板式精馏塔的操作和塔效率的测定实验
精馏塔的操作与全塔效率的测定实验报告
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板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告
2.全塔效率
（4）
式中，NT、NP分别表示达到同样的分离要求所需的理论塔板数和实际塔板数。理论塔板可用M-T图解法求取。
（1）在储料罐中配制一定浓度的来自精溶液(10%~20%)。（2）待塔全回流操作稳定时，打开进料阀，开启进料泵电源，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。
（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。并由酒精组分一比重对照表查得酒精质量分数。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。
六、实验原始数据记录
取得两组数据：
（1）塔顶：0.810（测量得）
质量比：93.44；体积比：95.75（查表得）
（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两次。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
79.9
板式精馏塔的操作和塔效率的测定实验(doc 11页)
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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和。
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：和实际操作中，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。
这种液漏现象使气、液两相不能充分接触。
严重的液漏将使塔板上不能持液而无法正常操作。
3）溢流液泛因受降液管通过能力的限制而引起的液泛称溢流液泛。
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。
精馏塔的操作和全塔效率的测定实验
0.0661
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。
定加热，另1只通过自耦变压器在0～1kW范围内调节
原料槽
供料泵
产品罐
转子流量计
实验装置流程如图10-2所示。
图10-2 精馏实验装置流程
10.5 实验操作要点
（1）在塔釜内预先配制乙醇浓度为7% ～8%的水溶液，塔釜液位以接近塔釜高度的2/3为宜。在原料槽内配制乙醇浓度为15%左右的水溶液作为原料液。
联立方程
其中，F =4L/h，xF=0.0520，xD=0.8485，xW=0
解得：
D=0.2451L/hW=3.7549L/h
塔顶采出率D/F=0.0613
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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和。
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：和实际操作中，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。
这种液漏现象使气、液两相不能充分接触。
严重的液漏将使塔板上不能持液而无法正常操作。
3）溢流液泛因受降液管通过能力的限制而引起的液泛称溢流液泛。
筛板式精馏塔的操作以及塔板效率的测定
思考题
1、怎样保证精馏塔的正常、稳定操作？
2、精馏塔操作为什么至少要30分钟以上才能进入正常稳定的操作状态？
3、什么叫灵敏板，在精馏操作中它起什么作用？
4、塔釜压力为什么是一个重要参数，它与那些因素有关，它的变化反 映了什么问题？ 5、精馏塔有哪些非正常操作现象，产生的原因是什么，应如何避免？ 6、影响塔板效率的因素有哪些？
实验装置流程示意图
精馏塔：筛板塔 塔径：Φ57×3 塔板数：7块 孔径：2mm 孔数: 12 板间距：100mm 堰高：10mm W
塔顶为蛇管冷凝器，冷却水走管内，料液蒸汽走管外。冷凝器上 装有取样考克。冷却水由转子流量计控制并计量后送至冷凝器。 塔釜装有液位计和2根1kw的电炉丝，用调压器控制电加热量，即 加热负荷。塔釜、塔顶温度由热电偶测定，并由控制屏上的温度 指示仪指示。塔压降可直接由U型压差计测定。
化工原理实验
—— 板式精馏塔的操作
与塔板效率的测定实验
板式精馏塔的操作及塔板效率测定
目
一、实验目的
二、实验装置 三、实验原理 四、实验步骤
录
五、实验注意事项 六、实验要求 七、实验报告要求 八、思考题
实验目的
1、了解筛板精馏塔的结构、流程； 2、熟悉筛板精馏塔的操作方法； 3、测定全回流时的总塔板效率。
2、打开放空阀，接通电加热器，进行预热，同时开启冷却水阀；
3、当第二层有机玻璃塔节开始有蒸汽时，将调压器调至180~220v，
以免液泛，当塔板上气液鼓泡正常、操作稳定，釜温和塔温恒定， 塔釜压力小于15mmHg并维持恒定时即可开始取样；
4、将塔顶、塔釜取得的试样冷却至20℃后用液体比重天平称出比重，
并查出酒精的重量百分含量。重复上述操作2~3次； 5、实验结束，停止加热、停冷却水，关闭放空阀，清理现场。
精馏塔的操作与全塔效率测定实验
24.03.2022
11
（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。
24.03.2022
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（2）物料衡算 ① 总物料的平衡
FDW ——塔釜液位恒定为基准
② 轻组分的物料平衡
Fxf DD xWW x
——以灵敏板温度合格为标准
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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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21
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%
的 ， 也 姓 刘 ，长得
（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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2
（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。
xD % xW v% T 灵 ℃
P釜/100Pa
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 %
(整理)板式精馏塔的操作
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 WxDx 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。
板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告
2.部分回流
提高回流比R，则能够提高塔顶产品浓度。回流比提高一是靠减小产品量，二是靠增加塔的加热速率和塔顶的冷凝量(增加冷却水量)，因而本实验在规定的条件下通过回流比R、塔底出料量W、加热量等几个参数的调节控制，寻找能够达到分离要求的较优的操作条件。
2.全塔效率
（4）
式中，NT、NP分别表示达到同样的分离要求所需的理论塔板数和实际塔板数。理论塔板可用M-T图解法求取。
（1）
（2）
联立以上两式可得：
； （3）
因此，当xF给定时，精馏条件受到上述两式的制约，即若规定了塔顶和塔底的产品浓度(xD和xW)，则不能再规定塔顶或塔底的采出率(D/F和W/F)，若规定了xD和D/F，就不能再规定xW和W/F了。
在规定的精馏条件下，DxD≤FxF，即D/F≤xF/xD，所以当D/F过分大时，即使该塔有足够的分离能力，也是不能达到预定的产品浓度xD。换句话说，在此情况下，即使进行全回流操作也是无法达到预定塔顶的浓度xD。
化学工程与工艺专业
化工原理实验报告
姓名
学院
专业班级
学号
指导教师
实验日期
评定成绩：
评阅人：
板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告
一、实验目的
（1）了解板式精馏塔的构成和精馏流程；
（2）熟悉精馏塔的操作方法；
（3）掌握精馏塔的效率测定方法。
二、实验基本原理
精馏塔的操作与塔效率的测定
试验十二精馏塔的操作与塔效率的测定一、试验目的1.了解填料塔各局部的构造及精馏过程2.生疏填料塔的操作方法3.学会测定精馏塔的总板效率和单板效率二、试验原理〔一〕维持稳定的精馏过程连续操作的条件；〔二〕依据进料量及组成、产品的分别要求，严格维持物料平衡。
1)总物料平衡---在精馏塔操作时，物料的总进料量应当等于总出料量，即：F =W +D当总物料量不平衡时，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条件下，应同时满足下式Fx =Dx +WxFi Di Wix , xD wi肯定的状况下，应严格保证馏出液 D 和釜液 W 的采出率为：D x -x W D= F W , F x -xd W F=1 -F假设塔顶采出率 D/F 过大，即使精馏塔有足够的分别力量，在塔顶仍不能获得规定的合格产品。
〔三〕精馏塔应当有足够的分别力量。
在塔板数肯定的状况下，正常的精馏操作过程要有足够的回流比，才能保证肯定的分别效果，才能获得合格的产品。
一般应跟据设计的回流比严格掌握回流量，回流量=RD.〔四〕应有正常的气液负荷量，避开发生以下不正常操作。
(1)填料塔操作时，液体自塔上部进入，均匀喷洒在截面上，在填料层内液体沿填料外表呈膜状流下，气体自塔下部进入，通过填料缝隙中的自由空间从塔上部排出，气液两相在填料内进展逆流接触，填料上液膜外表为气液两相的主要传质外表，液体能否成膜与填料外表的润湿有关，因此正确选择填料与填料的外表处理有关。
(2) 填料塔在低气速下操作，气速造成的阻力较小，液膜厚度与气体流量关系不大，此时液相为分散相，气体为连续相。
随气速增加，液膜增厚，塔内自由面积削减，塔压降加大。
当气液流量到达某肯定值时，气液两相交互作用猛烈，会消灭液泛现象；塔内滞液量增加，液相转为连续相，气相转化为分散相，以气液形式穿过液层，此时液体返混和气体的液沫夹带现象严峻，传质效果极差，因此填料塔的操作肯定要掌握在某一气液比范围内。
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。
筛板式精馏塔的操作以及塔板效率的测定
实验六筛板式精馏塔的操作及塔效率的测定一、实验目的1、了解筛板式精馏塔的结构和精馏流程；2、熟悉筛板式精馏塔的操作方法；3、测定部分回流时的全塔效率，并掌握效率测定的方法。
二、实验任务1、在对约15-20%（V）的水和乙醇混合物的精馏中，在冷液加料的情况下，要求达到塔顶馏出液中的乙醇浓度不低于93%（V），乙醇回收率不低于80%（V）。
2、在部分回流的情况下，测定精馏塔的效率。
三、实验操作原理板式精馏塔中，塔釜产生的蒸汽沿塔逐渐上升，来自冷凝器的回流液从塔顶逐板下降，气液两相在足够的塔板数下层层接触，实现传热、传质过程，而达到分离的目的。
在操作方面，可以根据物料衡算及调节回流比和加热蒸汽用量完成实验任务。
本实验过程的原料液组成是恒定的。
因此可以根据进聊量F，由物料衡算控制产品量D和塔底残液量W。
继续精馏塔的物料衡算F=D+W式中------分别为原料液、塔顶产品和塔釜残液组成。
联立以上二式，可得：W/F=1-D/F由上两式可知，在及乙醇回收率确定的条件下，则W/F、也是确定的。
因此，可以根据进料量F来调节塔顶产品量D和残液量W，以满足分离要求。
另一方面，在确定的塔中，提高回流比R，可以提高塔顶产品浓度。
R=L/D V=L+D因此，可以加大蒸汽量V和减少产品量D来提高回流比，但V受到塔液泛速度和塔顶冷凝传热条件限制，而减少D则减少乙醇的回收率。
全塔效率式中，分别表示达到同样的分离要求，所需理论板数和实际板数。
实验装置，构造及流程图：本实验采用筛板式精馏塔装置，整套装置由塔体、供液系统，产品储槽、回流系统以及仪表控制柜等部件组成。
其流程如下图所示。
１、蒸馏釜：蒸馏釜为不锈钢材制成为立式结构，旁边装有玻璃管液面计，可视釜内液面高低、塔釜内以２支１［ＫＷ］的电加热棒进行加热。
其中一支是常家热而另一支通过自耦变压器。
可在０－１［ＫＷ］范围内调节。
２、塔身系采用不锈钢管制成。
设有二个加料口供选择，全塔有１５块。
精馏塔的操作和全塔效率测定实验
2021/6/29
5
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
不易发生三种不正象常现
2021/6/29
6
(i) 板式塔正常操作的流动特征
⑴气液两相总体逆流； ⑵气液两相在板上错流。
2021/6/29
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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
FDW ——塔釜液位恒定为基准
② 轻组分的物料平衡
FfxDDxWWx
——以灵敏板温度合格为标准
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(3)灵敏点温度
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
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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（3）在精馏段中上升蒸汽与回 流之间进行物质传递，使上 Байду номын сангаас蒸汽中轻组份不断增浓， 至塔顶达到要求浓度。
精馏塔的操作与塔效率的测定_实验报告
精馏塔的操作与塔效率的测定1、 原始数据2、图解法求理论塔板数0.97d x = (塔顶组成) 0.31f x =(原料液组成) 0.11w x = (塔釜组成)回流比：R=22/16=1.3750.970.4081 1.3751d x R ==++ 比热K Kg KJ C ）p ⋅=/05.3(1乙醇 K Kg KJ C ）p ⋅=/538.2(2丁醇汽化潜热r 1=40.476KJ/mol r 2=45.9006KJ/mol12(1) 2.697/124.062/p p f p f C C x C x KJ kg K KJ kmol K =+-=⋅=⋅ 12(1)44219/f f r r x r x KJ kmol =+-=泡点查得为T=98.0℃ 16.8f t =℃（用温度计在原料储罐中测出）1() 1.228p C q T t r=+-=5.3861qK tg q α===-斜率 79.48οα=从图示所得: N T =6塔板效率: 16133.33%15T N N η--===图1 泡点温度图解法图2 图解法求理论塔板数Xw XyXdXd/(R+1)x f =0.3144T =98.0℃x 乙→绘图步骤:1、 将讲义上给出的相平衡数据（T~x~y 数据中的x~y ）标绘到x~y 坐标上，得相平衡曲线；2、 作一条对角线；3、 从x d 、x f 、x w 作垂直线至对角线上，交于点a 、d 、b ；4、 在Y 轴上标出截距为1R x d的点，连接此点和a 点，得精馏段操作线； 5、 过 d 点作斜率为K 的一条直线交精馏段操作线与c 点；6、 连接bc 得提馏段操作线；7、 从a 点开始，在精馏段操作线、提馏段操作线与相平衡曲线之间来回作阶梯，即得理论板数。
adb c相平衡曲线精馏段操作线提馏段操作线进料辅助线↑ x w↑ x f↑ x dx →乙1dx R →+图1 泡点温度图解法图2 图解法求理论塔板数adb c相平衡曲线精馏段操作线提馏段操作线进料辅助线↑ x w↑ x f↑ x dx →乙1dx R →+ x f =0.3144T =98.0℃x 乙→。
精馏塔操作和全塔效率的测定
实验四 精馏塔操作和全塔效率的测定一、实验目的⒈ 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。
⒉ 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。
⒊ 学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
⒋ 测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。
二、实验内容本实验为设计型实验，学生应在教师的协助下，独立设计出完整的实验方案，并自主实施。
必须进行的实验内容为1～3，可供选做的实验内容为4～7，最少从中选做一个。
⒈ 研究开车过程中，精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况。
⒉ 测定精馏塔在全回流、稳定操作条件下，塔体内温度沿塔高的分布。
⒊ 测定精馏塔在全回流和某一回流比连续精馏时，稳定操作后的全塔理论塔板数、总板效率和塔体内温度沿塔高的分布。
⒋ 在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随回流比的变化情况。
⒌ 在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随进料流量的变化情况。
⒍ 在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随进料组成的变化情况。
⒎ 在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随进料热状态的变化情况。
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（4-1）可以得到总板效率E T ，其中N P 为实际塔板数。
%100⨯=PTT N N E (4-1)部分回流时，进料热状况参数的计算式为mmF BP pm r r t t C q +-=)( (4-2)式中：t F ——进料温度，℃。
t BP ——进料的泡点温度，℃。
C pm ——进料液体在平均温度（t F + t P ）/2下的比热，kJ/（kmol ．℃）。
实验十-板式精馏塔的操作及全塔效率的测定
实验十 板式精馏塔的操作及全塔效率的测定一、实验目的：1.熟悉筛板式精馏塔的结构、精馏流程及原理；2.熟悉筛板式精馏塔的操作方法；3.学会精馏塔效率的测定；4.观察精馏过程中汽液两相在塔板上的接触情况；5.了解回流的作用； 二、实验内容1.测定在全回流条件下的全塔效率；2.在进料条件下：进料浓度约25～28%（体积百分数，以下用v 表示）的乙醇水溶液，达到塔顶馏出液乙醇浓度大于93%（v ），塔釜残液乙醇浓度小于3%（v ）。
并在规定的时间内完成500mL 的采出量，记录下所有的实验参数；3.要求控制料液进料量为3 L/h ，调节回流比，尽可能达到最大的塔顶馏出液浓度。
三、操作原理精馏操作是分离工程中最基本最重要的单元之一。
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、以及分离要求，严格维持塔内的物料平衡总物料平衡— F=D+W若F ＞D+W ，塔釜液面上升，会发生淹塔；相反若F ＜D+W ，会引起塔釜干料，最终导致破坏精馏塔的正常操作。
各组分的物料平衡— Fx F = Dx D + Wx W塔顶采出率 WD W F x x x x F D --= 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.产品不合格原因及调节方法（1）由于物料不平衡而引起的不正常现象及调节方法1）过程在Dx D ＞Fx F - Wx W 下操作：随着过程的进行，塔内轻组分会大量流失，重组分则逐步积累，表现为釜温正常而塔顶温度逐渐升高，塔顶产品不合格。
板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告
板式精馏塔的操作与效率的测定实验报告实验目的：研究板式精馏塔的操作方法及其对分离效率的影响，并通过实验测定其效率。
实验仪器：1.板式精馏塔2.加热设备3.冷却设备4.流量计5.温度计6.乙醇和水的混合溶液实验过程：1.准备工作：a.检查板式精馏塔及其附件是否完好。
b.根据实验需求，选择适当的填料装入塔体中。
c.将乙醇和水的混合溶液添加到塔体中。
2.操作步骤：a.打开加热设备，控制温度使混合溶液开始沸腾。
b.调节温度，使塔顶温度保持在一定值，以便收集目标成分。
c.打开冷却设备，将蒸汽冷凝为液体，并收集于集液器中。
d.通过流量计监测乙醇和水的流动速度。
e.记录不同时间点的温度和流量数据。
3.数据处理：a.根据收集的液体样品，使用适当的分析方法测定其中乙醇和水的质量分数。
b.将数据绘制成图表，分析不同操作条件下的塔顶温度对分离效果的影响。
实验结果及分析：在实验中，通过调节加热设备和冷却设备的温度，我们成功地进行了板式精馏塔的操作实验。
根据收集的液体样品分析结果，我们可以得到乙醇和水的质量分数随时间的变化趋势。
通过分析实验数据，我们可以发现塔顶温度对分离效果有着重要影响。
当塔顶温度较低时，乙醇和水的分离效果较好，乙醇的质量分数较高；而当塔顶温度较高时，乙醇和水的混合程度增加，导致乙醇的质量分数下降。
此外，流量也是影响分离效果的重要参数。
较大的流量会导致液体在板式精馏塔内停留时间减少，分离效果较差；而较小的流量会使液体在塔内停留时间增加，分离效果较好。
综上所述，板式精馏塔的操作方法及操作条件对于分离效率具有关键影响。
通过调节塔顶温度和控制流量，可以实现高效率的乙醇和水的分离。
实验结果对于相关行业的工艺优化和产品提纯具有一定的参考价值。
实验总结：本次实验成功地开展了板式精馏塔的操作实验，并通过实验数据分析了温度和流量对分离效率的影响。
通过实验我们得出了以下结论：1.板式精馏塔的操作方法及操作条件对分离效率具有重要影响。
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板式精馆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懈流程；
(2)理论联系实际，掌握精镭塔的操作；
(3)学会精镭塔塔效率的测定方法。
二、基本原理
1.二元精馅过程的质量指标和操作变量
精懈塔的进料通常是前一工序或另一精镭塔的出料，为简化讨论，认为它稳定不变。
二元精懈过程的质量指标是塔顶塔釜的轻组分含量和。
主要操作变量是塔顶采出率D和塔釜加热量Qh。
2.维持连续精馅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，最终都将破坏精镭塔的正常操作。
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
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：和
实际操作中，塔釜采出率W—般是根据塔釜液位的高低来操
作，而塔顶采岀率D的大小则直接影响着质量指标。
（2）精镭塔应有足够的分离能力。
在塔板数一定的情况下，正常的精懈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）精镭塔操作时，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
精锚塔内，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。
这种液漏现象使气、液两相不能充分接触。
严重的液漏将使塔板上不能持液而无法正常操作。
3）溢流液泛
因受降液管通过能力的限制而引起的液泛称溢流液泛。
结构一定的精镭塔，随着汽液负荷的增大，或塔内某塔板的降液管有堵塞现象时，降液管内清液高度将不断增加，当降液管内液而升至溢流堰板上缘时，降液管内的液体流量为其极限通过能力，若液体流量超过此极限值后，板上开始积液，引起溢流液泛，最终会使全塔充满液体，破坏塔的正常操作。
3.如何判断塔内稳定操作的条件是否满足
（1）灵敏板温度
对于物料不平衡和分离能力不够所造成的产品不合格现象，早期可通过灵敏板温度的变化得到预测，及时采取相应的措施以保证产品的合格。
图a是物料不平衡时（采出率太大）时，全塔温度2分布的变化情况。
图b 是分离能力不够时（回流比减小）时，全塔温度分布的变化情况。
比较图8和图b可以看出，采出率太大或回流比太小时，灵敏板的温度均上升，但前者温度的上升是突跃式的，而后者则是缓慢式的；同时，前者塔顶和塔釜的质量指标中有一个是合格的，而后者则两个质量指标都不合格。
据此特点可判别造成产品不合格的原因，并作相应的调整。
a.时
b.回流比减小时
(2)塔釜压强
塔釜压强集中反映了塔内压力和气液负荷的情况。
对常压塔而言，则反映了
塔内气液负荷的情况，主要是塔板上的持液情况和上升蒸汽通过塔板的流动阻力。
当塔釜压强明显低于正常范围时，塔内可能出现了“漏液”；而当塔釜压强明显高于正常范围时，塔内可能出现了“严重液沫夹带”或“溢流液泛”。
4.几种典型不正常现象的处理方法
(1)由于物料不平衡而引起的不正常现象及调节方法在操作
过程中，要求维持总物料平衡是比较容易的，B|JF = D+Wo
但要求在组分的物料平衡条件下操作则比较困难，有时过程
往往处于不平衡的条件，即：以为例，在此情况下操作，显
而易见，随着过程的进行, 塔内轻组分大量流失，而重组分
则逐步积累，使操作过程日趋恶化。
其外观表现是：塔釜温
度合格而塔顶温度逐渐升高，塔顶产品不合格而塔釜产品合
格。
造成的原因有：a）塔顶采出率D过大；b）进料量或进
料中轻组分含量下降。
处理方法为：若因塔顶产品采出比例
不当造成此现象时，可采用不变塔釜加热蒸量，减小塔顶采
出，加大塔釜出料和进料量，使过程在下操作一段时间，以
补充塔内的轻组分量。
待塔顶温度逐步下降至规定值时，再
调节操作参数使过程在下操作。
如系进料组成变化，但变化
不大而造成此现象时，调节方法同上；若组成变化较大时，
则需要调节进料的位置，甚至改变回流量。
（2）由于分离能力不够引起产品不合格的现象及调节方法
分离能力不够引起产品不合格，其表现为塔顶温度升高，塔
釜温度降低，塔顶、塔底产品都不符合要求。
采取的措施：
一般可通过加大回流比来调节。
但必须注意，若在塔的进料
量及其组成不变、同时又规定了塔顶、塔底产品的质量要
求，则根据物料衡算，塔顶和塔底产品的量
亦己确定。
因此，增加回流比并不意味着产品采出率D 的减少，加大回流比的措施只能是增加上升蒸汽量即增加塔釜加热速率，同时也增加了塔顶的冷凝量。
这是以能耗为代价的。
此外须注意，随着回流比的增大，塔内上升蒸汽量有可能超过塔内允许的汽液负荷范围，容易发生严重的液沫夹带或其他不正常现象。
因此，不能盲目地增加回流比。
5.塔效率
对板式精懈塔，一般以板效率来概括塔板上汽液接触的状况和各种非理想流动对精镭过程的影响。
塔板效率的定义有：点效率、默佛里板效率和全塔效率。
全塔效率是板式塔分离性能的综合度量，它不仅与影响点效率、板效率的各种因素有关，而且还把板效率随组成等的变化也包括在内。
因此，全塔效率综合了塔板结构、物理性质、操作变量等诸因素对塔分离能力的影响。
对于一个新物系，一般需由实验来测定。
全塔效率的定义为：
五、实验操作原则
(1)预先配制(或检查)塔釜内和料液槽内的水-酒
精溶液的组成。
一般塔釜内溶液组成，约为5% (v), 并达到预定的液位高度(太低可能使加热棒干烧，太高将影响釜液的沸腾空间)。
料液槽内的组成一般为
15-20% (v) o
(2)先开启塔顶冷凝器的冷却水阀，并检查塔顶冷凝器上的通大气阀是否打
开。
再开启塔釜电加热器，当釜液预热至沸腾后要注意控制加热量。
(3)进行全回流操作，建立板上稳定汽液两相接触。
取样分析和。
(4)部分回流操作前，要预先选择好加料口。
操作中要控制好物料平衡和适
当的加热量，随时注意塔釜压强，灵敏板温度等检测参数的变化，通过调节操作变量获得合格的质量指标。
(5)塔釜样品的分析是用酒精比重计，其单位是体积百分数；塔顶样品的分
析是用色谱仪，其单位是质量百分数；在数据处理时都要换算为摩尔百分数。