板式塔精馏实验(化工原理)
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。
化工原理实验—— 精馏塔性能实验
x1=0.2944,x2=1- x1=0.7056
计算q值: Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2=3.04*46*0.2944+2.85*60*0.7056=43.21+118.16=161.37
(8-1) 理论板数NT可由图解法求得 部分回流时,进料热状况参数的计算式为
(8-2) 单板效率Em
Em是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化与经过一层理论 板前后的组成变化的比值。
按液相组成变化表示的单板效率为: 式中:---与yn成平衡的液相组成。
四、实验装置:实验装置为七层塔板精馏塔、阿贝折光仪。 五、实验条件:本实验采用乙醇—正丙醇二元物系,乙醇质量浓度20%左 右。乙醇沸点:78.3℃;正丙醇沸点:97.2℃,乙醇分子量MA=46; 正丙醇 分子量MB=60。30℃下使用阿贝折光仪测定液相折光率计算液相组成。 六、实验步骤 a)、实验前准备工作、检查工作:
塔顶温度:79.2
部分回流:R = 4 进料量: 加热电 2L/H
塔顶温度:80 进料温度: 21.8 泡点温度:
塔顶组 成
塔釜组 成
n层板
n-1层
塔釜组 塔顶组成 成
进料组 成
折光 指数1
1.3590
1.3765
1.3767
1.3634 1.3602
1.3765 1.3750
折光 指数2
1.3592
操作线与对角线重合,理论板数为最少N=Nmin, Nmin,可在x-y图上的平衡
精馏实验
实验十二板式塔精馏操作与塔效率的测定一.实验目的:考察精馏操作条件对塔效率的影响。
二.实验原理1.板式塔的工作原理:在板式塔内,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐版下降,气液两相在塔板上层层接触,实现传热传质,从而达到分离目的。
2.板式塔的塔效率:(1)板式塔的板效率是能够体现塔的性能和操作状况的主要性能参数,板式塔的板效率包括塔效率、单板效率和点效率。
本实验主要考察气速和回流比对塔效率的影响。
(2)塔效率E=N/Ee,其中E是理论板数,Ee是实际板数。
试验中E是需要通过实验数据经计算得到,Ee是实验时塔板数。
3.操作条件对塔效率的影响:(1)操作条件:主要指气速u,回流比R和进料状况。
(2)气速u对塔效率的影响:在精馏塔内气液两相进行错流接触,但当气速较小时,上升的气流量不够,部分液体会从塔板开口处直接漏下,塔板上建立不起来液层,是塔板上气液两相不能充分接触,影响塔效率;若气速太大,又会产生严重的液沫夹带甚至液泛,这样会减少气液两相接触时间,甚至造成塔板间的返混,进而导致塔板效率下降。
(3)回流比R对塔效率的影响:R的大小影响精馏的分离效果和能耗。
R越大,理论塔板数N越少,当R→∞时,即全回流时,N最少;当以最小回流比Rmin操作时,需要的理论塔板数N→∞。
(4)进料状况:主要指进料量、料液组成和进料热状况。
实验时进料量设置为恒定,进料热状况是冷热进料,料液组成需要测量。
4.操作条件对塔效率的影响的测定:(1)理论板数Ne的求解:(2)气速u的影响:在全回流条件下,通过调节加热器的电压来控制气速u,在每一气速下待系统稳定后测定气速u,进料量F,进料组成x F,进料温度Tf,塔顶出料组成xD,塔顶温度Td,塔底出料组成xw,塔底温度Tw,由图解法求出所需理论板数N,则塔效率E=Ne/N。
(3)回流比R的影响:将电压调节在某一定值保持不变,调节回流比,待系统稳定后测定进料量F,进料组成x F,进料温度Tf,塔顶出料组成xD,塔顶温度Td,塔底出料组成xw,塔底温度Tw,由图解法求出所需理论板数N,则塔效率E=Ne/N。
化工原理实验—精馏
板式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)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。
二、基本原理1.二元精馏过程的质量指标和操作变量精馏塔的进料通常是前一工序或另一精馏塔的出料,为简化讨论,认为它稳定不变。
二元精馏过程的质量指标是塔顶塔釜的轻组分含量d x和w x。
主要操作变量是塔顶采出率D和塔釜加热量Qh。
2.维持连续精馏过程稳定操作的条件(1)根据进料量及组成、产品的分离要求,严格维持物料平衡。
1)总物料平衡:塔的总进料量应恒等于总出料量。
即F = D + W当进料量大于出料量时,会引起淹塔;相反,出料量大于进料量时,会引起塔釜干料,最终都将破坏精馏塔的正常操作。
2)各组分的物料平衡:在满足总物料平衡的情况下,应同时满足轻组分物料平衡。
即w d f Wx Dx Fx +=由上述二式可知:为获得合格产品,必须保证一定的塔顶、塔釜采出率: w d w f x x x x F D --=和 F D FW -=1 实际操作中,塔釜采出率W 一般是根据塔釜液位的高低来操作,而塔顶采出率D 的大小则直接影响着质量指标。
(2)精馏塔应有足够的分离能力。
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,得到合格的产品。
而回流比的大小是由塔内热量衡算所决定,其中,塔釜加热量Qh 是个十分重要的操作变量。
(3)精馏塔操作时,塔内应有正常的气液负荷量,避免发生以下不正常的操作状况:1)严重的液沫夹带现象上升气流将塔板上的液体的一部分带至上层塔板,这种现象称为液沫夹带。
液沫夹带是一种与液体主流方向相反的流动,属返混现象,将使板效率降低。
液流量一定时,气速过大将引起大量的液沫夹带,严重时还会发生夹带液泛,破坏塔的正常操作。
2)严重的漏液现象精馏塔内,液体与气体在塔板上应进行错流接触,但是当气速较小时,部分液体会从塔板开孔处直接漏下。
板式塔精馏实验报告
板式塔精馏实验报告板式塔精馏实验报告一、引言板式塔精馏是一种常用的分离技术,广泛应用于石油化工、化学工程、制药等领域。
本实验旨在通过对板式塔精馏的实验研究,探索其分离原理和操作特点。
二、实验目的1. 了解板式塔精馏的基本原理;2. 掌握板式塔精馏实验的操作方法;3. 分析实验结果,验证板式塔精馏的分离效果。
三、实验原理板式塔精馏是利用不同组分的汽液平衡差异,通过塔板上的传质传热过程,实现对混合物的分离。
在板式塔内,通过塔板上的塔板孔和塔板上方的汽液两相接触,使得易挥发组分从液相转移到汽相,随后在塔板孔上的液相和汽相的接触中,发生传质传热过程,使得挥发性组分逐渐富集在上部塔板上,并最终蒸发出塔顶。
四、实验步骤1. 准备实验所需的设备和试剂,确保实验条件的稳定;2. 将混合物加入板式塔的进料口,控制进料速度;3. 调节塔底加热器的温度,使得混合物开始汽化;4. 在塔板上设置冷凝器,将蒸发出的挥发性组分冷凝为液体;5. 收集塔顶的蒸馏液,记录其组分和流量;6. 根据实验结果,分析板式塔精馏的分离效果。
五、实验结果与分析根据实验数据,我们可以得到板式塔精馏的分离效果。
通过对蒸馏液的组分和流量的分析,可以判断出塔顶的蒸馏液中挥发性组分的富集程度。
同时,通过比较塔底和塔顶的温度差异,可以了解塔内的传热效果。
六、实验总结与展望本次实验通过对板式塔精馏的实验研究,加深了我们对该技术的理解。
通过对实验结果的分析,我们可以得出结论:板式塔精馏是一种有效的分离方法,可以实现对混合物的高效分离。
然而,实验中也发现了一些问题,比如塔板上的传质传热效果不理想等。
因此,我们希望在今后的研究中,能够进一步改进板式塔的结构和操作方法,提高其分离效率。
七、参考文献[1] 陈XX, 李XX. 板式塔精馏技术及其应用[M]. 北京:化学工业出版社,2010.[2] 张XX, 王XX. 化工分离技术原理与应用[M]. 上海:上海科学技术出版社,2015.以上为本次板式塔精馏实验的报告,通过实验的研究,我们对该技术有了更深入的了解,并对其未来的应用和改进提出了一些展望。
化工原理实验报告精馏实验
精馏实验一、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板效率。
二、基本原理在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔板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。
塔顶的回流液与采出量之比,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,则需要有无穷多块塔板的精馏塔。
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,也无任何原料加入,塔顶的冷凝液全部返回塔中,这在生产中无实验意义。
但是,由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置中的开停车、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。
在精馏塔操作中,若回流系统出现故障,操况会急剧恶化,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E E=N/N e (4-25) 式中 E ——总板效率; N ——包括塔釜); N e ——实际板数。
(2)单板效率E ml式中 E ml ——以液相浓度表示的单板效率; X n X n-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;总板效率与单板效率的数值常由实验测定。
单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。
物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因数。
当物系与板型确定后,可通过改变汽液符合达到最高的板效率;对于不同的板型,可以在保持相同的物系及操作条件下,测定其单板效率,以评价*11n n nn ML x x x x E --=--(4-26)化工原理实验报告——精馏实验其性能优劣。
精馏实验报告
北京化工大学化工原理实验报告实验名称:精馏实验班级:姓名:学号:序号:同组人:设备型号:板式精馏塔实验日期:一、实验摘要本次实验采用板式精馏塔,通过全回流和部分回流的操作模式,分离乙醇—正丙醇混合物。
全回流时,x F=0.1177,x D=0.9017,x w=0.0942,通过画梯级图得到的理论板数为6.1,全塔效率为63.75%,单板效率E mL,N=73.25%,E mV,N=69.66%。
部分回流时,x F=0.316,x D=0.8341,x W=0.0877,通过画梯级图得到的理论板数N T=7.5,全塔效率:E T=81.25%, D=10.91 ml/min,W=24.72 ml/min。
二、实验目的1、了解板式精馏塔的结构特点和测控系统2、测量全回流时的全塔效率和单板效率3、测量部分回流时的全塔效率4、测量精馏塔操作弹性、负荷性能等5、观察冷模板式塔的气液(鼓泡、泡沫、喷射)接触状态6、观察冷模板式塔的漏液、雾沫夹带或液泛等情况三、实验原理精馏是根据液体混合物组分的挥发度不同,经塔底供热产生蒸汽向上回流,塔顶移走热量产生液体向下回流,塔内发生气液逆流接触和物质传递,最后轻组分富集于塔顶,重组分富集于塔底,将混合物分开的单元操作。
精馏塔的操作参数有:板效率、板压降、持液量、塔板温度等。
其中,板效率是体现塔板性能及操作条件好坏的主要参数,包括:1、全塔效率E T=N T−1NN T—理论塔板数(包括塔釜1块理论板) N—实际塔板数理论塔板数N T可通过画梯级图(如图5-1)求得,还可以通过逐板计算得到。
图5-1 全回流和部分回流操作的理论板梯级对于全回流操作,以作图法为例:首先画出乙醇—正丙醇溶液在101.3kPa下的y-x相平衡曲线(平衡数据见附录),对角线即是操作线.然后以塔顶组成x D和塔釜组成x W为始、终点,在平衡线和操作线之间画梯级,梯级数(含小数部分)等于理论板数N T。
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。
化工原理精馏实验(最终版)
化工原理实验精馏实验报告班级:化工1104姓名:吕游学号: 2011011105同组人员:刘晓林,许馨予,张少林实验日期:2011.4.18一、实验目的1、了解筛板式精馏塔的结构,学习数字显示仪表的原理及使用。
2、学习筛板式精馏塔的操作方法,观察汽液两相接触状况的变化。
3、测定在全回流时精馏塔总板效率,分析汽液接触状况对总板效率的影响。
4*、测定在全回流时精馏塔的单板效率。
分析汽液接触状况对单板效率的影响。
5*、测定部分回流时的总板效率,分析气液接触状况对总板效率的影响。
6*、测定精馏塔在全回流下塔体浓度(温度)分布。
带*项为教学大纲要求之外项目。
二、实验原理:在精馏过程中,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多次部分汽化部分冷凝,进行传热与传质,使混合液达到一定程度的分离。
回流是精馏操作的必要条件,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主要参数,它的大小直接影响精馏操作的分离效果和能耗。
若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务,则需要无穷多块塔板,在工业上是不可行的。
若在全回流下操作,既无任何产品的采出,也无任何原料的加入,塔顶的冷凝液全部返回到塔中,这在生产中无任何意义。
但是,由于此时所需理论板数最少,易于达到稳定,故常在科学研究及工业装置的开停车及排除故障时采用。
通常回流比取最小回流比的1.2~2.0倍。
1.塔板效率板式精馏塔中汽液两相在各塔板上相互接触而发生传质作用,由于接触时间短暂和不够充分,并且汽相上升也有一些雾沫夹带,因此其传质效率总不会达到理论板效果。
通常用塔板效率来表示塔板上传质的完善程度。
塔板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数。
影响塔板效率的因素很多,大致归纳为:流体的物理性质(如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等)塔板结构以及操作条件等,由于影响塔板效率的因素相当复杂,目前仍以实验的方法测定。
a. 总板效率(或全塔的效率):反映全塔中各层塔板的平均分离效果,常用于板式塔的设计。
化工原理精馏实验报告
北京化工大学实验报告课程名称:化工原理实验实验日期:2011.04.24班级:化工 0801姓名:王晓同组人:丁大鹏 ,王平 ,王海玮装置型号:精馏实验一、摘要精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法,而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元,板式精馏塔为其主要形式。
本实验用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下及部分回流状态下的操作情况,从而计算单板效率和总板效率,并分析影响单板效率的主要因素,最终得以提高塔板效率。
关键词:精馏、板式塔、理论板数、总板效率、单板效率二、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。
三、实验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,进行传热和传质,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。
塔顶的回流量和采出量之比,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,则需要有无穷多块塔板的精馏塔。
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,这在生产中无实验意义。
但是,由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置开停车、排除故障及科学研究时采用。
实际回流比常取用最小回流比的 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ENEN e式中 E —总板效率;N—理论板数(不包括塔釜);Ne —实际板数。
华东理工大学化工原理实验 精馏实验
5.板效率
过程变量分离的工程问题处理方法:
精馏塔设计(工艺因素;物性因素,设备结构因素) 工艺因素: --理论板 设备和物性:--塔板效率 塔板效率:
点效率 --理论研究 板效率 --开发研究 全塔效率--工程应用
全塔效率定义:
NT 1 100 % N
三、流程图
四、操作要点
1. 预热开始后,要及时开启冷凝水的冷却水阀,当釜液 沸腾后要注意控制加热量; 2. 排除管道内的不凝气; 3. 要注意釜内压强和灵敏板温度,塔釜操作压力 正常操作状态: 塔釜压力约20KPa(表压)
ห้องสมุดไป่ตู้
灵敏板温度约78~81℃ ;
4. 取样应在稳定操作时进行; 5.样品分析注意事项; 6.有关实验数据处理注意事项。
5.全回流状态下的数据处理
(1)注意塔顶和塔釜浓度换 算成mol浓度; (2)作图求解理论塔板数。
一、实验目的和内容
1.目的 熟悉板式塔的结构和精馏流程; 理论联系实际,掌握精馏塔的操作; 学习变量分离的工程问题处理方法; 掌握精馏塔效率的测定方法。
2.内容
(1)全回流操作,并测定全塔效率; (2)对15%~20%(v)的水和乙醇混合液进行 精馏分离, 达到塔顶馏出液乙醇浓度大 于90%(v),塔釜残液乙醇浓度小于5%
3.产品不合格的原因及调节方法 (1)物料不平衡 DxD>FxF-WxW 表现:釜温合格,而顶温上升 原因:顶底产品采出比例不当 调节方法:不变加热蒸汽压,减小塔顶采出,加 大塔釜出料和进料量 DxD<FxF-WxW 表现:釜温不合格,而顶温合格 原因:顶底产品采出比例不当 调节方法:不变回流量,加大塔顶采出,加大加 热蒸汽压 (2)分离能力不够引起产品不合格的现象及调节方法 表现:塔顶温度升高,塔底温度降低。 调节方法:加大回流比
工作报告-化工原理筛板塔精馏实验报告 精品 精品 精品
化工原理筛板塔精馏实验报告篇一:化工原理实验报告_精馏化工原理实验报告实验名称:精馏实验班级:生工姓名:学号:同组人:日期:精馏实验一、摘要及关键词摘要:精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法,而精馏塔是化工生产中进行分离过程的主要单元,板式精馏塔为其主要形式。
本实验在常温、常压下用工程模拟的方法模拟精馏塔在全回流的状态下的操作情况,从而计算总板效率和单板效率,并分析影响单板效率的主要因素,最终得以提高塔板效率。
关键词:精馏,板式塔,理论板数,总板效率,单板效率二、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板效率。
三、基本理论及原理在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔板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。
塔顶的回流液与采出量之比,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,则需要有无穷多块塔板的精馏塔。
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,也无任何原料加入,塔顶的冷凝液全部返回塔中,这在生产中无实验意义。
但是,由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置中的开停车、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12~20倍。
在精馏塔操作中,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?式中——总板效率;——理论板数(不包括塔釜);——实际板数。
(2)单板效率,??1?*?1?式中,——以液相浓度表示的单板效率;,-1——第块板和第(-1)块板的液相浓度;*——与第块板气相浓度相平衡的液相浓度;总板效率与单板效率的数值常由实验测定。
化工原理实验 实验五 板式精馏塔性能的测定
实验五 板式精馏塔性能的测定一、 实验目的1、测定全回流条件下的全塔效率和单板效率2、测定部分回流条件下的全塔效率3、测定精馏塔的塔板浓度(温度)分布 二、实验原理本设备为DES —Ⅲ型精馏实验装置。
精馏塔共有8块塔板,塔身的结构尺寸为:塔内径为50mm ,塔板间距为80mm ,溢流管截面积为80mm 2,溢流堰高为12mm ,底隙高度为5mm ,每块塔板上开有直径为1.5mm 的小孔,正三角形排列,孔间距为6mm 。
除7、8板外,每块塔板上都有液相取样口。
回流分配装置由回流分配器与控制器组成。
回流分配器由玻璃制成,两个出口管分别用于回流和采出,引流棒为一根φ4mm 的玻璃棒,内部装有铁芯,可在控制器的作用下实现引流。
此回流分配器既可通过控制器实现手动控制回流比,也可通过计算机实现自动控制。
板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,主要包括: 总板效率 NeN E 1-=单板效率 *11n n n n ml x x x x E --=--三、实验装置与流程本实验料液为乙醇—正丙醇溶液,从原料液罐用泵打入缓冲罐,由缓冲罐经泵打入塔内。
釜内液体经电加热器产生蒸汽逐板上升,经与各板上的液体热传质后,进入塔顶盘管式换热器壳程,管层走冷却水,再从回流分配器流出,一部分作为回流液从塔顶流入塔内,另一部分作为产品溜出,进入原料液罐贮罐。
四、实验步骤1)配料。
在配料罐中配制乙醇体积分率为20%的乙醇、丙醇溶液,启动循环泵搅匀并打入进料罐中。
2)进料。
开启进料泵,调节旁路阀、进料口阀门、进料流量计阀门等,向塔内进料至液位计高度4/5左右。
3)全回流操作。
先开塔顶放空阀门,然后按下塔釜加热器“手动加热”绿色按钮,调节加热电压至120V,或选择“自动加热”模式,打开冷却水,有回流后根据汽液接触状况对电压适当调整(80V);约20分钟稳定后塔顶、塔釜及相邻两块塔板取样分析数据。
4)部分回流操作。
开进料泵、进料罐阀门及塔中进料口阀门,调整进料量为30ml/min,设置回流比为相应的数值3~4,开塔釜出料阀门及π型管阀门,调整合适的加热电压,稳定20分钟后塔顶、塔釜取样分析。
板式塔精馏实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除板式塔精馏实验报告篇一: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。
精馏实验(化工原理实验)
精馏实验一、实验目的1、了解筛板式精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏操作的基本方法;2、掌握精馏过程全回流和部分回流的操作方法;3、掌握测定板式塔全塔效率。
二、实验原理1、全塔效率E T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,即-1=T T P N E N (1)式中:T N -完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括塔釜;P N -完成一定分离任务所需的实际塔板数。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率,表明塔板结构、物性系数、操作状况等因素对塔板分离效果的影响。
对于双组分体系,塔内所需理论塔板数N T ,可通过实验测得塔顶组成x D 、塔釜组成x W 、进料组成x F 及进料热状况q 、回流比R等有关参数,利用相平衡关系和操作线用图解法或逐板计算法求得。
图1塔板气液流向示意图2、单板效率ME 单板效率又称莫弗里板效率,如图1所示,是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔板前后的组成变化值之比。
按气相组成变化表示的单板效率为1*1y =n n MV n n y E y y ++--(2)按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n n x x E x x ---=-(3)式中:y n 、1n y +-分别为离开第n 、n+1块塔板的气相组成,摩尔分数;1n x -、n x -分别为离开第n-1、n 块塔板的液相组成,摩尔分数;*ny -与x n 成平衡的气相组成,摩尔分数;*nx -与y n 成平衡的液相组成,摩尔分数。
3、图解法求理论塔板数N T图解法又称麦卡勃-蒂列(McCabe-Thiele)法,简称M-T 法,其原理与逐板计算法完全相同,只是将逐板计算过程在y-x 图上直观地表示出来。
对于恒摩尔流体系,精馏段的操作线方程为:111D n n x R y x R R +=+++(4)式中:1n y +-精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数;n x -精馏段第n 块塔板下流的液体组成,摩尔分数;D x -塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数;R -回流比。
化工原理实验报告-筛板塔精馏操作及效率测定
筛板塔精馏操作及效率测定一、实验目的1. 了解板式塔的结构和流程,并掌握其操作方法;2. 测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率。
二、实验材料和装置精馏塔装置由塔釜、塔体、全凝器、加料系统、回流系统、贮槽(原料、产品、釜液)以及测量、控制仪表等组成。
装置流程见手绘图。
装置规格介绍:筛板精馏塔内径68mm,共7块塔板,其中精馏段5块,提馏段2块;精馏段塔板间距150mm,提馏段塔板间距180mm;筛孔孔径1.5m,正三角形排列,孔间距4.5mm,开孔数104个。
装置采用电加热,塔釜内有3支额定功率为3kW的螺旋管加热器。
三、实验原理1.在板式精馏塔中,偏离平衡的汽液两相在塔板上进行传质、传热,当离开该板的汽、液两相组成平衡、温度相同时,则此板称为理论板。
实际操作中,由于塔板上的汽、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。
2.全回流操作时的全塔效率ET的测定全塔效率(总板效率)E T×100%E T=N T−1N P式中:N T—为完成一定分离任务所需的理论板数,包括蒸馏釜;N P—为完成一定分离任务所需的实际板数,本装置N P=7块。
在全回流操作中,操作线在x-y图上为对角线。
根据实验中所测定的塔顶组成x D、塔底组成x W(均为摩尔百分数)在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论板数N T。
3. 部分回流时全塔效率E T’的测定3.1 精馏段操作线方程为:y n+1=RR+1x n+x DR+1式中:R—回流比;x D—塔顶产品的组成,摩尔百分数。
实验中回流量由回流转自流量计测量,但由于实验操作中一般作冷液回流,所以实际操作回流量应作如下修正:L=L0[1+C pD(t D−t R)r D]式中;L0—回流转子流量计上的读数值,ml/min;L—实际回流量,ml/min;t D—塔顶液相温度,℃;t R—回流液温度,℃;C pD——塔顶回流液在平均温度(t D+t R2)下的比热,kJ/kg·K;r D——塔顶回流液组成下的汽化潜热,kJ/kg 。
板式塔精馏实验(化工原理)
F DW试验 板式塔精馏试验一、试验目的1、了解筛板式精馏塔的构造与流程;2、生疏筛板式精馏塔的操作方法;3、测定全回流及局部回流时塔的单板效率、总塔板效率。
二、根本原理精馏是最常见的分别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,屡次局部气化,局部冷凝,在塔顶得到较纯的轻组分,塔釜得到较纯的重组分,从而实现分别,试验物料是乙醇—水系统。
1. 维持稳定连续精馏操作过程的条件(1) 依据进料量及其组成、分别要求,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 = Dx + Wx 〔8-2〕D xx塔顶采出率FW〔8-3〕Fx xDW假设 F >D+W ,塔釜液面上升,会发生淹塔;相反假设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。
假设塔顶采出率过大,即使精馏塔有足够的分别力量,塔顶也不能获得合格产物。
(2) 精馏塔的分别力量在塔板数肯定的状况下,正常的精馏操作要有足够的回流比,才能保证肯定的分别效果, 获得合格的产品,所以要严格掌握回流量。
(3) 精馏塔操作时,应有正常的汽液负荷量,避开不正常的操作状况1〕严峻的液沫夹带现象 2) 严峻的漏液现象 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响最灵敏,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,可准时实行措施进展订正。
3. 塔效率〔1〕全塔效率全塔效率是板式塔分别性能的综合度量,一般由试验测定。
NET〔8-4〕N式中 N 、N 分别表示到达某一分别要求所需的理论板数和实际板数。
N 由双组分TT物系的汽液平衡关系,通过试验测得的塔顶产品组成 x 、料液组成 x 、进料热状态 q 、残 DF液组成x 、回流比R 等,即能用图解法、逐板计算法等求得。
化工原理实验报告--精馏实验
填料精馏塔实验一、实验目的1.观察填料精馏塔精馏过程中气、液两相流动状况;2.掌握测定填料等板高度的方法;3.研究回流比对精馏操作的影响。
二、实验原理精馏塔是实现液体混合物分离操作的气液传质设备,精馏塔可分为板式塔和填料塔。
板式塔为气液两相在塔内逐板逆流接触,而填料塔气液两相在塔内沿填料层高度连续微分逆流接触。
填料是填料塔的主要构件,填料可分为散装填料和规整填料,散装填料如:拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍形填料、矩鞍形填料、θ网环等;规整填料有板波纹填料、金属丝网波纹填料等。
由于填料塔内气液两相传质过程十分复杂,影响因素很多,包括填料特性、气液两相接触状况及两相的物性等。
在完成一定分离任务条件下确定填料塔内的填料层高度时,往往需要直接的实验数据或选用填料种类、操作条件及分离体系相近的经验公式进行填料层高度的计算。
确定填料层高度有两种方法:1.传质单元法填料层高度=传质单元高度×传质单元数(2—50)或:(2—51)由于填料塔按其传质机理是气液两相的组成沿填料层呈连续变化,而不是阶梯式变化,用传质单元法计算填料层高度最为合适,广泛应用于吸收、解吸、萃取等填料塔的设计计算。
2.等板高度法在精馏过程计算中,一般都用理论板数来表达分离的效果,因此习惯用等板高度法计算填料精馏塔的填料层高度。
(2—52)式中:Z——填料层高度,m;N T ——理论塔板数;HETP——等板高度,m。
等板高度HETP,表示分离效果相当于一块理论板的填料层高度,又称为当量高度,单位为m。
进行填料塔设计时,若选定填料的HETP无从查找,可通过实验直接测定。
对于二元组分的混合液,在全回流操作条件下,待精馏过程达到稳定后,从塔顶、塔釜分别取样测得样品的组成,用芬斯克(Fenske)方程或在x~y图上作全回流时的理论板数。
芬斯克方程:(2—53)式中:——全回流时的理论板数;——塔顶易挥发组分与难挥发组分的摩尔比;——塔底难挥发组分与易挥发组分的摩尔比;——全塔的平均相对挥发度,当α变化不大时,在部分回流的精馏操作中,可由芬斯克方程和吉利兰图,或在x~y图上作梯级求出理论板数。
化工原理实验报告-精馏
精馏实验一、实验任务和目的: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、实验原理:在板式精馏塔中,由塔釜产生的蒸汽沿塔板逐板上升与来自塔板下降的回流液,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,则需要有无穷多块塔板的精馏塔。
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内中,这在生产中无实际意义。
但是,由于此时所需理论塔板数最少,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使用。
3、实验流程(简图);4、操作步骤;4.1、设置参数设置精馏段塔板数为5,设置提馏段塔板数为3,配置浓度比为0.66的乙醇/正丙醇混合液,设置进料罐的一次性进料量为2L。
4.2、精馏塔进料(1)连续点击"进料"按钮,进料罐开始进料,直到罐内液位达到70%以上。
(2)启动进料泵。
(3)设定进料泵功率,将进料流量控制器的 OP 值设为50%。
(4)设定预热器功率,将进料温度控制器的 OP 值设为60%,开始加热。
(5)打开塔釜液位控制器,控制液位在70%-80%之间。
4.3、启动再沸器(1)将塔顶冷凝器内通入冷却水。
(2)设定塔釜加热功率,将塔釜温度控制器的 OP 值设为 50%。
化工原理实验 精馏实验
3、回流比(乙醇-水精馏实验)
回流比是影响设备费用 (塔板数、再沸器及冷凝器 传热面积)和操作费用(加 热蒸汽及冷却水消耗量)的 一个重要因素,在操作中是 一个对产品的质量和产量有 重大影响而又便于调节的参 数。 乙醇-水精馏实验中的 回流比是通过转子流量计的 针形阀控制的。
不同转子流量计的正确读数位臵示意图
y
d
f
0.3 0.2 0.1 0.0
提馏段操作线
c
b
x xF 0.0 0.1 0.2 W0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 D0.9 1.0 x
x
x n 1
yn
* yn
yn
yn1
yn1
xn
xn
x n 1
* xn
单板效率示意图
Eml,n
x n 1 x n * x n 1 x n
实验任务书 ——
填料塔
5、在部分回流、稳定操作条件下,测定等板高度 随进料位臵的变化情况; 6、在部分回流、稳定操作条件下,测定总板效率 随进料组成的变化情况。 在完成1、2两项实验内容的基础上,最少再从3~6项 实验内容中选做一项。 要求同学在教师的协助下,独立设计出完整的实 验方案,并自主实施。实验报告以小论文的格式提交, 具体要求详见实验讲义。
四、实验流程--乙醇-正丙醇精馏塔(板式塔)
乙醇-正丙醇精馏塔为筛板塔,共有8块塔板,
塔身设有一节玻璃视盅,另在1-6块塔板上均设有液
相取样口。 精馏塔有关参数如下:
塔高 塔径 蒸馏釜尺寸 塔板间距 2.5m 57 mm×3.5 mm 108×4×400 mm 80 mm 溢流堰高 底隙高度 筛孔直径 孔间距 10 mm 4 mm 1.5 mm 6 mm
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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
W
D W
F 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。
N
N 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。
由于板式塔内各层塔板上的气液相接触状况并不相同,每层塔板效率不相同,全塔效率简单反映了塔内塔板的平均效率,它反映了塔板结构、物系性质、操作状况对塔分离能力的影响,一般由实验测定。
(2)单板效率E M
是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化与经过一层理论塔板前后组成变化的比值。
气相板效率:1
1
,+*
+--=
n n n n n mV y y y y E
液相板效率:*
----=n
n n
n n
mV x x x x E 11, 图8-1 第n 板的组成
三、 实验装置
图8-2 精馏实验装置
1-n n x 1
+n y n
实验装置为一小型筛板塔,共有15(或16)层筛板,板上开有2毫米筛孔8个,塔径D0=50mm,板间距L=100mm, 堰高h=10mm, 塔体部分上中下各装有一玻璃段,用以观察塔板上气泡接触情况和回流情况。
塔底有一加热釜,装有液位计、压力表、加料接管和釜液取样口,塔顶有一蛇管式冷凝器,冷却水走管内,蒸汽在管外冷凝,冷凝液可由塔顶全部回流,也可以由塔顶取样管将冷凝液(馏出液)全部放出。
另外,加热釜装有2KW电炉丝,用TDGC —1/0.5型调压器控制点加热量,亦即塔内上升蒸汽量。
塔顶和釜底的温度用铂电阻温度指示仪记录。
四、实验步骤
1.全回流
(1)配制浓度15%~20%(用酒精比重计测)的料液加入釜中,至釜容积的2/3处。
(2)检查各阀门位置,启动仪表电源,再启动电加热管电源,调节加热电压为150V~180V,给釜液缓缓升温。
若发现塔内液沫夹带过量时,可将加热电压适当调低。
(3)塔釜加热开始后,打开冷凝器的冷却水阀门,流量调至40l/h左右,使蒸汽全部冷凝实现全回流。
(4)当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定约15~30min后,由塔顶取样管和塔底取样口用取样瓶接取适量试样,取样前应先取少量式样冲洗取样瓶一、二次。
取样后用塞子将取样瓶塞严,并使其冷却到室温。
塔板上液体取样用注射器从所测定的塔板中缓缓抽出,取1ml左右注入事先洗净烘干的针剂瓶中,各个样品尽可能同时取样。
2.部分回流
(1)在储料罐中配制一定浓度的酒精溶液(约10~20%)。
(2)待塔全回流操作稳定时,打开进料阀,开启进料泵(LMI电磁微量计量泵)电源,调节进料量至适当的流量。
(3)启动回流比控制器电源,调节回流比R(R=1~4)
(4)当流量、塔顶及塔内温度读数稳定后即可取样分析。
3.乙醇浓度的测定
(1)比重法。
根据液体比重天平测定比重的方法,分别测出塔顶、塔底试样的比重。
并由酒精组分比重对照表查得酒精重量百分比浓度。
测完的样品分别倒回回收瓶中。
(2)气相色谱法。
4.注意事项:
(1)塔顶放空阀一定要打开。
(2)料液一定要加到设定液位2/3处方可打开加热管电源,否则塔釜液位过低会使电加热丝露出干烧致坏。
(3)部分回流时,进料泵电源开启前务必先打开进料阀,否则会损害进料泵。
五、实验记录
六、注意事项
1.本实验过程中要特别注意安全,实验所用物系是易燃物品,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电位器来调解,因此在加热时应注意加热千万别过快,以免发生爆沸(过冷沸腾),使釜液从塔顶冲出,若遇此现象应立即断电,重新加料到指定冷液面,再缓慢升电压,重新操作。
升温和正常操作中釜的电功率不能过大。
3.开车时先开冷却水,再向塔釜供热;停车时反之。
4.为便于对全回流和部分回流的实验结果(塔顶产品和质量)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和塔顶的料液倒回原料液瓶中。
七、思考题
1.精馏塔操作中,塔釜压力为什么是一个重要操作参数?塔釜压力与哪些因数有关?
答:精馏的原理是根据各物质在一定的温度下蒸汽分压不同,通过层层塔板液气交换而达到精馏(分离)的目的。
各物质在不同压力下其蒸汽分压是不同的,所以其操作压力是很重要的参数。
塔釜压力与各物质的物理性质有关,与操作温度和要求的精馏纯度相关。
2.在精馏操作中,如果回流比等于或者小于最小回流比,是否表示精馏操作无法进行?
答:可以进行。
最小回流比是根据分离要求计算出的达到分离要求的最小回流比,但如果回流比小于最小回流比,将不能达到要求的分离要求。
3.总板效率、单板效率、点效率有何不同?
答:塔板效率反映了实际塔板上气、液两相间传质的完善程度。
塔板的效率可由总板效率、单板效率及点效率表示。
1)总板效率E
T
又称全塔效率,是指达
到指定分离效果所需理论板层数与实际板层数的比值,。
2)单板效
率E
M
又称为默弗里板效率,是指气相或液相经过一层塔板前后的实际组成变化与经过该层塔板前后的理论组成变化的比值。
;
只有当操作线与平衡线平行时,E
MV 与E
ML
才会相等。
全塔效率是基于所需理
论板数的概念,而单板效率基于该板理论增浓程度的概念。
单板效率的数值有可能超过100%。
3〕点效率E
O
是指塔板上各点的局部效率。
只有当板上液体完全混合时,点效率与板效率才具有相同的数值。
4.为什么一般可以把塔釜当成一块理论板处理?
答:塔釜内的气液两相一般视为平衡,相当于一块理论版。