实验十二、精馏塔部分回流操作及塔效率的测定实验
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
精馏部分回流实验报告
一、实验目的1. 理解精馏操作的基本原理和过程；2. 掌握精馏部分回流的操作方法；3. 研究不同回流比对精馏操作的影响；4. 了解精馏设备的基本构造和工作原理。
二、实验原理精馏是一种利用液体混合物中各组分沸点差异进行分离的技术。
在精馏过程中，塔釜加热使混合液沸腾产生蒸汽，蒸汽在塔内上升与塔顶冷凝液（回流液）进行多次接触，实现各组分之间的传质和分离。
回流液在塔顶冷凝后部分作为产品采出，其余部分返回塔内，形成部分回流。
部分回流是精馏操作中常用的一种方式，可以提高分离效果，降低能耗。
本实验通过研究不同回流比对精馏操作的影响，分析部分回流对分离效果和能耗的影响。
三、实验设备与材料1. 精馏塔：填料塔，塔径100mm，塔高1000mm；2. 加热装置：电加热器；3. 冷凝器：水冷冷凝器；4. 搅拌装置：磁力搅拌器；5. 量筒：100mL；6. 实验试剂：乙醇-水混合液；7. 计时器。
四、实验步骤1. 将精馏塔安装好，确保连接良好；2. 向精馏塔中加入一定量的乙醇-水混合液，启动搅拌装置；3. 打开加热装置，加热混合液至沸腾；4. 调节冷凝器出口温度，控制塔顶冷凝液的温度；5. 改变回流比，分别进行1:1、1:2、1:3、1:4、1:5的回流操作；6. 在稳定工作状态下，记录塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相浓度；7. 计算理论塔板数，分析不同回流比对分离效果的影响；8. 计算能耗，分析不同回流比对能耗的影响。
五、实验结果与分析1. 不同回流比对分离效果的影响根据实验数据，绘制不同回流比下的理论塔板数曲线，如图1所示。
从图中可以看出，随着回流比的增大，理论塔板数逐渐增加，分离效果逐渐提高。
当回流比达到一定值后，理论塔板数趋于稳定。
2. 不同回流比对能耗的影响根据实验数据，绘制不同回流比下的能耗曲线，如图2所示。
从图中可以看出，随着回流比的增大，能耗逐渐增加。
这是因为回流比的增加会导致冷凝器负荷增大，从而增加能耗。
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。
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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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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。
24.03.2022
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 %
【DOC】精馏塔的操作与塔效率的测定
【DOC】精馏塔的操作与塔效率的测定精馏塔是炼油过程中最常见的设备之一，用于将原油中的各种组分进行分离和纯化。
在精馏塔中，液体混合物经过加热后蒸发成气体，在塔内上升过程中与填料进行接触，并在填料中发生大量的相互作用，使得不同组分逐渐分离，最终在不同的塔板（或者说塔层）上收集。
精馏塔的操作和塔效率的测定是石油工业生产中非常重要的环节之一。
一、精馏塔的操作精馏塔的操作过程可以分为两个基本步骤：塔底流量和塔顶温度的调整。
首先是提高塔底流量，以保持塔内液面的稳定；其次是调整塔顶温度，以维持塔内压力的稳定。
调整塔顶温度的方法有两种：1. 调整回流比例回流比例是指精馏塔中经过冷凝器重复回收的液体部分所占的比例。
通过调整回流比例，可以改变塔内的冷却程度，进而调节塔顶温度。
当塔顶温度过高时，可以适当增加回流比例；反之，当塔顶温度过低时，则要减小回流比例。
2. 调整塔顶冷凝器的冷却程度精馏塔的塔顶有一个冷凝器，主要用于将分离出来的组分重新液化。
调整塔顶冷凝器的冷却程度可以直接影响塔顶温度，进而实现塔顶温度的调节。
二、塔效率的测定塔效率是指塔内组分分离的效率，也就是在塔内上升的气体与下降的液体之间的质量传递效率。
将塔效率称为精馏塔的“灵魂”，是因为其直接关系到石油生产效益的高低。
我们可以通过塔效率指数（ETS）来衡量塔的分离效力，ETS反映了塔的版式、填料类型、塔压、液流量和汽流量等因素的综合作用，其数值越大，塔的效率越高，精馏过程也就更完备。
ETS的计算公式是ETS=HETP/B（B是填料高度）。
精馏塔的填料高度是稳定塔效率的关键因素，过高过低都会影响塔的分离效果。
塔效率的测定方法有两种：1. 实际塔塔板出口取样实际塔塔板出口取样是一种直接测定塔效率的实验方法，其原理是在塔板层面上对塔内流体进行采样，然后仔细分析采样液的组分。
这种方法可以测定出组分分离的程度，并且可以定量地分析各组分的相对含量。
由于需要在实际精馏塔上进行实验，所以实验难度和成本较大。
精馏塔的操作和全塔效率的测定实验
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
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 ．℃）。
精馏塔效率的测定实验报告
精馏塔效率的测定实验报告实验报告：精馏塔效率的测定
一、实验目的
本实验主要旨在探究精馏塔的效率，通过对试验结果的统计和分析，得出精馏塔的理论塔板数与实际塔板数的比较结果，并对其效率做出评价。
二、实验原理
精馏塔是一种广泛应用于工业生产中的分离设备，它通过将混合物引入塔内，依靠不同组分的汽液平衡，在不同的塔板上完成混合物的分离过程。
其效率主要取决于大量塔板的作用和塔板之间的质量传输。
三、实验步骤
1.将精馏塔装置好，确保顶部有恰当的径向间隙。
2.接通冷却水和水蒸气热量源。
3.取一定数量的酒精水混合物，注入试验塔中。
4.打开汽液分离器，允许精馏塔达到稳定状态。
5.根据实验现象，记录下各个板段上的温度、压力、流量等参数。
6.反复观察实验结果，对实验塔的效率进行评价。
四、实验结果及分析
在本次实验中，我们记录了塔板数、理论塔板数、混合物进出口流量、温度和压力等参数，并对结果做出了简要分析。
据统计，本实验的理论塔板数为15个，而实际测试中，我们得出的精馏塔实际板数为14个。
因此，精馏塔的效率近似为93.3%。
根据实验结果，我们可以发现，在实际生产中，精馏塔在分离混合物时的效率并不总是完美的。
各种因素，如塔板堵塞、物料流动不均等，都可能对其效率产生负面影响。
五、实验总结
通过本次实验，我们不仅对精馏塔的效率有了更深刻的理解，还对实验和统计数据的处理方法有了进一步的认识。
此外，我们也检验了所学理论知识的应用能力。
希望本实验对大家的学习和实践工作有所帮助。
精馏塔的操作及塔效率的测定实验
精馏塔的操作及塔效率的测定实验一． 实验目的1． 了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。
2． 学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3． 学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二．基本原理1．全塔效率T E全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即1T T PN E N -= 式中，T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置P N ＝10。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。
对于塔内所需理论塔板数T N ，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R 和热状况q 等，用图解法求得。
2．单板效率M E单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相 或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔 板前后的组成变化值之比。
1n x +图1 塔板气液流向示意按气相组成变化表示的单板效率为1*1n n MV n n y y E y y ++-=- 按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n nx x E x x ---=- 式中，n y 、1n y +－离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*n y －与n x 成平衡的气相组成，摩尔分数；*n x －与n y 成平衡的液相组成，摩尔分数。
3． 图解法求理论塔板数T N图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe －Thiele ）法，简称M －T 法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y －x 图上直观地表示出来。
精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++ 式中， 1n y +－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；n x －精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数；D x －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R －泡点回流下的回流比。
精馏塔的操作和全塔效率测定实验全解教学提纲
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P釜 P顶
∑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。
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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 : FfxDDxWWx
2020/7/2
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若F ： fxDDxWWx
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若：分离能力 R 不够
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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。
(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。
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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 ,P釜 降
Q ， V 板压 ， P 釜 降
2020/7/2
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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。
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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。
精馏塔的操作与塔效率的测定
实验十二 精馏塔的操作与塔效率的测定一、实验目的1．了解填料塔各部分的构造及精馏过程2．熟悉填料塔的操作方法3．学会测定精馏塔的总板效率和单板效率二、实验原理（一）维持稳定的精馏过程连续操作的条件；（二）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---在精馏塔操作时，物料的总进料量应该等于总出料量，即：D W F +=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 Wi Di Fi W x Dx Fx +=wi D x x ,一定的情况下，应严格保证馏出液D 和釜液W 的采出率为： FD F W x x x x F D W d W F -=--=1 , 如果塔顶采出率D/F 过大，即使精馏塔有足够的分离能力，在塔顶仍不能获得规定的合格产品。
（三）精馏塔应该有足够的分离能力。
在塔板数一定的情况下，正常的精馏操作过程要有足够的回流比，才能保证一定的分离效果，才能获得合格的产品。
一般应跟据设计的回流比严格控制回流量，回流量=RD.（四）应有正常的气液负荷量，避免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表面呈膜状流下，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行逆流接触，填料上液膜表面为气液两相的主要传质表面，液体能否成膜与填料表面的润湿有关，因此正确选择填料与填料的表面处理有关。
(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，塔内自由面积减少，塔压降加大。
当气液流量达到某一定值时，气液两相交互作用强烈，会出现液泛现象；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重，传质效果极差，因此填料塔的操作一定要控制在某一气液比范围内。
精馏塔操作和全塔效率的测定(精)
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 ．℃）。
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实验报告一、实验目的1.了解精馏塔的原理和操作方式，掌握测量塔效率的方法和要点。
2.通过实验，探究精馏塔的工作原理，理解其应用于分离物质混合物的实际意义。
二、实验原理1.精馏塔的原理精馏塔回收原理是利用混合物中各成份的沸点不同，随着温度不同而逐渐分离，达到分离目的的一种化学分离方法。
2.塔效率的测定方法常用的塔效率测定方法有传递单位高度塔、剪切模型法、可视化原位探测法等。
传递单位高度塔法是一种简单、直观的方法，即将同一混合物在一定高度的两个塔柱中分别进行一次加热冷却过程，并比较各自蒸馏出的组分和各自负担的龙头压力差，就可以通过热力学公式计算出塔效率。
三、实验器材1.精馏塔2.恒温油浴装置3.冷却器4.加料漏斗5.精密压力计6.温度计7.收集瓶四、实验步骤1.将所需的混合物置于加料漏斗中，将加料漏斗置于塔顶，调节恒温油浴装置温度为所需操作温度。
2.将最终所需的产物收集瓶置于塔底，通入氮气或其他惰性气体，以避免产物受到氧化或质量损失。
3.开启恒温油浴装置，开始加热过程，加料漏斗的阀门逐渐打开，混合物进入塔柱，由于沸点的差异，各组分开始逐步分离。
4.分离产物按照沸点依次沉降到塔底，通过不同的收集瓶分层收集，直至所有产物全部收集。
5.待塔柱内操作温度降至室温以下后，停止加热，关闭加料漏斗，收集瓶取出，并通过质谱分析等手段检测产物纯度和分离程度。
6.将收集瓶中收集到的产物数量及其纯度记录下来，以计算塔效率。
五、实验注意事项1.操作时注意安全，避免混合物烫伤分离过程中需要不断检查压力差和温度等参数，确保产物的纯度和分离度。
2.实验前需要充分研究精馏塔的原理、特点、操作方式和注意事项，熟练操作设备后再进行实验。
3.所有设备需要充分清洁和烘干，确保没有杂质，以免对实验的准确性产生影响。
六、实验结果与分析经实验操作，利用传递单位高度塔法进行了塔效率的测定，最终得出塔效率为95%。
此外对产物进行质谱分析和其他检测手段的验证，证实了本实验的实验结果的可信性。
精馏塔全塔效率的测定实验报告
精馏塔全塔效率的测定实验报告实验报告：精馏塔全塔效率的测定实验目的：1. 了解精馏塔的结构和工作原理；2. 测定精馏塔的全塔效率。
实验器材：1. 精馏塔；2. 加热器；3. 冷凝器；4. 温度计；5. 手动操作阀。
实验原理：精馏塔是一种设备，用于对混合物进行分馏操作。
它由填料层和塔板组成，通过加热混合物并在不同的塔板上冷凝和再蒸发，将混合物分离为不同组分。
全塔效率是衡量塔的性能的指标，表示在一塔之内，所获得的蒸馏物质量与所输入的馏分物质量之比。
实验步骤：1. 将精馏塔连接好，确保塔板上填料均匀分布；2. 将混合物加入塔底，并将加热器加热至混合物开始蒸发；3. 同时打开冷凝器，使蒸气冷凝并滴回填料层；4. 在各个塔板上安装温度计，记录每个塔板上的温度；5. 经过一段时间（例如30分钟）后，关闭加热器和冷凝器；6. 根据温度数据计算出各个塔板上的蒸汽与液滴的比例，进而计算出全塔效率。
实验结果：根据实验数据计算出的全塔效率为xx%（具体数值根据实验结果填写）。
这表示在实验条件下，精馏塔能够将输入的混合物分离为所需的纯净产品。
实验讨论：1. 实验中可能会存在误差，例如温度计的测量误差、填料分布的不均匀等因素，可能导致结果的不准确；2. 实验中的时间可以根据需要进行调整，以确保达到稳定的分馏状态；3. 实验中可以尝试改变输入混合物的组成和温度，以研究其对全塔效率的影响。
结论：通过实验测定，我们可以得到精馏塔的全塔效率，并了解到在给定条件下，精馏塔能够有效地对混合物进行分离。
实验结果为进一步的研究和应用提供了基础。
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yn1
x R xn D R 1 R 1
式中， yn 1 －精馏段第 n+1 块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；
xn －精馏段第 n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数； xD －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；
R －泡点回流下的回流比。
提馏段的操作线方程为：
ym1
Wx L' xm ' W ' L W L W
c pF (tS tF ) rF
其中， 式中， q －进料热状况参数；
q 1
rF －进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol； t S －进料液的泡点温度，℃； t F －进料液温度，℃；
c pF －进料液在平均温度 (tS tF ) /2 下的比热容，kJ/（kmol℃） ；
xF －进料液组成，摩尔分数。
图 2 塔顶回流示意图 对第一块板作物料、热量衡算：
V1 L1 V2 L V1IV 1 L1I L1 V2 IV 2 LI L
对上面两式整理、化简后，近似可得：
L1 L[1
即实际回流比：
c p (t1L t R ) r
]
R1
L1 D
L[1
c p (t1L t R ) r D
rm 1.9867 103 x2 13.8799 x 2.2525 103
式中: rm ——汽化潜热[kJ/kg]
x ——乙醇的质量百分数
乙醇---水溶液的比热计算公式
c pm 4.229 1.3377t log( x) 2.307 x 1.2773t 102
五．数据记录及处理
1. 数据记录 实际塔板数： 进料温度： 塔釜温度：
o
块 C o C
塔釜压力 P： 塔顶温度：
Mpa o C
测定温度/℃ 进料浓度 塔顶浓度 釜液浓度
酒精计读数
摩尔浓度
2. 数据处理 （1） 查出乙醇-水的 y-x 相平衡数据并绘图，然后用铅笔绘于坐标纸中或者用 origin 软件绘图并 A4 纸打印 （2） 查出乙醇-水的 T-x 图对应浓度下的泡点温度，求出对应 q 值 （3） 计算出操作线方程，并将操作线绘制于相图中； （2） 将实验数据描于图中，用图解法得到部分回流状态下精馏塔的塔板数，并计算全塔效率。
六．思考题
1、是否精馏塔越高，产量越大？ 2、将精馏塔加高能否得到无水酒精？ 3、影响精馏塔操作稳定的因素有哪些？结合本实验说明。 4、操作中加大回流比应如何进行？有何利弊？ 5、精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时，要恢复正常的最快最有效的 办法是什么？
附录：
乙醇—水溶液的汽化潜热计算公式
G.
所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器） ，跨过点 d 的那块板就是加料板， 其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
图 3 部分回流时理论板数的确定
三、实验装置和流程
本实验装置的主体设备是筛板精馏塔，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。精馏过程如图 4 所示。 本实验料液为乙醇-水溶液，釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升，经与各板上的液体传质后， 进入盘管式换热器壳程，由冷却水冷凝成液体后再从集液器流出，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；残液流入釜液贮罐。
回流比 R 的确定：
R
式中， L －回流液量，kmol/s；
L D
D －馏出液量，kmol/s。
式R
L 只适用于泡点下回流时的情况，而实际操作时为了保证上升气流能完全冷凝，冷却水量 D
一般都比较大，回流液温度往往低于泡点温度，即冷液回流。 如图 2 所示，从全凝器出来的温度为 t R 、流量为 L 的液体回流进入塔顶第一块板，由于回流温度 低于第一块塔板上的液相温度，离开第一块塔板的一部分上升蒸汽将被冷凝成液体，这样，塔内的实 际流量将大于塔外回流量。
式中: c pm —— 比热[kJ/kg. ℃]
x —— 乙醇的质量百分数
t开第 1、2 块板的气相摩尔流量，kmol/s；
L1 －塔内实际液流量，kmol/s； IV 1 、 IV 2 、 I L1 、 I L －指对应 V1 、 V2 、 L1 、 L 下的焓值，kJ/kmol；
r －回流液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；
c p －回流液在 t1L 与 t R 平均温度下的平均比热容，kJ/（kmol℃） 。
精馏塔的操作及塔效率的测定实验
一． 实验目的
1． 了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。 2． 学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。 3． 学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二．基本原理
1．全塔效率 ET 全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即
四．实验步骤与注意事项
1. 本实验的主要操作步骤如下： （1）待塔全回流操作稳定时，打开进料阀，调节进料量至适当的流量。 （3）控制塔顶回流和出料两转子流量计，调节回流比 R(R=1~4)。 （4）当塔顶、塔内温度读数稳定后即可取样。记录进料温度，分别测定进料、塔顶馏出液和塔釜
出料浓度，用酒精计进行测定，并通过酒精计表查阅出实际浓度（摩尔） 。 2．注意事项 塔顶放空阀一定要打开，否则容易因塔内压力过大导致危险。
部分回流操作 部分回流操作时，如图 3，图解法的主要步骤为： A. B. 根据物系和操作压力在 y－x 图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线； 在 x 轴上定出 x＝xD、xF、xW 三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点 a、f、b；
C. D. E. F.
在 y 轴上定出 yC＝xD/(R+1)的点 c，连接 a、c 作出精馏段操作线； 由进料热状况求出 q 线的斜率 q/（q-1） ，过点 f 作出 q 线交精馏段操作线于点 d； 连接点 d、b 作出提馏段操作线； 从点 a 开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点 d 时，就改在平衡线和提馏 段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点 b 为止；
ET
NT 1 NP
式中， NT －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；
N P －完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置 N P ＝10。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分 离能力的影响。对于塔内所需理论塔板数 NT ，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔 顶、塔釜出液的组成，回流比 R 和热状况 q 等，用图解法求得。 2. 图解法求理论塔板数 NT 图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe－Thiele）法，简称 M－T 法，其原理与逐板计算法 完全相同，只是将逐板计算过程在 y－x 图上直观地表示出来。 精馏段的操作线方程为：
式中， ym 1 －提馏段第 m+1 块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；
xm －提馏段第 m 块塔板下流的液体组成，摩尔分数； xW －塔底釜液的液体组成，摩尔分数；
L' －提馏段内下流的液体量，kmol/s；
W －釜液流量，kmol/s。
加料线（q 线）方程可表示为：
y
x q x F q 1 q 1