水与乙醇精馏实验 数据处理示范

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乙醇和水的分离实验报告

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。

精馏(乙醇-水)实验

精馏(乙醇-水)实验
产品质量达不到要求时采用全回流操作√
用于测定全塔效率√
5精馏塔塔身伴热的目的在于:
减小塔身向环境散热的推动力
防止塔的内回流√
加热塔内液体
6全回流操作的特点有:
F=0,D=0,W=0√
在一定分离要求下NT最少
操作线和对角线重合
7本实验全回流稳定操作中,温度分布与哪些因素有关?
气速√
塔板型式不同√
10如果实验采用酒精-水系统塔顶能否达到98%(重量)的乙醇产品?(注:95.57%酒精-水系统的共沸组成)
若进料组成大于95.57% 塔顶可达到98%以上的酒精
若进料组成大于95.57% 塔釜可达到98%以上的酒精√
若进料组成小于95.57% 塔顶可达到98%以上的酒精
受塔釜加热量的影响√
受塔顶冷剂量的影响
16为什么要控制塔釜液面高度?
为了防止加热装置被烧坏√
为了使精馏塔的操作稳定√
为了使釜液在釜内有足够的停留时间√
为了使塔釜与其相邻塔板间的足够的分离空间
为了使釜压保持稳定
17塔内上升气速对精馏操作有什么影响?
上升气速过大会引起漏液
上升气速过大会引起液泛√
上升气速过大会造成过量的液沫夹带√
上升气速过大会造成过量的气泡夹带
上升气速过大会使塔板效率下降√
18板压降的大小与什么因素有关?
与上升蒸气速度有关√
与塔釜加热量有关√
当压力不变时,温度分布仅与组成的分布有关√
பைடு நூலகம்温度分布仅与塔釜加热量有关系
当压力不变时,温度分布仅与板效率、全塔物料的总组成及塔顶液与釜液量的摩尔量的比值有关

乙醇-水精馏塔实验

乙醇-水精馏塔实验

标准文档乙醇-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。

水与乙醇精馏实验 数据处理示范

水与乙醇精馏实验 数据处理示范

y = q x − xF 加料线(q 线)方程可表示为: q − 1 q −1
其中
q = 1+ c pF (tS − tF )
rF
式中, q ----进料热状况参数; rF ----进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol;(参照附表 4) 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℃);(参
塔釜温度 tw/℃ 26.9 32.3 38.4 45.7 51.9 58.3 64.8 70.7 76.3 81.3 86 88.1 89 89.3 89.7 90 90.2 90.3 90.3 90.3 90.4 90.4 90.4 90.4
回流温度 tL/℃
25.7 25.7 25.7 25.7 25.7 25.7 25.6 25.7 25.7 25.7 25.6 25.7 25.6 25.7 25.7 25.8 31.8 40.3 46.7 48.7 49.9 50.7 51.2 51.1
塔顶温度 tD/℃
26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 76.7 79.1 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.1 79.1 79.1
图 1 塔顶温度等参数随时间的变化曲线
5
由图 1 可知刚开始加热的前十五分钟时,塔釜温度逐步升高,回流温度和塔 顶温度基本不变,到一定时间(20 分钟左右)后,塔釜温度趋于稳定,塔顶 温度急剧上升到一定温度,回流温度逐步升高,但塔釜温度始终高于回流温 度和塔顶温度。
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乙醇和水精馏实验课程设计(Word)

乙醇和水精馏实验课程设计(Word)

乙醇与水连续筛板精馏塔题目:醇-水溶液连续精馏塔优化设计班级:1014102专业:化学工程与工艺姓名:姚亚丽学号:101410209指导教老师:陈湘设计时间:2013.1.3——2013.1.11目录第一章:序言 (4)第二章设计方案的确定及流程说明 (6)2.1塔型选择 (6)2.2操作流程 (6)第三章塔的工艺计算 (7)3.1整理有关数据并绘制相关表格 (7)3.2全塔物料衡算 (9)3.3最小回流比与操作回流比 (10)3.4理论塔板数的确定 (11)3.5全塔效率的估算 (11)3.6实际塔板数的求取 (13)第四章塔的工艺条件及物性计算 (13)4.1平均摩尔质量 (13)4.2平均密度 (14)4.3液体表面张力 (15)4.4汽液相体积流率 (17)4.5塔径的计算 (17)4.6精馏塔高度的计算 (21)第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (23)5.1 溢流装置 (24)5.2 塔板布置 (25)第六章塔板的流体力学验算 (27)6.1 气体通过塔板的压力降hp液柱 (27)6.2 液面落差 (28)6.3 液沫夹带(雾沫夹带) (28)6.4 漏液 (29)6.5 液泛 (29)第七章塔板负荷性能图 (31)7.1漏液线 (31)7.2液沫夹带线 (31)7.3液相负荷下限线 (32)7.4液相负荷上限线 (32)7.5液泛线 (32)第八章各接管尺寸的确定及选型 (35)8.1进料管尺寸的计算及选型 (35)8.2釜液出口管尺寸的计算及选型 (35)8.3回流管尺寸的计算及选型 (35)8.4塔顶蒸汽出口径及选型 (36)第九章精馏塔的主要附属设备 (37)9.1冷凝器 (38)9.2再沸器 (38)设计结果一览表 (39)设计总结与体会 (40)参考文献 (41)第一章序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。

实验5精馏(乙醇—水)

实验5精馏(乙醇—水)

实验五:精馏(乙醇—水)分离一、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二、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。

乙醇-水均相恒沸精馏实验设计

乙醇-水均相恒沸精馏实验设计

银川能源学院化工分离过程实验设计说明书题目:乙醇-水均相恒沸精馏实验院系:石油化工专业班级:化学工程与工艺学生姓名:郭斌陈固香学号:1210140074 1210140075指导教师:朱鋆珊设计时间:2015年6月15日化学工程教研室制一、实验目的(1)加深对恒沸精馏过程的理解;(2)熟悉和掌握恒沸精馏操作方法;(3)了解精馏实验装置的构造和控制方法.二、实验原理恒沸精馏是一种特殊的分离方法,它是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恒沸物组成且用普通精馏无法得到纯品的物系.通常.加入的分离媒质能与被分离系统中的一种或几种物质形成最低恒沸物,使夹带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.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% 的乙醇。

这是乙醇与水形成恒沸物的缘故,其恒沸点78.15摄氏度,与乙醇沸点78.30摄氏度十分接近,形成的是均相最低恒沸物。

而浓度95%左右的乙醇常称工业乙醇。

实验室中恒沸精馏过程的研究包括以下几个内容:1.恒沸剂的选择(1)必须至少能与原溶液中一个组分形成最低恒沸物,比原组分恒沸点低10摄氏度以上;(2)在形成的恒沸物中,恒沸剂含量应尽可能少,节省能耗;(3)回收容易,一是非均相恒沸物,二是挥发度差异大;(4)具有较小的汽化潜热,节省能耗;(5)价廉,来源广,无毒,热稳定性好,腐蚀性小。

就工业乙醇制备无水乙醇,适用的恒沸剂有苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯等.它们都能与水-乙醇形成多种恒沸物,而且其中的三元恒沸物在室温下又可以分为两相,一相富含恒沸剂,另一相中富含水,前者可以循环使用,后者又很容易分离出来,这样使得整个分离过程大为简化。

2.三相图三组分纯物质及共沸物沸点图,并在三角形相图中给出三组分恒沸物溶解度曲线图1 恒沸精馏原理图3.恒沸剂的加入方式恒沸剂一般可随原料一起加入精馏塔中,若恒沸剂的挥发度比较低,则应在加料板的上部加入,若恒沸剂的挥发度比较高,则应在加料板的下部加入。

精馏乙醇水实验报告

精馏乙醇水实验报告

精馏乙醇水实验报告1. 实验目的本实验旨在通过精馏技术,制备高纯度的乙醇水溶液,并探究影响乙醇水精馏效果的因素。

2. 实验原理精馏是一种利用液体不同的沸点来分离混合物的方法。

在本实验中,通过加热乙醇水混合物,使其沸腾,然后利用乙醇和水的沸点差异,收集并分离出较纯的乙醇或水。

在精馏过程中,主要涉及以下原理:- 沸点:乙醇的沸点为78.3,水的沸点为100。

乙醇的沸点较低,可以基于沸点差异对乙醇和水进行分离。

- 液体汽化:液体在加热过程中分子会获得足够的能量,逃离液面,形成蒸汽。

较低沸点的乙醇比较容易汽化,较高沸点的水则较难汽化。

- 冷凝:蒸汽通过冷却后会形成液体。

在本实验中,通过冷却管将蒸汽重新转化为液体。

3. 实验步骤及操作3.1 实验前准备- 准备乙醇和蒸馏水,并测量其初始质量。

- 准备一个精馏装置,包括加热设备、冷却器、收集瓶等。

- 测量并记录大气压和室温,并计算修正后的沸点。

3.2 精馏操作1. 将乙醇和蒸馏水混合在精馏瓶中。

混合比例根据需要制备的浓度而定。

2. 将精馏瓶连接到加热设备上,并将冷却器倒置入瓶口。

3. 开始加热,注意逐渐升温,避免突然加热导致溢出。

4. 收集初馏液,即开始沸腾的乙醇。

根据实验需要,可将初馏液取样进行测量和分析。

5. 继续加热,收集实验需要的乙醇水溶液。

6. 当温度稳定在约95时,停止加热。

此时瓶中液体为较高纯度的水。

7. 记录乙醇和水的质量,并计算实验中蒸馏所得乙醇的纯度。

3.3 清洗操作1. 精馏装置停止加热后,断开连接并用蒸馏水冲洗瓶口、冷却器等。

2. 将瓶口覆盖以防止杂质进入,并妥善保存装置。

4. 实验结果根据实验步骤和操作记录,得到如下实验结果:- 初始乙醇质量:50g- 初始蒸馏水质量:50g- 最终乙醇质量:20g- 最终水质量:80g- 乙醇纯度:20 / (20 + 80) * 100% = 20%5. 实验讨论在本实验中,我们成功通过精馏技术制备了一定纯度的乙醇水溶液。

乙醇和水的分馏实验报告

乙醇和水的分馏实验报告

乙醇和水的分馏实验报告
一、实验原理:乙醇和水的分馏是利用它们熔点和沸点的差异进行分离的。

乙醇的沸点为78.4℃,水的沸点为100℃,通过控制温度可以使乙醇蒸发,再经冷凝使其凝结,实现乙醇和水的分离。

二、实验步骤:
1、准备一个分馏装置,包括加热器、分馏瓶和冷却器。

2、将乙醇和水的混合物放入分馏瓶中。

3、将分馏瓶连接至加热器,加热器内加入适量的水。

4、开启加热器,逐渐加热混合物,观察现象。

5、当温度达到乙醇的沸点(78.4℃)时,开始收集冷凝后的乙醇溶液。

6、直到温度达到水的沸点(100℃),停止加热,分馏过程结束。

三、实验结果:
1、在加热过程中,观察到混合溶液起初出现沸腾,产生气泡。

2、当温度达到乙醇的沸点时,乙醇蒸发,冷凝后形成乙醇溶液。

3、温度达到水的沸点时,水开始蒸发,产生水蒸汽。

四、实验讨论:
1、根据实验结果,乙醇和水可以通过分馏方法进行分离,通过控制温度可以控制乙醇的蒸发和凝结。

2、实验过程中,要注意控制加热温度,避免超过水的沸点,以免破坏分馏装置。

3、分馏过程中,乙醇和水有可能会发生气泡溢出,需小心操作,避免溅出。

4、实验中产生的乙醇溶液可以进一步进行蒸发浓缩,得到更高浓度的乙醇。

五、实验总结:
通过本次实验,我们成功地利用分馏方法分离了乙醇和水的混合物。

这种分离方法在实际应用中具有重要价值,例如工业生产中乙醇的提纯。

分馏方法的基本原理是控制沸点差异,通过加热和冷凝操作实现物质的分离,具有简单、有效的特点。

乙醇水精馏塔实验实验报告

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-水精馏实验报告

乙醇-水精馏实验报告

乙醇-水精馏实验报告乙醇-水精馏实验报告引言:乙醇-水精馏是一种常见的分离和提纯技术,广泛应用于化学、制药、食品等领域。

本实验旨在通过乙醇-水混合液的精馏过程,观察和探究其分离效果及原理。

实验材料:1. 乙醇-水混合液2. 精馏设备:包括加热设备、冷却设备、分馏塔等3. 温度计4. 醇表实验步骤:1. 准备工作:清洗精馏设备,确保无杂质残留。

将乙醇-水混合液倒入分馏塔中,注意量取合适的比例。

2. 加热:将分馏塔加热设备接通电源,逐渐升温。

同时,用温度计监测温度变化,并记录下来。

3. 冷却:在分馏塔顶部的冷却设备中,通过冷却水的循环使馏出液冷却,形成液体收集。

4. 收集:根据温度变化,收集不同温度下馏出的液体。

使用醇表检测收集液中乙醇的浓度。

实验结果与讨论:在实验过程中,我们观察到了乙醇-水混合液的精馏分离现象。

随着加热过程的进行,我们发现温度逐渐升高,液体开始沸腾。

此时,乙醇和水的沸点不同,乙醇的沸点较低,因此乙醇首先被蒸发出来。

通过冷却设备,我们能够将乙醇蒸汽重新凝结成液体,从而实现乙醇的分离和收集。

在实验过程中,我们还使用了醇表来检测收集液中乙醇的浓度。

通过醇表的测量,我们可以得知收集液中乙醇的含量,从而判断精馏过程的效果。

通常情况下,随着温度的升高,收集液中乙醇的浓度逐渐降低。

这是因为乙醇的沸点较低,容易被蒸发出来,而水的沸点较高,相对难以蒸发。

因此,在精馏过程中,乙醇会优先蒸发,导致收集液中乙醇的浓度逐渐降低。

乙醇-水精馏的原理是基于不同物质的沸点差异。

在混合液中,乙醇和水分子之间会发生相互作用,形成氢键。

这种氢键的存在导致了乙醇-水混合液的沸点较纯乙醇和纯水的沸点都要高。

因此,在精馏过程中,通过加热使混合液沸腾,乙醇的沸点较低,会首先蒸发出来,然后通过冷却设备重新凝结成液体,实现乙醇的分离和提纯。

结论:通过乙醇-水精馏实验,我们观察到了乙醇和水的分离现象,并了解了乙醇-水精馏的原理。

实验结果表明,在精馏过程中,乙醇会优先蒸发,导致收集液中乙醇的浓度逐渐降低。

精馏实验数据记录与处理

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%。

有机化学实验之乙醇和水的分离实验报告

有机化学实验之乙醇和水的分离实验报告

有机化学实验之乙醇和水的分离实验报告实验目的本实验旨在通过蒸馏法分离乙醇和水的混合物,并探究乙醇和水的混合物在不同温度下的行为。

实验原理乙醇和水是两种常见的有机物质,它们可以通过蒸馏法进行分离。

蒸馏法是将混合物加热到沸点,然后将蒸汽冷凝回液体,从而实现对混合物的分离。

由于乙醇和水的沸点不同,可以利用这一特性将它们分离。

实验步骤1.准备实验装置:取一个蒸馏瓶,将装有乙醇和水混合物的烧瓶连接在蒸馏瓶上。

2.调整蒸馏装置:将冷却管与冷凝器连接,确保冷却管的一端进入冷凝器中的冷却剂中。

3.开始加热:缓慢加热混合物,直到观察到液体开始蒸发。

4.收集产品:将冷凝器中的液体收集在不同的容器中。

一开始会得到高度浓缩的乙醇,之后会逐渐得到乙醇较少、水较多的混合物。

5.关闭加热:当蒸馏液中只剩下一小部分液体时,停止加热。

6.分析收集到的液体:使用适当的实验方法和仪器对收集到的液体进行分析,鉴定其中的成分。

实验数据在本次实验中,我们使用了100ml的乙醇和水混合物,并按照步骤进行了蒸馏操作。

收集了不同温度下的液体样品,并对其进行命名和记录。

以下是记录的实验数据:温度(摄氏度)乙醇体积(ml)水体积(ml)506040705050903070100208010510901105951202981300100实验结果分析根据实验数据,我们可以看出,在开始加热的过程中,乙醇体积逐渐减少,而水体积逐渐增加。

这是因为乙醇的沸点较低,首先蒸发出来,而水的沸点较高,需要更高的温度才能蒸发。

因此,通过蒸馏可以实现对乙醇和水的分离。

实验数据还显示,随着温度的升高,乙醇的体积逐渐减小,而水的体积逐渐增加。

这是由于乙醇的沸点较低,在温度升高的过程中更容易蒸发。

乙醇与水的相对比例取决于温度,而在本实验中,温度的逐渐升高导致了乙醇体积的减少。

实验结论通过本次实验,我们成功地利用蒸馏法将乙醇和水的混合物分离出来,并获得了不同温度下的乙醇和水的体积数据。

精馏实验报告范例

精馏实验报告范例

精馏实验报告示范第一步:大家的实验数据如下(以全回流为例)第二步:大家翻到化工实验书第148-149.页。

表4,由于是在20℃测得,与室温T=19.8校正。

校正关系为:=⨯⨯--=-420T 10420n n )((标)室℃室T D D 。

校正后假设乙醇与水的折射率与质量分数的关系如下:乙醇与水在T=19.8℃时折射率关系如下:质量分数折射率 0 1.333 5 1.3336 10 1.3395 20 1.3469 30 1.3535 40 1.3583 50 1.3616 60 1.3638 70 1.3652 80 1.3658 90 1.365 1001.3614然后导入origin 画图:并拟合出图形如下:BA第三步:有实验测得的数据,以塔顶折射率nD=1.3624为例,在拟合中的图形中找到当折射率为1.3264时乙醇的质量分数;步骤如下,在拟合出的图形中有个绿色“锁型”图标,鼠标左键单击出来change parameters在setting中选advanced,然后在右边你可以看到有个对话框;findX fromY,打开加号,并,选中,然后点拟合。

图形如下,此时在原来的book1中,出现变化,在下角的滚动条中会出现一行,如下,此时在y中输相应的值,然后按enter,就会出来对应的x值注意:你会发现当y=1.3624时,x=52.44!结合拟合出的图形,你会发现一个此时的y对应2个x.但他默认取第一个的,因为在塔顶乙醇质量分数很高,接近100%。

要舍去。

此时,在下拉框中找到fit nl curve,找到接近的y值,然后查出x.第四步:用质量分数换算成摩尔分数。

计算方法参考《化工基础》第166页。

算出xD=92.6%,Xw=22.9%。

第五步:画乙醇与水的气液平衡图,翻到《化工实验》第149页,表5,把数:导入origin画图。

然后再横坐标找到对应的xD=92.6%,Xw=22.9%。

拉两根虚线与y=x相交,根据在y=x的交点,求理论塔板数。

乙醇水溶液蒸馏实验报告

乙醇水溶液蒸馏实验报告

乙醇水溶液蒸馏实验报告实验目的:本实验通过对乙醇水溶液蒸馏过程的观察和实验数据的收集,探究乙醇水溶液的蒸馏特性,以及溶质在溶剂中的分离与纯化方法。

实验原理:乙醇水溶液的蒸馏过程利用其成分在溶液中的不同饱和蒸气压,以及蒸发和凝聚过程中的物质转化实现分离纯化。

乙醇和水的共存使得乙醇和水分子在溶液中形成了氢键,导致其在溶液中的饱和蒸气压低于各自的饱和蒸气压。

当乙醇水溶液加热至沸点时,乙醇和水的饱和蒸气压分别达到了溶液中的总蒸气压,此时乙醇水溶液开始蒸发,而乙醇与水分子的蒸发速度不同,进而实现分离纯化。

实验步骤:1.准备所需材料:乙醇水溶液、蒸馏装置(包括加热设备、冷却器、集液瓶等)。

2.将蒸馏装置的冷却器连接好,并用冷水冷却器。

3.将乙醇水溶液倒入蒸馏烧瓶中,注意不要超过烧瓶容积的三分之二。

4.将蒸馏烧瓶连接至蒸馏装置中的加热设备上。

5.逐渐加热乙醇水溶液,直到出现连续的汽泡。

6.收集蒸馏出的液体进入集液瓶中。

7.停止加热,待溶液降温后,记录蒸馏过程中收集到的液体体积和温度。

实验结果:根据实验数据记录,我们观察到蒸馏过程中乙醇的沸点为78.2℃,水的沸点为100℃。

在乙醇水溶液蒸馏过程中,我们收集到了两个相不同的液体,分别为乙醇和水。

数据分析:通过乙醇水溶液蒸馏实验的结果和数据记录,我们可以得出以下结论:1.乙醇和水在乙醇水溶液中形成了氢键,导致其在溶液中的饱和蒸气压低于各自的饱和蒸气压。

2.乙醇水溶液的蒸发过程中,乙醇和水分子的蒸发速度不同,通过不同的沸点实现了乙醇与水的分离纯化。

实验总结:乙醇水溶液蒸馏实验通过观察和实验数据的记录,深入了解了乙醇水溶液的蒸馏特性以及溶质在溶剂中的分离与纯化方法。

通过本实验的探究,我们对乙醇水溶液的蒸馏过程有了更深入的了解,也为日后的相关实验和应用提供了扎实的理论基础。

参考文献:(此处省略参考文献部分)。

部分精馏实验数据处理

部分精馏实验数据处理
在D10单元格中输入“=IF(E10>0.5955,H10,IF(E10>0.1868,G10,F10))”,并将该公式复制至D11:D18——据平衡线方程 ,由yn求xn;
在F10中输入“=0.1076*E10”,并将该公式复制至F11:F18——平衡线方程 ;
在G10中输入
“=0.191908-2.58997*E10+13.5603*E10^2-29.3194*E10^3+24.5361*E10^4”,并将该公式复制至G某同学所做乙醇-水部分回流实验结果为:
精馏段操作方程
提馏段操作方程
馏出液、釜液中轻组分组成分别为 , 。
(2)数据处理
a.求精馏段与提馏段操作线的交点坐标
在E2:G4单元格区域输入图4.41所示数据。选择H3:H4,输入“=MMULT(MINVERSE(E3:F4),G3:G4)”,再按“CTRL+SHIFT+ENTER”,得到交点坐标, ,见图4.41。
在H10中输入“=-4.47867+15.26594*E10-15.35181*E10^2+5.59208*E10^3”,并将该公式复制至H11:H18——平衡线方程 ;
在E11中输入“=IF(D10>0.092,0.667*D10+0.256,4.208*D10-0.069)”,并将该公式复制至E12:D18——据操作线方程 ,由 求 ,当 时,用精馏段操作方程计算,否则,用提馏段操作方程计算;
实施以上各步后得到图4.42。由此图知,理论板数为9,则全塔效率 。
图4.42用逐板计算法求部分回流时的理论塔板数
图4.41求精馏段、提馏段操作线的交点坐标
b.用逐板计算法求理论塔板数

乙醇和水的分离实验报告

乙醇和水的分离实验报告

蒸馏乙醇溶液可获得95%的酒精,这时是恒沸液,可以加入氧化钙充分混合后蒸馏,可以获得99%的乙醇。

要想获得绝对乙醇,再加镁粉精制。

将你的酒精和水的混合液放入一个容器,比如一个小盆中,然后将盆子放入冰箱的冷冻室,经过12小时以后将盆子拿出来,将盆子内结冰的冰块取出剩余没有结冰的液体就是酒精,因为酒精的冰点是-114度而水是0度,所以原理就是使混合液体降至0度水的冰点以下导致水结冰而酒精还是液态的,从而分离! 这个方法比使用蒸馏的技术较简单轻松的多也不用那么多繁琐的设备!如果要纯度较高的酒精需要反复几次!1蒸馏(包括精馏)、2过滤(用只能透过水而不能透过酒精的膜)、3如果酒精浓度已经较高含水较少而且要求浓度接近100%,可以加入生石灰(或者类似物)充分搅拌,放置一定时间后蒸出。

乙醇比水易气化,乙醇沸点低,水的沸点相对较高。

乙醇的蒸发点比较低,可以用蒸发的方法,让混合液体自然蒸发,用冷却的金属板在杯子上对乙醇蒸汽再次冷却即可。

根据沸点不同用蒸馏的方法进行分离(1)从实验表格的最后一列可以看出,水和酒精刚开始没有凝固,而当体积比达到一定值时,混合液可以凝固,但是并没有将水和酒精分离开,所以用张小同学的方案不能将水和酒精从混合液中分开。

(2)通常情况下水的凝固如果酒精水溶液的浓度小于95%,则酒精水溶液蒸馏的最终产物是水和95%的酒精溶液,因为酒精和水可形成恒沸混合物(恒沸混合物不能利用二者的沸点不同而蒸馏分离),酒精和水的恒沸混合物是浓度95%酒精溶液。

如果要制取无水酒精,需要在95%的酒精中再加入干燥剂(如无水氯化钙),脱水后可制得99%以上的无水酒精。

(1)先加入略过量的碱(如碳酸钠或氢氧化钠),充分反应后蒸馏出乙醇。

再在剩余液体中加硫酸,现蒸馏出乙酸。

(2)将混合液加入饱和碳酸钠溶液中,充分振荡后分液上层是乙酸乙酯,下层液体蒸馏分离乙醇。

乙醇水精馏实验报告

乙醇水精馏实验报告

乙醇水精馏实验报告乙醇水精馏实验报告引言:乙醇水精馏实验是化学实验中常见的一种实验方法,通过利用乙醇和水的不同沸点来分离它们,从而得到纯净的乙醇或水。

本实验旨在通过观察和记录实验过程中的现象和数据,探究乙醇水混合物的精馏分离原理,并对实验结果进行分析和总结。

实验原理:乙醇和水是两种具有不同沸点的液体,乙醇的沸点为78.5℃,水的沸点为100℃。

在乙醇水混合物中,乙醇和水会根据其沸点的差异而发生沸腾,从而实现分离。

当混合液加热至乙醇沸点时,乙醇首先沸腾,蒸汽进入冷凝器,通过冷凝器的冷却作用,乙醇蒸汽会凝结为液体,得到纯净的乙醇。

而未蒸发的水则留在容器中。

实验步骤:1. 准备实验装置:将乙醇水混合物倒入蒸馏烧瓶中,连接冷凝器和接收瓶。

2. 加热:将蒸馏烧瓶放置在加热设备上,逐渐加热。

3. 冷凝:通过冷凝器的冷却作用,将蒸发的乙醇蒸汽冷凝为液体,流入接收瓶中。

4. 收集:收集冷凝液,得到纯净的乙醇。

实验结果:经过实验观察和数据记录,我们得到了以下结果:1. 在加热过程中,乙醇水混合物开始沸腾的温度约为78.5℃,此时乙醇开始蒸发。

2. 随着加热的进行,冷凝器中开始出现液滴,这些液滴为冷却后的乙醇液体。

3. 随着实验的继续,接收瓶中逐渐积累了一定量的乙醇液体。

4. 实验结束时,乙醇水混合物中的水分仍然残留在蒸馏烧瓶中。

实验讨论:通过对实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 乙醇和水的沸点差异是实现乙醇水精馏的基础。

乙醇的沸点较低,因此在加热过程中首先蒸发。

2. 冷凝器的冷却作用是实现乙醇水分离的关键。

通过冷却,乙醇蒸汽会凝结为液体,得到纯净的乙醇。

3. 实验结果表明,通过乙醇水精馏实验,我们可以得到纯净的乙醇。

然而,由于实验条件的限制,得到的乙醇可能不是完全纯净的,仍然可能含有少量的水分。

实验总结:乙醇水精馏实验是一种常见的分离技术,通过利用乙醇和水的沸点差异,可以实现对乙醇和水的分离。

本实验通过观察和记录实验现象和数据,探究了乙醇水精馏的原理和过程。

精馏(乙醇和水)实验

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。

乙醇-水非均相恒沸精馏实验设计

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。

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实际问题的能力、组织能力、实验能力和创新能力。 三、实验原理
1.1.1 等板高度(HETP) HETP 是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小,不仅取决 于填料的类型,材质与尺寸,而且受系统物性,操作条件及塔设备尺寸的影响.对 于双组分体系, 根据其物料关系 xn,通过实验测得塔顶组成 xD,塔釜组成 xw,进料 组成 xF 及进料热状况 q,回流比 R 和填料层高度 Z 等有关参数,用图解法求得其理 论板 NT(不包括塔釜)后,即可用下式确定:
取全回流数据进行举例分析:
0.8118 0.9867
0.8126 0.8098 0.9863 0.9878
六、实验操作步骤及注意事项 1.3.1 全回流操作
1.3.1.1 配料:在料液桶中配制浓度 10%~30%(酒精的体积百分比)的 料液。把料液装入原料罐中。 1.3.1.2 进料:常开所有料罐放空阀,打开泵出口的旁路阀 D,打开进料 C 和阀 A,关闭阀 B,启动泵,把料液打入塔釜中。当液位至釜容积的 2/3 处时,停泵,关闭阀 A。从塔釜取样口取样测其浓度。
塔底样品 XW(摩尔分数) 0.0169 0.0087 0.0012
进料样品 XF(摩尔分数) 0.2677 0.2867 0.3081
表 5 全回流及部分回流比重记录表
88.4 58.5 79.2 51.5 73.45 0.9463 411.54 1.07 0.7138 237.02 3.25 0.188
0.8012
0.0154
0.3078
1.5 59
87.7 76.8 79.4 51.2 82.25 0.9597 406.16 1.03 0.7224 243.34 1.66 0.301 0.8012
0.0023
0.3396
1.1 59
86.0 66.7 79.6 52.5 76.35 0.9320 389.37 1.05 0.7352 250.79 1.14 0.374 0.8012
0.3999
0.4512
6
回流比 R 冷凝水流量 q/L*h-1
3.6
2.9 2.0
3.0
59
59
59
59
进料夜泡点温度 ts
进料温度 tf 塔顶温度 tD 回流温度 tL
t CpF rf
q Cp r 实际回流比 R XD/(R+1)
塔顶样品 XD(摩尔分数)
89.5
75.8 79.2 53.1 82.65 0.9711 420.21 1.03 0.7202 239.76 3.88 0.164
y = q x − xF 加料线(q 线)方程可表示为: q − 1 q −1
其中
q = 1+ c pF (tS − tF )
rF
式中, q ----进料热状况参数; rF ----进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol;(参照附表 4) 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℃);(参
过 低会使电加热丝露出干烧致坏。 3、数据的测定必须在稳定的条件下进行,并要密切观察各仪表示数是否 异常。 4、原料灌原料要及时补充。 5、取样前先应对取样器和容器进行清洗,回流时取塔釜样品时因温度很高
要注意防止烫伤。 七、实验数据的处理
1、基本参数 1.大气参数:
4
项目 温度(°c) 大气压(kpa)
2
惰性气体出口
冷却水进
冷却水出
9
8
10
7
t
11
6
12
5 4
xD
13
14 t
15
t
16
17
19
3
xW
18
2
21
1
xF
20
图 1 填料塔精馏过程示意图 1- 塔 釜 排 液 口 ; 2- 电 加 热 器 ; 3- 塔 釜 ; 4- 塔 釜 液 位 计; 5- 填 料 ; 6- 窥 视节 ; 7-冷 却 水 流 量 计 ; 8- 盘 管 冷 凝 器 ; 9- 塔 顶 平 衡 管 ; 10- 回 流 液 流 量 计 ; 11- 塔 顶 出 料 流 量 计 ; 12- 产 品 取 样 口 ; 13- 进 料 管 路 ; 14- 塔 釜 平 衡 管; 15- 盘 管 换热 器 ; 16- 塔 釜 出 料流量 计; 17- 进 料 流 量 计 ; 18- 进 料 泵 ; 19- 产 品 储 槽 ; 20-残 液 储 槽 ; 21- 料 液 取样 口 。
水与乙醇精馏实验 数据处理示范
江西科技师范大学化工 CQ 二、实验目的
1、了解填料精馏塔的基本结构,熟悉精馏的工艺流程; 2、掌握精馏过程的基本操作及调节方法; 3、掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法; 4、掌握精馏塔性能参数的测定方法,并掌握其影响因素; 5、掌握用图解法求取理论板数的方法; 6、通过如何寻找连续精馏分离适宜的操作条件,培养分析解决化工生产中
塔顶温度 tD/℃
26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5 76.7 79.1 79.2 79.2 79.2 79.2 79.2 79.1 79.1 79.1
图 1 塔顶温度等参数随时间的变化曲线
5
由图 1 可知刚开始加热的前十五分钟时,塔釜温度逐步升高,回流温度和塔 顶温度基本不变,到一定时间(20 分钟左右)后,塔釜温度趋于稳定,塔顶 温度急剧上升到一定温度,回流温度逐步升高,但塔釜温度始终高于回流温 度和塔顶温度。
2、数据表
表 1 全回流条件下,塔顶温度等参数随时间的变化情况
项目 序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
时间 t/min
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46
25.0 0.8118
xW
26.0 0.9867
xD
0.0276 0.8243
表 4 部分回流下塔釜流量的标定
塔顶采出量 D(L/h)
1.00
1.20 1.40
1.20
1.50
1.80
塔釜采出量 W(L/h)
8.03
6.81 6.13
6.19
8.50
3.90
进料流量 F(L/h)
3.5
3.3 3.6
3.6
3.6
3.6
回流流量 L(L/h)
3.6
3.5 2.8
3.6
2.3
1.90
塔顶样品 WD(质量分数) 0.9115 0.9041 0.8927 0.9199
0.9004
0.8773
塔底样品 WW(质量分数) 0.0421 0.0220 0.0030 0.0385
0.0058
0.0000
进料样品 WF(质量分数) 0.3571 0.3528 0.3623 0.3835
1
照附表 3) xF----进料液组成,摩尔分数。 实际回流比 R 的确定 : R=L/D[1+cp(t1L-tR)/r] 式中,R----实际回流比; L----回流液量,kmol/s; D----馏出液量,kmol/s; t1L----塔顶温度,℃; tR----回流温度,℃; cp ----回流液在平均温度(t1L+tR)/2 的比热容,kJ/(kmol℃);(参照附
塔釜温度 tw/℃ 26.9 32.3 38.4 45.7 51.9 58.3 64.8 70.7 76.3 81.3 86 88.1 89 89.3 89.7 90 90.2 90.3 90.3 90.3 90.4 90.4 90.4 90.4
回流温度 tL/℃
25.7 25.7 25.7 25.7 25.7 25.7 25.6 25.7 25.7 25.7 25.6 25.7 25.6 25.7 25.7 25.8 31.8 40.3 46.7 48.7 49.9 50.7 51.2 51.1
3
1.3.1.3 加热:关闭进料阀 C、塔釜出料流量计阀门、塔顶出料流量计阀 门,全开回流液流量计阀门,启动电加热管电源。 1.3.1.4 调节冷却水流量,建立全回流:当塔釜温度缓慢上升至窥视节内 有液体回流,即可观察到窥视节中液体下流,开冷却水水源,打开冷却水 进出口阀门,调节冷却水流量为 60-80m3/h 左右。 1.3.1.5 塔顶温度等参数随时间的变化:从加热时起每隔 2min 记录一次 塔顶温度、回流量和塔釜温度,待示数稍稳定后可隔较长时间读数。至电 表示数稳定为止。数据记录于表 1 中。 1.3.1.6 读数、取样分析:当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后,记录 加热电压、电流、冷凝水流量、回流量、塔顶温度和塔釜温度,并分别把 塔顶样品、塔底样品送分析仪分析其塔顶浓度 XD 和塔釜浓度 XW 。数据记 录于表 2、表 3 中。 1.3.2 部分回流操作 1.3.2.1 检查原料储罐中的料液是否够用。 1.3.2.2 待塔全回流操作稳定时,打开进料阀 C,在旁路阀 D 开通状态下, 启动泵。再慢慢打开进料阀 B,调节进料量至 5-9L/h 左右,然后打开塔 釜出料流量计至某一个流量,此时仍然关闭塔顶产品流量计的阀门,待系 统稳定以后,打开塔顶产品流量计的阀门,调节某一回流比(R=1~4),进行 部分回流操作。操作中要使进料、出料量基本平衡,釜液残液出料量的调 节要维持釜内液位不变。 1.3.2.3 当塔顶、塔釜温度稳定,各转子流量计读数稳定后,记录加热电 压、电流、各流量计流量、塔顶温度和塔釜温度,并分别取塔顶样品、塔 底样品、原料液送分析仪分析浓度。
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