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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。
实验数据：
（1）全回流 R=∞
乙醇、正丙醇的相对挥发度α为1.56，R=∞
∴相平衡方程：y=1.56x/（1+0.56x），操作线方程为y=x
由图解法求取理论塔板数如下：
由图可知：理论塔板数N T为5.6 全塔效率η=N T/N P=（5.6-1）/7=65.7％
乙醇、正丙醇的相对挥发度α为1.9，R=4，x D=0.800
∴相平衡方程：y=1.9x/（1+0.9x），精馏段操作线方程为y=0.8x+0.1599
进料温度t f＝36℃，在X f＝0.285下泡点温度90℃
乙醇在63℃下的比热Cp1=3.10（kJ/kg.℃），正丙醇在63℃下的比热Cp2=2.9（kJ/kg.℃）乙醇在90℃下的汽化潜热r1=815（kJ/kg），正丙醇在90℃下的汽化潜热r2=710（kJ/kg）混合液体比热C pm=46×0.285×3.10+60×（1-0.285）×2.9=165.06（kJ/kmol.℃）
混合液体汽化潜热r pm=46×0.285×815+60×（1-0.285）×710=41145（kJ/kmol）
q=（C pm×（t B-t F）+r m）/r m=（165.06×（90-36）+41145）/41145=1.22
q线斜率=q/（q-1）=5.62
由图解法求取理论塔板数如下：
由图可知：理论塔板数N T为6.5 全塔效率η=N T/N P=（6.5-1）/8=68.75％。
板式精馏塔的操作与塔效率的测定一、实验目的(1)熟悉板式塔的结构及精馏流程；(2)理论联系实际，掌握精馏塔的操作；(3)学会精馏塔塔效率的测定方法。
二、基本原理1．二元精馏过程的质量指标和操作变量精馏塔的进料通常是前一工序或另一精馏塔的出料，为简化讨论，认为它稳定不变。
二元精馏过程的质量指标是塔顶塔釜的轻组分含量d x和w x。
主要操作变量是塔顶采出率D和塔釜加热量Qh。
2．维持连续精馏过程稳定操作的条件(1)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：塔的总进料量应恒等于总出料量。
即F = D + W当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情况下，应同时满足轻组分物料平衡。
即w d f Wx Dx Fx +=由上述二式可知：为获得合格产品，必须保证一定的塔顶、塔釜采出率： w d w f x x x x F D --=和 F D FW -=1 实际操作中，塔釜采出率W 一般是根据塔釜液位的高低来操作，而塔顶采出率D 的大小则直接影响着质量指标。
（2）精馏塔应有足够的分离能力。
在塔板数一定的情况下，正常的精馏操作要有足够的回流比，才能保证一定的分离效果，得到合格的产品。
而回流比的大小是由塔内热量衡算所决定，其中，塔釜加热量Qh 是个十分重要的操作变量。
（3）精馏塔操作时，塔内应有正常的气液负荷量，避免发生以下不正常的操作状况：1)严重的液沫夹带现象上升气流将塔板上的液体的一部分带至上层塔板，这种现象称为液沫夹带。
液沫夹带是一种与液体主流方向相反的流动，属返混现象，将使板效率降低。
液流量一定时，气速过大将引起大量的液沫夹带，严重时还会发生夹带液泛，破坏塔的正常操作。
2)严重的漏液现象精馏塔内，液体与气体在塔板上应进行错流接触，但是当气速较小时，部分液体会从塔板开孔处直接漏下。
化工原理精馏
精馏是化工过程中常用的分离方法，用于将混合物中的组分按照其挥发性分离为不同纯度的产品。
精馏过程中，混合物首先加热至沸腾点，然后将生成的蒸气输送到冷凝器中进行冷凝。
冷凝后，液体收集器中会得到不同纯度的产品。
精馏过程基于混合物中不同组分的挥发性差异。
挥发性大的组分在加热后较早转化为蒸气，而挥发性小的组分则在较高温度下才蒸发。
经过冷凝后，收集器中会得到高挥发性组分的纯产品。
余下的低挥发性组分则在塔底收集。
精馏过程中，塔是一个重要的设备。
塔内通常包括填料或板片，用于增大接触面积，促进挥发和冷凝。
高挥发性组分在塔上部可迅速逸出，而低挥发性组分则被慢慢分离。
精馏还可用于提纯液体产品。
通过多级精馏，可以获得更高纯度的产品。
多级精馏是基于挥发性差异的温度差异实现的，每一级都以前一级的塔顶产品作为进料。
总之，精馏是一种重要的化工分离方法，通过控制温度和塔内工艺参数，可以将混合物分离为不同纯度的产品。
化工精馏原理
精馏是一种分离技术，用于将混合物中的组分通过升华和冷凝的方式进行分离。
该过程基于分子之间的不同挥发性和沸点的差异。
精馏的基本原理是利用组分在不同温度下的汽化和冷凝特性。
在精馏塔内，混合物被加热，使得易挥发的组分蒸发成气体，然后通过冷凝器冷却，转变回液体。
随后，这些液体进入分馏塔的不同部位，从而实现对组分的分离。
在精馏塔内，由于塔的高度，温度逐渐降低。
这导致组分的挥发性逐渐降低，使其向下凝结，并最终收集在不同的容器中。
高挥发性的组分在较低温度下首先凝结，低挥发性的组分在较高温度下凝结。
精馏塔内的分馏效果取决于各种因素，包括初始混合物的成分、入口温度、压力、塔的结构和精馏塔体系的设计等。
通过调整这些参数，可以实现较高效率的分离效果。
化工精馏广泛应用于石油、化工、制药等行业。
它可以用于分离原油、制取石油产品，提取溶剂、纯化有机化合物，以及获得高纯度的化学品等。
精馏技术的不断改进和创新也不断提高着分离效率和产品质量。
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。
1. 已知精馏塔塔顶第一层理论板上的液相泡点温度为t1，与之平衡的气相露点温度为t2，而该塔塔底某理论板上的液相泡点温度为t3，与之平衡的气相露点温度为t4，则这四个温的大小顺序是______①t1 >t2 >t3＞t４②t1 < t2 < t3< t4③t1 =t2 >t3=t４④t1 =t2 < t3=t42．设计精馏塔时，若Ｆ、x f、x D、x W均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将_______，塔顶冷凝器热负荷______ ，塔釜再沸器热负荷______。
①变大，②变小，③不变，④不一定3．连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, x f, q）不变时，则L/V______ ，L′/V′______，x D______ ，x W______ 。
①变大，②变小，③不变，④不一定4．精馏塔操作时，若Ｆ、x f、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D______，x w______。
①变大，②变小，③不变，④不一定5．操作中的精馏塔，保持F，x f，q，D不变，若采用的回流比R< R min，则x D ______，x w______。
①变大，②变小，③不变，④不一定6．用精馏方法将Ａ、Ｂ分离，N T=∞，当x f=0.4时，塔顶产品是_____，塔底是_____ 。
当x f=0.8时，塔顶产品是_____。
塔底是_____。
（Ａ或Ｂ或ＡＢ）7．某精馏塔,进料量为100kmol/h，x f=0.6，要求得到塔顶x D不小于0.9，则塔顶最大产量为________。
（塔高不受限制）① 60kmol/h; ②66.7kmol/h; ③90kmol/h;④不能定8. 精馏塔操作时,若操作从最佳位置上移二块,则x D------------_。
x w_-------------_。
(↑、↓、=、不确定)X D↓，X w↑。
9. 某连续精馏塔，进料状态q=1,D/F=0.5,x f=0.4，回流比R=2，且知，提馏段操作线方程的截距为零。
则提馏段操作线斜率L′/V′= _______ ；馏出液组成x D=______。
10．精馏塔操作时，保持F，x f，q，R不变，增加塔底排液量W，则x D_______ ，L/V_______ ，L′/V′_______ ，x w _______ 。
（1）变小（2）变大（3）不变（4）不确定11．某操作中的精馏塔，维持F、q 、X D、、V′不变，但X f增大，则D________ ，R ________ 。
（1）变小; (2 )变大; (3)不变; (4)不确定12．全回流时，y-x图上精馏段操作线的位置_______D_______。
A.在对角线之上B.在对角线与平衡线之间C.在对角线之下D.与对角线重合填空题1．简单蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是____________________________________，简单蒸馏与间歇精馏的主要区别是____________________________________ 。
2. 某泡点进料的连续精馏塔，已知其操作线方程分别为y=0.80x+0.172和y=1.2x-0.017,则回流比R=_______,馏出液组成x D =_________,釜液组成x W =_________。
3. 若某精馏塔的回流比为R，塔顶轻组分的摩尔分率为x D，则该塔的精馏段操作线方程为4. 精馏过程的操作线为直线，主要基于_____________________假设。
5. 在精馏操作中，已知回流比为R，塔顶、塔底产品浓度分别为x D、x w原料组成为x f，泡点进料，试作出精馏段和提馏段的操作线。
yx6．精馏塔中恒摩尔流假设，主要依据是各组分的________ ，但精馏段与提馏的摩尔流量由于________影响而不一定相等。
7．溶液的相对挥发度等于两组份________ ，а>1则表示组分Ａ和Ｂ________ ，а=1则表示组分Ａ和Ｂ________ 。
8．当某塔板上_______________时，该塔板称为理论塔板。
9．精馏过程的回流比是指________ ，最小回流比是指________。
10．在设计连续操作的精馏塔时，如保持x F，D/F，x D，R一定，进料热状态和选用的操作气速也一定，则增大进料量将使塔径________ ，而所需的理论板数________。
11．塔设计中求取精馏理论板时，以过两操作线交点的那块板作为最佳加料板位置时，所需理论数量最少，其原因是________ 。
12．精馏塔操作时，若加料板由最佳位置上移两板，则x D ________，x W ________ 。
（1）变小(2 )变大(3)不变(4)不确定13．某操作中的精馏塔，维持F、q 、X D、、V′不变，但x f增大，则D________ ，R ________ 。
（1）变小(2 )变大(3)不变(4)不确定14.精馏塔内，气液两相的流动，液体靠_________自上而下地流动，气体靠___________自下而上地与液体成逆流流动。
重力、压力差15. 全回流时，操作线与_________重合，操作线方程为________,理论塔板数为__________.当回流比减少到_____________________________称为最小回流比，所需的理论塔板数_________________________.适宜的回流比应通过_________确定。
对角线y=x、最小、两操作线的交到相平衡线时、无限多、经济核算。
16. y-x相平衡曲线上各点的温度是_______ 。
不等的17. 当增大操作压强时，精馏过程中物糸的相对挥发度__________,塔顶温度_________,塔釜温度_________。
减少、增加、增加。
18. 精馏塔设计时，若工艺要求一定，减少需要的理论板数，回流比应_____,蒸馏釜中所需的加热蒸汽消耗量应________,所需塔径应________操作费和设备费的总设资将是___________________________增大、增大、增大、急速下降至一最低点后又上升19．混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈_____20.塔设计中求取精馏理论板时，以过两操作线交点的那块板作为最佳加料板位置时，所需理论数量最少，其原因是________ 。
21．精馏塔操作时，若加料板由最佳位置上移两板，则x D ________，x W ________ 。
（1）变小(2 )变大(3)不变(4)不确定22．某连续精馏塔，进料状态q=1,D/F=0.5,x f=0.4，回流比R=2，且知，提馏段操作线方程的截距为零。
则提馏段操作线斜率L′/V′=_______ ；馏出液组成x D= _______。
23．在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x D和易挥发组分的回收率不变，试定性判断分别改变如下操作参数（其它参数不变）时所需的理论板数将如何变化：（１）加大回流比R，___________________________________；（２）提高操作压强P，_________________________________；（３）提高加料温度t F，_________________________________；（４）增加生产能力30%（仍能正常操作），_____________________。
24．精馏塔操作时，保持F，x F，q，R不变，增加塔底排液量W，则x D_______ ，L/V_______ ，L′/V′_______ ，x w _______ 。
（1）变小（2）变大（3）不变（4）不确定25．在精馏塔的一层理论板上，离开塔板的气相的露点温度与液相的泡点温度的关系为_______ 。
26．从塔板水力学性能的角度来看，引起塔板效率不变的原因，可能是_______ ，_______ 和_______ 等现象。
27．塔板结构设计时，溢流堰长度L w应当适当，过长则会_______ ，过短则会_______ 。
1．用板式精馏塔在常压下分离苯－甲苯混合液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.45，进料为100kmol/h、组成为0.4（摩尔分率）的饱和液体(泡点进料)，回流比为1.5，塔顶馏出液中苯的回收率为0.95，塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95，求：①塔顶馏出液及塔釜采出液的组成；②精馏段及提馏段操作线方程；③回流比与最小回流比的比值。
2．在连续操作的精馏塔中分离苯－甲苯溶液。
塔釜间接蒸汽加热。
塔顶全凝器，泡点回流。
进料中含苯35%（mol%，下同），进料量为100kmol/h，以饱和蒸汽状态进入塔中部。
塔顶馏出液量为40kmol/h。
系统的相对挥发度为2.5，且知精馏操作线方程为y=0.8x+0.16。
试求：（1）提馏段操作线方程，（2）若塔顶第一块板下降的液相中含苯70%，求该板以气相组成表示的板效率Emv。
（3）若塔釜停止供应蒸汽，保持回流比不变，当塔板数无限多时，塔底残液的浓度为多少？3．某精馏塔在常压下分离某双组分混合液，该塔的精馏段和提馏段方程分别为y=0.723x+0.263和y′=0.723x′-0.0188，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为q=1.2的冷液，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少kmol/h？进料组成x f为多少？4.某连续精馏塔将组成x f=0.42的双组分混合液分离为x D=0.8, x w=0.02(均为mol分率),泡点加料,F=0.001kmol/s,组分汽化热均为2000kJ/k mol,系统的α=2.5,求以下两种不同加料方式下的回流比及塔釜耗热量: (该塔的板数很多,可设N e=∝)。
1.塔中部适当位置加料2.塔顶第一块板加料解：X f=0.42，x D=0.8，x W=0.02，q=1，F=0.001kmol/s，γ=2000KJ/K mol,α=2.51)∵N e=∞ ∴回流比R=R minX f=0.42Y f=2.5*0.42/(1+1.5*0.42)=0.6442R=R min =(XD-Y f)/(Y f-X f)=(0.8-0.6442)/(0.6442-0.42)=0.6952V=V'=L+D=(1+R)D=(1.6952)DF x f=D x D+(F-D)XWD=F(Xf-XW)/(XD-XW)=0.001X(0.42-0.02)/)(0.8-0.02)=5.128*10-4Qb=V'γ=1.6592*5.128*10-4*2000=1.739KJ/SxD=0.8yD=0.8X1=y/(α'-(α'-1)y)=0.8/(2.5-1.5x0.8)=0.6154操作线斜率k=(0.8-0.02)/(0.6154-0.02)=1.31V′=D+L L′=F+L操作线斜率L′/V′ =(F+L)/(D+L)=1.31R=L/D(F+RD)/((1+R)D)=1.31F/D-R/(1+R)=1.95+R/(1+R)=1.31R=2.0645Q=Vr=（1+R）D*r=3.0645×5.128×10-4×2000=3.143KJ/S5.每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。
