精馏塔操作和全塔效率的测定(精)
精馏塔的操作与全塔效率的测定实验报告
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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
精馏塔的操作与全塔效率测定实验
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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
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。
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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 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 %
板式精馏塔的操作及其全塔效率的测定课件
基于物质间沸点的不同，通过加 热和冷凝的方式实现物质的分离。
板式精馏塔的分类及特点
分类
浮阀塔、泡罩塔、筛板塔等。
特点
板式精馏塔具有较高的分离效率，同时操作弹性大，能够适应不同的操作条件。
板式精馏塔的主要性能参数
01
02
03
板效率
衡量塔板分离能力的指标。
板压降
衡量气体通过塔板的难易 程度的指标。
板式精馏塔简介
板式精馏塔是一种广泛应用于化工、石油、食品等行业的蒸 馏设备。
它主要由塔体、塔板和再沸器等组成，具有操作弹性大、分 离效率高等特点。
板式精馏塔的操作
操作前准 备
检查设备是否完好，确认原料液和 蒸汽的来源和质量。
进料
将原料液加入塔内，控制流量和温度。
蒸汽加 热
开启蒸汽加热器，使原料液在塔内 受热汽化。
优化回流比
通过调整回流比，实现物料的最佳分离效果和最小的能耗。
板式精馏塔的应用及发展
板式精馏塔在工业中的应用实例
石油化工领域
用于分离和提纯石油化工 产品，如汽油、柴油、煤 油等。
食品工业领域
用于分离和提纯食品添加 剂、香料和色素等。
医药工业领域
用于分离和提纯药品、中 间体和原料药等。
新型高效板式精馏塔的开发与研制
提高途径包括
优化进料组成和流量、适当提高操作压力和温度、合理选择板间距和板效率高的 板等。此外，定期清洗和维护设备、加强操作管理等也是提高全塔效率的有效途 径。
板式精馏塔的优化设计
板式精馏塔的工艺流程设计优化
减少物料的停留时间
通过缩短流程路径、优化物流时间等方式，降低物料的停留时间， 提高分离效率。
液泛气速
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。
板式精馏塔的操作及其总塔效率的测定(教案)
一、教学目标1. 让学生了解板式精馏塔的基本原理和结构。
2. 使学生掌握板式精馏塔的操作方法。
3. 培养学生测定板式精馏塔总塔效率的能力。
4. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 板式精馏塔的基本原理和结构。
2. 板式精馏塔的操作方法。
3. 板式精馏塔总塔效率的测定方法。
三、教学重点与难点1. 教学重点：板式精馏塔的基本原理、结构、操作方法和总塔效率的测定方法。
2. 教学难点：板式精馏塔的操作方法和总塔效率的测定方法。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解板式精馏塔的基本原理、结构、操作方法和总塔效率的测定方法。
2. 采用演示法，展示板式精馏塔的操作过程和测定总塔效率的实验方法。
3. 采用练习法，让学生通过练习掌握板式精馏塔的操作方法和总塔效率的测定方法。
五、教学准备1. 板式精馏塔的模型或图片。
2. 板式精馏塔操作视频或动画。
4. 教学课件或教案。
【导入】教师通过引入实际案例，如化工、制药等行业中的应用，引发学生对板式精馏塔的兴趣，进而导入本节课的教学内容。
【讲解】1. 板式精馏塔的基本原理和结构。
2. 板式精馏塔的操作方法。
3. 板式精馏塔总塔效率的测定方法。
【演示】1. 展示板式精馏塔的操作过程。
2. 展示板式精馏塔总塔效率测定实验。
【练习】1. 学生分组进行板式精馏塔操作练习。
2. 学生自行测定板式精馏塔的总塔效率。
【总结】教师对本节课的内容进行总结，强调板式精馏塔的操作方法和总塔效率的测定方法。
【作业】布置相关练习题，巩固所学知识。
六、板式精馏塔的操作注意事项1. 教学目标让学生了解板式精馏塔操作过程中需要注意的事项，提高操作安全性和效率。
2. 教学内容板式精馏塔操作过程中的安全注意事项、操作步骤和参数调节。
3. 教学重点与难点板式精馏塔操作过程中的安全注意事项和操作步骤。
4. 教学方法采用讲授法，讲解板式精馏塔操作过程中的安全注意事项、操作步骤和参数调节。
5. 教学准备板式精馏塔操作安全指南、操作步骤和参数调节的相关资料。
精馏塔全塔效率的测定原始数据记录
精馏塔全塔效率的测定原始数据记录精馏塔全塔效率是指在精馏塔中进行的物质分离过程中，所能实现的分离效果。
测定精馏塔全塔效率的原始数据记录是评估精馏塔性能的重要依据。
本文将探讨如何进行精馏塔全塔效率的测定以及如何记录相关数据。
一、测定精馏塔全塔效率的方法测定精馏塔全塔效率的常用方法是通过实验进行。
首先需要准备好实验所需的设备和材料，包括精馏塔、冷凝器、加热装置、进料泵、采样器等。
然后按照设定的实验条件进行实验，记录下实验过程中的相关数据。
在实验过程中，需要注意控制好操作变量，如进料流量、加热功率、冷凝器温度等。
同时，还需要定期采集样品进行分析，以确定物质的组成和浓度。
通过对实验数据的分析和计算，可以得到精馏塔的分离效果。
二、记录精馏塔全塔效率的原始数据为了准确评估精馏塔的全塔效率，需要记录下实验过程中的相关数据，包括输入参数和输出结果。
以下是一些常见的数据记录项：1. 进料流量：记录进料泵的流量设定值和实际流量值。
2. 进料温度：记录进料的温度。
3. 进料浓度：记录进料的浓度。
4. 塔顶温度：记录塔顶的温度。
5. 塔底温度：记录塔底的温度。
6. 冷凝器温度：记录冷凝器的温度。
7. 塔顶液位：记录塔顶的液位。
8. 塔底液位：记录塔底的液位。
9. 采样分析结果：记录采集到的样品的组成和浓度。
10. 分离效果计算结果：根据采样分析结果，计算得到的分离效果。
以上是一些常见的数据记录项，实际记录的内容可能会根据实验的具体要求而有所不同。
为了方便数据的整理和分析，可以将这些数据记录在表格中，以确保数据的准确性和完整性。
三、数据分析和结果评价通过对实验数据的分析和计算，可以得到精馏塔的全塔效率。
常用的评价指标包括塔板数、塔板效率和馏分纯度等。
根据实验数据，可以计算得到这些指标，并对其进行评价。
塔板数是指在精馏塔中物质分离过程所经过的理论塔板数。
可以通过塔顶液位和塔底液位的变化来计算得到。
塔板效率是指每个塔板上分离效果的好坏程度。
板式精馏塔的操作及其全塔效率的测定(精)
xW≤3v%。
a.正常的操作参数P釜（20─40）表读数， 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%
xD % xW v% T灵 ℃ P釜 /100 Pa
F L/h
全
93.2
回流 (wt)
部分 回流
93.0 3.0 (V)
Dml /min
Wml /min
R
∞
xF %
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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。
（2）塔底加热产生上升蒸汽、塔顶冷凝形 成回流是精馏操作的主要能量消耗；回流比 愈大，塔顶冷凝量愈大，塔底加热量也必须 愈大。回流比愈大，相间物质传递的推动力 也愈大。
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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 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。
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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。
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→。
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。
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；－泡点回流下的回流比。
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。
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。
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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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⨯=
P
T
T N N E (4-1)
部分回流时，进料热状况参数的计算式为
m
m
F 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 ．℃）。
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 p1M 1x 1+C p2M 2x 2，kJ/（kmol ．℃） (4-3) r m =r 1M 1x 1+r 2M 2x 2，kJ/kmol (4-4)
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的质量，kg/kmol 。
x 1，x 2——分别为纯组份1和组份2在进料中的分率。
四、实验装置的流程
实验室共有8套筛板精馏塔可供实验用，实验装置流程示意图如图4-1所示。
筛板精馏塔的主要参数为：
塔板直径：50mm ；板间距：100mm ；筛孔直径：2mm ；开孔率：6.6%；塔板数：7（第五套设备为9）；进料板位置：从塔顶开始第5、6板；进料槽数量：2；进料泵最大流量：4L/h ；进料加热器功率：400W ；塔釜最大加热功率：800W 。
进料流量与蠕动泵转速的关系：
41.212993
.0-=
r V （4-5）
式中：V —流量，L / h ；r —转速，转/分
质量浓度与折光指数的关系（30℃）：D n w 61.4284.58-= （4-6） 式中：w —质量分率；D n —折光指数
可供实验的物系：乙醇/正丙醇。
五、实验步骤举例
以测定乙醇/正丙醇二元物系精馏分离过程全回流条件下全塔效率为例。
⒈ 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（30℃），并记下这个温度。
配制一定浓度的乙醇/正丙醇混合液，然后加到进料槽中。
在精馏塔釜中加入其容积2/3的乙醇/正丙醇混合液。
⒉全回流操作
向塔顶冷凝器通入冷却水，接通塔釜加热器电源，设定加热功率进行加热。
当塔釜中液体开始沸腾时，注意观察塔内气液接触状况，当塔顶有液体回流后，适当调整加热功率，使塔内维持正常的操作状态。
进行全回流操作至塔顶温度保持恒定5分钟后，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。
⒊实验结束后，停止加热，待塔釜温度冷却至室温后，关闭冷却水，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。
图4.1 实验装置流程示意图
六、注意事项
⒈本实验过程中，要特别注意安全，严禁干烧加热器，以免发生触电事故。
⒉本实验用计算机不能作为他用，不能删除和添加任何程序，计算机不能带电插拔外设接口。
⒊开车时必须先接通冷却水，方能进行塔釜加热，停车时则反之。
⒋使用阿贝折光仪测浓度时，一定要按给出的质量百分浓度——折光指数关系曲线的要求控制折光仪的测量温度，在读取折光指数时，一定要同时记录其测量温
度。
七、报告内容
⒈画出在全回流条件下，塔顶温度随时间的变化曲线。
⒉画出精馏塔在全回流和部分回流、稳定操作条件下，塔体内温度和浓度沿塔高的分布曲线。
⒊计算出全回流和部分回流条件下的总板效率。
⒋写出选做的实验结果。
⒌回答如下思考题：
⑴在精馏操作过程中，回流温度发生波动，对操作会产生什么影响？
⑵在板式塔中，气体、液体在塔内流动中，可能会出现几种操作现象？
⑶如何判断精馏塔内的操作是否正常合理？如何判断塔内的操作是否处于稳定状态？
八、附录
㈠附表常压下乙醇——正丙醇汽液平衡数据
（二）阿贝折光仪的使用方法
⒈了解浓度——折光指数标定曲线的适用温度
⒉看超级恒温水浴的触点温度计的设定温度是否在标定曲线的适用温度附近。
若不是，则需调整至适用温度。
⒊启超级恒温水浴，待恒温后，看阿贝折光仪测量室的温度是否正好等于标定曲线的适用温度。
若否，则应适当调节超级恒温水浴的触点温度计，使阿贝折光仪测量室的温度正好等于标定曲线的适用温度。
⒋用折光仪测定无水乙醇的折光指数，看折光仪的“零点”是否正确。
⒌测定某物质的折光指数的步骤如下：
⑴测量折光指数时，放置待测液体的薄片状空间可称为“样品室”。
测量之前应用镜头纸将样品室的上下磨砂玻璃表面擦拭干净，以免留有其它物质影响测定的精确度。
⑵在样品室关闭且锁紧手柄的挂钩刚好挂上的状态下，用医用注射器将待测的液体从样品室侧面的小孔注入样品室内，然后立即旋转样品室的锁紧手柄，将样品
室锁紧（锁紧即可，但不要用力过大）。
⑶调节样品室下方和竖置大圆盘侧面的反光镜，使两镜筒内的视场明亮。
⑷从目镜中可看到刻度的镜筒叫“读数镜筒”，另一个叫“望远镜筒”。
先估计一下样品的折光指数数值的大概范围，然后转动竖置大圆盘下方侧面的手轮，将刻度调至样品折光指数数值的附近。
⑸转动目镜底部侧面的手轮，使望远镜筒视场中除黑白两色外无其他颜色。
在旋转竖置大圆盘下方侧面的手轮，将视场中黑白分界线调至斜十字线的中心（如附图4-1所示）。
⑹读数镜筒中看到的右列刻度读数则为待测物质的折光指数数值N D（如附图
4-2所示）。
根据读得的折光指数数值N D和样品室的温度，从浓度——折光指数标定曲线查该样品的质量分率。
⒍要注意保持折光仪的清洁，严禁污染光学零件，必要时可用干净的镜头纸或脱脂棉轻轻地擦拭。
如光学零件表面有油垢，可用脱脂棉蘸少许洁净的汽油轻轻地擦拭。
附图4.2 附图4.3。