乙醇正丙醇精馏实验
精馏
按表8-2（乙醇——正丙醇 t-x-y关系）绘制T-X-Y相图（见图2）、X-Y平衡曲线（见图3）图2 T-X-Y平衡相图精馏实验测定数据见原始记录表。
计算实例：1、 求乙醇的质量分率及摩尔分率：以全回流塔顶组成为例W=57.596-41.739×1.3619=0.7517 X A =[0.7517/46/(0.7517/46+0.2483/60)]=0.7961 2、计算精馏塔在全回流条件下，稳定操作后的全塔理论板数和总板效率 总板效率E T 按下式计算：其中N P 为实际塔板数，N T 为塔的理论板数。
%100⨯=PTT N N E图解法求理论板数：根据测值已知： x D =0.7961, x w =0.2540 精馏段操作方程：11+++=R X X R RY D ， 对角线方程y=x ，全回流时R=∞，没有提馏段，操作线与对角线重合，理论板数为最少N=N min , N min ,可在x-y 图上的平衡线与对角线上直接图解求得。
N T =3.7（见图3）总板效率E r =3.7/7*100%=52.9%部分回流：计算精馏塔回流比R=4，稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率根据测值已知：x D=0.8194, x w=0.2850, x F=0.2992精馏段操作方程：Y=R/（R+1）X + X D /(R+1)=0.8X+0.164 对角线方程y=x。
操作线与对角线的交点：x= x D,y= x D。
截距为X D/(R+1)=0.614绘制精馏段操作线. q值的计算：进料热状况参数mm FB pmrr ttCq+ -=) (tF—进料温度，℃ 16℃tB—进料的泡点温度，℃ 89.7℃Cpm—进料液体的平均摩尔热容，kJ/（kmol．℃）。
rm—进料液体的平均摩尔汽化潜热，kJ/kmol。
C pm =Cp1M1x1+Cp2M2x2，kJ/kmol．℃ (8-3)r m =r1M1x1+r2M2x2，kJ/kmol (8-4)式中：C p1，Cp2——分别为纯组份1和组份2在平均温度（tF+ tB）/ 2下的比热，（kJ/kg．℃）。
乙醇-正丙醇体系的精馏实验研究
乙醇-正丙醇体系的精馏实验研究摘要：在常压操作条件下，利用筛板塔对乙醇-正丙醇体系进行了实验研究，采用间歇精馏与连续精馏结合的方法，得到了摩尔分数达97.41%(乙醇)的塔顶产品，实现了较为高效的分离效果，实验考察了回流比、加热电压、进料量等操作参数对精馏过程的影响，测定了塔内温度分布曲线，确定了第八块塔板为灵敏板，并根据实验提出了创新性建议。
关键词：筛板塔，连续精馏，间歇精馏，乙醇-正丙醇体系Experimental S tudy on D istillation of Ethanol-n-propanolS ystemAbstract:The experiment was carried out in ethanol-n-propanol system at normal pressure by using sieve-tray.When adopt the method of combination of continuous distillation and batch distillation,the mole fraction of product in the top of tower was obtained up to97.41%(ethanol). In this study,a more efficient separation was achieved.The effects of operating parameters including reflux ratio,heating voltage and velocity of feed on the distillation process was investigated，and the temperature distribution curve of the sieve-tray tower was measured.It was found that the eighth block tray was the sensitive plate.Also,some innovative proposals were presented for the experiment.Key Words:Sieve-tray;Continuous Distillation;Batch Distillation;Ethanol-n-propanol System精馏是化工生产中常用的分离方法，是利用液体混合物中各组分的挥发度差异进行分离的操作过程，在化工等领域有广泛的应用。
化工原理实验--精馏实验
实验数据：
（1）全回流 R=∞
乙醇、正丙醇的相对挥发度α为1.56，R=∞
∴相平衡方程：y=1.56x/（1+0.56x），操作线方程为y=x
由图解法求取理论塔板数如下：
由图可知：理论塔板数N T为5.6 全塔效率η=N T/N P=（5.6-1）/7=65.7％
乙醇、正丙醇的相对挥发度α为1.9，R=4，x D=0.800
∴相平衡方程：y=1.9x/（1+0.9x），精馏段操作线方程为y=0.8x+0.1599
进料温度t f＝36℃，在X f＝0.285下泡点温度90℃
乙醇在63℃下的比热Cp1=3.10（kJ/kg.℃），正丙醇在63℃下的比热Cp2=2.9（kJ/kg.℃）乙醇在90℃下的汽化潜热r1=815（kJ/kg），正丙醇在90℃下的汽化潜热r2=710（kJ/kg）混合液体比热C pm=46×0.285×3.10+60×（1-0.285）×2.9=165.06（kJ/kmol.℃）
混合液体汽化潜热r pm=46×0.285×815+60×（1-0.285）×710=41145（kJ/kmol）
q=（C pm×（t B-t F）+r m）/r m=（165.06×（90-36）+41145）/41145=1.22
q线斜率=q/（q-1）=5.62
由图解法求取理论塔板数如下：
由图可知：理论塔板数N T为6.5 全塔效率η=N T/N P=（6.5-1）/8=68.75％。
精馏综合实验
精馏综合实验一、 实验目的1. 熟悉精馏的工艺流程，了解板式塔的结构；2. 掌握精馏过程的操作及调节方法；3. 在全回流及部分回流条件下，测定板式塔的全塔效率及单板效率；4. 观察精馏塔内气液两相的接触状态；5. 了解阿贝折光仪测定混合物组成的方法 二、 基本原理精馏利用混合物中各组分的挥发度的不同将混合物进行分离。
在精馏塔中，再沸器或塔釜产生的蒸汽沿塔逐渐上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔内实现多次接触，进行传质、传热过程，轻组分上升，重组分下降，使混合液达到一定程度的分离。
如果离开某一块塔板（或某一段填料）的气相和液相的组成达到平衡，则该板（或该段填料）称为一块理论板或一个理论级。
然而，在实际操作的塔板上或一段填料层中，由于汽液两相接触时间有限，气液相达不到平衡状态，即一块实际操作的塔板（或一段填料层）的分离效果常常达不到一块理论板或一个理论级的作用。
要想达到一定的分离要求，实际操作的塔板数总要比所需的理论板数多，或所需的填料层高度比理论上的高。
对于二元物系，若已知气液平衡数据，则根据塔顶馏出液的组成x D 、原料液的组成x F 、塔釜液的组成x W ，及操作回流比R 和进料热状态参数q ，就可用图解法或计算机模拟计算求出理论塔板数。
1.求全塔效率在板式精馏塔中，完成一定分离任务所需的理论塔板数与实际塔板数之比定义为全塔效率（或总板效率），即：PTT N N E =（1）式中 T E ——全塔效率；T N ——理论塔板数（不含釜）； P N ——实际塔板数。
2.求单板效率如果测出相邻两块塔板的气相或液相组成，则可计算塔的单板效率（塔板数自上向下计数）。
对于气相：1*1n n MV n n y y E y y ++-=- （2）对于液相：1*1n n ML n n x x E x x ---=- （3）式中 MV E ——以气相浓度表示的单板效率； n y ——离开n 板的气相组成，摩尔分数； 1n y +——进入n 板的气相组成，摩尔分数； *n y ——与n x 平衡的气相组成，摩尔分数； ML E ——以液相浓度表示的单板效率； n x ——离开n 板的液相组成，摩尔分数； 1n x -——进入n 板的液相组成，摩尔分数； *n x ——与n y 平衡的液相组成，摩尔分数；在任一回流比下，只要测出进出塔板的蒸汽组成和进出该板的液相组成，再根据平衡关系，就可求得在该回流比下的塔板单板效率。
试验六精馏试验
实验六精馏实验（一）乙醇－正丙醇精馏实验通过该实验可以解决许多精馏操作型和部分设计型问题，例如：不同进料位置、不同进料浓度、不同进料量和不同回流比对最终产品质量有何影响？如何寻找适宜的分离条件等？本实验可为不同专业的学生以及学有余力的学生开设出综合型和研究型实验。
不同类型的实验均可实行自动操作或手动操作。
一．实验内容（任选一个）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。
乙醇正丙醇精馏实验
精馏实验一、原始数据：液相组成x 气相组成y 沸点℃1/x 1/y0 0 97.160.126 0.24 93.85 7.9365 4.16670.188 0.318 92.66 5.3191 3.14470.21 0.339 91.6 4.7619 2.94990.358 0.55 88.32 2.7933 1.81820.461 0.65 86.25 2.1692 1.53850.546 0.711 84.98 1.8315 1.40650.6 0.76 84.13 1.6667 1.31580.663 0.799 83.06 1.5083 1.25160.844 0.914 80.59 1.1848 1.09411 1 78.38 1.0000 1.0000Cp KJ/Kmol/K乙醇r KJ/Kmol822.2064 2.9050二、数据处理全回流塔顶 折光率 质量浓度摩尔分数温度℃ ① 1.3625 81.3 ② 1.3625平均 1.3625 0.8364 0.8696 塔底 折光率 ① 1.3758② 1.3740平均 1.3749 0.2597 0.3139 7板 折光率 ① 1.3725 ② 1.3725平均数 1.3725 0.3713 0.4351 8板 折光率 ① 1.3741② 1.3752平均数1.3747 0.2713 0.3269计算示例：（1）折光率3625.123625.13625.1=+=n（2）质量分数8364.0209.643625.1*512.46-=+=（3）摩尔分数=8696.0608364.0-1468364.0468364.0=+正丙醇r KJ/Kmol Cp KJ/Kmol/K713.2920 2.7165 混合液rm KJ/Kmol Cpm KJ/Kmol/K735.07492.7542料液摩尔分数与折光率关系 料液 摩尔分数 摩尔分数 乙醇 0% 100% 折光率1.38051.359三、绘图与分析：由图知，有3.2块理论板理论板数 3.2 全塔效率 0.22 x7 0.4351 x8* 0.1973 x8 0.3269单板效率0.4552计算示例： 全塔效率22.0101-2.3== 单板效率4552.0*8787=--=x x x x 部分回流部分回流 回流比 3 温度℃ 塔顶 折光率 质量浓度 摩尔浓度① 1.3633 1.365 79.6 ② 1.3658 1.3654 平均数 1.3646 1.36520.726 0.776 1.3649 塔底 折光率 质量浓度 摩尔浓度温度℃ ① 1.3762 1.3762 100.6 ② 1.3762 1.3767平均数 1.3763 0.193 0.238 8板 折光率 质量浓度 摩尔浓度温度℃ ① 1.3753 27.7 ② 1.3715 平均数 1.3734 0.329 0.391 7板进料折光率 质量浓度 摩尔浓度温度℃q 的计算方法：Ct x s f ︒=-⨯---==63.86)25.8632.88(358.0461.0358.04423.032.88,4423.0性内插法计算得查汽液平衡数据，由线 1966.119.762)7.27-63.86(5428.219.762)(,,,,,,2121=⨯+=-+=mf s m m m m f s r t t Cp r q Cp Cp Cp r r r t t 于上表；分别求得再由 25.210.6-=x y q 线：精馏段操作线斜率0.75 截距 0.194 x1 0.3 y1 0.419 y=0.75x+0.194 x2 0.9 y2 0.869 q 线方程 q 1.1966斜率6.086 截距 -2.250x1 0.5 y1 0.8 y=6.10x-2.255 x2 0.4 y2 0.19 精馏段操作线和q 线的交点坐标 x y0.45780.53758提馏段操作线x1 0.238 y1 0.238 xw0.4578yw0.53758绘图与分析:板 ① 1.3725 93.9② 1.3722 平均数 1.3724 0.378 0.442由图知有4.2块理论板理论板数 4.2 x8 0.391全塔效率0.52 x8* 0.283单板效率0.320 x7 0.442讨论：1.塔底产品和塔顶产品不宜放在同一灌中2.装置操作弹性小，易液泛3.缺少降液管4.计算x*的方法不唯一，选用的方法不一样，最后得出的结论也不一样5.塔的效率比较低，原因可能是塔板结构、气液接触状况、过量液膜夹带造成的。
无水乙醇和正丙醇精馏塔仿真实验讲稿
无水乙醇和正丙醇精馏塔仿真实验讲稿好嘞，今天咱们来聊聊“无水乙醇和正丙醇精馏塔仿真实验”，先别紧张，虽然是一个听上去有点儿高大上的话题，其实它也没那么复杂。
咱们就用简单的语言，轻松愉快地来看看，别担心，虽然字面上看起来是个学术性的话题，但其实有很多趣味，等着你来挖掘呢。
精馏塔，哎，你想想看就像是一个高高的“大瓶子”，里面有好多层，像楼层一样，每一层的酒精都在“争夺”哪个最纯净。
你别看它长得不起眼，关键时刻，这“塔”可是能把不同的成分分得一清二楚，像筛子一样把不同的东西“分开”。
其中最重要的俩角色就是“无水乙醇”和“正丙醇”，它们俩是咱们今天的主角。
在精馏塔里，它们就像是两个人参加比赛，看谁能先到达顶部，最终得到纯净的成分。
不过，咱们得搞清楚一个问题，为什么要通过精馏来分离它们呢？好吧，咱们先来瞧瞧无水乙醇。
说白了，乙醇就是咱们常说的酒精，虽然酒吧里见得多，但它其实是化学工业中的一个宝贝，作用可大了去了。
但无水乙醇，就是那种水分极少甚至没有水的乙醇，这东西纯度高，应用广泛，咱们常用的消毒液啊、医用酒精啊，很多都是这个。
你看着它跟普通乙醇一样，可它的含水量比水滴还少，分得清清楚楚，净得简直跟个仙女似的。
然后呢，就是正丙醇了，这家伙跟乙醇也很像，可又有点区别。
别看它也能做酒精饮料，但它的用途多了，像是清洁剂、溶剂啥的，它对制造过程中的稳定性有很大帮助。
所以，咱们今天做实验的目的，就是要把这俩东西分得开开，这样才能各自去发挥它们最大的作用。
好啦，咱们回到精馏塔的实验。
精馏塔说白了，就是通过加热让酒精变成蒸汽，然后再把蒸汽冷却成液体的过程。
过程中呢，酒精和水分子之间有着不同的沸点，谁沸腾得快，谁就先跑到塔的高处。
比如乙醇的沸点比水低，水就会在塔下部，乙醇则可以在上部收集。
整个塔就像一个“洗牌机”，不断让酒精和水分子“对决”，结果就是乙醇先跑到顶端，水则被“淘汰”到底部。
这个实验有啥好玩的呢？就是它能够让你通过调节塔里的温度和压力，来精确地控制不同物质的分离。
精馏实验报告.
XX大学化学化工学院设计性实验报告实验课程化工原理实验实验项目连续性精馏实验设计及性能测试专业化学工程与工艺班级学号姓名XXX指导教师时间年月日摘要：在常压操作条件下，利用筛板塔对乙醇-正丙醇体系进行了实验研究，采用间歇精馏与连续精馏结合的方法，通过实验用工程模拟的方法通过模拟测定精馏塔中测定乙醇-正丙醇体系混合液在全回流状态下和部分回流比的状况下的操作状况，考察这些参数对精馏过程的影响，从而计算塔板效率和总板效率，最终得以提高塔板效率,并根据实验提出了创新性建议。
关键词：筛板式精馏塔；乙醇-正丙醇体系；全回流；理论塔板数；全塔效率；Abstract: The experiment was carried out in ethanol-n-propanol system at normal pressure by using sieve-tray. When adopt the method of combination of continuous distillation and batchdistillation , this experiment with engineering simulation method through the simulation of the column was ethanol-n-propanol system mixture in all the backflow state of the operation status, then calculates tower board efficiency and general board efficiency, and analyzes the main factors of influence veneer efficiency, finally able to improve the efficiency of the tray. Also, some innovative proposals were presented for the experiment.Keywords: Sieve-tray; Ethanol-n-propanol System ; Total reflux; Theoretical tower number plate; The tower efficiency.前言：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或称的主要单元，板式精馏塔为主要形式。
精馏实验
北京化工大学实验报告课程名称：化工原理实验实验日期：2010 年10 月28 日班级：学生姓名：一、实验名称：精馏实验二、组员介绍：实验时间：2011年04月18日报告人：同组人：三、报告摘要：本实验主要以筛板塔式精馏塔作为精馏实验的主要装置，乙醇－正丙醇为精馏料液。
以分配器与控制器控制实验回流，测控系统采集塔釜、塔顶温度等参数，并以阿贝折光仪为浓度分析仪器，旨在测量在全回流状态下的总板效率和以液相浓度表示的单板效率。
启动装置，待精馏塔稳定后，在全回流状态下测量塔顶、第4块塔板、第5块塔板、塔釜料液的液相浓度。
结合乙醇－正丙醇的平衡数据，利用图解法计算得到实验所用条件下的总板效率为0.5，而以液相浓度表示的单板效率为0.387。
关键词：全回流图解法总板效率单板效率四、实验目的及任务：①了解精馏的工艺流程，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－液两相接触状况。
③测定在全回流时的全板效率及单板效率。
④测定部分回流时的全塔效率。
（实际未做）⑤测定全塔的浓度（或温度）分布。
（实际未做）⑥测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
（实际未做）五、基本理论：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，这个不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。
若操作处于全回流时，既无任何产品产出，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，故常在工业装置的开停车、排出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。
乙醇正丙醇精馏实验
平衡线液相组成x气相组成y沸点℃1/x1/y0097.160.1260.2493.857.9365 4.16670.1880.31892.66 5.3191 3.14470.210.33991.6 4.7619 2.94990.3580.5588.32 2.7933 1.81820.4610.6586.25 2.1692 1.53850.5460.71184.98 1.8315 1.40650.60.7684.13 1.6667 1.31580.6630.79983.06 1.5083 1.25160.8440.91480.59 1.1848 1.09411178.38 1.0000 1.0000操作线000.950.951/α0.4718α 2.12全回流塔顶折光率质量浓度摩尔分数1.36251.3625塔底折光率1.37581.3740平均 1.37490.25970.31397板 折光率1.37251.3725平均数 1.37250.37130.43518板折光率1.37411.3752平均数 1.37470.27130.3269理论板数 3.2全塔效率0.22x70.4351x8*0.1973x80.3269单板效率0.4552部分回流回流比3塔顶折光率质量浓度摩尔浓度1.3633 1.3651.3658 1.3654平均数 1.3646 1.36520.7260.7761.3649塔底折光率质量浓度摩尔浓度1.3762 1.37621.3762 1.3767平均数1.37630.1930.2388板折光率质量浓度摩尔浓度1.37531.3715平均数 1.37340.3290.3917板进料板折光率质量浓度摩尔浓度1.37251.3722平均数 1.37240.3780.442理论板数 3.2全塔效率0.22x70.442x80.391x8*0.283单板效率0.320y = -0.703x 2+ 100.20.40.60.8100.20.40.6乙醇气相y 操作线平衡线精馏线q 线提留线线性(操作线)多项式(平衡线)线性(精馏线)线性(q 线)线性(提留线)料液摩尔分数与折光率关系料液摩尔分数摩尔分数乙醇0%100%折光率 1.3805 1.359精馏段操作线斜率0.75截距0.194x10.3y10.419 y=0.75x+0.194x20.9y20.869 q线方程q 1.1966斜率 6.086截距-2.250x10.5y10.8y=6.10x-2.255x20.4y20.19精馏段操作线和q线的交点坐标x0.4578y0.53758提馏段操作线x10.238y10.238x0.4578y0.53758+ 1.663x + 0.0230.60.81平衡线操作线塔顶浓度塔底浓度多项式(平衡线)线性(操作线)线)。
精馏实验
实验名称：精馏实验 一、 报告摘要
本实验是使用精馏塔分离乙醇-正丙醇混合物，并通过分析馏出液以及相邻塔板间料 液组成，计算该精馏塔的总板效率及单板效率。在全回流的情况下，在塔顶塔底温 度稳定后取样，用阿贝折光仪测得液体折光率并通过公式换算成摩尔分率。通过计 算和梯级图解法，获得理论板数，最后按要求计算总板效率和单板效率，并进行结 果分析讨论。 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，观察塔板上汽-液接触状况。 3、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。 （1）总板效率 E（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。
精馏实验数据记录与处理
【数据记录与处理】
进料温度T F=14℃
①由书P150附录六表2：乙醇-正丙醇折射率与其液相组成之间的关系（35℃），作下图：
②将折射率转换计算为乙醇的液相摩尔分数x A，得下表：
③根据附录六表3：乙醇-正丙醇气液相平衡数据作图：
X=0.2587时，得进料泡点温度T b=90.75℃
④根据附录六表1：乙醇、正丙醇气化热和定压比热容数据，确定平均温度（T F+T b）/2=52.4℃下，
⑤回流比R=4，得精馏段操作线方程：y=0.8x+0.1646，求得q线与精馏线交点(0.2860,0.3934)，再由各点（x D，x D）,(x W，x W),(x F，x F)，可分别作出全回流和部分回流下y—x图。
由图可知：
全回流情况下全塔理论板数：N T=6-1=5，实际塔板数N P=7
总板效率E O=（N T/N P）X100%=（5/7）X100%=71.43%
回流比R=4，部分回流下全塔理论板数：N T=7-1=6，实际塔板数N P=7
总板效率E O=（NT/NP）X100%=（6/7）X100%=85.71%。
精馏(乙醇和丙醇)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.计算方法、原理、公式：（1）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（2）精馏塔的单板效率E m可以根据气相（或液相）通过测定塔板的浓度变化进行计算。
精馏实验报告
实验4 精馏实验姓名 学号一、实验目的1. 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。
2. 学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
3. 测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。
4. 学会使用阿贝折光仪测定有机物浓度的方法。
二、实验内容1. 研究精馏过程中，精馏塔在全回流和部分回流的条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况。
2. 用作图法计算出精馏塔在全回流和部分回流的条件下的理论塔板数和进料方程，并计算出总板效率E T 。
三、实验原理1、 总板效率：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⨯=P T T N N E (4-1)2、 全回流理论塔板：对于全回流，精馏段操作线和提馏段操作线重合，而且就是对角线，结合平衡线便可做出理论塔板数。
3、 部分回流理论塔板：精馏段操作线方程：(4-2) 由方程知道该直线经过点（X D ，X D ），与Y 轴截距为(0，X D /（R+1）)。
进料线方程：(4-3）由方程知道该直线经过点（X F ，X F ），与Y 轴截距为(0，- X F /（q-1）)或进料线斜率为q/(q-1)。
部分回流时，进料热状况参数（q ）的计算式为：m m F BP pm r r t t C q +-=)( (4-4) 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 BP ）/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/kmol。
C pm=C p1M1x1+C p2M2x2(4-5)r m=r1M1x1+r2M2x2，(4-6)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·℃）。
化工原理实验——精馏综合实验
ｐａｇｅ ２
醇质量组分标准曲线的标定 测定温度：３０℃ 表 １ 折光指数—乙醇质量组分标准曲线 数据表 序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ 乙醇质量／ｇ …… ０．０６３４ ０．１２６８ ０．１５８ ５ ０．１９０２ ０．２２１９ ０．２５３６ ０．２８５３ ０．３１７０ ０．４１２１ ０．５５４８ …… 正丙醇质量／ｇ …… ０．５７１５ ０．５１５７ ０．３７８８ ０．２８８０ ０．２２４６ ０．１６９８ ０．１１６５ ０．０８０１ ０．０７６０ ０．０５７３ …… 乙醇质量组分 Ｗ ０．００００ ０．０９９９ ０．１９７４ ０．２９５０ ０．３９７７ ０．４９７０ ０．５９９０ ０．７１０１ ０． ７９８３ ０．８４４２ ０．９０６４ １．００００ 折光指数 ｎ０ １．３８０９ １．３７８４ １．３７５９ １．３７４２ １．３７１２ １ ．３６９０ １．３６６８ １．３６４０ １．３６２０ １．３６０７ １．３５９３ １．３５７４ 表中乙醇质量组分 Ｗ 的计算：以第二组数据为例 Ｗ ＝ 乙醇质量 ０．０６３４ ＝ ＝ ０．０９９９ 乙醇质量 ＋ 正丙醇质量 ０．０６３４ ＋ ０．５７１５ 绘制标准曲线见图 １ １ ０．９ 乙醇质量组分（Ｗ） ０．８ ０．７ ０．６ ０．５ ０．４ ０．３ ０．２ ０．１ ０ １．３５５ １．３６ １．３６５ １．３７ １．３７５ １．３８ １．３８５ 折光指数（ｎＤ） 图 １ 折光指数—乙醇质量组分标准曲线 由标准曲线可得到乙醇质量组分回归公 式 Ｗ ＝ ５８．４８１－４２．３５３ｎＤ 式中： Ｗ 为乙醇的质量分率，ｎＤ 为 折光指数。 （二）二 元物系气液相平衡数据测定 表２ 序 号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３ １４ 平衡温 度℃ ７８．３ ７８．５ ８０．１ ８１．４ ８３．０ ８４．５ ８６．１ ８８．２ ８９．７ ９１．２ ９２．３ ９３．２ ９４．５ ９７． ２ 折光指数 １．３５７４ １．３５７６ １．３６０９ １．３６２５ １．３６５７ １．３６７７ １．３７１０ １．３７３１ １．３７４０ １．３７５５ １．３７７０ １．３７７８ １．３７８８ １．３８０９ 气液相平衡实验数据表 摩尔分率 １．００００ ０． ９８６６ ０．８７４９ ０．８１８０ ０．６９８２ ０．６１９１ ０．４８０６ ０．３８６９ ０．３４５４ ０．２７４０ ０．２００１ ０．１５９５ ０．１０７７ ０．００００ 折光指数 １．３５７４ １．３５７２ １．３５８６ １．３６０２ １．３６２４ １．３６３９ １．３６６７ １ ．３６８８ １．３７１１ １．３７３０ １．３７４０ １．３７５９ １．３７７５ １．３８０９ 气相（ｙ） 质量分率 １．００００ ０． ９９９５ ０．９４０２ ０．８７２４ ０．７７９３ ０．７１５７ ０．５９７２ ０．５０８２ ０．４１０８ ０．３３０３ ０．２８８０ ０．２０７５ ０．１３９７ ０．００００ 摩尔分率 １．００００ ０．９９９６ ０．９５３５ ０．８９９２ ０．８２１６ ０．７６６６ ０．６５９１ ０ ．５７４１ ０．４７６３ ０．３９１５ ０．３４５４ ０．２５４６ ０．１７４８ ０．００００ 液相（ｘ） 质量分率 １．００００ ０．９８２６ ０．８４２８ ０．７７５０ ０．６３９５ ０．５５４８ ０．４１５０ ０．３ ２６１ ０．２８８０ ０．２２４４ ０．１６０９ ０．１２７０ ０．０８４７ ０．００００ 其中：质量分率按回归公式计算 Ｗ ＝ ５８．４８１－４２．３５３ｎＤ。 ＷＡ ） ＭＡ 摩尔分率（ＸＡ）计算公式： Ｘ ＝ Ａ Ｗ ［１ ？ （ＷＡ ）］ （ Ａ ）＋ ＭＡ ＭＢ （ 式中：乙醇分子量 ＭＡ＝４６； 正丙醇分子量 ＭＢ＝６０ 以第二组数据为例：ＷＡ ＝ ５８．４８１－４２．３５３ｎ０＝５８．４８１－４２．３５３＊１．３５７６＝０．９８２６。 ＷＡ ０．９８２６ ＭＡ ４６ ＝ ＝ ０．９８６６ ＸＡ ＝ ０．９８２６ １ ？ ０．９８２６ ＷＡ １ ？ ＷＡ ＋ ＋ ４６ ６０ ＭＡ ＭＢ 绘制无水乙醇——正丙醇气液平衡相图（ｔ－ｘ－ｙ 图）见图 ２ 绘制无水乙醇—— 正丙醇的 ｘ－ｙ 图，见图 ３。 乙醇－正丙醇气液平衡相图 １００ ９５ 平衡温度℃ ９０ ｔＢ ８５ ８０ ７５ ０．０ ０．１ ０．２ ｘＦ ０．３ ０．４ ０．５ ０．６ ０．７ ０．８ ０．９ １．０ 摩尔分率 图 ２ 无水乙醇——正丙醇的气液平衡相图 （三）精馏塔性能测定 表３ 精馏塔 性能测定数据处理表 实验装置：第 １ 套 实际塔板数：７ 物系：乙醇－－正丙醇 全回流 Ｒ＝ ∞ 塔顶温度：７９．２ 部分回流：Ｒ＝４ 进料量：２Ｌ／Ｈ 加热电压：１４０Ｖ 塔顶温度： ８０℃ 进料温度： ２１．８ 泡点温度：９０．５℃ 折光指数 质量分率 摩尔分率 塔顶组成 １．３５９１
精 馏 实 验 任 务 书
精 馏 实 验 任 务 书
一、实验任务 1、任务要求：
表一、精馏实验任务要求表 ⑴ 筛板塔，实际塔板数及其它设备参数见表二 ⑵ 分离乙醇—正丙醇混合液、常压操作 ⑶ 乙醇-正丙醇溶液的平均相对挥发度：02.2=m
α
⑷ 乙醇-正丙醇溶液的平均密度3g/m 800K m =ρ
⑸ 乙醇-正丙醇溶液的进料温度为室温，平均热状况29.1=m q ⑹ Xq=0.290 Xq-- q 线与平衡线交点处的液相浓度 Yq=0.447 Yq-- q 线与平衡线交点处的气相浓度 表二、 实验装置基本情况
表三、温度─折光指数─液相组成（质量分率）之间的数据表
(续表三)
30℃下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下面回归式计算：
Ｗ＝58.84－42.61 ×n D
式中：Ｗ—乙醇的质量分率；n D—折光仪读数(折光指数)。
表四、常压下乙醇—正丙醇t-x-y 数据表
( 均以乙醇摩尔分率表示，x-液相，y-气相，t/℃ )
组成与泡点温度关系：
.92+
-
x
t
1389
=x
27
359
.
.
861
97
式
中：t—摄氏度，℃；x—乙醇在液相中的摩尔分率。
二、实验装置的流程图
实验装置流程图如图1---6所示
图1第一套精馏实验流程图
图4第四、五、六套精馏实验流程图
图5第七套精馏实验流程图
图6第八套精馏实验流程图
三、实验设备配置和符号说明
表四、第一、二套实验装置配置表
表五、第三套设置配置及符号说明
表七、第七套设置配置及符号说明
表八、第八套设置配置及符号说明。
精馏实验操作参考步骤
精馏实验操作参考步骤一、操作步骤实验前准备工作将阿贝折光仪配套的超级恒温水浴调整运行到所需的温度（30C）,并记下这个温度。
配制一定浓度的乙醇/正丙醇混合液（乙醇质量百分数20%），然后加到原料罐中。
在精馏塔釜中加入其容积2/3 的乙醇/正丙醇混合液。
1.根据任务要求计算出回流比（30分钟）。
2.开车准备，检查水、电、仪、阀、泵、储罐内液体是否处于正常状态。
（20 分钟左右）①开启总电源、仪表盘电源，查看电压表、温度显示、实时监控仪；打开计算机电源，启动计算机并进入计算机DCS控制系统。
（DCS控制系统操作另有说明）②打开冷却水上水阀，检查有无供水，关上水阀，或开启冷却风机是否正常并关闭。
③确定个阀门正常位置后（塔釜放气阀打开），启动进料泵向塔内加料至指定位置。
3.全回流操作（40 分钟左右）①开全凝器给水阀，调节流量至适宜（或开启冷却风机为正常操作）。
②打开电加热器，调节塔釜加热电压（手动、自动都可以调节）。
③观察、记录塔内温度、塔压降；进行全回流操作。
④判断出全回流达到稳定后，在塔顶和塔釜分别取样，用阿贝折光仪测量样品浓度。
阿贝折光仪的使用方法见本实验附录，记录实验数据。
⑤全回流实验结束后，老师检查后开始部分回流实验。
4-完成实验任务进行部分回流操作（部分回流操作规定时间40分钟）①确定进料位置后开启进料阀、启动进料泵，以指定进料量进料。
②调节塔釜加热电压，调节回流比控制器（手动、自动都可以调节）。
③通过塔温度、压降判断塔内稳定。
④部分回流操作稳定后，隔10 分钟取样分析一次，共 2 次。
⑤当规定时间到达时，告知老师，老师检查塔顶出料体积和浓度后方可结束实验。
5.正常停车（10分钟左右）①关闭进料泵及相应管线上阀门。
②关闭再沸器电加热。
③关闭回流比控制器。
④待精馏塔内没有上升蒸汽时，关闭冷却水上水阀或关闭风冷器风扇。
⑤各阀门恢复初始开车前的状态。
⑥关仪表电源和总电源。
6.实验结束后，一切复原，并打扫实验室卫生，将实验室水电切断后，方能离开实验室。
实验六 连续精馏实验
实验六连续精馏实验一、实验目的1. 熟悉精馏装置的流程及筛板精馏塔的结构。
2.熟悉精馏塔的操作方法，通过操作掌握影响精馏操作的各因素之间的关系。
3.掌握测定筛板精馏塔的全塔效率的方法。
二、实验内容对15～25%(v)的乙醇—正丙醇溶液进行分离，掌握连续精馏装置的开车和停车操作程序和调节方法，并在不同操作工况下测定精馏塔的理论塔板数和全塔板效率。
三、实验原理1．精馏塔的操作精馏塔的性能与操作有关，实验中应严格维持物料平衡，正确选择回流比和塔釜加热量（塔的蒸气速度）。
（1）根据进料量及组成、产品的分离要求，维持物料平衡a．总物料衡算在精馏塔的操作中，物料的总进料量应恒等于总出料量，即F=W＋D (1)当总物料不平衡时，最终将导致破坏精馏塔的正常操作，如进料量大于出料量，将引起淹塔；而出料量大于进料量时，将引起塔釜干料。
b．各个组分的物料衡算在满足总物料平衡的条件下，还应满足各个组成的物料平衡，即FxFi =DxDi＋WxWi（2）由上两式联立求解可知，当进料量F，进料组成xFi ，以及产品的分离要求xDi，xWi一定的情况下，必须严格保证馏出液D和釜液W的采出率为：D Fx xx xF WD W=--（3）和WFDF=-1（4）由上可知，如果塔顶采出率D/F过大，即使精馏塔有足够的分离能力，在塔顶也得不到规定的合格产品。
（2）选择适宜的回流比，保证精馏塔的分离能力回流比的大小对精馏塔的尺寸有很大影响，但对已有的精馏塔而言，塔径和塔板数已定，回流比的改变主要影响产品的浓度、产量、塔效率及塔釜需要的加热量等。
在塔板数一定的情况下，正常的精馏操作过程要有足够的回流比，才能保证一定的分离效果，获得合格产品。
一般应根据设计的回流比严格控制回流量和馏出液量。
（3）维持正常的气液负荷量，避免发生以下不正常的操作状况：a．液泛塔内气相靠压差自下而上逐板流动，液相靠重力自上而下通过降液管而逐板流动。
显然，液体是自低压空间流至高压空间，因此，塔板正常工作时，降液管中的液面必须有足够的高度，才能克服塔板两侧的压降而向下流动。
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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精馏实验
一、原始数据：
液相组成x 气相组成y 沸点℃1/x1/y 00!。
（
…
、
11
}
}
二、数据处理
全回流 ￥
塔顶 折光率 质量浓度
摩尔分数
温度℃
￥
平均 塔底 ! 折光率
>
平均
7板 折光率 ^
乙醇r KJ/Kmol
Cp KJ/Kmol/K
￥
正丙醇r KJ/Kmol
Cp KJ/Kmol/K
混合液rm KJ/Kmol
Cpm KJ/Kmol/K
;
料液摩尔分数与折光率关系 料液 摩尔分数 摩尔分数
乙醇 0% ) 100%
折光率
平均数 8板 折光率
）
平均数
?
计算示例：
（1）折光率3625.12
3625
.13625.1=+=
n
（2）质量分数8364.0209.643625.1*512.46-=+=
（3）摩尔分数=8696.060
8364
.0-1468364.0468364
.0=+
三、绘图与分析：
<
由图知，有块理论板
理论板数 全塔效率
x7 ， x8*
x8 单板效率
计算示例： 全塔效率22.010
1
-2.3== 单板效率4552.0*
8
78
7=--=
x x x x
~
部分回流
！ --461.04423.032.,4423查汽液平衡数据，由线,m r t 分别求得210.6-=x y ）
坐标
提馏段操作线#
x1y1
xw yw
绘图与分析:
由图知有块理论板
理论板数x8
全塔效率x8*
单板效率x7
讨论：
1.塔底产品和塔顶产品不宜放在同一灌中
2.装置操作弹性小，易液泛
3.缺少降液管
4.计算x*的方法不唯一，选用的方法不一样，最后得出的结论也不一样
5.塔的效率比较低，原因可能是塔板结构、气液接触状况、过量液膜夹带造成的。