精馏实验
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精馏实验一、简答题1、电加热开关何时开启?精馏过程如何调节电压?待塔釜料液加好后,将加热电压调节旋钮全关,再开电加热开关,以免启动功率过大,烧坏电加热管.刚开始加热电压可高些如200~220V,等塔釜温度稳定在九十几度也即釜温达泡点时,电压降至100~120V左右,注意加热电压不能太高,否则会出现淹塔现象.2、其他条件都不变,只改变回流比,对塔性能会产生什么影响?3、进料板位置是否可以任意选择,它对塔的性能有何影响?4、为什么酒精蒸馏采用常压操作而不采用加压蒸馏或真空蒸馏?5、将本塔适当加高,是否可以得到无水酒精?为什么?6、为什么精馏开车时,常先采用全回流操作?精馏塔要保持稳定高效操作,首先必须使精馏塔从下到上建立起一整套与给定操作条件对应的逐板递升的浓度梯度和逐板递降的温度梯度。
即使全塔的浓度梯度和温度梯度按需要渐变。
所以,在精馏塔开车时,常先采用全回流操作,待塔内情况基本稳定后,再开始逐渐增大进料流量,逐渐减小回流比,同时逐渐增大塔顶塔底产品流量。
7、精馏塔操作时,若精馏段的高度已不能改变,要提高塔顶产品易挥发组分的浓度,则采用什么方法?影响塔顶产品质量的诸因素中,影响最大而且最容易调节的是回流比。
所以若需提高塔顶产品易挥发组分的浓度,常采用增大回流比的办法。
8、精馏塔操作时,若提馏段的高度已不能改变,要提高塔底产品中难挥发组分的浓度,则采用什么办法?最简便的办法是增大再沸器上升蒸汽的流量与塔底产品的流量之比。
(由7、8题可见,在精馏塔操作中,产品的浓度要求和产量要求是相互矛盾的,为此必须统筹兼顾,不能盲目地追求高浓度或高产量.一般是在保证产品浓度能满足要求以及能稳定操作的前提下,尽可能提高产量。
此时提高产量的办法是在允许的范围内采用尽可能小的回流比和尽可能大的再沸器加热量。
)9、精馏操作稳定的必要条件是什么?精馏操作中的传质过程是否稳定与塔内流体流动过程是否稳定有关。
因为精馏操作中有热交换和相变化,所以传质过程是否稳定还与塔内传热过程是否稳定有关,因此精馏操作稳定的必要条件是:①维持进出系统的总物料量和各组分的物料平衡且稳定;②回流比稳定;③再沸器的加热蒸汽压或加热电压稳定,维持塔顶冷凝器的冷却水流量和进口温度稳定;④使塔系统与环境之间的散热情况稳定;⑤使进料的热状态稳定。
化工原理精馏实验化工原理精馏实验是化工工程中的一项重要实验内容,它主要用于分离和提纯混合物中的组分。
本文将介绍化工原理精馏实验的基本原理、实验步骤以及实验中需要注意的事项。
1. 实验目的化工原理精馏实验的主要目的是通过温度差异,利用液体蒸汽和凝结的原理,将混合物中的组分分离并得到纯净的产品。
通过这个实验,我们可以了解精馏作为一种分离技术的原理和应用。
2. 实验原理化工原理精馏实验的基本原理是利用混合物中各组分的不同沸点,通过升温使其中具有较低沸点的组分先蒸发,然后通过冷凝使其变为液体,从而实现分离。
在实验过程中,我们需要使用精馏塔,该塔内部设置有填料,用于增加混合物和蒸汽之间的交流面积,并实现更充分的分离。
3. 实验步骤(1) 准备实验所需设备和药品,包括精馏装置、混合物、填料等。
(2) 将混合物加入精馏瓶中,并将瓶塞密封。
(3) 将冷凝管和进料管连接到精馏瓶上,确保连接牢固。
(4) 将精馏瓶放入加热设备中,逐渐升温。
(5) 观察精馏瓶内的液体是否开始蒸发,当温度上升到某一点时,开始收集冷凝液。
(6) 根据实验需要,调整加热温度和收集冷凝液的时间,以实现所需组分的分离和提纯。
4. 实验注意事项(1) 在进行化工原理精馏实验前,需先对所需设备进行检查和清洁,确保实验过程的安全性。
(2) 在实验操作中,热量的传递速度会影响分馏过程的效果,因此需要掌握合适的加热速率。
(3) 为了避免精馏烧坏填料或其他设备,需要控制温度,确保温度在安全范围内。
(4) 实验结束后,应将设备进行清洗和消毒,防止残留物对下次实验的影响。
5. 实验结果分析通过化工原理精馏实验,可以得到分离出的纯净组分,并进行定量分析。
根据实验结果,可以进一步探讨精馏的分离效果、提纯效率等指标,并对所得纯净组分进行性质分析。
总结:化工原理精馏实验是一项重要的实验内容,通过实验可以了解精馏作为一种分离技术的原理和应用。
在实验过程中,需要注意设备的清洁和安全操作,合理控制加热温度和加热速率,以达到较好的分馏效果。
一、实验目的1、测定精馏塔在全回流条件下的全塔效率。
2、测定精馏塔在全回流条件下塔体温度分布。
3、熟悉精馏塔的操作。
二、实验原理在精馏过程中,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。
本实验所用的体系为乙醇-水,由于这两种物质的折射率存在差异,且其混合物的质量分数与折射率有良好的线性关系,故可通过阿贝折光仪分析料液的折射率,从而得到浓度。
1、全塔效率E T全塔效率E T=N T/N P,其中N T为所需理论板数,N P为塔内实际板数。
板式塔内各层塔板上的气液相接触效率并不相同,全塔效率简单反映了塔内塔板的平均效率,它的大小与塔板结构、物系性质、操作状况有关,一般由实验测定。
式中N T由已知双组分物系的平衡关系,通过实验测得的塔顶产品组成X D、料液组成X F、釜液组成X W、回流比R、进料热状况等,即可用图解法求得。
2、单板效率E M是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化与经过一层理论塔板前后的组成变化的比值。
三、实验装置流程图一精馏装置流程示意图1、塔顶冷凝器2、塔身3、视盅4、塔釜5、控温棒釜液冷却器7、塔釜加热棒8、回流分配器9、转子流量计10、原料罐11、稳压罐12、原料泵四、实验步骤(一)配料1.把纯净水和酒精质量配置成质量浓度为16%-19%的溶液,关闭成品罐排污阀、阀5、阀2、阀1,打开成品罐排空阀和阀7,把配好的浓液从成品罐排空阀上的漏斗加至成品罐2/3以上。
2.关闭阀9、塔釜排污阀和阀8,打开塔釜排空阀和阀2,让浓液从成品罐流入塔釜中,至塔釜2/3 处,关闭阀2和塔釜排空阀。
3.关闭原料罐排空阀、阀10、阀3和阀4打开原料罐排空阀和阀5,让成品罐剩下中的溶液全部流到原料罐中,完成之后关闭阀5,关上原料罐排空阀剩很小一个缝。
(二)加热1.打开阀6,关上阀11、阀7、进料阀1和进料阀2,成品罐的排空阀开一个很小的缝。
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精馏实验数据记录及数据处理结果一、引言精馏是一种常用的分离技术,可以根据物质的沸点差异来实现物质的分离和纯化。
本文旨在记录和分析一次精馏实验的数据以及处理结果。
二、实验记录1. 实验目的:利用精馏技术将混合液中的组分A和组分B进行分离。
2. 实验装置:精馏设备包括加热器、冷凝器、分馏柱和收集瓶等。
3. 实验步骤:a. 将混合液倒入精馏瓶中,并加入适量的稳定剂。
b. 将精馏瓶连接到精馏设备上,并将冷凝器与冷水源连接。
c. 开始加热,使混合液沸腾并产生蒸汽。
d. 蒸汽经过分馏柱后,在冷凝器中冷却并凝结成液体,收集于收集瓶中。
4. 数据记录:- 初始沸点:100°C- 组分A的沸点:80°C- 组分B的沸点:120°C- 收集瓶中收集到的液体体积:50 mL三、数据处理结果1. 确定组分A和组分B的分离程度:通过记录初始沸点和收集瓶中液体的体积,可以计算出组分A和组分B的分离程度。
假设收集瓶中只含有组分A,根据物质的摩尔质量和体积可以计算出组分A的摩尔数。
同样地,假设收集瓶中只含有组分B,可以计算出组分B的摩尔数。
通过比较两者的摩尔数,可以得出分离程度的高低。
2. 计算回收率:回收率是衡量实验结果的一个重要指标。
通过记录收集瓶中液体的体积,可以计算出实验过程中组分A和组分B的回收率。
回收率的计算公式为:回收率 = 收集瓶中液体的摩尔数 / 初始混合液的摩尔数× 100%。
3. 分析分离效果:根据实验数据,可以分析实验的分离效果如何。
如果组分A和组分B的摩尔数接近于初始混合液中各组分的摩尔数,说明分离效果较好。
如果摩尔数有较大差异,说明分离效果较差。
4. 讨论实验误差:在实验过程中,可能会存在一些误差,导致实验结果与理论值存在偏差。
例如,可能由于设备的不完善或操作的不精确,导致实际的沸点和分离效果与理论值有所不同。
因此,需要对实验误差进行分析和讨论,以提高实验结果的准确性和可靠性。
实验二精馏一、产品概述1.1产品名称及性质乙醇又称酒精,分子式为CHCH2OH,结构式如右图所示。
乙醇为无色透明液体,易挥发,具有特殊香味的液体,易挥发、易燃烧,熔点为-114.1℃,沸点为78.3℃,相对密度(水=1)为0.79,饱和蒸气压(19℃)为5.33kPa,燃烧热为1365.5kJ/mol,临界温度为243.1℃,临界压力为6.38MPa,闪点为11.7℃,引燃温度为363℃,爆炸上限(V/V)为19.0%,爆炸下限(V/V)为3.3%,能与水以任意比例混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。
乙醇可以和活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)反应,可以燃烧发出淡蓝色火焰并放出大量的热,可以发生消去反应:发生分子内消去反应制乙烯,发生分子间消去反应制乙醚。
1.2产品用途乙醇属于中效消毒剂,其杀菌作用较快,消毒效果可靠,对人刺激性小,无毒,对物品无损害,多用于皮肤消毒以及临床医疗器械的消毒。
乙醇是良好的有机溶剂,并具有较强的渗透作用。
一些消毒剂溶于乙醇中,杀菌作用可增强。
因此,乙醇还常用于一些复方消毒剂的配制。
乙醇还可以用作燃料、有机溶剂、化工原料以及饮料等。
1.3产品质量规格表1 乙醇(无水乙醇)的规格二、知识背景混合物的分离是化工生产中的重要过程。
混合物可分为非均相物系和均相物系。
非均相物系的分离主要依靠质点运动与流体流动原理实现分离。
而化工中遇到的大多是均相混合物,例如,石油是由许多碳氢化合物组成的液相混合物,空气是由氧气、氮气等组成的气相混合物。
精馏是分离液体混合物的典型单元操作,它是通过加热造成气、液两相物系,利用物系中各组分挥发度不同的特性以实现分离的目的。
通常,将低沸点的组分称为易挥发组分,高的称为难挥发组分。
根据精馏原理可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,必须同时有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备,才能实现整个操作。
再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流,冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流,因而使精馏能连续稳定的进行。
1 / 1全回流下筛板精馏塔全塔效率的测定✧ 实验目的1. 了解精馏装置的基本流程及筛板精馏塔的结构,熟悉精馏操作方法;2. 测定全回流条件下的总板效率。
✧ 基本原理精馏塔是分离均相混合物的重要设备。
衡量板式精馏塔分离性能,一般用全塔效率表示:pT N N E (a) 式中:E —全塔效率;N T —理论板数;N P —实际板数。
本实验测定全回流条件下分离乙醇-水二元物系时的全塔效率。
据式(a),关键是确定理论板数N T 。
因全回流时操作线与对角线重合,而物系的相平衡数据可从文献获得,所以只要测得塔顶馏出液组成x D 和釜液组成x ww ,便可用图解法求得N T 。
✧ 实验步骤1. 熟悉精馏装置的流程和结构,检查蒸馏釜中料液量是否适当。
2. 接通电源,加热釜液。
当塔顶第一块板上开始有回流时,开冷却水。
3. 打开塔顶放空阀排出不凝性气体,当系统运行稳定时,同时采集塔顶、塔釜产品并分析产品组成。
4. 加大电流,观察塔内的液泛情况。
然后将电流缓慢减小,观察漏液现象。
最后将电流减小至零,切断电源,待塔内无回流时关闭冷却水。
1—塔釜取样口;2—蒸馏釜;3—料液指示计;4—塔体;5—冷凝器;6—流量计;7—塔顶取样口;8—不凝气排放口;9—温度计 全回流精馏塔部分回流下筛板精馏塔全塔效率的测定✧ 实验目的1. 熟悉精馏塔结构和精馏流程,掌握精馏操作方法;2. 测定精馏塔部分回流操作时的全塔效率。
✧ 基本原理精馏塔是分离均相混合物的重要设备。
衡量板式精馏塔分离性能,一般用全塔效率表示:pT N N E (a) 式中:E —全塔效率;N T —理论板数;N P —实际板数。
本实验测定部分回流条件下分离乙醇-水二元物系时的全塔效率。
据式(a),实验的关键是求出N T 。
乙醇-水的相平衡数据可从文献获得。
为了求理论板数,必须确定精馏段、提馏段操作线及塔顶、塔釜产品浓度。
根据精馏理论,实验时若能测量得塔顶馏出液、塔釜产品组成、原料组成及温度、回流比,则可以解决上面的问题。
精馏实训实验报告
实验名称:精馏实训实验报告
实验目的:
通过对精馏实训实验的操作和分析,掌握精馏原理和工艺流程,加深对化工分离技术的理解和掌握,提高实验操作技能和实验报告撰写能力。
实验原理:
精馏是一种化学分离技术,基于液体的不同沸点而进行分离。
在精馏过程中,液体混合物被加热,使其产生汽化并进入冷凝器,被冷却成液态,进一步分离成纯液体。
实验步骤:
1. 将实验设备准备妥当,包括精馏塔、加热装置、冷却器等。
2. 准备洗涤瓶和试管,清洗干净后装入待分离的混合物样品。
3. 开始加热,通过不同气化温度和液态沸点,产生不同的沸点温度,使混合物中的组分分离。
4. 将冷却器中的液体收集起来,观察其纯度和色泽等特征。
实验结果:
通过实验,我们得到了两个不同混合物的分离产物。
通过实验后,我们发现其纯度较高、色泽明亮。
实验分析:
精馏是一种高效的化学分离技术,能够实现高纯度物质的分离,广泛应用于制药、化工、精细化工等领域。
实验结果表明,掌握精馏技术和流程对于提高化工实验能力和实践经验有重要作用。
实验结论:
精馏实训实验结果表明,通过掌握精馏技术和流程对于精细化工的研发和生产具有重要意义。
在实验操作和实验报告撰写方面,也有助于提高实验技能和综合能力。
精馏实验报告范文一、实验目的1.理解精馏原理及应用;2.熟悉精馏实验操作;3.掌握精馏实验装置的搭建和使用;4.学习通过精馏分离混合液。
二、实验原理精馏是一种用于分离液体混合物的方法,通过利用混合物中各组分的沸点差异,将其中的单一组分分离出来。
其中关键的装置是精馏柱,其作用是提供充足的接触面积和良好的乘流,从而实现物质的分离。
在精馏柱中,液体混合物被加热,其中的易挥发组分首先蒸发,进入精馏柱上部,经过冷凝器后再次变成液体,流入收集容器。
随着加热的继续,液体混合物逐渐蒸发,但易挥发组分的分馏效果更好,因而净水汽的组分逐渐富集。
三、实验步骤1.连接实验装置:将冷凝器与精馏柱相连接,再将精馏柱连接到加热装置上;2.添加混合液:在烧杯中加入适量混合液,将其倒入精馏柱中;3.初次加热:打开加热装置,缓慢增加温度直到混合液开始沸腾;4.收集馏分:在冷凝器冷却液的作用下,挥发的易挥发组分冷凝成液体,流入收集容器;5.蒸馏过程:随着温度的继续升高,不同组分挥发并冷凝的次序不同,不同组分的纯度也不同,根据纯度要求及实验目的,可以适时更换收集容器。
四、实验装置与材料1.实验烧杯:用于装载混合液;2.精馏装置:包括精馏柱、冷凝器等,用于实现物质的分馏;3.加热装置:控制温度的提高;4.收集容器:用于收集不同组分的馏分。
五、实验结果及分析我们在实验中选择了乙醇和水的混合液进行精馏实验。
在初次加热时,温度逐渐升高,混合液开始沸腾。
随着温度的继续升高,混合液蒸发并冷凝,乙醇的馏分率逐渐增加。
最后收集到的乙醇纯度较高,符合预期结果。
通过实验,我们可以得出以下结论:1.精馏可以有效地将混合物中的组分分离出来,利用沸点差异实现纯度的提高;2.精馏柱和冷凝器的设计对分馏效果有重要影响,良好的接触面积和乘流可以提高分馏效率;3.实验的操作技巧和对温度的控制也会影响分馏效果。
六、实验总结通过本次精馏实验,我们深入了解了精馏技术的原理和应用,并且通过实际操作掌握了精馏实验的步骤和技巧。
最新精馏实验报告.
实验目的:
本次实验旨在探究不同温度和压力条件下精馏过程的效率,以及分离
混合物中各组分的能力。
通过实验,我们期望能够优化精馏操作参数,提高产品纯度,并加深对精馏理论的理解。
实验方法:
1. 材料准备:选取含有乙醇和水的混合溶液作为实验材料。
2. 设备搭建:使用标准精馏装置,包括加热器、冷凝器、分馏柱和收
集器。
3. 实验操作:首先,将混合溶液加入加热器中;其次,调节加热温度
和冷凝器的冷却速率;然后,记录不同时间段收集到的馏分液量和温度;最后,通过色谱分析等方法对收集到的馏分进行组分分析。
实验结果:
1. 温度影响:实验数据显示,在较低的蒸馏温度下,乙醇的回收率较低;随着温度的升高,乙醇的回收率逐渐增加。
2. 压力影响:在低压条件下,由于挥发性增强,馏分的纯度较高;而
在高压条件下,由于液体的回流作用,馏分的纯度相对较低。
3. 馏分分析:通过色谱分析,我们发现在特定的温度和压力条件下,
可以有效地分离出高纯度的乙醇和水。
实验结论:
通过本次实验,我们验证了精馏过程中温度和压力对分离效果的影响。
实验结果表明,通过精确控制操作参数,可以有效提高精馏效率和产
品纯度。
此外,实验还为未来的精馏工艺优化提供了重要的数据支持。
精馏实验一、实验目的1、了解筛板式精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏操作的基本方法;2、掌握精馏过程全回流和部分回流的操作方法;3、掌握测定板式塔全塔效率。
二、实验原理1、全塔效率E T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-1=T T P N E N (1)式中:T N -完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括塔釜;P N -完成一定分离任务所需的实际塔板数。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率,表明塔板结构、物性系数、操作状况等因素对塔板分离效果的影响。
对于双组分体系,塔内所需理论塔板数N T ,可通过实验测得塔顶组成x D 、塔釜组成x W 、进料组成x F 及进料热状况q 、回流比R等有关参数,利用相平衡关系和操作线用图解法或逐板计算法求得。
图1塔板气液流向示意图2、单板效率ME 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。
按气相组成变化表示的单板效率为1*1y =n n MV n n y E y y ++--(2)按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n n x x E x x ---=-(3)式中:y n 、1n y +-分别为离开第n 、n+1块塔板的气相组成,摩尔分数;1n x -、n x -分别为离开第n-1、n 块塔板的液相组成,摩尔分数;*ny -与x n 成平衡的气相组成,摩尔分数;*nx -与y n 成平衡的液相组成,摩尔分数。
3、图解法求理论塔板数N T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。
对于恒摩尔流体系,精馏段的操作线方程为:111D n n x R y x R R +=+++(4)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 -回流比。
精馏实验数据记录及数据处理结果一、引言精馏是一种常用的分离技术,广泛应用于化工、石油等领域。
本文将介绍一次精馏实验的数据记录及其数据处理结果。
二、实验目的通过精馏实验,分离混合液中的组分,获得目标物质的纯度。
三、实验装置与方法实验装置包括加热设备、冷凝器、分液漏斗等。
实验方法为连续蒸馏法。
四、实验过程及数据记录1. 实验开始时,将混合液加入蒸馏烧瓶,并加热至沸腾。
2. 随着混合液的加热,观察到有馏出液体进入冷凝器。
3. 在冷凝器中,观察到液体冷凝成为收集瓶中的馏出液体。
4. 持续观察,直到馏出液体停止产生。
5. 记录实验过程中的温度、压力等数据。
五、数据处理结果1. 温度变化曲线通过记录实验过程中的温度数据,可以绘制温度变化曲线。
该曲线可以反映出馏分的沸点范围,从而判断分离效果。
2. 馏分收集量通过记录实验过程中馏出液体的收集量,可以计算出馏分的产率。
根据收集量的变化,可以判断分离效果的好坏。
3. 馏分纯度利用实验中收集到的馏分样品,可以进行进一步的分析,确定目标物质的纯度。
可以使用色谱仪、质谱仪等仪器进行分析。
六、实验结果分析通过对实验数据的处理和分析,可以得出以下结论:1. 温度变化曲线显示了馏分的沸点范围,可以判断出分离效果。
2. 馏分收集量的变化可以反映出分离效果的好坏,收集量越大,分离效果越好。
3. 馏分样品的分析结果可以确定目标物质的纯度,纯度越高,分离效果越好。
七、结论通过精馏实验的数据记录及数据处理结果,可以得出如下结论:1. 温度变化曲线和馏分收集量的变化可以反映出分离效果的好坏。
2. 馏分样品的分析结果可以确定目标物质的纯度。
八、实验改进与展望1. 在实验中,可以尝试不同的操作条件,如改变加热速率、冷却速率等,以优化分离效果。
2. 进一步提高仪器的精度,以获得更准确的数据结果。
九、总结本文介绍了一次精馏实验的数据记录及其数据处理结果。
通过对实验数据的分析,可以得出对分离效果的评价和目标物质纯度的确定。
精馏实验报告
在化学实验中,精馏是一种常见的分离技术,适用于液体混合物的分离。
本文旨在介绍精馏实验的步骤、原理以及实验结果分析。
一、实验步骤
1. 准备设备:精馏装置、加热器、温度计、试管等。
2. 将混合物放入精馏瓶中。
3. 连接精馏装置,保证通气畅通。
4. 加热精馏瓶,使其达到沸腾状态。
5. 调整温度计,记录沸点。
6. 收集纯净物质。
二、实验原理
精馏的原理是基于不同物质沸点差异的分离。
当混合物达到沸腾状态时,不同物质的沸点不同,易于分离。
三、实验结果分析
将苯与甲苯混合后进行精馏实验,取得以下实验结果:苯的沸点为80℃,甲苯的沸点为138℃,混合物的初沸点为85℃,最后收集沸点为138℃的甲苯,初沸点为80℃的苯。
由此可以看出,通过精确的调节温度,不同物质可以得到相应的纯净产物,效果显著。
四、实验注意事项
1. 精馏瓶需注意密封,无泄漏现象。
2. 精馏前需检查试剂是否有杂质。
3. 操作时需配戴防护手套等安全用具以保证实验安全。
综上所述,精馏实验是一种常用的分离技术,具有广泛的应用
价值。
在实验中,需要认真操作、精确测量,方可达到良好的分
离效果。
希望读者能够在实践中实现理论的应用,提高实验技能。
精馏实验的实验报告精馏实验的实验报告引言:精馏实验是化学实验中常见的一种分离技术,通过利用液体混合物的不同沸点,将其分离为不同组分。
本实验旨在通过对乙醇-水混合物的精馏实验,了解精馏原理及操作方法,并探究影响精馏效果的因素。
实验目的:1. 掌握精馏实验的基本原理和操作方法;2. 了解乙醇-水混合物的沸点与浓度之间的关系;3. 探究不同因素对精馏效果的影响。
实验原理:精馏是利用液体混合物中不同组分的沸点差异进行分离的一种方法。
在精馏过程中,混合物被加热,沸点较低的组分首先汽化,然后在冷凝管中冷却凝结,最后收集。
通过连续蒸馏,可以实现对液体混合物的分离。
实验步骤:1. 准备实验装置:将精馏装置搭建好,包括加热设备、冷凝管、收集瓶等。
2. 准备乙醇-水混合物:按照预定比例混合乙醇和水,制备不同浓度的混合液。
3. 装液:将混合液倒入精馏瓶中,注意不要超过瓶口。
4. 开始加热:将加热设备加热至适当温度,使混合液开始汽化。
5. 收集馏出液:通过冷凝管将馏出液冷却凝结,收集于收集瓶中。
6. 记录数据:记录每次收集的馏出液的体积和温度。
实验结果与分析:在实验过程中,我们制备了不同浓度的乙醇-水混合液进行精馏实验。
随着浓度的增加,馏出液的沸点逐渐升高。
这是因为乙醇和水的沸点不同,乙醇的沸点较低,水的沸点较高。
通过精馏,我们可以将乙醇从水中分离出来。
此外,我们还探究了不同因素对精馏效果的影响。
首先是加热温度的影响。
实验中,我们发现加热温度的升高可以提高精馏效果,即加快馏出液的产出速度。
然而,过高的温度可能导致混合液的剧烈沸腾,使得分离效果下降。
其次是冷凝管的冷却效果。
冷凝管的冷却效果直接影响着馏出液的凝结速度。
如果冷凝管冷却不充分,会导致液滴回流,影响分离效果。
因此,保持冷凝管的良好冷却是保证精馏效果的关键。
实验结论:通过精馏实验,我们成功地分离了乙醇和水混合液。
实验结果表明,乙醇和水的沸点差异使得精馏成为一种有效的分离方法。
♦了解精馏装置的基本流程及筛板(或填料)精馏塔的结构,熟悉精馏操作方法;♦测定全回流条件下总板效率(或单板效率);♦研究不同回流比下的塔顶组成、全塔效率的变化。
精馏是化工生产过程中分离均相液体混合物的典型单元操作,其实质是多级平衡蒸馏,即在一定压力下,利用均相液体混合物中各组分的沸点或饱和蒸汽压不同,使轻组分(沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分)汽化,经多次部分液相汽化和部分气相冷凝,使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高,从而实现分离。
精馏过程的主要设备有:精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐和输送设备等。
精馏塔以进料板为界,上部为精馏段,下部为提馏段。
一定温度和压力的料液进入精馏塔后,轻组分在精馏段逐渐浓缩,离开塔顶后全部冷凝进入回流罐,一部分作为塔顶产品(也叫馏出液),另一部分被送入塔内作为回流液,回流液的目的是补充塔板上的轻组分,使塔板上的液体组成保持稳定,保证精馏操作连续稳定地进行,而重组分在提馏段中浓缩后,一部分作为塔釜产品(也叫残液),一部分则经过再沸器加热后送回塔中,为精馏操作提供一定量连续上升的蒸汽气流。
图1 精馏实验流程示意图1-原料罐进料口;2-原料罐;3-进料泵回流阀;4-进料泵;5-电加热器;6-釜料放空阀;7-塔釜产品罐放空阀;8-釜产品储罐;9-塔釜;10-流量计;11-顶产品罐放空;12-顶产品;13-塔板;14-塔身;15-降液管;16-塔顶取样口;17-观察段;18-线圈;19-冷凝器20-塔釜取样口。
⒈实验前准备工作,检查工作。
♦⑴将与阿贝折光仪配套的超级恒温水浴(用户自备)调整运行到所需的温度,并记下这个温度(例如30℃)。
♦⑵检查实验装置上的各个旋塞、阀门均应处于关闭状态;电流、电压表及电位器位置均应为零。
♦⑶配制一定浓度(质量浓度20%左右)的乙醇─正丙醇混合液(总容量6000毫升左右),然后倒入高位瓶。
(或由指导教师事前做好这一步)。
♦⑷打开进料转子流量计的阀门,向精馏釜内加料到指定的高度(料液在塔釜总高2/3处),而后关闭流量计阀门。
化工原理实验—精馏化工原理实验—精馏精馏是一种重要的分离技术,主要用于分离、纯化液体混合物中的各种成分。
在实际生产和科研实验中,精馏已经成为不可或缺的重要技术。
本文将就化工原理实验中的精馏实验进行详细介绍。
一、实验原理精馏的基本原理是根据不同成分在液态和气态之间的平衡关系,在加热条件下将混合物中单一成分蒸发和冷凝来实现分离、提纯目标成分。
实验中要分离的混合物首先被加热到沸腾点以上,因为各种成分的沸点不同,有些成分的沸点比另一些成分高得多,因此在离开混合物比较早的时候,一些液体成分便会压缩成气体形式,通过冷凝的方式回到液体形式,从而分离。
二、实验步骤1.实验前准备:确定实验目的,熟悉仪器使用方法和名词术语,检查实验物品是否准备充分。
2.实验流程:(1)调整设备:将水箱放在上部,并根据实验需要将装有混合物的烧瓶安装在下部。
(2)加热混合物:先在小火下加热,让混合物慢慢升温,确定加热速度以防止挥发速度过快。
随着温度的升高,由混合物挥发出来的单一成分便会通过塞子进入冷凝器,冷凝器中的水为其退回到液体形态,收集并量取所需要的物质。
3.实验结束:(1)关闭所有开关:实验完成后,将电源关闭,并将实验设备切断电源和气源。
(2)清洗设备与仪器:清洗所有已使用的材料和设备,以确保下次的实验能保证卫生和安全。
三、实验注意事项1.将水箱放置在塞子上方,仔细检查所有漏洞的位置和具有修复能力的地方,以避免机械故障与事故到来。
2.在进行实验时,必须小心谨慎地装填液体混合物,尤其是对于易燃物质,必须保持警惕,并根据实验条件和混合物来选择实验设备和材料。
3.在加热过程中,如果需要调整加热器的温度,必须慢慢调整,直到较稳定的加热水平达到。
总之,精馏实验是一项非常重要的化工原理实验,同学们在进行实验时一定要小心谨慎,严格遵守实验规范,才能保证实验的顺利进行。
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。
精馏实验
一.实验目的
1.了解连续精馏塔的基本结构及流程。
2.掌握连续精馏塔的操作方法。
3.学会板式精馏塔全塔效率的测定方法。
二.实验原理
1.理论塔板数NT和全塔效率E T的测定
理论板是指离开该塔板的气液两相互成平衡的塔板。
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:
(1)
式中:E T——全塔效率
N T——理论塔板数
N P——实际塔板数
板式塔内各层塔板上的气液相接触效率并不相同,全塔效率简单地反映了整个塔内所有塔板的平均效率,它反映了塔板结构、物质性质、操作状况对塔分离能力的影响,一般需要由实验测定。
如果塔的结构因素固定,物系相同,影响的因素主要就是操作因素,回流比的大小是操作因素中最重要的因素。
众所周知,全回流操作所需理论塔板数最少,而且在全回流下,塔不再分精馏段和提馏段,如果在全回流下测定总板效率,实验控制更为方便。
有时,实验的目的是为了进行模拟以测定数据,就应该使应用条件和实验条件一致,可能需要指定某一回流比测定全塔效率。
(1)解析法求理论塔板数
对于某一双组分溶液的精馏分离,如果在全回流条件下该物系的相对挥发度随组成的变化不大,可用芬斯克方程直接计算全回流的最少理论塔板数Nmin:
(2)
式中;x D——塔顶馏出液中易挥发组分的摩尔分率;
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x W——塔釜馏残液中易挥发组分的摩尔分率;
——平均挥发度;
、分别表示塔顶和塔釜的相对挥发度。
如果该物系的相对挥发度随组成的变化较大,采用芬斯克方程求取会引入较大的误差,可以采用图解法求取。
(2)图解法求理论塔板数
利用物系的气—液相平衡关系,在直角坐标上做出平衡线和对角线(全回流操作时的操作线)。
根据测得的塔顶馏出液和塔釜馏残液中易挥发组分的摩尔分率x D和x W ,在对角线和平衡线之间,从对角线上一点x D开始作直角梯级,直至在对角线上的交点小于x W为止,其理论塔板数N T=梯级数-1。
在某一回流比下的理论塔板数可用逐板计算法,一般用图解法。
步骤如下:
① 在直角坐标上绘出待分离混合液的x—y平衡曲线,并作出对角线。
② 根据确定的回流比做精馏段操作线,方程式如下:
(3)
式中;y n+1——精馏段内第n+1块塔板上升蒸汽组成(摩尔分率);
X n ——精馏段内第n块塔板下降液体组成(摩尔分率);
R——回流比,R = L/D;
L——精馏段内液体回流量,kmol/h;
D ——塔顶馏出液流量,kmol/h。
③ 根据进料热状况参数,做q线,方程式为:
(4)
式中;X F——进料料液组成,(摩尔分率);
q——进料热状况参数
对于泡点进料,q=1。
④ 做提馏段操作线,方程式如下:
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(5)
式中;y m+1——提馏段内第m+1块塔板上升蒸汽组成(摩尔分率);
x m——提馏段内第m块塔板下降液体组成(摩尔分率);
F——原料液流量,kmol/h;
W ——塔釜馏残液流量,kmol/h。
⑤ 用作图法求出理论塔板数。
四.实验装置流程和主要设备
图3-8 不锈钢筛板精馏塔流程图
1.料液箱
2.进料阀 3、10、12、19.流量计 4、5.进料位置调节阀 6.精馏塔 7.塔釜 8.塔顶冷凝器9.回流液流量调节阀 11.产品流量调节阀 1
3.产品贮槽 1
4.原料取样阀 1
5.塔釜液取样阀
16.回流液取样阀 17.产品液取样阀 18.冷却水流量调节阀 20.液位计 21.加料泵 22排污阀
23.回流分配器 24.放空阀 25.电加热器 26.压力表 27.产品出料阀 28.观察罩
五.实验步骤
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1.塔釜进料
(1)精馏塔总装,试压。
(2)塔身和加热釜设置保温层。
(3)预先配制(或检查)塔釜内和料液箱内的乙醇溶液,一般塔釜内溶液组成约为4~5%(V),料液箱内组成:15-20%(V)。
(4)将预先配制的4~5%(V)乙醇水溶液,加入料液箱。
开动加料泵,打入精馏釜,至液位计的四分之三处。
(5)再将预先配制的15-20%(V)乙醇水溶液,加入料液箱。
(6)开“总电源”绿色按钮,合“恒定”和“可调”开关,用调压器将电压调至“220V”,加热精馏釜中的溶液。
2.全回流操作
(1)将回流流量计开到最大,关闭产品流量计阀门。
(2)在原料预热时,当塔板上出现鼓泡现象时,注意及时打开塔顶冷凝器的冷却水阀,向冷凝器中通冷却水。
(3)由于开车前塔内存有较多的不凝气体,因此,开车后要注意开启塔顶的放空阀。
(4)当釜液预热至沸腾后要注意控制加热量,使“灵敏板”温度保持在80℃左右。
(5)回流产生之后,先作全回流,以后再调整回流比至规定值。
(6)当塔板上鼓泡正常,塔顶、塔底温度恒定,塔釜压力恒定,回流流量稳定时,记录有关数据,开始取样,分别采集进料、塔顶产品、塔釜残液各100ml左右样品,进行分析(按第五步取样分析步骤)。
七.实验数据记录
实验日期:20 年月日
塔型筛板塔塔内径 50 mm 板间距 100 mm 塔板数 15 物系乙醇/水
1.全回流操作
表1:全回流塔内操作参数记录表
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序号A V W 压强
Pa 塔顶灵敏板塔釜
1
2
表2:全回流实验数据记录表
序号
塔顶样品塔釜样品
全塔
效率温度
℃
酒度计
示值
20℃
V%
质量
%
摩尔
%
温
度℃
酒度计
示值
20℃
V%
质量
%
摩尔
%
1
2
八.实验数据整理及分析讨论
1、用作图法求出全回流及部分回流理论板层数。
2、计算全回流及部分回流条件下筛板式精馏塔的总板效率ET。
九.思考题
1.什么是全回流?全回流操作的标志有哪些?在生产中有什么实际意义?
2.影响精馏塔操作稳定的因素有哪些?如何确定精馏塔操作已达稳定?本实验装置能否精馏出98%(质量)以上的酒精?为什么?
3.进料状态对精馏塔的操作有何影响?确定q线需要测定哪几个量?
附1:酒精浓度表示方法及换算
1、酒精浓度容量百分数表示法(V%)
每100ml液体中所含酒精容量数称为酒精浓度容量百分表示法,我国规定在温度为20℃时,纯酒精为100V%,水规定为0V%,简称酒度。
2、酒精浓度重量百分数表示法(W%)
每100克液体内所含酒精的重量数称为重量百分表示法,
3、酒精浓度容量百分数与重量百分数的换算
以V表示100ml中所含酒精的体积数,由表可查得该浓度的密度值d,则100ml对应液体的重量为100d,因乙醇(指纯酒精)
的密度为0.78934,故其中所含乙醇重量为0.78934V,则酒精浓度的重量百分数W%=。
附2:乙醇—水汽液平衡相图
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