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精馏塔的操作与全塔效率的测定实验报告下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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实验四精馏塔操作和全塔效率的测定一、实验目的1.充分利用计算机采集和控制系统具有的快速、大容量和实时处理的特点，进行精馏过程多实验方案的设计，并进行实验验证，得出实验结论。
以掌握实验研究的方法。
2.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。
3.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
4.测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。
二、实验内容本实验为设计型实验，学生应在教师的协助下，独立设计出完整的实验方案，并自主实施。
必须进行的实验内容为1〜3，可供选做的实验内容为4〜7，最少从中选做一个。
1.研究开车过程中，精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况。
2测定精馏塔在全回流、稳定操作条件下，塔体内温度沿塔高的分布。
3测定精馏塔在全回流和某一回流比连续精馏时，稳定操作后的全塔理论塔板数、总板效率和塔体内温度沿塔高的分布。
4在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随回流比的变化情况。
5.在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随进料流量的变化情况。
6.在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随进料组成的变化情况。
7.在部分回流、稳定操作条件下，测定塔体内温度沿塔高的分布和塔顶浓度随进料热状态的变化情况。
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（4-1）可以得到总板效率E T，其中N P为实际塔板数。
E T二出100%N P(4-1)部分回流时，进料热状况参数的计算式为Cpm (t BP ~"t F ) ■ r mq— rm(4-2)t F 进料温度，°c 。
t BP进料的泡点温度，c 。
C pm -—进料液体在平均温度（t F + t p ） /2下的比热， kJ/ (kmol .C) 0r m-进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热， kJ/kmol 。
更多资料请访问.(.....)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和。
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：和实际操作中，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。
这种液漏现象使气、液两相不能充分接触。
严重的液漏将使塔板上不能持液而无法正常操作。
3）溢流液泛因受降液管通过能力的限制而引起的液泛称溢流液泛。
一、教学目标1. 让学生了解板式精馏塔的基本原理和结构。
2. 使学生掌握板式精馏塔的操作方法。
3. 培养学生测定板式精馏塔总塔效率的能力。
4. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 板式精馏塔的基本原理和结构。
2. 板式精馏塔的操作方法。
3. 板式精馏塔总塔效率的测定方法。
三、教学重点与难点1. 教学重点：板式精馏塔的基本原理、结构、操作方法和总塔效率的测定方法。
2. 教学难点：板式精馏塔的操作方法和总塔效率的测定方法。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解板式精馏塔的基本原理、结构、操作方法和总塔效率的测定方法。
2. 采用演示法，展示板式精馏塔的操作过程和测定总塔效率的实验方法。
3. 采用练习法，让学生通过练习掌握板式精馏塔的操作方法和总塔效率的测定方法。
五、教学准备1. 板式精馏塔的模型或图片。
2. 板式精馏塔操作视频或动画。
4. 教学课件或教案。
【导入】教师通过引入实际案例，如化工、制药等行业中的应用，引发学生对板式精馏塔的兴趣，进而导入本节课的教学内容。
【讲解】1. 板式精馏塔的基本原理和结构。
2. 板式精馏塔的操作方法。
3. 板式精馏塔总塔效率的测定方法。
【演示】1. 展示板式精馏塔的操作过程。
2. 展示板式精馏塔总塔效率测定实验。
【练习】1. 学生分组进行板式精馏塔操作练习。
2. 学生自行测定板式精馏塔的总塔效率。
【总结】教师对本节课的内容进行总结，强调板式精馏塔的操作方法和总塔效率的测定方法。
【作业】布置相关练习题，巩固所学知识。
六、板式精馏塔的操作注意事项1. 教学目标让学生了解板式精馏塔操作过程中需要注意的事项，提高操作安全性和效率。
2. 教学内容板式精馏塔操作过程中的安全注意事项、操作步骤和参数调节。
3. 教学重点与难点板式精馏塔操作过程中的安全注意事项和操作步骤。
4. 教学方法采用讲授法，讲解板式精馏塔操作过程中的安全注意事项、操作步骤和参数调节。
5. 教学准备板式精馏塔操作安全指南、操作步骤和参数调节的相关资料。
精馏塔的操作与塔效率的测定1、 原始数据2、图解法求理论塔板数0.97d x = (塔顶组成) 0.31f x =(原料液组成) 0.11w x = (塔釜组成)回流比：R=22/16=1.3750.970.4081 1.3751d x R ==++ 比热K Kg KJ C ）p ⋅=/05.3(1乙醇 K Kg KJ C ）p ⋅=/538.2(2丁醇汽化潜热r 1=40.476KJ/mol r 2=45.9006KJ/mol12(1) 2.697/124.062/p p f p f C C x C x KJ kg K KJ kmol K =+-=⋅=⋅ 12(1)44219/f f r r x r x KJ kmol =+-=泡点查得为T=98.0℃ 16.8f t =℃（用温度计在原料储罐中测出）1() 1.228p C q T t r=+-=5.3861qK tg q α===-斜率 79.48οα=从图示所得: N T =6塔板效率: 16133.33%15T N N η--===图1 泡点温度图解法图2 图解法求理论塔板数Xw XyXdXd/(R+1)x f =0.3144T =98.0℃x 乙→绘图步骤:1、 将讲义上给出的相平衡数据（T~x~y 数据中的x~y ）标绘到x~y 坐标上，得相平衡曲线；2、 作一条对角线；3、 从x d 、x f 、x w 作垂直线至对角线上，交于点a 、d 、b ；4、 在Y 轴上标出截距为1R x d的点，连接此点和a 点，得精馏段操作线； 5、 过 d 点作斜率为K 的一条直线交精馏段操作线与c 点；6、 连接bc 得提馏段操作线；7、 从a 点开始，在精馏段操作线、提馏段操作线与相平衡曲线之间来回作阶梯，即得理论板数。
adb c相平衡曲线精馏段操作线提馏段操作线进料辅助线↑ x w↑ x f↑ x dx →乙1dx R →+图1 泡点温度图解法图2 图解法求理论塔板数adb c相平衡曲线精馏段操作线提馏段操作线进料辅助线↑ x w↑ x f↑ x dx →乙1dx R →+ x f =0.3144T =98.0℃x 乙→。
实验十 板式精馏塔的操作及全塔效率的测定
一、实验目的：
1.熟悉筛板式精馏塔的结构、精馏流程及原理；
2.熟悉筛板式精馏塔的操作方法；
3.学会精馏塔效率的测定；
4.观察精馏过程中汽液两相在塔板上的接触情况；
5.了解回流的作用； 二、实验内容
1.测定在全回流条件下的全塔效率；
2.在进料条件下：进料浓度约25～28%（体积百分数，以下用v 表示）的乙醇水溶液，达到塔顶馏出液乙醇浓度大于93%（v ），塔釜残液乙醇浓度小于3%（v ）。
并在规定的时间内完成500mL 的采出量，记录下所有的实验参数；
3.要求控制料液进料量为3 L/h ，调节回流比，尽可能达到最大的塔顶馏出液浓度。
三、操作原理
精馏操作是分离工程中最基本最重要的单元之一。
在板式精馏塔中，混合液在塔板上传质、传热，气相逐板上升，液相逐板下降，层层接触，多次部分气化，部分冷凝，在塔顶得到较纯的轻组分，塔釜得到较纯的重组分，从而实现分离，实验物料是乙醇—水系统。
1.维持稳定连续精馏操作过程的条件
（1）根据进料量及其组成、以及分离要求，严格维持塔内的物料平衡
总物料平衡— F=D+W
若F ＞D+W ，塔釜液面上升，会发生淹塔；相反若F ＜D+W ，会引起塔釜干料，最终导致破坏精馏塔的正常操作。
各组分的物料平衡— Fx F = Dx D + Wx W
塔顶采出率 W
D W F x x x x F D --= 若塔顶采出率过大，即使精馏塔有足够的分离能力，塔顶也不能获得合格产物。
（2）精馏塔的分离能力
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，获得合格的产品，所以要严格控制回流量。
（3）精馏塔操作时，应有正常的汽液负荷量，避免不正常的操作状况
1） 严重的液沫夹带现象
2） 严重的漏液现象
3） 溢流液泛
2.产品不合格原因及调节方法
（1）由于物料不平衡而引起的不正常现象及调节方法
1）过程在Dx D ＞Fx F - Wx W 下操作：随着过程的进行，塔内轻组分会大量流失，重组分则逐步积累，表现为釜温正常而塔顶温度逐渐升高，塔顶产品不合格。
原因—A .塔顶产品与塔釜产品采出比例不当；
B. 进料组成不稳定，轻组分含量下降。
调节方法：减少塔顶采出量，加大进料量和塔釜出料量，使过程在（Dx D ＜Fx F - Wx W ＝下操作一段时间，以补充塔内轻组分量。
待塔顶温度下降至规定值时，再调节参数使过程回复到（Dx D =Fx F - Wx W ）下操作。
2）过程在Dx D ＜Fx F - Wx W 下操作：与上述相反，随着过程的进行，塔内重组分流失而轻组分逐步积累，表现为塔顶温度合格而釜温下降，塔釜产品不合格。
原因—A .塔顶产品与塔釜产品采出比例不当；
B. 进料组成不稳定，轻组分含量升高。
调节方法：可维持回流量不变，加大塔顶采出量，同时相应调节加热蒸汽压，使过程在（Dx D ＞Fx F - Wx W ）下操作。
适当减少进料量，待釜温升至正常值时，再按（Dx D =Fx F - Wx W ）的操作要求调整操作条件。
（2）分离能力不够引起的产品不合格现象及调节方法：表现为塔顶温度升高，塔釜温度下降，塔顶、塔釜产品都不符合要求。
调节方法：般可通过加大回流比来调节，但必须防止严重的液沫夹带现象发生。
（3）进料量发生变化的影响及调节；
（4）进料组成发生变化的影响及调节；
（5）进料温度发生变化的影响——即q 线对过程的影响。
3.灵敏板温度
灵敏板温度是指一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如R 、x F 、F 、采出率等发生波动时)，全塔各板上的组成发生变化，全塔的温度分布也发生相应的变化，其中有一些板的温度对外界干扰因素的反应最灵敏，故称它们为灵敏板。
灵敏板温度的变化可预示塔内的不正常现象的发生，可及时采取措施进行纠正。
4.全塔效率
精馏塔塔板数的计算利用图解的方法最简便，对于二元物系，若已知其气液平衡数据，则根据流出液的组成X D ，料液组成X F ，残液组成X W 及回流比R ，很容易求出理论板数N T 。
全塔效率是板式塔分离性能的综合度量，一般由实验测定。
N
N T =η 式中N T 、N 分别表示达到某一分离要求所需的理论板数和实际板数。
四、实验装置及流程
1.原料储罐
2.原料泵
3.电加热器
4.塔釜
5.塔体
6.中间储罐
7.冷凝器8.放气阀9.转子流量计10.回流泵11.放液阀
图8 精镏实验流程图
设备的主要技术数据：
1.处理物料：乙醇一水系统
2.原料组成：25~28%（V）
3.塔顶馏出液组成：最大95%（V）
4.塔釜残液组成：约3%（V）
5.塔顶产品量：约4L/h
五、实验步骤及注意事项
1.配制约8~10%(V)酒精水溶液由加料口注入塔釜内至液位计上的规定的液面为止,并关好塔釜加料口阀门。
2.配制25%～28%（V）酒精水溶液加入原料槽中。
3.在确保塔釜液位在规定的标记处时（约为液面计高2/3左右），打开塔顶的冷却水，才通电加热釜液，为加快预热速度，可将三组加热棒同时加热。
当塔釜温度达到100o C时，关闭第一组加热棒，通过可控硅把塔釜调节到约96o C左右，此时打开产品放液阀放尽冷凝器及中间槽中的液体（可回收利用配制做原料），然后关闭，再打开进料泵和冷却水阀门。
4.从产品转子流量计观察有冷凝液后才能开回流泵进行全回流操作，控制蒸发量使塔中
间板温度控制在80～82℃，塔顶蒸气温度在78～79℃左右。
5.开启供料泵，把原料、产品和回流的流量计调节到适当的流量。
6.控制塔釜的排液量，使塔釜液位基本保持不变，或隔15分钟排釜液，使釜液保持一定液位（一般在实验中不需要进行，为什么？）。
7.稳定操作15-30分钟后，取样分析，用酒度计测产品和釜液浓度。
（釜液冷却至少30℃以下进行测量）。
（1）当各层塔板上汽液鼓泡正常，操作稳定，塔顶、塔釜温度恒定不变15分钟后取样。
由塔顶取样管和塔底取样口用锥形瓶接取适量试样，取样前应先取少量式样冲洗锥型瓶一、二次。
取样后用塞子将锥形瓶塞严，并使其冷却到20～30℃之间。
（2）用酒度计测出样品浓度。
将取好的样到入量筒中（保证酒度计浮起为宜），然后分别测出塔顶、塔底试样的浓度。
并由酒精浓度对照表查得酒精容积百分比浓度。
测完的样品分别倒回原锥形瓶中。
8.当产品浓度达到90~95%（V），记录温度、压力、流量等全部数据，操作结束。
9.操作结束后，关掉电源开关，待塔内没有回流时将冷却水关闭。
六、实验报告要求
1.计算在全回流条件下的理论板数。
（图解法）
2.计算在有进出料的条件下的物料衡算。
3. 计算在有进出料的条件下的理论板数。
（图解法）
七、思考题
1.精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数？塔釜压力与哪些因数有关？
2.板式塔汽液两相的流动特点是什么？
3.操作中增加回流比的方法是什么？能否采用减少塔顶出料量D的方法？
4.精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格，恢复正常的最快、最有效的方法是什么？
5.本实验中，进料状况为冷态进料，当进料量太大时，为什么会出现精馏段干板，甚至出现塔顶既没有回流又没有出料的现象？应如何调节？
6.在部分回流操作时，你是如何根据全回流的数据，选择一个合适的回流比和进料口位置的？
八、实验中注意事项
1.预热时，要及时开启塔顶冷凝器的冷却水阀；当釜液沸腾后，要注意控制加热量。
2.由于开车前塔内存有较多的不凝性气体—空气，开车后要利用上升的蒸汽将其排出塔外，因此开车后要注意开启塔顶的排气考克。
3.部分回流操作时，要预先选择好回流比和加料口。
4.要随时注意釜内的压强、灵敏板的温度等操作参数的变化情况，随时加以调节控制。
5.取样必须在操作稳定时进行，要做到同时取样，取样数量要能保证比重计浮起。
6.操作中要维持进料量、出料量基本平衡；调节釜底残液出料量，维持釜内液面不变。
