实验二填料精馏塔等板高度的测定
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实验五 填料精馏塔理论塔板数的测定精馏操作是分离、精制化工产品的重要操作。
塔的理论塔板数决定混合物的分离程度,因此,理论板数的实际测定是极其重要的。
在实验室内由精馏装置测取某些数据,通过计算得到该值。
这种方法同样可以用于大型装置的理论板数校核。
目前包括实验室在内使用最多的是填料精馏塔。
其理论板数与塔结构、填料形状及尺寸有关。
测定时要在固定结构的塔内以一定组成的混合物进行。
一. 实验目的1.了解实验室填料塔的结构,学会安装、测试的操作技术。
2.掌握精馏理论,了解精馏操作的影响因素,学会填料精馏塔理论板数的测定方法3.掌握高纯度物质的提纯制备方法。
二. 实验原理精馏是基于汽液平衡理论的一种分离方法。
对于双组分理想溶液,平衡时气相中易挥发组分浓度要比液相中的高;气相冷凝后再次进行汽液平衡,则气相中易挥发组分浓度又相对提高,此种操作即是平衡蒸馏。
经过多次重复的平衡蒸馏可以使两种组分分离。
平衡蒸馏中每次平衡都被看作是一块理论板。
精馏塔就是由许多块理论板组成的,理论板越多,塔的分离效率就越高。
板式塔的理论板数即为该塔的板数,而填料塔的理论板数用当量高度表示。
填料精馏塔的理论板与实际板数未必一致,其中存在塔效率问题。
实验室测定填料精馏塔的理论板数是采用间歇操作,可在回流或非回流条件下进行测定。
最常用的测定方法是在全回流条件下操作,可免去加回流比、馏出速度及其它变量影响,而且试剂能反复使用。
不过要在稳定条件下同时测出塔顶、塔釜组成,再由该组成通过计算或图解法进行求解。
具体方法如下:1.计算法二元组份在塔内具有n 块理论板的第一块板的汽液平衡关系符合平衡方程式为:111y y -=w w N m x x -+11α (1) y 1——第一块板的气相组成x w ——塔釜液的组成m α——全塔(包括再沸器)α(相对挥发度)的几何平均值m α=w p ααN ——理论板数故有 N=mw w x x y y αlg )]1)(1lg[(11--—1 (2) 上式称为芬斯克(Fenske )公式。
精馏实验报告【最新4篇】(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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4.7填料精馏塔传质效率的测定一、实验目的1. 熟悉填料精馏塔结构和精馏流程,掌握精馏操作方法。
2. 掌握填料精馏塔全塔效率的测定方法。
3. 研究不同回流比下的塔顶组成、全塔效率的变化。
4.掌握填料等板高度的测定二、设备的主要技术数据⒈精馏塔的主要尺寸表4-13⒉实验物系:乙醇-正丙醇物系⑴纯度: 化学或分析纯。
⑵平衡关系:见表4-14。
⑶原料液浓度:一般将乙醇质量百分数配制为15~25%。
⑷浓度分析用阿贝折光仪(用户自备)。
折光指数与溶液浓度的关系见表2。
表4-14 乙醇~正丙醇混合液的 t-x-y 关系(x表示液相中乙醇摩尔分率,y表示气相中乙醇摩尔分率)表4-14的平衡数据摘自:J.Gmebling,U.onken •Vapor-liquid•Equilibrium Data Collection-Organic Hydroxy Compounds: Alcohols(p.336)。
乙醇沸点:78.3℃;正丙醇沸点:97.2℃。
表4-15 温度─折光指数─液相组成之间的关系对30℃下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算: W=58.844116-42.61325 D n 其中W为乙醇的质量分率,D n 为折光仪读数 (折光指数)。
由质量分率求摩尔分率A X :乙醇分子量A M =46; 正丙醇分子量B M =60 BA AAAAA M W M W M W X )1()()(-+=三、实验设备的基本情况⒈ 实验流程示意图:见图4-15所示。
⒉ 设备操作参数:见表4-15表4-15 设备操作参数(供参考)图4-15 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-顶产品罐放空阀;12-顶产品;13-塔顶取样口;14-线圈;15-冷凝器20-塔釜取样口。
精馏实验装置一.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).学会填料精馏塔等板高度的测定方法。
4).确定部分回流时不同回流比对精馏塔效率的影响。
二.基本原理(1).等板高度在精馏过程计算中,一般都用理论板数来表达分离的效果,因此习惯用等板高度法计算填料精馏塔的填料层高度。
式中:Z——填料层高度,m;——理论塔板数;NTHETP——等板高度,m。
等板高度HETP,表示分离效果相当于一块理论板的填料层高度,又称为当量高度,单位为m。
进行填料塔设计时,若选定填料的HETP无从查找,可通过实验直接测定。
对于二元组分的混合液,在全回流操作条件下,待精馏过程达到稳定后,从塔顶、塔釜分别取样测得样品的组成,用芬斯克方程或在x~y图上作全回流时的理论板数。
芬斯克方程:式中:-——全回流时的理论板数;——塔顶易挥发组分与难挥发组分的摩尔比;——塔底难挥发组分与易挥发组分的摩尔比;——全塔的平均相对挥发度,当α变化不大时,在部分回流的精馏操作中,可由芬斯克方程和吉利兰图,或在x~y图上作梯级求出理论板数。
理论板数确定后,根据实测的填料层高度,求出填料的等板高度,即:(2).全回流全回流操作时,可以通过作图法或逐板计算法求得全回流理论板数Nmin,从而求得全塔效率ET:在全回流时,正因为操作线与对角线重合,yn+1=xn 。
由此,只要分别测得流入、流出该板的液相组成xn-1、xn,既可求算出该板的默伏里单板效率EMV:(3).部分回流可以测出以下数据:温度[℃]: tD、tF、tW组成[mol/mol]:xD、xF、xW流量: F[l/h]、D和L[ml/min]回流比: R=L/D精馏段操作线:进料热状况q:q线方程:根据以上计算结果,可作出右图:根据作图法或逐板计算法可求算出部分回流下的理论板数Nmin。
部分回流下的全塔效率ET:三.实验装置与流程本实验装置为填料精馏塔,特征数据如下:=32mm,塔内填料层高度Z=0.8m(乱堆),填料为不锈钢θ环散装塔内径D内置填料,尺寸3mm ×3mm 。
填料精馏实验装置说明书天津大学化工基础实验中心2014.06一、实验目的:1.了解填料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,稳定操作后的等板高度。
2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的等板高度。
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可以得到填料的等板高度,其中l 为实际填料高度(m ),N T 为理论板数。
E T TN l=(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. ℃)。
r1,r2 —分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热,,KJ/kg 。
M1,M2—分别为纯组份1和组份2的摩尔质量,KJ/kmol 。
x1,x2—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(如图一所示):图一填料精馏实验装置流程图1-储料罐;2-进料泵;3-放料阀;4-料液循环阀;5-直接进料阀;6-间接进料阀;7-流量计;8-高位槽;9-取样阀;10-精馏塔;11-塔釜取样阀;12-釜液放空阀;13-塔顶冷凝器;14-回流比控制器;15-塔顶取样阀;16-塔顶液回收罐;17-放空阀;18-塔釜出料阀;19-塔釜储料罐;20-塔釜冷凝器;21-回流阀;22-加热器;23-进料预热器;24-观测段;T1-T4-温度测点2.实验设备主要技术参数:精馏塔实验装置结构参数见表一:表一精馏塔结构参数表二乙醇─正丙醇 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℃; 正丙醇沸点:97.2℃.3.实验仪器及试剂:实验物系:乙醇─正丙醇;实验物系纯度要求: 化学纯或分析纯;实验物系平衡关系见表2;实验物系浓度要求: 15-25%(乙醇质量百分数),浓度分析使用阿贝折光仪(用户自备),折光指数与溶液浓度的关系见表3。
精馏实验一、实验目的和内容目的:(1)熟悉板式精馏塔的结构及流程,掌握精馏塔的操作。
(2)学会精馏塔效率的测定方法。
任务:(1)全回流操作,稳定系统;(2)部分回流操作,得到一定质量和一定数量的产品,测定一定条件下连续筛板精馏塔的全塔效率E T或连续填料精馏塔的等板高度HETP二、实验原理简介精馏塔中,塔板或填料是气液两相接触的场所,由塔釜产生的上升蒸汽与从塔顶下降的下降液接触进行传热和传质,下降液经过多次部分气化,重组分含量逐渐增加,上升蒸汽经多次部分冷凝,轻组分含量逐渐增加,从而使混合物达到一定程度的分离。
全回流操作的目的:(1).建立塔正常操作条件,如加热条件(电流、电压),流体力学状况等;(2).建立塔正常操作条件下的温度分布、浓度分布。
(3).了解塔的处理能力及分离能力,为部分回流出产品做准备。
部分回流操作在全回流操作一段时间后,即可开始。
板式塔的全塔效率E TN T为所需理论板数,N P为塔内实际板数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。
填料塔等板高度:等板高度(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Z-实际的填料层高度。
关键:如何求N T:逐板计算法或梯级图解法(参考教材)可以测出以下数据:温度[℃]:t D、t F、t W组成[mol/mol]:x D、x F、x W流量:F[l/h]、D和L[ml/min]回流比:R=L/D平衡方程:参见实验指导书或附表中的t-x-y 精馏段操作线:进料热状况q:q线方程:根据以上计算结果,可作出右图:根据作图法可求算出部分回流下的理论板数N T。
三:实验物系及其装置:1.物系:乙醇-水1、板式精馏塔:筛板塔2、填料塔:金属压延孔波纹填料1#,2# 板数N P=15 塔径:50mm Z: 3# (2.8m); 4# 1.8m 塔径为50mm进料浓度 x f (自测)塔顶产品浓度 x D>90% (V%)塔底残液浓度 x W<3% (V%) R=1.1-2 R=2 -3塔顶产品流量1# D示值=2.0 L/h L=3.5 L/h 2# D示值=2.0 L/h L=2.5 L/h D示值=4.0 L/h 3#, 4# L=8~12 L/hF =8 ~9L/h 13~15L/h精馏实验装置图1-塔釜 2-电热棒 3-液位计 5-板式塔塔体6-冷凝器 7-回流流量计 8-采出流量计 9-控制面板实验物系为30%的乙醇—水溶液,经4组电热棒组合加热,加热产生的上升蒸汽在塔板与回流液进行两相接触。
.化工实训装置系列之精馏塔实训装置实训指导书克拉玛依职业技术学院石油化学工程系2009—12目录精馏塔实训装置3一、实训目的3二、实训原理3三、实训装置及流程3四、实训方法5五、平安生产技术要求7六、实训报告7七、思考题7精馏塔实训装置一、实训目的1.了解连续精馏塔的根本构造及流程。
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、单板效率和填料精馏塔等板高度的测定方法。
4.确定局部回流时不同回流比对精馏塔效率的影响。
二、实训原理1.全塔效率ET全塔效率ET=NT/NP,其中NT为塔内所需理论板数,NP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一样,全塔效率简单反映了塔内塔板的平均效率,它反映了塔板构造、物系性质、操作状况对塔别离能力的影响,一般由实训测定。
式中NT由的双组分物系平衡关系,通过实验测得塔顶产品组成XD、料液组成XF、热状态q、残液组成XW、回流比R等,即能用图解法求得。
2.单板效率EM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。
3.等板高度〔HETP〕等板高度〔HETP〕是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。
它的大小取决于填料的类型、材质与尺寸,受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响,一般由实训测定。
对于双组分物系,根据平衡关系,通过实训测得塔顶产品组成X D、料液组成X F、热状态q、残液组成X W、回流比R和填料层高度Z等有关参数,用图解法求得理论板数后,即可确定:HETP=Z/N T。
三、实训装置及流程本实训装置为筛板塔,其特征数据如下:1.不锈钢筛板塔塔内径D内=68mm,塔板数N P=14块。
塔釜液体加热采用电加热,塔顶冷凝器为盘管换热器。
供料采用磁力驱动泵进料。
筛板精馏塔实训装置如图1所示:图1 精馏塔实训装置流程图3.仪表控制面板图3仪表控制板1-进料泵电源开关2-指示灯循环泵电源开关3-1#温度巡检仪回流泵电源开关4-再沸温度手自动控制仪进料泵电源开关5-再沸加热管电压表回流比电源开关6-进料温度手自动控制仪指示灯组7-总电源空气开关组8-进料量手自动控制仪9-预热器电压表〔进料加热〕10-回流量手自动控制仪11-成品量手自动控制仪12-2#温度巡检仪13-3#温度巡检仪14-再沸器加热管启动按钮15-再沸器加热管停顿按钮16-预热器电源开关17-冷凝泵电源开关18-真空泵电源开关19-循环泵电源开关20-成品泵电源开关21-回流泵电源开关仪表说明:〔1〕进料量、回流量、成品量手自动控制仪:1〕手动调节:按切换到仪表下显示窗显示输出值时,按把输出方式切换到手动输出模式即M模式,再通过按或来改变输出值的大小,从而控制输出,从而实现手动控制计量泵;2〕自动调节:按切换到仪表下显示窗显示输出值时,按把输出方式切换到自动输出模式,可通过自动调节仪表,改变计量泵的转速,从而实现自动控制计量泵。
实验二填料精馏塔等板高度的测定精馏是化工生产中一个很重要的操作过程。
在化工厂和实验室中,精馏操作通常被用来分离均相液体混合物。
无论是原料的准备或是产品的精制,往往需要应用精馏操作。
精馏塔一般分两大类:填料塔和板式塔。
实验室精密分馏采用填料精馏柱。
评价精馏设备的分离能力,对于板式塔多采用塔板效率;对于填料塔常以单位高度填料层内所具有的理论板数(亦称理论级数)来表示,或以相当于一层理论板的填料层高度,即所谓的等板高度(亦称理论级当量高度)来表示。
本实验是在玻璃精馏柱中,填以玻璃填料,以乙醇一水混合物为工作介质,测定填料的分离能力(即测定玻璃球填料的等板高度)。
一、实验目的及任务了解填料精馏塔的结构。
掌握精密分馏的操作方法。
测定在一定汽、液相负荷条件下,全回流时的全塔效率及等板高度。
二、实验基本原理通常采用在全回流条件下,当塔内达到传质、传热平衡时,测定其最小理论板数,进而求出等板高度HETP,来评价精馏柱和填料性能。
采用全回流操作条件,达到给定分离目的所需要的理论板数最少,即设备的分离能力达到最大,测定时,免去了回流比等的影响。
精馏过程就是依据混合物中两组分挥发度不同,使未达到平衡的汽、液两相进行充分的接触,最终达到平衡状态。
从而使汽相中富含易挥发组分,液相中富含难挥发组分,从而达到分离的目的。
在实际操作中,由于接触时间有限且汽、液两相接触不可能十分充足,所以最终的相平衡是不易达到的,相平衡只是过程的极限状态。
因此,在开发和设计分离设备时,应使设备的分离能力尽量提高。
对于二元物系可以根据相平衡数据及实验,测定设备的这种分离能力(或效率)。
对于本实验所涉及的乙醇一水二元物系,由相平衡数据在直角坐标纸上绘出相图(x-y相图)。
由实验测定全回流条件下的釜液浓度xw及塔顶流出液浓度xD(均为摩尔分数),在相图上图解理论级数NT。
根据等板高度的定义,便可以计算出填料的等板高度:式中HETP填料的等板高度,m;H 填料的高度,m;NT理论板数。
三、实验装置及流程实验装置及流程如图所示。
实验装置主要由玻璃填料精馏柱、蒸馏瓶、加热控制器及塔顶回流冷凝器组成。
精馏柱内径为25mm,外有真空保温夹层,内装Ф4.5mm 的玻璃球填料,填料层高约400mm(具体数据要实测)。
蒸馏瓶容积约为3L,采用电热丝直接加热,加热负荷由控制器的变压器调节;样品浓度通过阿贝尔折光仪测定。
图填料精馏塔装置1稳压器;2一变压器3一电流表;4一电压表5一填料;6温度计;7一冷凝回流头;8填料塔;9蒸馏釜;10一电热丝四、实验操作要点在预习实验时,要结合实验原理及操作要点自行拟定实验方案、实验步骤及实验数据记录表。
)熟悉实验设备流程及加热电源控制系统。
)配制一定浓度的原料液加入蒸馏釜。
)在加热前,先打开回流冷凝器的冷却水。
)加热时应慢慢提高电压,使加热均匀进行。
)准备好浓度测试系统,使阿贝尔折光仪及恒温水浴系统处于备用状态。
)在确认操作处于平衡状态后,取塔顶、塔釜样品进行浓度测试,为使结果准确,建议各取样3次,得出平均浓度。
)确认数据无误后,使实验装置恢复原状以备下次实验使用。
五、实验报告内容要求)根据实验测定数据,标绘出理论板数时的图解图,计算该实验条件下的等板高度。
)附计算示例及实验数据表格。
)选择思考题进行讨论回答。
)对实验中发现的问题进行分析、讨论。
相对挥发度:它表示气相中两组分的摩尔分数比为与之成平衡的液相中两组分摩尔分数比的α倍。
习惯上将溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比,称为相对挥发度。
以α表示。
α=(y A/y B)/(x A/x B),式中,y A——气相中易挥发组分的摩尔分数;y B——气相中难挥发组分的摩尔分数;x A——液相中易挥发组分的摩尔分数;x B——液相中难挥发组分的摩尔分数。
(1)配制体积浓度5%的酒精水溶液加入塔釜中,至釜容积约2/3处;加入3粒沸石。
式中? F-原料液摩尔流量,kmol/h;D——馏出液摩尔流量,kmol/h;W——釜残液摩尔流量,kmol/h;X F——料液中易挥发组分的摩尔分数;X D- 馏出液中易挥发组分的摩尔分数;X W-釜残液中易挥发组分的摩尔分数。
三、基本原理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 (6—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Fx Fi =Dx Di+Wx Wi(6—2)由上两式联立求解可知,当进料量F ,进料组成x Fi ,以及产品的分离要求x Di ,x Wi 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:(6—3) 和(6—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。
F D 1F W -=W D W Fx x x x F D --=(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,液相靠重力自上而后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。
若气液两相之一的流量增大,使降液管内流体不能顺利下流,管内液体必然积累。
当管内液体增高到越过溢流堰顶部时,两板间液体相连,该层塔板产生积液,并依次上升,最终是全塔充满液体,这种现象称为液泛,亦称淹塔。
此时全塔操作被破坏,操作时应避免液泛发生。
当回流液量一定时,塔釜加热量过大使上升蒸气量增加,气体穿过板上液层时造成两板间压降增大,使降液管内液体不能下流而造成液泛;当塔釜加热量一定时,进料量或回流量过大,降液管的截面不足以使液体通过,管内液面升高,也会发生液泛现象。
因此操作时应随时调节塔釜加热量和进料量及回流量匹配。
b.雾沫夹带上升气流穿过塔板上液层时,将板上液体带入上层塔板的现象成称为雾沫夹带。
过量的雾沫夹带造成液相在塔板间的反混,进而导致塔板效率严重下降。
影响雾沫夹带量的因素主要是上升气速和塔板间距。
气速增加,雾沫夹带量增大;塔板间距增大,可使雾沫夹带量减小。
c.漏液在筛板精馏塔内,气液两相在塔板上应呈错流接触。
但当气速较小时,部分液体会从筛孔处直接漏下,从而影响气液在塔板上的充分接触,使塔板效率下降。
严重的漏液会使塔板上不能积液而无法正常操作。
2.塔内不正常现象及调节方法(1)物料不平衡a.Dx Di>Fx Fi-Wx Wi外观表现:塔釜温度合格而塔顶温度逐渐升高,塔顶产品不合格。
造成原因:塔顶产品与塔釜产品采出比例不当;进料中轻组分含量下降。
处理方法:如系产品采出比例不当造成此现象时,可采用不改变塔釜加热量,减小塔顶采出量,加大进料量和塔釜采出量的办法,使过程在(Dx Di<Fx Fi-Wx Wi)下操作一段时间,以补充塔内轻组分量,待塔顶温度逐步下降至规定值时,再调节操作参数使过程在Dx Di=Fx Fi-Wx Wi下操作。
如系进料组成改变,但变化量不大而造成此现象时,调节方法同上;若组成变化较大时,还需调节进料位置甚至改变回流量。
b . Dx Di <Fx Fi -Wx Wi外观表现:塔顶温度合格而塔釜温度下降,塔釜采出不合格。
造成原因:塔顶产品与塔釜产品采出比例不当;进料中轻组分含量升高。
处理方法:如系产品采出比例不当造成此现象时,可采用不改变回流量,加大塔顶采出量,同时相应调节塔釜加热量,适当减小进料量的办法,使过程在(Dx Di >Fx Fi -Wx Wi )下操作一段时间,待塔釜温度逐步升至规定值时,再调节操作参数使过程在Dx Di =Fx Fi -Wx Wi 下操作。
如系进料组成改变,但变化量不大而造成此现象时,调节方法同上;若组成变化较大时,同样需调节进料位置甚至改变回流量。
(2)分离能力不足外观表现:塔顶温度升高,塔釜温度降低,塔顶、塔釜产品不合格。
采取措施:通过加大回流比来调节,即增加塔釜加热量和塔顶的冷凝量,使上升蒸气量和回流液量同时增加。
注意此时增加回流比并不意味着产品流率D 的减少,而且盲目增加回流比易发生雾沫夹带或其它不正常现象。
3.塔效率(1)全塔效率在板式精馏塔中,蒸气逐板上升,回流液逐板下降,气液两相在塔板上互相接触,实现传热和传质过程,从而使混合液得到分离。
如果离开塔板的气液两相处于平衡状态,则该塔板称之为理论板。
然而在实际操作中,由于塔板上气液两相接触时间和接触面积有限,离开塔板的气液两相组成不可能达到平衡状态,即一块实际塔板达不到一块理论塔板的分离效果。
因此精馏塔所需要的实际塔板数总是多于理论塔板数。
全塔效率是筛板精馏塔分离性能的综合度量,它综合了塔板结构、物理性质、操作变量等诸因素对塔分离能力的影响。
对于二元物系,如已知其气液平衡数据(x —y 图),则根据精馏塔的进料组成x F 、进料温度t F (进料热状态)、塔顶馏出液组成x D 、塔底釜液组成x W 及操作回流比R ,即可用图解法求出理论塔板数N P ,再由求得的理论塔板数N P 与实验设备的实际塔板数N T 相比,即可得到该塔的全塔效率(或总板效率)E 。
(6—5)式中 N T ——理论塔板数;%100N N E P T ⨯=N P ——实际塔板数。
(2)单板效率精馏塔的单板效率(默弗里效率)E m 是以气相(或液相)通过实际板的组成变化值与经过理论板的组成变化值之比来表示的。
对任意的第n 层塔板,单板效率可分别按气相组成或液相组成的变化来表示,以气相为例,则: (6—6)式中 y n ——离开第n 层板的气相组成,摩尔分率;y n+1——进入第n 层板的气相组成,摩尔分率;y n *——与离开第n 层板的液相组成x n 成平衡的气相组成,摩尔分率。
在本实验中,精馏塔的单板效率是在全回流状态下测定的,此时回流比R 为无穷大,在x —y 图上操作线与对角线相重合,操作线方程为y n+1=x n ,因此y n =x n-1。