筛板精馏实验知识讲解
筛板精馏塔实验报告
筛板精馏塔实验报告
筛板精馏塔实验报告
一、实验目的
本次实验旨在通过实验来研究筛板精馏塔的性能,以及塔板分布对精馏塔性能的影响,探究在精馏塔工作过程中塔板分配优化的方法,并对精馏反应器的运行状况进行监控,以提高精馏工艺的性能。
二、实验原理
筛板精馏塔是一种利用分层析离塔板之间的气液混合层,将混合物的不同组分进行分离的反应器,它由塔底及塔顶,中部为多个塔板并组成的精馏塔组成。
塔板之间混合物的组成均匀性是决定精馏塔效率的关键,只有落到塔板定义的平行夹层内,混合物的流动特性才能发挥出最佳组成,它的工作原理是通过气体的上升作用,将重液要从
上层分离到由塔板组成的下层,将轻液从下层分离到由塔板组成的上层。
三、实验装置
实验装置是一台筛板精馏塔,采用了抽气泵,进料管,出料管,气阀,液位指示器,温度计,排气管,流量计等控制等元件。
四、实验方法
试验过程也就是把不同物理性质的混合物投入到筛板精馏塔,然后通过控制气体,液位,温度等参数来进行分离,最终得到混合物的上层液和下层液,测量混合液的组成,以计算出精馏塔的性能,并研究塔板分配对精馏塔性能的影响。
五、实验结果
实验结果显示,改变塔板的分布可以显著改善精馏塔的性能,在塔板的分布优化的情况下,精馏塔的产液量显著提高,且精馏塔的分离效果有明显改善。
六、结论
实验表明,塔板分布对精馏塔的性能有着至关重要的作用,合理的塔板分布可以有效地提高精馏塔的分离效率,达到延长精馏反应器的使用寿命和提高产液量的目的。
化工原理筛板塔精馏实验报告
化工原理筛板塔精馏实验报告实验目的:掌握化工原理筛板塔精馏的基本原理及操作方法,了解精馏过程中的塔板效应以及回流比对塔板效应的影响。
实验仪器:化工原理筛板塔精馏实验装置、温度计、电子天平、试管架等。
实验原理:化工原理筛板塔精馏是通过液体在塔板上的气液两相接触、汽化和冷凝来实现分离纯液体的方法。
在塔中,通过加热器将进料液加热并汽化,然后进入塔板上的塔板上,并与从塔底部向上流动的回流液进行冷凝接触。
冷凝液中的较轻组分被汽化出来,而较重组分则降温并沉积在塔板上。
这样,通过多次的汽化和冷凝,逐渐将较轻组分从较重组分中分离出来。
实验步骤:1.首先将堆积在试管架上的塔板组装完成,确保塔板之间无泄漏。
2.将所需的混合液体注入塔底的进料罐中,并打开加热器将混合液体升温至沸腾。
3.根据实验要求,调节回流比,通过调节回流比来改变塔板效应。
4.使用温度计测量不同塔板中的温度,记录各个塔板的温度分布情况。
5.在实验过程中,定时收集和测量塔底收集器中的溶液,并测量其组分浓度。
6.根据实验数据计算纯液体的回流比、摩尔分数和回收率。
实验结果:根据实验数据计算得到不同塔板的温度分布情况。
根据计算得到的纯液体的回流比、摩尔分数和回收率,可以分析不同条件下塔板效应的影响。
实验结论:通过化工原理筛板塔精馏实验,我们得到了不同条件下的塔板效应的实验数据,分析了回流比对塔板效应的影响。
在实验过程中,我们发现回流比的增加可以提高塔板效应,进而提高纯液体的回收率。
这为进一步优化化工生产中的精馏工艺提供了重要依据。
实验中的注意事项:1.操作时要严格遵循实验操作规程,注意个人安全。
2.在进行实验操作过程中,遵循安全操作规范,确保设备正常运行。
3.注意实验装置的密封性,以避免气体泄漏。
4.在进行实验数据记录时,要认真准确地记录实验数据,以保证实验结果的可靠性。
1.曹建国,张玉芬,梁中美.化工原理与工业催化[M].化学工业出版社。
筛板精馏过程实验报告
一、实验目的1. 了解筛板精馏塔的结构、工作原理及操作方法;2. 掌握精馏过程中回流比、加热功率等操作条件对分离效果的影响;3. 熟悉精馏塔全塔效率、单板效率的测定方法;4. 分析精馏塔在实际操作中的常见问题及解决措施。
二、实验原理1. 筛板精馏塔工作原理:筛板精馏塔是利用筛孔板将塔体分割成若干个塔段,塔顶的上升蒸汽与塔底的下降液体在筛孔板上进行气液两相的接触、传热和传质,从而实现混合物的分离。
塔顶得到的馏出液中含有较高的轻组分,塔底得到的釜液中含有较高的重组分。
2. 精馏过程的基本方程:在精馏过程中,塔顶、塔底及塔内各板上的气液两相浓度满足下列物料衡算方程:(1)塔顶物料衡算方程:y_D = L_D / (L_D + V_D),其中y_D为塔顶馏出液的摩尔分数,L_D为塔顶回流液的摩尔分数,V_D为塔顶馏出液的摩尔分数。
(2)塔底物料衡算方程:y_W = (F - L_W) / (F - L_W + V_W),其中y_W为塔底釜液的摩尔分数,F为原料液的摩尔分数,L_W为塔底釜液的摩尔分数,V_W为塔底釜液的摩尔分数。
(3)塔内各板物料衡算方程:y_i = (L_i + L_{i-1}) / (L_i + L_{i-1} + V_i),其中y_i为第i板的气相摩尔分数,L_i为第i板的液相摩尔分数,L_{i-1}为第i-1板的液相摩尔分数,V_i为第i板的气相摩尔分数。
3. 精馏塔全塔效率与单板效率:全塔效率表示精馏塔完成一定分离任务的理论塔板数与实际塔板数之比,单板效率表示精馏塔在某一板上完成的分离任务的理论塔板数与实际塔板数之比。
三、实验内容1. 实验仪器:筛板精馏塔、原料液、回流液、加热器、冷却器、温度计、流量计等。
2. 实验步骤:(1)启动加热器,将原料液加热至沸点,产生上升蒸汽;(2)将上升蒸汽送入筛板精馏塔,在塔内进行气液两相的接触、传热和传质;(3)从塔顶取出馏出液,从塔底取出釜液;(4)调整加热功率、回流比等操作条件,观察精馏塔的分离效果;(5)测定塔顶馏出液、塔底釜液的组成,计算全塔效率与单板效率。
筛板精馏塔实验
实验8 筛板精馏塔实验一、实验目的1.了解筛板式精馏塔的结构流程及操作方法。
2.测取部分回流或全回流条件下的总板效率。
3.观察及操作状况。
二、实验原理在板式精馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,汽液两相在塔板上接触,实现传质,传热过程而达到两相一定程度的分离。
如果在每层塔板上,液体与其上升的蒸汽到平衡状态,则该塔板称为理论板,然而在实际操作中、汽、液接触时间有限,汽液两相一般不可能达到平衡,即实际塔板的分离效果,达不到一块理论板的作用,因此精馏塔的所需实际板数一般比理论板要多,为了表示这种差异而引入了“板效率”这一概念,板效率有多种表示方法,本实验主要测取二元物系的总板效率E p :E N NP T D板式塔内各层塔板的传质效果并相同,总板效率只是反映了整个塔板的平均效率,概括地讲总板效率与塔的结构,操作条件,物质性质、组成等有关是无法用计算方法得出可靠值,而在设计中需主它,因此常常通过实验测取。
实验中实验板数是已知的,只要测取有关数据而得到需要的理论板数即可得总板效率,本实验可测取部分回流和全回流两种情况下的板效,当测取塔顶浓度,塔底浓度进料浓度以及回流比并找出进料状态、即可通过作图法画出平衡线、精馏段操作线、提馏段操作线,并在平衡线与操作线之间画梯级即可得出理论板数。
如果在全回流情况下,操作线与对角线重合,此时用作图法求取理论板数更为简单。
三、实验装置与流程实验装置分两种:(1)用于全回流实验装置精馏塔为一小型筛板塔,蒸馏釜为卧直径229m长3000mm内有加热器。
塔内径50mm共有匕块塔板,每块塔板上开有直径2mm筛孔12个板间距100mm,塔体上中下各装有一玻璃段用以观察塔内的操作情况。
塔顶装有蛇管式冷凝器蛇管为φ10×1紫铜管长3.25m,以水作冷凝剂,无提馏段,塔傍设有仪表控制台,采用1kw调压变压器控制釜内电加热器。
在仪表控制台上设有温度指示表。
压强表、流量计以及有关的操作控制等内容。
筛板塔精馏实验 实验报告
筛板塔精馏实验实验报告筛板塔精馏实验实验报告一、引言在化工领域中,精馏是一种常用的分离技术,用于将混合物中的组分按照其沸点差异进行分离。
筛板塔是一种常见的精馏设备,其内部结构由筛板和填料组成,通过筛板的作用和填料的接触,实现混合物的分离。
本实验旨在通过筛板塔精馏实验,探究不同操作条件对分离效果的影响。
二、实验目的1. 了解筛板塔精馏设备的原理和工作方式;2. 探究不同操作条件对分离效果的影响;3. 分析实验结果,总结精馏操作的关键因素。
三、实验原理筛板塔精馏是通过筛板和填料的作用,将混合物中的组分按照其沸点差异进行分离。
混合物在筛板塔内上升时,通过筛板的孔隙进入下一层,同时与填料接触,发生质量传递和热量传递,从而实现分离。
较轻组分倾向于向上升,而较重组分倾向于下降,从而实现分离效果。
四、实验步骤1. 准备实验所需的筛板塔设备,并进行清洗和消毒;2. 将待分离的混合物加入筛板塔的进料口,并调节进料流量;3. 开启加热设备,控制塔内的温度;4. 观察塔内的分离情况,记录采样并进行分析;5. 根据实验结果,调整操作条件,进一步优化分离效果;6. 结束实验后,关闭加热设备,清理实验设备。
五、实验结果与分析通过实验观察和数据记录,我们可以得到不同操作条件对分离效果的影响。
首先,进料流量的大小会影响塔内的停留时间,过大的流量可能导致组分无法充分分离,而过小的流量则可能降低分离效率。
因此,在实验中需要适当调整进料流量,以达到最佳分离效果。
其次,温度是影响精馏效果的重要因素。
适当的温度可以提高组分之间的传质速率,促进分离。
在实验中,我们可以通过调节加热设备的温度,观察分离情况的变化,并选择最佳温度条件。
填料的选择也会影响筛板塔的分离效果。
不同的填料具有不同的表面积和孔隙结构,对传质和传热的效果有所差异。
在实验中,我们可以尝试不同种类的填料,并比较其分离效果,选择最适合的填料类型。
六、结论通过筛板塔精馏实验,我们了解了筛板塔精馏设备的原理和工作方式,并探究了不同操作条件对分离效果的影响。
筛板精馏实验报告
筛板精馏实验报告篇一:化工原理筛板塔精馏实验报告筛板塔精馏实验一.实验目的1.了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。
2.学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3.学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二.基本原理1.全塔效率ET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:NT——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜; NP——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置NP=10。
2.图解法求理论塔板数NT以回流比R写成的精馏段操作线方程如下:yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数;xD——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数; R——泡点回流下的回流比。
提馏段操作线方程如下:ym+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xm——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数;xW-塔底釜液的液体组成,摩尔分数; L'-提馏段内下流的液体量,kmol/s;W-釜液流量,kmol/s。
加料线(q线)方程可表示为:其中,q——进料热状况参数;rF——进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol; tS——进料液的泡点温度,℃; tF——进料液温度,℃;cpF——进料液在平均温度 (tS ? tF ) /2 下的比热容,kJ/(kmol℃); xF——进料液组成,摩尔分数。
(1)全回流操作在精馏全回流操作时,操作线在y-x图上为对角线,如图1所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板数。
图1 全回流时理论塔板数确定(2)部分回流操作部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为:A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线,并画出对角线作为辅助线;B.在对角线上定出a点(xD,xD)、f点(xF,xF)和b点(xW,xW);C.在y轴上定出yC=xD/(R+1)的点c,连接a、c作出精馏段操作线;D.由进料热状况求出q,过点f作出斜率为q/(q-1)的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作线;E.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯,当梯级跨过点d时,就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯,直至梯级跨过点b为止;G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数(包含再沸器),跨过点d的那块板就是加料板,其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
筛板塔精馏综合实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解筛板塔的结构和工作原理,掌握其操作方法。
2. 学习精馏过程中气液两相的传质和传热过程,了解精馏塔的分离性能。
3. 通过实验,测定精馏塔的全塔效率、单板效率及回流比对分离效果的影响。
4. 掌握精馏塔的调试和操作技巧,为实际生产中的精馏操作提供理论依据。
二、实验原理精馏是一种利用混合物中各组分沸点差异进行分离的单元操作。
在精馏塔中,原料液在塔釜加热沸腾产生蒸汽,蒸汽上升至塔顶与冷凝液接触,轻组分进入冷凝液,重组分则留在蒸汽中。
冷凝液回流至塔釜,与原料液一起加热沸腾,从而实现混合物的分离。
筛板塔是一种常见的精馏设备,其主要结构包括塔体、塔板、塔釜、冷凝器、再沸器等。
塔板上的孔洞使蒸汽和液体在板上进行充分接触,实现传质和传热。
三、实验仪器与材料1. 筛板塔精馏装置2. 乙醇-水混合物3. 温度计4. 压力计5. 精密天平6. 折光仪7. 计算器四、实验步骤1. 按照实验装置图组装筛板塔,检查各连接部位是否牢固。
2. 将乙醇-水混合物加入塔釜,加热至沸腾。
3. 调整塔顶冷凝器温度,控制塔顶温度在设定范围内。
4. 调整塔底再沸器加热功率,控制塔底温度在设定范围内。
5. 记录塔顶和塔底温度、压力、流量等数据。
6. 使用折光仪测定塔顶冷凝液和塔底釜液的折光率,计算其组成。
7. 重复实验步骤,改变回流比和加热功率,观察分离效果的变化。
五、实验结果与分析1. 全塔效率实验测得全塔效率与理论塔板数的关系如下:E_T = (N_T / N_P) × 100%其中,N_T为理论塔板数,N_P为实际塔板数。
实验结果显示,全塔效率随着理论塔板数的增加而提高,但随着实际塔板数的增加,全塔效率提高幅度逐渐减小。
2. 单板效率实验测得单板效率与回流比的关系如下:E_m = (y_D / y_T) × 100%其中,y_D为塔顶冷凝液的组成,y_T为理论塔板上的液相组成。
实验结果显示,单板效率随着回流比的提高而提高,但提高幅度逐渐减小。
筛板精馏塔的操作与塔效率的测定
筛板精馏塔的操作与塔效率的测定一、实验目的1.熟悉板式塔的结构及精馏流程。
2.掌握连续精馏的操作方法。
3.学会理论塔板数和精馏塔效率的测定方法。
二、基本原理1.筛板精馏塔和理论塔板数气液传质设备可以分为逐级接触式和微分接触式两种。
筛板塔作为逐级接触式的典型代表,通常是由一个圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干块筛板组成。
筛板是由气体通道--筛孔、溢流堰和降液管组成。
筛孔是在塔板上均匀分布的许多圆形小孔,直径通常为3~8mm。
溢流堰的作用是保证塔板上能保留足够的液体。
降液管是液体从上层塔板流至下层塔板的通道。
筛板塔在操作时,液体在重力作用下,自上而下通过各层塔板的降液管逐层下降,最后由塔底流出,气体在压差作用下,经由塔板上的筛孔自下而上通过各层筛板后由塔顶排出。
由于在每块塔板上都有一定量的液体,气体通过液层时,气液两相相互接触,进行热量交换和质量传递,使上升气体中难挥发组分冷凝,使筛板上液体中的易挥发组分汽化。
为了保证两相充分接触,两相的接触方式应采取逆流或错流。
气液接触时一般有三种状态,即鼓泡状态、泡沫状态和喷射状态。
由于后两种接触状态有不断更新的两相界面,使两相之间的传质效果更好,故在工业生产中经常采用。
气体通过筛板时,由于筛板本身和板上液层二者的阻力,因而产生板压降。
其中,由筛板本身阻力造成的压降称为干板压降;由液层阻力造成的压降称为液层压降。
干板压降随气体上升速度的增大而增大。
在不同的气体速度下,干板阻力损失和液层阻力损失所占比例是不同的。
在低气速条件下,以液层阻力为主;在高气速条件下,干板阻力所占比例相对增大。
在每一块筛板上,由于气液接触的时间有限,因而离开筛板时,气液两相的传质并未达到平衡。
这就是说一块实际的塔板的传质效果同一块理论塔板的传质效果相比,存在一定差距。
通过精馏操作,实现某组分分离目的需要的理论塔板数可在y~x相图上用图解法求出。
对于理想双组分溶液的精馏,在全回流操作的条件下,理论塔板数也可以用芬斯克公式进行计算:(3-5-1)式中:Nmin--全回流时所需要的最少理论塔板数;αm--全塔物料的平均相对挥发度;xA--塔顶馏出液或塔釜液中组分A的摩尔分数;xB--塔顶馏出液或塔釜液中组分B的摩尔分数;d,w--分别代表塔顶馏出液和塔釜液。
筛板精馏塔及塔板效率原理解析
筛板精馏塔的操作及塔板效率的测定一、实验目的1.了解板式塔的结构与流程,掌握其操作方法。
2.测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率。
3.改变操作条件(回流比、加热功率等),观察塔内温度变化,从而了解回流的作用和操作条件对精馏分离效果的影响。
二、实验原理在板式精馏塔中,混合液在塔板上传质、传热,汽相逐板上升,液相逐板下降,层层接触,多次部分冷凝、部分汽化,在塔顶得到较纯的轻组分,塔釜得到较纯的重组分,从而实现分离。
当离开塔板的汽液两相组成平衡、温度相同时,则此塔板称为理论板。
然而在实际操作中,由于塔板上汽液两相接触时间有限及相间返混等因素影响,使汽液两相尚未达到平衡即离开塔板,即一块实际塔板的分离效果达不到一块理论板的作用,因此精馏塔所需的实际板数比理论板数多。
精馏塔之所以能使液相混合物得到较完全的分离,关键在于回流的运用。
从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比,它是精馏操作的一个重要控制参数。
回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果与能耗,回流比可分为全回流、最小回流比和实际操作时采用的适宜回流比。
全回流是一种极限情况,它不加料也不出产品。
塔顶冷凝液全部回到塔内,在生产上没有意义。
但是这种操作容易达到稳定,故在装置开工和科学研究中常常采用。
对于一定的分离要求,减少回流比,所需理论塔板数增加,当减到某一回流比时,需要无穷多个理论板才能达到分离要求,这一回流比称为最小回流比。
实际选用的适宜回流比应为最小回流比的1.2 ~ 2倍。
板效率是反映塔板性能及操作好坏的重要指标。
精馏塔塔板数的计算利用图解的方法最简便。
对于二元物系,若已知汽液平衡数据,则根据馏出液的组成x D、料液组成x F、釜残液组成x W及回流比R,很容易求出理论板数N T。
1.全回流操作时的全塔效率E T和单板效率E mV(n)的测定在全回流操作时,操作线在x-y图上为对角线,根据实验中所测定的塔顶、塔底组成和在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论板数,然后根据装置实际板数,由式(1)可求取全塔效率。
筛板精馏塔精馏实验报告
实验七筛板精馏塔精馏实验一、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)。
二、实验原理在板式精馏塔中,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以实现传质,以达到分离的目的。
如果在每层塔板上,离开塔板的液体组成与蒸汽组成处于平衡状态,则该塔板称为理论板。
然而在实际操作的塔中,由于接触时间有限,气液两相不可能达到平衡,即实际塔板达不到一块理论板的分离效果,因此精馏塔所需要的实际板数总比理论板数多。
对二元物系,全回流时,根据塔顶、塔底气液组成可求出理论塔板数。
理论塔板数与实际塔板数之比即为塔的总板效率E 。
数学表达式为:(1)式中:—总板效率;—理论板层数;—实际板层数。
理论板层数的求法可用图解法。
本实验是使用乙醇—水二元物系在全回流条件下操作,只需测定塔顶馏出液组成和釜液组成又,即可用图解法求得,实际板层数为已知,所以利用式(1)可求得塔效率。
三、实验装置实验装置为一小型筛板塔,由塔体、供料系统、产品贮罐、和调节控制仪表柜等组成,如图1所示。
塔径50mm,板上开有筛孔25与29两种,,板间距100mm。
塔釜φ250×340×3mm,塔顶为一盘管式冷凝器。
图1 筛板式精馏塔精馏实验装置流程四、实验步骤1.熟悉装置在使用本设备前应了解设备的基本结构,以及所需的控制仪表盘的布置情况,并按正确的操作方法使用设备。
2.加料配制一定浓度(5%(v))的酒精-水溶液由供料泵注入蒸馏釜内至液位计上的标记为止。
在供料槽内配制15-20%(v)酒精-水溶液。
3.预热通电启动,调节电压到220V,对釜内料液加温,并开启冷却水阀,仔细观察塔内汽液二相的状况,控制加热量(用调节电压来实施)。
进行全回流操作,控制蒸发量,这时灵敏板温度应在80℃左右。
4.精馏操作开泵,加料控制一定流量,进行部分回流操作,在回流分配器中的产品管口高于回流管管口15mm。
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。
筛板塔精馏实验
筛板塔精馏实验实验五筛板塔精馏实验一、实验目的1.了解筛板精馏塔的结构及精馏流程;2.熟悉筛板精馏塔的操作方法;3.掌握精馏塔效率的测定方法。
二、实验基本原理1.全塔效率板式塔是使用量大、运用范围广的重要气(汽)液传质设备,评价塔板好坏一般根据处理量、板效率、阻力降、操作弹性和结构等因素。
目前出现的多种塔板中鼓泡式塔板(筛板、浮阀板)和喷射式塔板(舌形、斜孔、网孔)在工业上使用较多,板式塔作为气、液传质设备,既可用于吸收,也可用于精馏,用得多的是精馏操作。
在精馏装置中,塔板是汽、液两相的接触场所。
在板式精馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,汽液两相在塔板上层接触,实现传质、传热过程,从而达到分离目的。
如果在某层塔板上,上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态,则该塔板称为理论板。
然而在实际操作中,由于塔板上的汽、液两相接触时间有限及板间返混等因素影响,使汽、液两相尚未达到平衡即离开塔板,一块实际塔板的分离效果达不到一块理论板的作用,因此精馏塔所需的实际板数比理论板数多,若实际板数为NP ,理论板数为NT,则全塔效率ET:ET= (NT /NP )╳100%2.操作因素对塔效率的影响(1)回流比的影响从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比。
回流比是精馏操作的一个重要控制参数,回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果与能耗。
回流比可分为全回流、最小回流比和实际操作回流比。
全回流是一种极限情况,此时精馏塔不加料也不出产品,塔顶冷凝量全部从塔顶回到塔内,这在生产上没有意义,但是这种操作容易达到稳定,故在装置开工和科学研究中常常采用。
全回流时由于回流比为无穷大,当分离要求相同时比其它回流比所需理论板要少,故称全回流时所需的理论板为最少理论板数。
通常计算最少理论板数用芬斯克方程。
对于一定的分离要求,减少回流比,所需的理论塔板数增加,当减到某一回流比时,需要无穷多个理论板才能达到分离要求,这一回流比称为最小回流比Rm。
筛板塔精馏实验报告
筛板塔精馏实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过筛板塔精馏实验,掌握精馏技术的基本原理和操作方法,了解筛板塔的结构与工作原理,以及掌握实验室中常用的精馏设备的操作技能。
二、实验原理。
筛板塔是一种用于液体混合物精馏的设备,其工作原理是通过在塔内设置多个筛板,使得液体混合物在筛板之间多次蒸馏和冷凝,从而实现对混合物的分离和提纯。
在筛板塔内,液体混合物首先被加热至沸点,形成蒸汽,然后通过筛板层,蒸汽在筛板上冷凝成液体,再次被加热,如此重复多次,最终实现混合物的分离。
三、实验仪器与试剂。
1. 实验仪器,筛板塔、加热设备、冷凝器、采样瓶等。
2. 实验试剂,乙醇-水混合物。
四、实验步骤。
1. 将乙醇-水混合物倒入筛板塔中。
2. 打开加热设备,逐渐加热筛板塔内的混合物。
3. 观察冷凝器中的液体,采集不同温度下的馏分。
4. 测定采样瓶中各馏分的温度和密度。
五、实验结果与分析。
通过实验,我们观察到了乙醇-水混合物在筛板塔内的分离过程。
随着加热温度的升高,不同温度下的馏分逐渐收集到采样瓶中。
通过测定各馏分的温度和密度,我们可以得到不同组分的纯度和含量,从而分析出混合物的分离效果。
六、实验结论。
通过本次实验,我们深入了解了筛板塔精馏的基本原理和操作方法,掌握了精馏技术的实验操作技能。
同时,我们也通过实验结果对乙醇-水混合物的分离效果进行了分析,为今后的实验和工作提供了重要参考。
七、实验注意事项。
1. 在操作筛板塔时,要注意安全,避免发生意外。
2. 实验过程中需严格按照操作规程进行,确保实验顺利进行。
3. 实验结束后,要及时清洗和保养实验仪器,做好实验室的卫生和安全工作。
八、参考文献。
[1] 王明, 李华. 化工实验技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2015.以上就是本次筛板塔精馏实验的实验报告,希望对大家有所帮助。
筛板精馏塔精馏实验报告范文
筛板精馏塔精馏实验报告范文(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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板式塔精馏实验(化工原理)
实验 板式塔精馏实验一、实验目的1、了解筛板式精馏塔的结构与流程;2、熟悉筛板式精馏塔的操作方法;3、测定全回流及部分回流时塔的单板效率、总塔板效率。
二、基本原理精馏是最常见的分离液体混合物的单元操作。
在板式精馏塔中,混合液在塔板上传质、传热,气相逐板上升,液相逐板下降,层层接触,多次部分气化,部分冷凝,在塔顶得到较纯的轻组分,塔釜得到较纯的重组分,从而实现分离,实验物料是乙醇—水系统。
1.维持稳定连续精馏操作过程的条件(1)根据进料量及其组成、分离要求,严格维持塔内的物料平衡总物料平衡 F=D+W (8-1) 各组分的物料平衡 Fx F = Dx D + Wx W (8-2)塔顶采出率WD WF x x x x F D --= (8-3) 若F >D+W ,塔釜液面上升,会发生淹塔;相反若F <D+W ,会引起塔釜液面下降,最终导致破坏精馏塔的正常操作。
若塔顶采出率过大,即使精馏塔有足够的分离能力,塔顶也不能获得合格产物。
(2)精馏塔的分离能力在塔板数一定的情况下,正常的精馏操作要有足够的回流比,才能保证一定的分离效果,获得合格的产品,所以要严格控制回流量。
(3)精馏塔操作时,应有正常的汽液负荷量,避免不正常的操作状况1) 严重的液沫夹带现象 2) 严重的漏液现象 3) 溢流液泛 2.灵敏板温度一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如R 、x F 、F 、采出率等发生波动时),全塔各板上的组成发生变化,全塔的温度分布也发生相应的变化,其中有一些板的温度对外界干扰因素的反应最灵敏,故称它们为灵敏板。
灵敏板温度的变化可预示塔内的不正常现象的发生,可及时采取措施进行纠正。
3.塔效率 (1)全塔效率全塔效率是板式塔分离性能的综合度量,一般由实验测定。
NN E T=(8-4) 式中N T 、N 分别表示达到某一分离要求所需的理论板数和实际板数。
N T 由已知双组分物系的汽液平衡关系,通过实验测得的塔顶产品组成x D 、料液组成x F 、进料热状态q 、残液组成x W 、回流比R 等,即能用图解法、逐板计算法等求得。
筛板精馏塔实验报告
筛板精馏塔实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对筛板精馏塔的实验研究,探究其在化工生产中的应用及性能表现,为工程实践提供参考依据。
二、实验原理。
筛板精馏塔是一种常用的化工分离设备,其原理是利用不同组分在塔内的汽液两相接触和传质过程,实现物质的分馏和提纯。
在筛板精馏塔中,气体从底部进入,经过筛板层层交替,与下降的液体进行接触,通过汽液两相之间的传质和传热作用,实现组分的分离和提纯。
三、实验步骤。
1. 准备实验所需的筛板精馏塔设备,包括塔体、填料、进料泵等。
2. 将待分离的混合物通过进料泵输入筛板精馏塔顶部,使其与下降的液体接触。
3. 调节筛板精馏塔的操作参数,如进料流量、塔内压力、塔板温度等,观察不同参数对分馏效果的影响。
4. 收集塔顶和塔底的产物样品,进行化验分析,得出不同组分的纯度和收率。
四、实验结果。
经过实验操作和数据分析,我们得出了筛板精馏塔在不同操作参数下的分馏效果。
通过调节进料流量和塔板温度,我们发现对于不同组分的混合物,可以实现较好的分离效果,得到高纯度的产品。
五、实验结论。
筛板精馏塔作为一种重要的化工分离设备,在实验中表现出了良好的分馏效果。
通过对其操作参数的调节,可以实现不同组分的分离和提纯,具有较高的工程应用价值。
六、实验感想。
本次实验使我们更加深入地了解了筛板精馏塔的工作原理和性能特点,也增加了我们对化工分离技术的认识。
在未来的工程实践中,我们将充分利用所学知识,不断优化和改进化工设备的运行效果,为化工生产贡献自己的力量。
七、参考文献。
1. 高等化工原理,张三,化学工业出版社。
2. 精馏塔设计与操作手册,李四,化学工程出版社。
以上就是本次筛板精馏塔实验的实验报告,希望对大家有所帮助。
感谢各位的阅读和支持!。
筛板精馏实验报告
筛板精馏实验报告篇一:化工原理筛板塔精馏实验报告筛板塔精馏实验一.实验目的1.了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。
2.学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3.学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二.基本原理1.全塔效率ET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:NT——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜; NP——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置NP=10。
2.图解法求理论塔板数NT以回流比R写成的精馏段操作线方程如下:yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数;xD——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数; R——泡点回流下的回流比。
提馏段操作线方程如下:ym+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xm——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数;xW-塔底釜液的液体组成,摩尔分数; L'-提馏段内下流的液体量,kmol/s;W-釜液流量,kmol/s。
加料线(q线)方程可表示为:其中,q——进料热状况参数;rF——进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol; tS——进料液的泡点温度,℃; tF——进料液温度,℃;cpF——进料液在平均温度 (tS ? tF ) /2 下的比热容,kJ/(kmol℃); xF——进料液组成,摩尔分数。
(1)全回流操作在精馏全回流操作时,操作线在y-x图上为对角线,如图1所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板数。
图1 全回流时理论塔板数确定(2)部分回流操作部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为:A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线,并画出对角线作为辅助线;B.在对角线上定出a点(xD,xD)、f点(xF,xF)和b点(xW,xW);C.在y轴上定出yC=xD/(R+1)的点c,连接a、c作出精馏段操作线;D.由进料热状况求出q,过点f作出斜率为q/(q-1)的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作线;E.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯,当梯级跨过点d时,就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯,直至梯级跨过点b为止;G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数(包含再沸器),跨过点d的那块板就是加料板,其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
筛板塔精馏过程的实验报告
筛板塔精馏过程的实验报告筛板塔精馏过程的实验报告引言:筛板塔是一种常用的精馏设备,广泛应用于化工领域。
本实验旨在通过对筛板塔精馏过程的实验研究,探究其分离不同组分的效果,并对实验结果进行分析和总结。
实验目的:1. 了解筛板塔的结构和工作原理;2. 掌握筛板塔精馏过程的操作方法;3. 研究筛板塔在不同条件下对混合物的分离效果。
实验步骤:1. 准备工作:清洗筛板塔设备,确保无杂质;2. 设定操作条件:确定进料流量、塔顶压力和塔底压力等参数;3. 开始实验:将混合物加入筛板塔的进料口,控制进料流量;4. 观察数据:记录塔顶和塔底的温度、压力等数据;5. 收集产品:收集塔顶和塔底的产品样品。
实验结果:通过实验观察和数据记录,我们得到了以下结果:1. 筛板塔能够有效分离混合物中的不同组分,产生纯净的产品;2. 塔顶的温度较低,塔底的温度较高,符合精馏过程的特点;3. 随着进料流量的增加,塔顶的产品浓度增加,塔底的产品浓度降低。
结果分析:1. 筛板塔的结构和工作原理使得它能够实现有效的分离。
筛板塔内部设置有多层筛板,通过筛板上的孔洞和板下的空间,使得混合物在塔内进行多次蒸馏和冷凝,从而分离不同组分。
2. 塔顶的温度较低是因为在塔内,随着物质上升,温度逐渐降低。
而塔底的温度较高是因为在塔内,随着物质下降,温度逐渐升高。
3. 进料流量的增加会导致塔顶的产品浓度增加,这是因为进料流量的增加使得塔内的混合物停留时间减少,从而减少了不同组分之间的分离效果。
结论:通过本次实验,我们对筛板塔精馏过程有了更深入的了解。
筛板塔能够有效分离混合物中的不同组分,产生纯净的产品。
塔顶的温度较低,塔底的温度较高,符合精馏过程的特点。
进料流量的增加会影响塔顶和塔底的产品浓度。
在实际应用中,我们可以根据需要调整操作条件,以达到所需的分离效果。
实验改进:1. 增加实验次数,进行多次重复实验,以提高实验结果的准确性和可靠性;2. 考虑改变进料流量、塔顶压力和塔底压力等操作条件,研究其对分离效果的影响;3. 进一步探究筛板塔的优化设计和改进方向,以提高分离效率和产品纯度。
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筛板精馏实验装置
使用说明书
华中师范大学化学学院2016年12月
筛板精馏实验装置
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、了解精馏塔的正确操作,学会正确处理各种异常情况;
3、用作图法确定精馏塔全回流与部分回流时理论板数,并计算出全塔效率。
二、实验流程、装置描述
筛板精馏实验流程图
阀门:V1塔釜加料阀,V2塔釜放净阀,V3塔釜出料阀,V4塔底产品罐放净阀,V5塔顶产品罐放净阀,V6冷却正丙醇流量调节阀,V7采出电磁阀,V8回流电磁阀,V9采样阀,V10、
V11压差计连通阀。
温度:TI1塔釜温度,TI2塔顶温度,TI3回流温度,TI4进料温度,TI5~ TI12塔板温度。
压力:PI1塔釜压力。
差压:DPI1全塔压降。
流量:FI1冷却正丙醇流量。
液位:LI1塔釜液位。
流程说明:
进料:进料泵从原料罐内抽出原料液,经过塔釜换热器,原料液走管程,塔釜溢流液走壳程,热交换后原料液由塔体中间进料口进入塔体
塔顶出料:塔内蒸汽上升至冷凝器,蒸汽走壳程,冷却正丙醇走管程,蒸汽冷凝成液体,流入馏分器,一路经回流电磁阀回流至塔内,另一路经采出电磁阀流入塔顶产品罐塔釜出料:塔釜溢流液经塔釜出料阀V3溢流至塔釜换热器,塔釜溢流液走壳程,原料液走管程,热交换后塔釜溢流液流入塔釜产品罐
冷却正丙醇:冷却正丙醇来自实验室自来正丙醇,经冷却正丙醇流量调节阀V6控制,转子流量计计量,流入冷凝器,冷却正丙醇走管程,蒸汽走壳程,热交换后冷却正丙醇排入地沟
设备仪表参数:
精馏塔:塔内径D=50mm,塔内采用筛板及圆形降液管,共有8块板,板间距HT=55mm,塔板:筛板上孔径d=1.5mm,筛孔数N=127个,开孔率11%。
进料泵:蠕动泵,25#进料管,流量1.6ml/r,转速0-100.0rpm
冷却正丙醇流量计16~160 l/h
总加热功率为3.3Kw
压力传感器0—10KPa
温度传感器:PT100,直径3mm
差压传感器0-5 KPa
三、实验操作(以乙醇-正丙醇为例):
1、开车
⑴、一般是在塔釜先加入10~20v%(体积)的乙醇正丙醇溶液,釜液位与塔釜出料口持平。
⑵、开启软件和装置电源,软件与设备建立连接(软件操作见附1-软件说明)。
⑶、开启电加热电源,选择加热方式,维持塔釜压力在约1000Pa为合适。
⑷、打开塔顶冷凝器进正丙醇阀V5,流量约80 l/h。
⑸、回流比操作切换至手动状态,关闭采出电磁阀,开启回流电磁阀,使塔处于全回流状态;
⑹、配好进料液约20-30v%(体积)的乙醇正丙醇溶液,分析出实际浓度,加入进料罐。
2、进料稳定阶段
⑴、当塔顶有回流后,维持塔釜压力约1000pa
⑵、全回流操作稳定一定时间后,打开加料泵,将加料流量调至30~50 mL/min。
⑶、维持塔顶温度不变后操作才算稳定。
3、部分回流
⑴、回流比操作切换至自动状态,设置采出电磁阀和回流电磁阀开启时间,一般情况下回流比控制R=L/D=4~8范围(此可根据自己情况来定)。
⑵、分别读取塔顶、塔釜、进料的温度,取样检测浓度,记录相关数据。
注:乙醇-正丙醇体系可通过阿尔贝折光仪测得乙醇浓度。
4、非正常操作(非正常操作种类,选做)
⑴、回流比过小(塔顶采出量过大)引起的塔顶产品浓度降低;
⑵、进料量过大,引起降液管液泛。
⑶、加热电压过底,容易引起塔板漏液。
⑷、加热电压过大,容易引起塔板过量雾沫夹带甚至液泛。
5、停车
⑴、实验完毕,回流比操作切换至手动状态,关闭进料泵、采出电磁阀,开启回流电磁阀,维持全回流状态约5min。
⑵、关闭电加热,等板上无气液时关闭塔顶冷却正丙醇。
四、实验原理
蒸馏技术原理是利用液体混合物中各组分的挥发度不同而达到分离目的。
此项技术现已广泛应用于石油、化工、食品加工及其它领域,其主要目的是将混合液进行分离。
根据料液分离的难易、分离的纯度,此项技术又可分为一般蒸馏、普通精馏及特殊精馏等。
本实验是属于针对酒精—正丙醇系统作普通精馏验证性实验。
根据纯验证性(非开发型)实验要求,本实验只作全回流和某一回流比下的部分回流两种情况下的实验。
1、乙醇—正丙醇系统特征
理想体系,平衡曲线能用y=f(α,x)来描述,只能用原平衡数据,通过上述数据回归分析得到位相对挥发度α。
为非理想体系,平衡曲线不能用y=f(α,x)来描述,只能用原平 衡数据。
x
y
图1.相对挥发度α回归分析图 2.35℃时折光率与液相组成的关系
液相组成
折光率35D n
液相组成 折光率35
D n
0 1.379 0.6445 1.3634 0.05052 1.3775 0.7101 1.362 0.09985 1.3762 0.7983 1.36 0.1974 1.374 0.8442 1.359 0.2950 1.3719 0.9064 1.3573 0.3977 1.3692 0.9509 1.3653 0.497 1.367 1.0 1.3551 0.599 1.365
2、全回流操作 特征:
⑴ 塔与外界无物料流[不进料,无产品];
⑵ 操作线y=x [每板间上升的气相组成=下降的液相组成]; ⑶ x D -x W 最大化[也既理论板数最小化]。
在实际工业生产中应用于设备的开停车阶段,使系统运行尽快达到稳定。
图2. 全回流时最小理论板的图解法求取
3、部分回流操作
可以测出以下数据:温度[℃]: t D 、t F 、t W 组成[mol/mol]:x D 、x F 、x W
流量[l/h]: F 、D 、L (塔顶回流量) 回流比R : R=L/D a. 精馏段操作线:
11++
+=R x x R R
y D
进料热状况q :
根据xF 在t —x (y )相图中可分别查出露点温度t V 和泡点温度t L 。
原料的摩尔汽化热
的热量
原料变成饱和蒸汽所需kmol I I I I q L V F V 1=
--=
IV :在xF 组成、露点tV 下,饱和蒸汽的焓;
]
)0([)1(])0([)1(B V PB F A V PA F B F A F V r t C x r t C x I x I x I +-⋅-++-⋅=⋅-+⋅=
C PA 、C PB :乙醇和正丙醇在定性温度t=(t V +0)/2下的比热 [KJ/Kmol.K] r A 、r B :乙醇和正丙醇在露点温度t V 下的汽化潜热 [KJ/Kmol] IL :在x F 组成、泡点t L 下,饱和液体的焓;
)]
0([)1()]0([)1(-⋅-+-⋅=⋅-+⋅=L PB F L PA F B F A F V t C x t C x I x I x I
C PA 、C PB :乙醇和正丙醇在定性温度t=(t L +0)/2下的比热 [KJ/Kmol.K]
在x F 组成、实际进料温度t F 下,原料实际的焓; 根据实验,进料是常温下(冷液)进料,有t F <t L )]0([)1()]0([)1(-⋅-+-⋅=⋅-+⋅=F PB F F PA F B F A F F t C x t C x I x I x I
C PA 、C PB :乙醇和正丙醇在定性温度t=(t F +0)/2下的比热 [KJ/Kmol.K] b. q 线方程(进料线方程):
11--
-=q x x q q
y F q q
d 点坐标:根据精馏段操作线方程和q 线方程可解得其交点坐标(xd ,yd )
c. 提馏段操作线方程:
W
L Wx x W L L y W m m ---=
+'''
1
但因塔中的摩尔流量不清楚,只能根据(x w ,x w )(x d ,y d )两点坐标,利用两点式可求得提馏段操作线方程。
根据以上计算结果,作出相图,由作图法可求算出部分回流下的理论板数N 理论,即图中梯级的个数。
图3. 部分回流时理论板的图解法求取
根据以上求得的全回流或部分回流的理论板数,从而可分别求得其全塔效率E T :
%
1001⨯-=
实际
理论N N E T
五、注意事项
1、每组实验前应观察蒸汽发生器内合适的正丙醇位,正丙醇位过低或无正丙醇,电加热一定会烧坏。
因为电加热是湿式,严禁干烧。
2、长期不用时,应将设备内正丙醇放净。
3、严禁学生进入操作面板后,以免发生触电。
六、实验报告
1、根据相平衡数据作出相图,并利用回归分析求取平均相对挥发度数据。
2.作出全回流与部分回流时图解法求理论板的图。
3、作图求出的总理论板数时,要求精确到0.1 块。
这就要求在计算到最后一板时,根据塔釜组成x W 和x n 、x n-1数据进行比例计算。
特别注意:
1、因为塔釜电加热是湿式加热,必须在塔釜有足够液体时(必须掩埋住电加热管)才能启动电加热,否则,会烧坏电加热,因此,严禁塔釜内液少开启电加热!!!!
2、塔釜出料操作时,应紧密观察塔釜液位,防止液位过高或过低。
严禁无人看守塔釜放料操作。
3、在冬季造成室内温度达到冰点时,设备内严禁存正丙醇。