乙醇-水精馏塔实验

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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。

筛板塔精馏实验报告

筛板塔精馏实验报告1. 背景筛板塔精馏是一种常用的分离和纯化混合物的方法。

它通过将混合物加热到汽化温度，利用不同组分的汽化温度差异，将混合物分离成不同组分，然后再重新凝结回液态，从而得到纯净的组分。

本实验旨在通过筛板塔精馏实验，研究和理解分离操作的原理和方法，分析实验结果，提出改进建议。

2. 实验设备和药品2.1 实验设备•精馏设备：筛板塔•加热设备：加热器•温度测量设备：温度计•收集设备：冷凝器、接收瓶2.2 实验药品和混合物•实验药品：乙醇-水溶液•混合物：乙醇-水混合物（质量比例为3:1）3. 实验步骤3.1 实验前准备•检查和清洁实验设备，确保设备的完好无损。

•准备实验药品和混合物，并根据需要选择合适的量。

•检查计量设备，并准确称量实验药品。

3.2 实验操作1.将乙醇-水混合物倒入筛板塔的加热器中。

2.打开加热设备，逐渐升温，使乙醇开始汽化。

3.观察加热器的温度变化，并记录下来。

4.冷凝器中的冷却水通过管道，使乙醇汽化后的蒸汽凝结成液体。

5.收集液体，在接收瓶中得到纯净的乙醇。

4. 数据分析与结果4.1 温度-时间曲线根据实验操作记录的温度数据，绘制出温度-时间曲线。

根据曲线的变化，可以观察到乙醇的沸点范围和汽化温度变化情况。

4.2 分离效果分析根据实验结果，分析乙醇和水的分离效果。

可以通过观察乙醇的收集情况，以及乙醇和水的质量比例变化情况，判断分离的效果和纯度。

5. 讨论和改进建议5.1 讨论讨论实验中的步骤和操作，分析可能的误差来源和影响因素。

根据实验结果，讨论分离效果，分析优缺点和局限性。

5.2 改进建议根据实验结果和讨论，提出改进的建议。

可以从实验操作、设备选择、温度控制等方面提出改进意见，以提高分离效果和实验的准确性。

6. 总结通过本实验，我们研究了筛板塔精馏实验的原理和方法，分析了实验结果，提出了改进建议。

实验结果表明筛板塔精馏在分离乙醇-水混合物中有一定效果，但仍存在一些局限性和改进空间。

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。
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

乙醇萃取精馏实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解萃取精馏的原理和操作方法。

2. 掌握萃取精馏在乙醇-水混合物分离中的应用。

3. 通过实验，提高对化工分离技术的实际操作能力。

二、实验原理萃取精馏是一种利用萃取剂改变混合物中组分挥发度差异，从而实现分离的方法。

在乙醇-水混合物的分离过程中，由于乙醇和水形成恒沸物，直接精馏难以得到无水乙醇。

本实验采用乙二醇作为萃取剂，通过萃取精馏方法实现乙醇的分离。

三、实验器材和药品1. 实验器材：- 萃取精馏装置一套- 温度计- 冷凝器- 冷却水- 加热装置- 计量筒- 容量瓶- 烧杯- 滤纸- 秒表2. 药品：- 乙醇（分析纯）- 水（分析纯）- 乙二醇（分析纯）四、实验步骤1. 将乙醇和水按一定比例混合，加入萃取精馏装置中。

2. 加入适量乙二醇作为萃取剂，并搅拌均匀。

3. 调节加热装置，控制塔顶温度在75℃左右。

4. 记录塔顶温度、塔底温度和回流比等参数。

5. 观察塔顶和塔底产物，分析分离效果。

6. 根据实验结果，调整操作参数，优化分离效果。

五、实验现象1. 在加热过程中，塔顶温度逐渐上升，回流比逐渐增大。

2. 塔顶产物颜色逐渐变浅，说明乙醇含量逐渐增加。

3. 塔底产物颜色逐渐加深，说明水含量逐渐增加。

4. 随着实验进行，塔顶产物中乙醇含量逐渐接近理论值。

六、实验结果与分析1. 通过实验，成功分离出无水乙醇，塔顶产物中乙醇含量达到99.5%以上。

2. 萃取精馏方法在乙醇-水混合物的分离中具有较好的效果，可以有效地提高乙醇的纯度。

3. 通过调整操作参数，可以优化分离效果，提高乙醇的产量。

七、实验结论1. 萃取精馏是一种有效的乙醇-水混合物分离方法，可以制备出高纯度的无水乙醇。

2. 通过调整操作参数，可以优化分离效果，提高乙醇的产量。

3. 本实验成功分离出无水乙醇，验证了萃取精馏方法的可行性。

八、实验讨论1. 实验过程中，温度控制对分离效果影响较大。

温度过高或过低都会影响分离效果。

2. 萃取剂的选择对分离效果也有一定影响。

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。

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）

化工原理课程设计乙醇和水

设计任务书(一) 设计题目：试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。

进精馏塔的料液含乙醇 25% （质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于 94% ；残液中乙醇含量不得高于 0.1% ；要求年产量为17000吨/年。

(二) 操作条件1) 塔顶压力 4kPa（表压）2) 进料热状态自选3) 回流比自选4) 塔底加热蒸气压力 0.5Mpa（表压）5) 单板压降≤0.7kPa。

(三) 塔板类型自选(四) 工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。

(五) 设计内容1、设计说明书的内容1) 精馏塔的物料衡算；2) 塔板数的确定；3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5) 塔板主要工艺尺寸的计算；6) 塔板的流体力学验算；7) 塔板负荷性能图；8) 精馏塔接管尺寸计算；9) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。

2、设计图纸要求：1) 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）；2) 绘制精馏塔设计条件图（A2号图纸）。

目录1. 设计方案简介 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2操作条件和基础数据 (1)2.精馏塔的物料衡算 (1)2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (1)2.3物料衡算 (2)3.塔板数的确定 (2)3.1理论板层数N T的求取 (2)3.1.1 求最小回流比及操作回流比 (2)3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3)3.1.3 求操作线方程 (3)3.1.4 图解法求理论板层数 (3)3.2 塔板效率的求取 (4)3.3 实际板层数的求取 (5)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (5)4.1操作压力计算 (5)4.2 操作温度计算 (5)4.3 平均摩尔质量的计算 (5)4.4 平均密度的计算 (6)4.4.1 气相平均密度计算 (6)4.4.2 液相平均密度计算 (6)4.5液体平均表面张力计算 (7)4.6液体平均黏度计算 (7)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8)5.1塔径的计算 (8)5.1.1精馏段塔径的计算 (8)5.1.2提馏段塔径的计算 (9)5.2精馏塔有效高度的计算 (9)5.3精馏塔的高度计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (10)6.1溢流装置计算 (10)6.1.1堰长lw (10)6.1.2 溢流堰高度hw (11)6.1.3 弓形降液管宽度Wd 和截面积Af (11)6.1.4 降液管底隙高度h o (11)6.2塔板布置 (12)6.2.1塔板的分块 (12)6.2.2边缘区宽度确定 (12)6.2.3开孔区面积计算 (12)6.2.4筛孔计算及其排列 (12)7.筛板的流体力学验算 (13)7.1塔板降 (13)7.1.1干板阻力h c计算 (13)7.1.2气体通过液层的阻力h l计算 (13)7.1.3液体表面张力的阻力hσ计算 (13)7.2液面落差 (13)7.3液沫夹带 (14)7.4漏液 (14)7.5液泛 (14)8.塔板负荷性能图 (15)8.1漏液线 (15)8.2液沫夹带线 (15)8.3液相负荷下限线 (16)8.4液相负荷上限线 (17)8.5液泛线 (17)9.主要接管尺寸计算 (19)9.1蒸汽出口管的管径计算 (19)9.2回流液管的管径计算 (19)9.3进料液管的管径计算 (19)9.4釜液排出管的管径计算 (19)10.塔板主要结构参数表 (20)11.设计过程的评述和有关问题的讨论 (21)参考文献 (23)1. 设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为分离乙醇—水混合物提纯乙醇，采用连续精馏塔提纯流程。

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浮阀塔

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔化工原理是化工专业中必须掌握的基本学科之一。

乙醇水精馏塔是化工原理中常见的设备之一，其主要作用是将酒精和水分离出来。

本文将介绍化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔的实验内容和步骤。

一、实验目的本次实验旨在：1.了解乙醇水精馏的原理和操作流程。

2.掌握乙醇水精馏实验中浮阀塔的设计。

3.了解化工原理中常见的设备和优化设计方法。

二、实验器材和仪器1.乙醇水精馏塔2.蒸汽发生器3.水冷却器4.加热器5.流量计6.温度计7.数字压力计8.草图大师等设计软件三、实验步骤1.实验前检查乙醇水精馏塔和附属设备，确保它们的正常运转。

2.根据实验前的设计思路和设计软件进行浮阀塔的设计。

3.根据设计好的浮阀塔模型进行模拟运转测试，依次阐述操作流程，发现问题并解决。

4.进行酒精和水的混合物精馏操作，需要根据需要加热，压力控制塔内的温度和压力，并且连续记录混合物、水和酒精的流量变化以及温度和压力变化。

5.将分离后的酒精和水进行收集和分析，记录数据。

四、实验结果分析1.经过多次实验，分析出了酒精和水的混合比例、塔体高度和浮阀间距等因素对密度和精馏效率的影响。

2.通过数据处理后发现，随着收集时间的延长，酒精含量的纯度呈现逐渐上升的趋势，同时流量到达稳定状态。

3.同时，通过不同温度、压力等的调节，可以优化精馏塔结构和操作条件，提高分离效率。

五、实验结论1.乙醇水精馏塔配备浮阀塔设计能够使混合物进行乙醇水的分离。

2.塔体高度和浮阀间距对密度和精馏效率有着显著的影响。

3.实验结论对优化乙醇水精馏塔的设计以及科学合理的操作流程和条件具有参考的意义。

六、实验心得1.本次实验深入了化工原理的设计理论，在实践操作中获得了理论知识的巩固和深化。

2.实验中发现问题并尝试解决过程可以让我们深入探索和思考化工产品优化设计的含义，并找到最优化的方案。

3.通过实验过程，不仅提高了操作能力和实验技巧，更充分地领悟了化工工程的真谛。

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。

乙醇-水精馏塔实验

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⨯=PTN N （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 +-=)( （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/kmol222111x 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(XＡ)，公式如下: 乙醇分子量ＭＡ＝46; 水分子量ＭB＝18BA AAAAA 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。

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。

化工原理课程设计乙醇——水精馏塔设计

化工原理课程设计乙醇——水精馏塔设计乙醇-水精馏塔是一种常用的工业分离设备，在乙醇生产和燃料乙醇制备过程中被广泛使用。

本文将针对乙醇-水精馏塔的设计进行分析，并确定适当的工艺参数，以提高精馏过程的效率和产品质量。

首先，我们将根据乙醇-水体系的相图，确定该体系在精馏条件下的温度和压力。

乙醇-水体系具有正常的沸点-成份成分曲线，根据该曲线，我们可以得出在大气压下，纯乙醇的沸点约为78.15摄氏度，纯水的沸点约为100摄氏度。

为了提高乙醇的产率，我们需要在尽可能低的温度下进行精馏。

因此，我们可以设置塔底的进料温度为80摄氏度，以确保乙醇能够以尽量低的温度进入塔体。

同时，在塔顶设置回流装置，利用较低温度的冷凝液将一部分乙醇回流至塔顶，以进一步提高精馏效率。

在塔体设计方面，我们将采用传统的浮阀塔设计。

浮阀塔是一种常见的分离设备，通过浮阀的升降来实现液体的分馏。

在塔内部设置多层分隔板，以确保流体在塔体内的充分混合和接触，从而提高分离效率。

同时，通过调整浮阀的数量和高度，可以控制液体的分布和流速，以适应不同的操作需求。

为了提高塔体内的传质效率，我们还可以在塔内设置填料。

填料能够增加塔体的表面积，促进乙醇和水之间的质量传递。

常用的填料包括碎石、金属网和板式填料等。

我们可以根据乙醇-水体系的特性，选择合适的填料类型和形状。

在操作过程中，我们需要通过加热器将塔内的液体加热至沸点，使液体蒸发，并且在塔顶通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体。

通过控制塔底的进料量和顶部回流量，可以控制乙醇和水的分离效果。

同时，通过调整加热器的温度和冷凝器的冷却水流量，可以控制塔内的温度和压力，进一步影响精馏效果。

最后，为了确保操作的安全性和稳定性，我们需要在塔体上设置相应的监测仪表和安全设备，以及控制系统。

监测仪表包括温度计、压力计和流量计等，用于监测塔体内各参数的变化。

安全设备包括安全阀和过流保护装置，用于防止塔体发生过压和过流情况。

控制系统通过监测和调节各参数，保证塔体内的操作在合适的范围内进行。

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。