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精馏塔性能测定实验——数据处理

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30℃时折光指数与液相组成之间的关系

y = -41.739x + 57.596

00.20.40.60.81

1.3551.361.3651.371.3751.38

折光系数液相组成

系列1

线性 (系列1)

表8-2 乙醇——正丙醇 t-x-y关系

t 97.67 93.85 92.66 91.6 88.32 86.25 84.98 84.13 83.06 80.5 78.38

x 0 0.126 0.188 0.210 0.358 0.461 0.546 0.666 0.633 0.884 1

y 0 0.240 0.318 0.349 0.550 0.650 0.711 0.760 0.799 0.914 1

按表8-2（乙醇——正丙醇 t-x-y关系）绘制T-X-Y相图（见图2）、X-Y平衡曲线

（见图3）

乙醇-正丙醇T-X-Y图

7580859095100

00.10.20.30.40.50.60.70.80.91

摩尔组分温度T-Y

T-X

泡点温度

多项式 (T-Y)

多项式 (T-X)

图2 T-X-Y平衡相图

精馏实验测定数据见原始记录表。

0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0

全回流时理论塔板数

y

0.06550.87009

0.0514实验装置:第1套 实际塔板数:7 物系:乙醇--正丙醇

加热电

压:140V 全回流 R= ∞ 塔顶温度:79.2℃ 部分回流:R=4 进料量:2L/H

塔顶温度: 80℃进料温度: 16℃

泡点温度:93.1℃

塔顶组成 塔釜组成 平均 塔顶组成 塔釜组成 进料组成

塔顶组成 塔釜组成

折光指数

nD 1.3602 1.3785 1.3599

1.3788

1.3602

1.3762

1.3743

1.3595 1.3791

质量分率

W 0.8220 0.0620 0.8370

0.0510

0.8220

0.1600

0.2341

0.8520 0.0400

摩尔分率

X 0.8576 0.0794 0.8701

0.0655

0.8576

0.1990

0.2850

0.8825 0.0515

计算实例：

1、 求乙醇的质量分率及摩尔分率：以全回流塔顶组成为例

W=57.596-41.739×1.3599=0.8370

8701.0

608370.01

468370.0468370.0



AX

2、计算精馏塔在全回流条件下，稳定操作后的全塔理论板数和总板效率

总板效率ET按下式计算：其中NP为实际塔板数，NT为塔的理论板数。

%100

PT

TNN

E

图解法求理论板数：

根据测值已知： xD=0.8701, xw=0.0655

精馏段操作方程：

11



RX

X

RR

YD ， 对角线方程y=x，全回流时R=∞，没有提

馏段，操作线与对角线重合，理论板数为最少N=Nmin, Nmin,可在x-y图上的平衡线与对角

线上直接图解求得。NT=5.7（见图3）

总板效率E

r=5.7/7*100%=81.4%

图3

0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0

0.1868 0.8576

0.2850

0.1990 部分回流X~Y曲线及理论塔板

Y

X 4、计算精馏塔回流比R=4，稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率

根据测值已知：xD=0.8576, xw=0.1990, xF=0.2850

精馏段操作方程：17152.08.0

11



X

RX

X

RR

YD 对角线方程y=x。

操作线与对角线的交点：x= xD,y= xD, 见图中a点。截距为17152.0

1

RX

D,绘制

精馏段操作线a-b。

进料方程：9194.0226.4

131.12850.0

131.131.1

11







XX

qX

X

qq

YF

（通过查表计算得q=1.31。见后附q值的计算）

联立进料方程与精馏段操作方程，求得交点d(0.3184，0.4263)，

进料方程与对角线的交点e（x= xF,y= xF）) 。过e,d两点绘q线。

提馏段操作线与对角线的交点为x=xW，y= xW。见图中c点。与精馏段操作线交

于d

连接c-d点即为提馏段操作线。见图4

图4 部分回流图解法求理论板数

图解法求理论板数NT=6.8-1=5.8, 总板效率η=NT/NP=5.8/7=82.9%

q值的计算：

进料热状况参数

mmFBpm

rrttC

q

)(

t

F — 进料温度，℃。16℃

t

B —进料的泡点温度，℃。93.1℃。

C

pm —进料液体的平均摩尔热容，kJ/（kmol．℃ ）。

r

m —进料液体的平均摩尔汽化潜热，kJ/kmol。

C

pm=C

p1M

1x

1+C

p2M

2x

2，kJ/kmol．℃ (8-3)

r

m=r

1M

1x

1+r

2M

2x

2，kJ/kmol (8-4)

式中：

C

p1，C

p2——分别为纯组份1和组份2在平均温度（t

F + t

B）/ 2下的比热，

（kJ/kg．℃ ）。

（tF + tB）/ 2=(16+93.1)/2=54.55℃ (54.55+273.15≈330K) 。

在液体比热容共线图上查出相应的比热容。

Cp1（乙醇）=3.04 kJ/（kg．K）， Cp2（正丙醇）=2.85（kJ/kg．K）。

在液体比热容共线图上查出相应的比热容。（注：kJ/kg．K与kJ/kg．℃ 相

当）

在汽化热共线图上查出相应的汽化热。乙醇临界温度tc=243℃

（tc-t=243-93.1=149.9），正丙醇临界温度tc=264℃（tc-t=264-93.1=170.9）

r

1=850（kJ/kg）， r

2=680（kJ/kg）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。

M1，M2——分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kg/kmol。M1=46，M2=60

x

1，x

2——分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。

x

1=0.2850，x

2=1- x

1=0.7150

计算q值：

Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2=3.04*46*0.2850+2.85*60*0.7150=39.85+122.265=162.

115

rm=r1M1x1+r2M2x2=850*46*0.2850+680*60*0.7150=11143.5+29172=40315.5

31.1

5.403155.40315161.93115.162)(





）（

mmFBpm

rrttC

q

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精馏塔性能测定实验——数据处理

精馏塔性能测定实验——数据处理

30℃时折光指数与液相组成之间的关系y = -41.739x + 57.59600.20.40.60.811.3551.361.3651.371.3751.38折光系数液相组成系列1线性 (系列1)

表8-2 乙醇——正丙醇 t-x-y关系

t 97.67 93.85 92.66 91.6 88.32 86.25 84.98 84.13 83.06 80.5 78.38

x 0 0.126 0.188 0.210 0.358 0.461 0.546 0.666 0.633 0.884 1

y 0 0.240 0.318 0.349 0.550 0.650 0.711 0.760 0.799 0.914 1

按表8-2（乙醇——正丙醇 t-x-y关系）绘制T-X-Y相图（见图2）、X-Y平衡曲线（见图3）

乙醇-正丙醇T-X-Y图758085909510000.10.20.30.40.50.60.70.80.91摩尔组分温度T-YT-X泡点温度多项式 (T-Y)多项式 (T-X)

图2 T-X-Y平衡相图

精馏实验测定数据见原始记录表。

0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0全回流时理论塔板数y0.06550.870090.0514实验装置:第1套 实际塔板数:7 物系:乙醇--正丙醇

加热电压:140V 全回流 R= ∞ 塔顶温度:79.2℃ 部分回流:R=4 进料量:2L/H

塔顶温度: 80℃进料温度: 16℃

泡点温度:93.1℃

塔顶组成 塔釜组成 平均 塔顶组成

塔釜组成 进料组成 塔顶组成 塔釜组成

折光指数

nD 1.3602 1.3785 1.3599

1.3788

1.3602

1.3762

1.3743

1.3595 1.3791

质量分率

W 0.8220 0.0620 0.8370

连续填料精馏柱分离能力的测定2数据处理

连续填料精馏柱分离能力的测定2数据处理

实验九 连续填料精馏柱分离能力的测定

姓名：________________班级：________________学号：________________

一、实验目的

连续填料精馏塔分离能力的测定和评价，尚没有一个统一的标准方法。本实验采用乙醇—正丙醇二元混

合液作为实验物系，在不同回流比下测定连续精馏塔的等板高度（当量高度）。并以精馏柱的利用系数作

为优化目标，实验寻求精馏柱的最优操作条件。通过实验观察连续精馏的操作状况，掌握实验室连续精密

分馏的操作技术和实验研究方法。从而增进独立解决实验室精馏问题的实际能力，并了解填料塔的结构及

操作，加深对连续精馏原理的理解。 二、实验原理

连续填料精馏分离能力的影响因素众多，大致可归纳为三个方面：一是物性因素，如物系及其组成，

汽液两相的各种物理性质等；二是设备结构因素，如塔径与塔高，填料的形式、规格、材质和填充方法等；

三是操作因素，如蒸汽速度，进料状况和回流比等。在既定的设备和物系中主要影响分离能力的操作变量

为正气上升速度和回流比。

在一定的操作气速下，表征在不同回流比下的填料精馏塔分离性能，常以每米填料高度所相当的理论

塔板数，或者与一块理论塔板相当的填料高度，即等板高度（HETP），作为主要指标。

在一定回流比下，连续精馏塔的理论塔板数可采用逐板计算法（Lewis－Matheson法）或图解计算法

（McCabe－Thiele法）。

逐板计算法或图解计算法的依据，都是汽液平衡关系式和操作方程。后者只是采用绘图方法替代前者

的逐板解析计算。但对相对挥发度小的物系，采用逐板计算法更为精确。采用计算机进行程序计算，尤为

快速、简便。

精馏段的理论塔板数可按下列平衡关系式和精馏段操作方程，进行逐板计算：

nnn)1(1xxy (1)

1R1dn1nxxRRy (2)

提馏段的理论塔板数又须按上列平衡关系式和提馏段操作方程进行逐板计算。提馏段操作方程为：

MCGS控制筛板精馏塔的操作实验报告 实验数据处理 精馏实验

MCGS控制筛板精馏塔的操作实验报告 实验数据处理 精馏实验

MCGS控制筛板精馏塔的操作实验报告 实验数据处理 精馏实验

一、实验目的

本次实验的目的是验证基于多重分子结构的控制（MCGS）的筛板精馏塔操作的效果，了解这种技术可以带来的整体反应效率和高效率的塔操作，尤其是精细的可调节的高效利用率等方面的改进。

二、实验原理

MCGS控制的筛板精馏塔采用了一种被称为“分子级分离”的技术，即通过改变塔内分子间的相互作用来调节体系的纯度。这种技术可以使得精馏过程中的材料能够根据自身的不同结构，在特定的温度和压力条件下，形成不同的相状态和浓度区分，并在其塔内滞留时间不同的情况下，实现有效的组份分离。

三、实验材料

1. 旋转式筛板精馏塔及相关设备；

2. MCGS喷头；

3. 不同组份的精馏混合物（例如油水混合物）；

4. 流量计；

5. 压力计；

6. 实验模型及相关控制软件。

四、实验程序

1.通过MCGS技术调节喷头以及塔内的温度和压力条件，并确保流量和压力在安全的范围内；

2. 将精馏混合物注入筛板精馏塔中，同时调节MCGS软件对组份的分离程度；

3.观察塔内相变现象，控制筛板进行更细致的调节；

4.记录塔内的压力，温度，流量等实验过程数据，以及运行时间等重要信息；

5.根据实验数据计算反应效率和精馏效率；

6.检查实验是否可以达到设定的分离要求，对调节内容进行必要的修改。

五、实验数据处理 实验过程中收集的数据，包括塔内压力、温度，流量及组件分离程度等。这些数据用于计算反应效率和精馏效率，并和标准曲线进行比较，以及在精馏运行时可能出现的离谱现象的分析，从而得到最终的实验结果。

反应效率公式：

A＝（XA/XB）/（XA0/XB0）＝（FD+V/FB+V）/（FD0+V0/FB0+V0）

精馏实验-数据处理

精馏实验-数据处理

精馏实验-数据处理

精馏实验通过热解混合物的物质来分离单独的化合物。其原理在于分离液体的不同挥发性，通过逐步升高温度收集不同温度下的馏分，每个馏分代表了物质在该温度下的挥发性，可以获得天然挥发物、精油和其他相关物质。此实验主要涉及以下步骤：

1.收集所有馏分

精馏实验的目的是分离不同熔点和沸点的化合物，在实验中所有馏分的容积和重量必须记录下来。使用电子天平记录重量是一种最简单、最准确的方法。除了记录重量外，还应尽可能精确地记录馏分容积，如使用天平量取每个馏分的容积，或使用标有刻度的烧瓶测量。

2.摄氏温度计的使用

在记录馏分温度时，应使用有准确度的温度计。常规摄氏温度计可为1度摄氏度，数字温度计可为0.1度摄氏度。在实验期间，温度计应完全降低到液体表面，以获得准确的水平温度。

3.计算出各个馏分的重量百分比

通过记录馏分容积和重量，可以使用以下公式计算出各馏分的重量百分比：

重量百分比 = 馏分重量 ÷ 初始混合物重量×100

4.绘制挥发度曲线

挥发度曲线显示了每种化合物的挥发性和容易性。这可以通过在横轴上绘制温度，而在纵轴上绘制挥发性浓度来实现。每个馏分的挥发度均由各馏分的重量百分比组成。

5.计算每个馏分的平均沸点

通过记录每个馏分的温度，可以确定其沸点范围。计算每个馏分的平均沸点的最简单方法是将其上限和下限平均。例如，如果一个馏分的下限是80度摄氏度，上限是85度摄氏度，那么它的平均沸点是（85 + 80）÷ 2 = 82.5度摄氏度。

6.计算出混合物的回收率

馏分回收率是指在经过精馏过程后，成功收集到单一化合物的百分比。它可以通过将各馏分的重量百分比相加并将其与初始混合物重量进行比较来计算。

7.计算出馏分的累积体积

累积体积是指馏分的总容积，可以通过将各个馏分的容积逐个相加来计算。此外，还可以用累积体积绘制曲线，以显示随着馏分收集的进行，挥发性的变化。 在精馏实验中，不仅需要记录精确的重量和容积，而且还应将它们用于计算收益率、平均温度和累积体积。所有这些数据可以用于绘制挥发度曲线和计算馏分回收率，从而制定出更优化的精馏方法。