精馏实验实验报告
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催化反应精馏实验报告
一、实验目的
1. 了解催化反应精馏的原理和应用。
2. 掌握催化反应精馏装置的操作方法。
3. 测定催化反应精馏的效率。
二、实验原理
催化反应精馏是一种将化学反应和精馏过程相结合的技术,它可以在一个设备中同时实现反应和分离。
在催化反应精馏中,催化剂被放置在精馏塔的适当位置,反应物在催化剂上进行反应,生成的产物随着精馏过程被分离出来。
三、实验步骤
1. 搭建催化反应精馏装置。
2. 加入反应物和催化剂。
3. 加热并调节回流比,使反应进行。
4. 收集产物,并测定其组成和产量。
四、实验结果与分析
1. 催化反应精馏的效率较高,可以在较短的时间内获得较高的转化率和选择性。
2. 催化剂的选择和用量对反应结果有较大的影响,需要根据具
体情况进行优化。
3. 回流比的调节对分离效果有较大的影响,需要根据产物的组成和要求进行调整。
五、实验结论
通过本次实验,我们了解了催化反应精馏的原理和应用,掌握了催化反应精馏装置的操作方法,并测定了催化反应精馏的效率。
实验结果表明,催化反应精馏是一种高效的反应分离技术,但在实际应用中需要根据具体情况进行优化和调整。
精馏实验实验报告3篇精馏实验实验报告1学院:化学工程学院姓名:学号:专业:化学工程与工艺班级:同组人员:课程名称:化工原理实验实验名称:精馏实验实验日期北京化工大学实验五精馏实验摘要:本实验通过测定稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度,得到该处液相浓度,根据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数,从而得到全回流时的全塔效率及单板效率。
通过实验,了解精馏塔工作原理。
关键词:精馏,图解法,理论板数,全塔效率,单板效率。
一、目的及任务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,观察塔板上汽-液接触状况。
③测定全回流时的全塔效率及单塔效率。
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、基本原理在板式精馏塔中,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,在塔板上实现多次接触,进行传热与传质,使混合液达到一定程度的分离。
回流是精馏操作得以实现的基础。
塔顶的回流量与采出量之比,称为回流比。
回流比是精馏操作的重要参数之一,其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
回流比存在两种极限情况:最小回流比和全回流。
若塔在最小回流比下操作,要完成分离任务,则需要无穷多塔板的精馏塔。
当然,这不符合工业实际,所以最小回流比只是一个操作限度。
若操作处于全回流时,既无任何产品采出,也无原料加入,塔顶的冷凝液全部返回塔中,这在生产中午实际意义。
但是由于此时所需理论板数最少,又易于达到稳定,故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时采用。
实际回流比常取最小回流比的1.2~2.0倍。
在精馏操作中,若回流系统出现故障,操作情况会急剧恶化,分离效果也将变坏。
板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数,有以下两种定义方法。
(1)总板效率EE=N/Ne式中E——总板效率;N——理论板数(不包括塔釜);Ne——实际板数。
(2)单板效率EmlEml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn__)式中 Eml——以液相浓度表示的单板效率;xn ,xn-1——第n块板和第n-1块板的液相浓度;xn__——与第n块板气相浓度相平衡的液相浓度。
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。
萃取精馏实验报告(共9篇)
1、实验目的:
1、了解萃取精馏的基本原理和操作方法。
2、掌握新鲜花椒的萃取精馏实验步骤。
3、熟练使用简单的仪器和设备,掌握基本的计量技巧和操作规程。
2、实验原理:
萃取精馏是利用物质在不同温度下的沸点差异和相对亲疏水性差异的分离方法。
其中,萃取法是指利用两种溶剂的相对亲疏水性差异,将有机物从其它杂质中分离出来的分离方法。
3、实验步骤:
1、准备新鲜的花椒,并将其洗净。
2、取一定量的花椒,并将其切成小块,放入烧瓶中。
3、用醇类溶剂将其中的挥发性成分进行萃取。
4、利用蒸馏装置对花椒进行精馏处理。
5、将蒸馏出的提取液集中,并测定其质量和成分。
6、对提取液进行处理和纯化,得到所需的产品。
4、实验结果:
经过实验操作,成功地萃取出了花椒中的挥发性成分。
测定结果表明,提取液的质量和成分基本符合要求。
同时,通过纯化和处理,我们得到了符合标准的花椒产品。
实验成功地实现了萃取精馏的分离过程,并得到了符合要求的花椒产品。
通过本次实验,我不仅掌握了萃取精馏技术的基本原理和操作方法,还提升了自己的实验技能和科学素质,对后续的学习和研究将非常有帮助。
化工原理精馏实验报告实验目的,通过精馏实验,掌握精馏原理和操作技能,了解精馏在化工生产中的应用。
一、实验原理。
精馏是利用液体混合物中各组分的沸点差异,通过加热、蒸馏和冷凝等过程,将混合物中的不同组分分离的方法。
在精馏过程中,液体混合物首先被加热至其中沸点最低的组分的沸点,然后将其蒸发成气体,再通过冷凝器冷却成液体,最终得到不同组分的纯净物质。
二、实验仪器与试剂。
1. 精馏设备,包括蒸馏烧瓶、冷凝器、接收烧瓶等。
2. 试剂,乙醇-水混合物。
三、实验步骤。
1. 将乙醇-水混合物倒入蒸馏烧瓶中。
2. 加热蒸馏烧瓶,待混合物沸腾后,蒸气通过冷凝器冷却成液体。
3. 收集不同温度下的液体,记录温度和收集时间。
四、实验结果与分析。
经过精馏实验,我们成功地将乙醇-水混合物分离成不同组分。
在实验过程中,我们观察到随着温度的升高,液体收集瓶中的液体组分逐渐发生变化,初馏液中含有较高乙醇含量,尾馏液中含有较高水含量。
这符合精馏原理,也验证了实验的准确性。
五、实验总结。
通过本次实验,我们深入了解了精馏原理和操作技能,掌握了精馏在化工生产中的应用。
精馏作为一种重要的分离方法,在化工领域有着广泛的应用,可以有效地提取纯净物质,满足不同生产需求。
六、实验注意事项。
1. 在实验过程中,要注意控制加热温度,避免混合物过热。
2. 实验结束后,要及时清洗和保养实验仪器,确保下次实验的顺利进行。
七、参考文献。
1. 《化工原理与实践》,XXX,XXX出版社,XXXX年。
2. 《化工实验指导》,XXX,XXX出版社,XXXX年。
以上就是本次化工原理精馏实验的实验报告,希望能对大家有所帮助。
引言概述:本文是关于精馏实验的报告,旨在介绍和分析对精馏实验(二)的实施和结果。
本次实验旨在研究和分析不同馏程时对混合物进行精馏的效果,以提高产品的纯度。
本文将从实验目的、实验过程、实验结果以及实验结论等方面进行详细阐述。
实验目的:本次精馏实验的目的是研究和分析不同馏程对混合物精馏的效果。
通过实验,我们将观察和比较不同馏程下产品的纯度以及回收率,探究合适的馏程对提高产品纯度和回收率的影响。
实验过程:1. 准备实验设备和仪器:包括精馏设备、试管、玻璃棒等。
2. 准备混合物样品:选择适当的混合物样品,确保其成分和比例的准确性。
3. 开始实验:将混合物样品加入精馏设备中,控制好温度和压力等参数。
4. 进行精馏操作:根据实验设备和实验需求,选择合适的馏程进行精馏。
同时,记录下各个阶段的温度和压力等数据。
5. 收集产物:将通过精馏得到的产物收集起来,并记录下产量和纯度等相关数据。
6. 清洗和准备下一次实验:将实验设备和仪器进行清洗和准备,以备下一次实验使用。
实验结果:1. 不同馏程下的产物纯度存在明显差异。
通常情况下,馏程越长,产物纯度越高。
2. 随着馏程的增加,产物的回收率也有所增加。
然而,馏程过长可能导致能量和时间的浪费。
3. 实验过程中,我们发现控制好温度和压力等参数对提高产品纯度非常重要。
过高或过低的温度、压力可能导致产物的质量下降。
4. 在实验中,我们还观察到了驱动力的重要性。
驱动力越大,产物的分离效果越好。
5. 实验结果还表明,对于不同的混合物样品,最适合的馏程可能有所差异。
因此,在实际生产中,需要根据具体情况进行调整和优化。
实验结论:1. 精馏实验中,馏程对产品纯度和回收率有显著影响。
2. 随着馏程的增加,产物的纯度和回收率也相应增加,但过长的馏程会浪费能量和时间。
3. 温度和压力等参数的控制对提高产品的纯度至关重要。
4. 在实际生产中,最适合的馏程需要根据具体的混合物样品进行调整和优化。
5. 对于提高精馏效果,驱动力是一个重要的因素,应当尽量提高驱动力以增加产物的分离效果。
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。
一、实验目的1. 理解精馏的原理和操作方法。
2. 掌握精馏塔的结构和汽液接触状况。
3. 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. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
二、实验原理精馏是一种利用不同组分在气液两相间分配系数差异进行分离的单元操作。
在精馏过程中,混合物在塔内通过多次汽液两相间的传质和传热,达到分离的目的。
精馏塔是进行精馏操作的主要设备,主要包括塔体、塔板、再沸器、冷凝器等部分。
三、实验数据1. 塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相折光度。
2. 稳定工作状态下塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相浓度。
3. 理论塔板数。
4. 全回流时的全塔效率及单板效率。
5. 部分回流时的全塔效率。
6. 全塔的浓度分布。
7. 塔釜再沸器的沸腾给热系数。
四、数据处理1. 根据液相折光度,利用比尔定律计算液相浓度。
比尔定律:A = εlc其中,A为吸光度,ε为摩尔吸光系数,l为光程,c为液相浓度。
2. 利用图解法求出理论塔板数。
将液相浓度与理论塔板数绘制成x-y图,通过拟合直线,得到理论塔板数。
3. 计算全回流时的全塔效率及单板效率。
全塔效率:η_total = (L - D) / L单板效率:η_plate = (L - D) / (L + D)其中,L为回流液量,D为采出液量。
4. 计算部分回流时的全塔效率。
部分回流时的全塔效率:η_part = (L - D) / L5. 测定全塔的浓度分布。
根据实验数据,绘制全塔的浓度分布图。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
根据实验数据,计算塔釜再沸器的沸腾给热系数。
五、结果与分析1. 全回流时的全塔效率及单板效率较高,说明精馏塔的分离效果较好。
2. 部分回流时的全塔效率较全回流时有所降低,但仍在可接受范围内。
3. 全塔的浓度分布均匀,说明精馏过程稳定。
4. 塔釜再沸器的沸腾给热系数较大,说明再沸器传热效率较高。
六、结论通过本次精馏实训,我们掌握了精馏的原理和操作方法,了解了精馏塔的结构和汽液接触状况。
乙醇的精馏实验报告乙醇的精馏实验报告引言:乙醇是一种常见的有机化合物,也是一种广泛应用于日常生活和工业生产中的溶剂。
为了获得纯度更高的乙醇,我们进行了乙醇的精馏实验。
本次实验旨在通过精确的操作和合适的设备,分离乙醇和其他杂质,得到高纯度的乙醇。
实验材料和设备:1. 乙醇溶液:用于实验的乙醇溶液浓度为80%。
2. 精馏设备:实验中使用了一个简单的玻璃精馏装置,包括加热设备、冷凝器和收集瓶。
3. 温度计:用于测量加热设备中的温度。
4. 烧瓶:用于装载乙醇溶液。
实验步骤:1. 准备工作:将精馏设备的各个部件清洗干净,并确保无残留物。
准备好乙醇溶液和烧瓶。
2. 装配设备:将冷凝器连接到加热设备的出口,并将收集瓶放在冷凝器的出口下方。
3. 加热设备:将乙醇溶液倒入烧瓶中,将烧瓶放置在加热设备上,并适当调节加热设备的温度。
4. 开始精馏:随着加热设备的加热,乙醇溶液开始升温。
当温度达到乙醇的沸点(78.5摄氏度)时,乙醇开始蒸发。
5. 冷凝:乙醇蒸汽进入冷凝器后,由于冷凝器的冷却作用,乙醇蒸汽变为液态,并滴入收集瓶中。
6. 收集纯乙醇:随着实验的进行,我们可以观察到收集瓶中逐渐积累起来的纯乙醇。
实验结果和讨论:通过实验,我们成功地将乙醇和其他杂质分离,得到了高纯度的乙醇。
在实验过程中,我们注意到乙醇开始蒸发的温度约为78.5摄氏度,这与乙醇的沸点相一致。
这表明我们的实验操作正确,设备也正常工作。
然而,尽管我们得到了高纯度的乙醇,但仍然存在一些不可避免的杂质。
这是因为在精馏过程中,除了乙醇,还有其他挥发性物质也会蒸发,并随乙醇一同进入收集瓶中。
虽然这些杂质的含量非常低,但仍然会对乙醇的纯度产生一定的影响。
为了进一步提高乙醇的纯度,可以采取一些措施。
例如,可以增加精馏的次数,以进一步分离乙醇和杂质。
另外,可以使用更复杂的精馏设备,如反流精馏装置,以提高分离效果。
结论:通过本次乙醇的精馏实验,我们成功地分离了乙醇和其他杂质,并得到了高纯度的乙醇。
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。
精馏实验实验报告
一、实验目的
1.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;
2.学会精馏塔性能参数的测量方法,并掌握其影响因素;
3.测定精馏过程的动态特性,提高学生对精馏过程的认识。
二、实验原理
1.理论塔板数的图解求解法
对于二元物系,如已知其汽液平衡数据,则根据精馏塔的操作回流比、塔顶馏出液组成及塔底釜液组成计算得到操作线,从而使用图解求解法,绘图得到精馏操作的理论塔板数。
用图解法求算理论塔板的理论依据为:(1)根据理论塔板定义,离开任一塔板上气液两相的浓度x n和y n必在平衡线上;(2)根据组分物料衡算,位于任两塔板间两相浓度x n和y n+1必落在相应塔段的操作线上。
本实验采用全回流的操作方式,即。
此时,精馏段操作线和提馏段操作线简化为:
2.总板效率
精馏操作的总板效率的计算公式为:
式中,N T为理论塔板数,N P为实际塔板数。
3.折光率与液相组成
本实验通过测量塔顶馏出液与塔底釜液的折光率,计算得到馏出液与釜液的组成。
对30ºC 下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系可按下列回归式计算:
式中,w为质量分率,n30为30ºC下的折光指数。
测量温度下的折光指数与30ºC下的折光指数之间关系可由下式计算:
式中,n t为测量温度下的折光指数,t为测量温度。
测量温度可从阿贝折光仪上读出。
馏出液与釜液的质量分数与摩尔分数之间的关系可由下式表示:
三、实验步骤
1.实验前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
均为零;
2.打开塔顶冷凝器的冷却水,冷却水的水量约为8升/分钟;
3.接上电源闸,按下装置上总电源开关,调节回流比控制器至全回流状态;
4.调节电位器使加热电压为70V,开始计时并测量塔顶温度。
刚开始时每隔5分钟记录一
次塔顶温度,待温度变化明显后,每隔0.5分钟记录一次数据,至塔顶温度不再随时间发生明显变化;
5.测量每一块塔板上的温度,并收集塔顶馏出液与塔底釜液,使用阿贝折光仪测量两液体
的温度与折光率;
6.调节电位器使加热电压分别为90V和110V,待精馏塔稳定后,重复步骤(5);
7.检查数据合理后,关闭电源及加热开关,并在停止加热10分钟后,关闭冷却水,一切
复原。
四、实验数据及实验结果
1.在全回流条件下,塔顶温度随时间的变化情况
调节电位器使加热电压为70V,调节回流控制器至全回流状态,记录在不同时刻下的塔顶温度。
并以开车时间为横坐标,以塔顶温度为纵坐标绘图,如下图所示。
从图中我们可以得到,在精馏塔开始工作的前35分钟里,由于没有蒸汽经过塔顶,因此塔顶温度与室温接近,并保持不变。
从30分钟至40分钟,蒸汽上升至塔顶,使塔顶温度在短时间内快速升高。
从40分钟至42分钟,精馏塔内趋于稳定,塔顶蒸汽中轻组分(乙醇)的组成比例逐渐提高,塔顶温度有小幅地下降。
42分钟之后,精馏塔达到稳定状态,塔顶温度保持不变。
2.在全回流、稳定操作的条件下,塔体内温度随塔高的分布
分别测量在加热电压为70V、90V和110V时,全回流、稳定操作的条件下,精馏塔各塔板的温度,并得到在不同加热电压下塔体内温度随塔高的分布,数据如下表所示。
塔板数 1 3 4 5 6 7 8 9
高度(m)0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
塔体温度(ºC)
70V79.9 84.7 82.5 83.7 85.4 87.3 88.6 93.8 90V80.1 85.6 85.7 88.2 90.3 91.8 92.5 94.7 110V80.2 87.5 86.9 89.2 91.5 92.4 93.2 95.4
以高度为横坐标,以塔体高度为纵坐标绘图,如下图所示。
从图中可以观察得到,在同一加热电压下,塔体温度沿塔从下到上逐步降低。
这是由于沿塔从下到上重组分的摩尔分数在逐渐减小,轻组分的摩尔分数在逐渐增大,气液两相达平衡时的温度在逐渐降低。
在不同加热电压下,加热电压越高,相同高度处塔体的温度越高,而塔顶温度基本保持不变。
3.在全回流和稳定操作的条件下的理论塔板数和总板效率
(1)绘出平衡线与操作线
根据已有的乙醇-正丙醇气液平衡数据,可以绘出精馏的平衡线。
乙醇-正丙醇气液平衡数
x0.0000.1260.1880.2100.3580.461
y0.0000.2400.3180.3490.5500.650
x0.5460.6000.6630.884 1.000
y0.7110.7600.7990.914 1.000
在全回流状态下的操作线方程为:。
(2)测量塔顶馏出液与塔底釜液的组成
测量在不同加热电压下塔顶馏出液与塔底釜液的折光率,并计算出液体的组成。
实验与计算数据如下表所示。
加热电压(V)7090110
塔顶馏出液测量温度(ºC)24.024.024.0塔顶折射率 1.3618 1.3617 1.3617标准折射率 1.3595 1.3594 1.3594质量分数0.91090.91510.9151摩尔分数0.93020.93360.9336
塔底釜液测量温度(ºC)24.724.824.7塔底折射率 1.3805 1.3806 1.3815标准折射率 1.3785 1.3786 1.3795质量分数0.10270.09680.0601摩尔分数0.12990.12270.0770
根据已经计算出的塔顶馏出液与塔底釜液的组成,用图解法分别求算在各加热电压下精馏塔的理论塔板数。
①当加热电压为70V时,计算过程如下图所示。
从图中可以看出,当加热电压为70V时,精馏塔的理论塔板数为7。
②当加热电压为90V时,计算过程如下图所示。
从图中可以看出,当加热电压为90V时,精馏塔的理论塔板数为8。
③当加热电压为110V时,计算过程如下图所示。
从图中可以看出,当加热电压为110V时,精馏塔的理论塔板数为8。
(4)就算总板效率
根据计算得到的理论塔板数可以求算在不同加热电压下,精馏塔的总半效率。
计算数据如下表所示。
加热电压(V)7090110
理论塔板数788
实际塔板数999
总板效率77.78%88.89%88.89%
五、思考题
1.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?
答:当回流温度升高时,塔顶和塔釜的重组分的摩尔分数都会提高。
这可能会导致塔顶馏出液重组分含量超标,而塔底釜液产品质量得到提高。
反之,当回流温度下降时,塔顶和塔釜的轻组分的摩尔分数都会提高。
这会导致塔顶馏出液产品质量提高,而塔釜液轻组分含量超标。
2.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?
答:操作现象主要有三种:鼓泡状态、泡沫状态和喷射状态。
3.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?
答:(1)判断精馏塔内操作合理的方法:测量塔顶压力,塔顶与塔底温度及回流比是否符合设计要求,并测量塔顶馏出液与塔底釜液的组成是否符合分离要求;
(2)判断塔内操作稳定的标准:一、塔顶压力与温度维持稳定,不发生波动;二、塔顶馏出液与塔底釜液的组成保持不变,不发生波动。
六、实验中应注意的事项
1. 在开车时应先开冷却水,再向塔釜供热,停车时则反之;
2. 用阿贝折光仪测量液体组成时,除了读取折光指数,还要记录其测量温度,并按给定的折光指数与测量温度之间关系式将测量得到的折光指数换算成30ºC对应的折光指数,再以此计算液体的质量分数与摩尔分数;
3. 本实验过程中要特别注意安全,实验所用物系是易燃物品,操作过程中避免洒落,以免发生危险。
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