第10块板进料阀； 24-液位计；25-料液循环阀；26-釜残液出料阀;27-进料入口阀；28-指针压力表
2.实验设备主要技术参数：
精馏塔实验装置结构参数见表1：
表1 精馏塔结构参数
表2 乙醇─水 t-x-y 关系 (以乙醇摩尔分率表示，x-液相，y-气相 )
乙醇沸点: 78.3℃; 水沸点:100.0℃.
3．实验仪器及试剂：
（1）实验物系：乙醇─水（本试验也可用乙醇-正丙醇物系）；
（2）实验物系纯度要求: 化学纯或分析纯；
（3）实验物系平衡关系见表2；
（4）实验物系浓度要求: 15-25％(乙醇质量百分数)，浓度分析使用酒精计，酒精计为体积分数，通过查《酒精体积分数、质量分数、密度对照表》可得酒
精的质量分数W，通过质量分率求出摩尔分率(X
Ａ)，公式如下: 乙醇分子量Ｍ
Ａ
＝46; 水分子量Ｍ
B
＝18
B
A A
A
A
A
A M W M W M W X )]
(1[)()(-+=
3．实验设备面板图（如图2所示）：
图2 精馏设备仪表面板图
五、实验方法及步骤： 1.实验前检查准备工作：
配制一定浓度(质量浓度 20％左右)的乙醇─水混合液(总容量25升左右),倒入储料罐中。
打开进料入口阀27，其余阀门关闭，启动进料泵2，打开料液循环阀25，使料液混合均匀，混合均匀后将料液循环阀25打至半开，将直接进料阀全开，放空阀12全开，进行进料，一般在塔釜总高2/3处。
然后关闭进料阀门和进料泵。
2. 实验操作：
(1)全回流操作：
①打开塔顶冷凝器进水阀门,保证冷却水足量（160L/h即可）。
②记录室温。
接通总电源开关（220V）。
③调节加热电压约为150伏, 待塔板上建立液层后再适当加大电压至170V，使塔内维持正常操作。
④当各块塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变, 在全回流情况下稳定
20分钟左右。
期间要随时观察塔内传质情况直至操作稳定。
然后分别在塔顶、塔釜取样口用100ml量筒同时取样，通过酒精计分析样品浓度。
(2)部分回流操作：
①打开间接进料阀门和进料泵，调节转子流量计, 以 3.0-4.0（L／h)的流量向塔内加料，打开进料加热开关，调节到合适的进料温度，用回流比流量计调节回流比为 R＝3 ，馏出液收集在塔顶液回收罐中。
②塔釜产品经冷却后由溢流管流出,收集在容器内。
③待操作稳定后,观察塔板上传质状况,记下加热电压、塔顶温度，塔釜压力等有关数据,整个操作中维持进料流量计读数不变,分别在塔顶、塔釜和进料三处取样,用酒精计其浓度并记录下进塔原料液的温度。
(3)实验结束
①取好实验数据并检查无误后可停止实验，此时关闭进料阀门和加热开关，关闭回流比流量计阀门。
②停止加热后10分钟再关闭冷却水,一切复原。
③根据物系的 t-x-y 关系,确定部分回流条件下进料的泡点温度，并进行数据处理。
六、实验注意事项：
1.由于实验所用物系属易燃物品，所以实验中要特别注意安全,操作过程中避免洒落以免发生危险。
2.本实验设备加热功率由仪表自动调节，注意控制加热升温要缓慢，以免发生爆沸(过冷沸腾)使釜液从塔顶冲出。
若出现此现象应立即断电，重新操作。
升温和正常操作过程中釜的电功率不能过大。
3.开车时要先接通冷却水再向塔釜供热，停车时操作反之。
4.检测浓度使用酒精计，使用方法见说明书。
5.为便于对全回流和部分回流的实验结果(塔顶产品质量)进行比较, 应尽量使两组实验的加热电压及所用料液浓度相同或相近。
连续开出实验时, 应将前一次实验时留存在塔釜、塔顶、塔底产品接受器内的料液倒回原料液储罐中循环使用。
七、实验数据记录
表4 精馏实验原始数据
附录《酒精体积分数、质量分数、密度对照表》。