精馏塔的操作和全塔效率测定实验全解

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（1）适宜回流比的确定
初估操作回流比的方法
在漏液点和液泛点之间选择一合适的塔釜加 热量。
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（2）物料衡算
① 总物料的平衡
F D W ——塔釜液位恒定为基准
② 轻组分的物料平衡
Fx f DxD WxW
——以灵敏板温度合格为标准
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⑴气液两相总体逆流； ⑵气液两相在板上错流。
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(ii) 板式塔操作的不正常现象
⑴ 严重的液沫夹带现象 ⑵ 严重的漏液现象 ⑶ 降液管液泛
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P釜 P顶＋ 板压降
Q , V 板压降 , P釜
Q ，V 板压降 ，P釜
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P釜 P顶
(3)灵敏点温度
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按塔顶和塔釜温度进行操作控制的不可靠性 塔内温度剧变的区域 按灵敏点温度进行操作控制
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若 : Fx f DxD WxW
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若： Fx f DxD WxW
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若：分离能力 R 不够
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板式精馏塔的操作及其全塔效率的测定
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1. 基本原理
（1） 塔釜加热，在塔内产生上升蒸 汽；塔顶冷凝，部分凝液作为轻 组份较浓的塔顶产品，部分凝液 作为回流形成塔内下降液流；连 续或间歇地自塔釜排出部分釜液 作为重组份较浓的塔底产品。
（2） 在塔中部适当位置加入待分离 料液；加料液中轻组分浓度愈高， 加料位置也愈高，加料位置将塔 分成上下二个塔段，上段为精馏 段，下段为提馏段。
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1.1 维持正常精馏的设备因素和操作因素
（1）精馏塔的结构应能提供所需的塔板数 和塔板上足够的相间传递面积。
（2）塔底加热产生上升蒸汽、塔顶冷凝形 成回流是精馏操作的主要能量消耗；回流比 愈大，塔顶冷凝量愈大，塔底加热量也必须 愈大。回流比愈大，相间物质传递的推动力 也愈大。
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xD % xW v% T灵 ℃ P釜 /100 Pa
F
L/h
全
95.2
回流 (v)
部分 回流
93.0 3.0 (v)
D
ml/mil
W
ml/min
R xF %
∞
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（3）在精馏段中上升蒸汽与回 流之间进行物质传递，使上 升蒸汽中轻组份不断增浓， 至塔顶达到要求浓度。
（4）在提馏段中下降液流与上 升蒸汽间的物质传递使下降 液流中的轻组份转入汽相， 重组份则相反，下降液流中 重组份浓度不断增浓，至塔 底达到要求浓度。
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（5） 精馏的前提是轻重组份间有不 同的挥 发度，因此，只需要部分回流即可达到塔 顶轻组份增浓，塔底重组份提浓的目的。
2.部分回流操作得产品500ml,XD ≥93v%, XD≤3v%。
a.正常的操作参数P釜（20─40)×100Pa， 灵敏板温度 T灵（80—83）℃。
b.不正常现象的观察和调节。
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5.原始数据记录
实验物系：酒精水溶液 进料状态：常温 设备参数：塔板数=15 塔 径: 50mm 板 间 距: 100mm 开 孔 率: 3.8%
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1.1.1 设备因素
合理的塔板数和塔结构为正常精馏达到指 定分离任务提供了质量保证，塔板数和塔板 结构为汽液接触提供传质面积。
n ，H ，投资； α ，n ； 塔结 构合 理η 塔板 结构 合理 操作 弹性 大
不易 发生 三种不 正常 现象
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(i) 板式塔正常操作的流动特征
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㈡ 塔底压力
塔底压力与塔釜加热量有关， 表明了塔内汽液负荷的大小。
㈢ 实验时的调整方法
① 若T灵发生急剧上升采取 D=0，F↑，W↑的措施。
② 若T灵发生缓缓上升采取 R ↑ 或全回流的措施。
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3. 实验装置
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4. 实验内容
1.全回流操作测全塔效率XD≥94v%或XD≥93m%；
∑板压降≈0 漏液易发生在何处?
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1.1.2 操作因素
回流比是精馏的核心因素:
在设计时，存在着一个最小回流比，低于该回 流比即使塔板数再多，也达不到分离要求。
在精馏塔的设计时，存在一个经济上合理的回 流比，使设备费用和能耗得到兼顾。
在精馏塔操作时，存在一个回流比的允许操作 范围。处理量恒定时，若汽液负荷（回流比） 超出塔的通量极限时，会发生一系列不正常的 操作现象，同样会使塔顶产品不合格。