南京工业大学实验之精馏实验

化工原理精馏实验报告
实验目的：
通过对精馏实验的进行，掌握精馏原理和操作技术，了解不同物质的沸点差异，进而提高分离纯化的能力。

实验仪器和试剂：
1. 精馏设备，包括加热器、冷凝器、接收烧瓶等。

2. 乙醇-水混合液，作为实验分离物质。

实验步骤：
1. 将乙醇-水混合液倒入精馏烧瓶中。

2. 打开加热器，开始升温。

3. 观察冷凝器中的液体，待观察到有液体滴落时，开始收集液体。

4. 分别收集不同温度下的液体，记录温度和收集时间。

实验结果：
经过实验，我们成功地将乙醇和水分离出来，得到了不同温度下的两种液体。

根据实验数据，我们可以得出乙醇和水的沸点分别为78.5℃和100℃。

实验分析：
根据实验结果，我们可以得出乙醇和水的沸点存在明显差异，这为精馏分离提
供了基础。

在实际工业生产中，可以根据不同物质的沸点差异，采用精馏技术进行纯化和提纯。

此外，实验中的操作技术和设备选择也对实验结果产生了重要影响，操作不当或设备选择不当都会影响分离效果。

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术，并且成功地将乙醇和水进行了分离。

实验过程中，我们也发现了一些问题和不足之处，需要在以后的实验中加以改进和完善。

精馏作为一种重要的分离技术，在化工生产中具有广泛的应用前景。

结语：
精馏实验的顺利进行，为我们提供了宝贵的实践经验和理论基础，对于化工原理的学习和应用具有重要意义。

希望通过不断的实验探索和学习，能够更好地掌握化工原理，为未来的工程实践和科研工作打下坚实的基础。

目录一前言二设计题目三设计说明书符号四流程图五物性参数六工艺计算6.1 气液平衡数据和汽液平衡（T--x--y）图6.2物料衡算6.2.1数据换算6.2.2物料衡算6.3理论板数计算6.3.1板数和回流比关系6.3.2理论板数图解6.3.3严格法计算模拟过程七塔和塔板主要工艺尺寸计算7.1塔内物性计算7.1.1平均分子量的计算7.1.2液相平均密度7.1.3汽相平均密度7.2塔径与塔高计算7.2.1精馏段塔径7.2.2圆整后塔径7.3填料层高度计算7.4填料塔的流体力学性能7.4.1压降7.4.2泛点气速7.4.3 精馏段7.4.4 提馏段7.5 塔内附件选择7.5.1 液体喷淋装置选择7.5.2液体再分布装置选择7.5.3填料支撑装置选择7.5.4 除沫器选择7.6 管道设计与选择7.6.1塔顶回流管管径7.6.2 进料管管径7.6.3塔顶蒸汽出口管7.6.4 塔顶产品出口管7.6.6 塔釜回流管管径7.7 其他部件7.7.1 筒体7.7.2 封头7.7.3 法兰7.7.4 裙座7.7.5塔总高度计算八塔设计计算参数总汇九辅助设备9.1 辅助设备及零部件的选择9.1.1 塔顶冷凝器的选择9.1.2 塔底再沸器的选择9.1.3 塔底预热器的选择9.1.4 进料泵9.1.5 回流泵十参考文献一前言工业甲醇的用途十分广泛，除可作许多有机物的良好溶剂外，主要用于合成纤维、甲醛、塑料、医药、农药、染料、合成蛋白质等工业生产，是一种基本的有机化工原料。

甲醇和汽油（柴油）或其它物质可混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料，甲醇和汽油混合可作为燃料用于运输业。

塔设备是化工，制药，环保等生产中广泛应用的气液传质设备。

根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。

板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。

工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。

化工原理实验精馏实验报告一、实验目的1、熟悉精馏的工艺流程和设备结构。

2、掌握精馏塔的操作方法和调节原理。

3、学会分析精馏过程中各种因素对分离效果的影响。

4、测定全回流和部分回流时的精馏塔效率。

二、实验原理精馏是利用混合物中各组分挥发度的差异，通过多次部分汽化和多次部分冷凝，使混合物分离成较纯组分的单元操作。

在精馏塔中，汽液两相在塔板上进行逆流接触，液相中的易挥发组分向气相中转移，气相中的难挥发组分向液相中转移，从而实现混合物的分离。

精馏塔的分离能力通常用塔板效率来衡量。

全塔效率是指达到指定分离要求所需的理论塔板数与实际塔板数之比。

单板效率则是指某一块塔板上的实际增浓程度与理论增浓程度之比。

三、实验装置与流程1、实验装置本实验采用的精馏装置主要由精馏塔、冷凝器、再沸器、进料泵、回流比控制器等组成。

精馏塔为筛板塔，塔板数为_____块。

2、实验流程原料液由进料泵送入精馏塔顶部，在塔内与上升的蒸汽进行传热和传质。

塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后，一部分作为回流返回塔顶，另一部分作为产品采出。

塔釜液体由再沸器加热产生蒸汽，返回塔内。

四、实验步骤1、全回流操作（1）检查实验装置，确保各设备正常运行，无泄漏现象。

（2）向塔釜加入一定量的原料液，开启再沸器加热，使塔釜液沸腾。

（3）调节塔顶冷凝器的冷却水量，控制塔顶温度在一定范围内。

（4）当塔顶和塔釜温度稳定后，记录塔顶、塔釜的温度和压力，以及回流液和采出液的流量。

（5）稳定运行一段时间后，取样分析塔顶和塔釜产品的组成。

2、部分回流操作（1）在全回流操作稳定的基础上，设定一定的回流比。

（2）调节进料泵的流量，控制进料速度。

（3）观察塔顶和塔釜温度的变化，及时调整加热量和冷却水量。

（4）稳定运行一段时间后，取样分析塔顶和塔釜产品的组成。

五、实验数据处理与分析1、全回流操作（1）根据实验记录的数据，计算塔顶和塔釜产品的组成。

（2）计算全塔效率。

2、部分回流操作（1）根据实验记录的数据，计算塔顶和塔釜产品的组成。

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。

精馏实训实验报告
实验名称：精馏实训实验报告
实验目的：
通过对精馏实训实验的操作和分析，掌握精馏原理和工艺流程，加深对化工分离技术的理解和掌握，提高实验操作技能和实验报告撰写能力。

实验原理：
精馏是一种化学分离技术，基于液体的不同沸点而进行分离。

在精馏过程中，液体混合物被加热，使其产生汽化并进入冷凝器，被冷却成液态，进一步分离成纯液体。

实验步骤：
1. 将实验设备准备妥当，包括精馏塔、加热装置、冷却器等。

2. 准备洗涤瓶和试管，清洗干净后装入待分离的混合物样品。

3. 开始加热，通过不同气化温度和液态沸点，产生不同的沸点温度，使混合物中的组分分离。

4. 将冷却器中的液体收集起来，观察其纯度和色泽等特征。

实验结果：
通过实验，我们得到了两个不同混合物的分离产物。

通过实验后，我们发现其纯度较高、色泽明亮。

实验分析：
精馏是一种高效的化学分离技术，能够实现高纯度物质的分离，广泛应用于制药、化工、精细化工等领域。

实验结果表明，掌握精馏技术和流程对于提高化工实验能力和实践经验有重要作用。

实验结论：
精馏实训实验结果表明，通过掌握精馏技术和流程对于精细化工的研发和生产具有重要意义。

在实验操作和实验报告撰写方面，也有助于提高实验技能和综合能力。

实验6：精馏实验（流程一）一、实验原理1、在板式蒸馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，气液两相在塔板上接触，实现传质、传热过程而达到一定程度分离的目的。

如果在每层塔板上，上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态，则该塔板称为理论塔板。

然而在实际操作过程中由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果达不到理论塔板的作用。

因此，完成一定的分离任务，精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。

对于双组分混合液的蒸馏，若已知汽液平衡数据，测得塔顶流出液组成X d、釜残液组成X w，液料组成X f及回流比R和进料状态，就可用图解法在y-x图上，或用其他方法求出理论塔板数N t。

精馏塔的全塔效率E t为理论塔板数与实际塔板数N之比，即：E t=N t / N影响塔板效率的因素很多，大致可归结为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）、塔板结构以及塔的操作条件等。

由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前塔板效率仍以实验测定给出。

2、精馏塔的单板效率E m可以根据气相（或液相）通过测定塔板的浓度变化进行计算。

若以液相浓度变化计算，则为：E ml=(X n-1-X n) / (X n-1- X n*)若以气相浓度变化计算，则为：E mv=(Y n-Y n+1) / ( Y n*-Y n-1)式中：X n-1-----第n-1块板下降的液体组成，摩尔分率；X n-------第n块板下降的液体组成，摩尔分率；X n*------第n块板上与升蒸汽Y n相平衡的液相组成，摩尔分率；Y n+1-----第n+1块板上升蒸汽组成，摩尔分率；Y n-------第n块板上升蒸汽组成，摩尔分率；Y n*------第n块板上与下降液体X n相平衡的气相组成，摩尔分率。

在实验过程中，只要测得相邻两块板的液相（或气相）组成，依据相平衡关系，按上述两式即可求得单板效率E m.二、实验设备及流程简介（1）精馏塔-----精馏塔采用筛板结构，塔身用直径Φ57X3.5mm的不锈钢管制成，设有两个进料口，共15块塔板，塔板用厚度1mm 的不锈钢板，板间距为10cm；板上开孔率为4%，孔径是2mm，孔数为21；孔按正三角形排列；降液管为Φ14X2mm的不锈钢管；堰高是10mm；在塔顶和灵敏板的塔段中装有WZG-001微型铜电阻感温计各一支，并由仪表柜的XCZ-102温度指示仪加以显示。

实验六精馏实验一、实验目的1．了解精馏塔的基本流程及操作方法；2．掌握精馏塔理论塔板数的计算方法；3．掌握精馏塔全塔效率的测定方法；4．了解回流比对精馏塔性能的影响；5．了解液泛现象。

二、实验原理精馏实验的原理是利用混合物的汽液共存区易挥发组分在汽相中浓度比液相中浓度大，达到提纯分离目的。

精馏塔中，上升汽相和下降液相在每一块塔板上接触实现多次部分冷凝，多次部分汽化达到提浓目的。

三、实验步骤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20%～30%（V）酒精水溶液加入原料槽中。

3. 再次确认塔釜液位在规定的标记处后，通电加热釜液。

为加快预热速度，可将三组加热棒同时加热。

4．当塔釜温度达到80o C时，依次进行如下操作：（1）关闭第一组加热棒；（2）马上打开冷凝器的排不凝气体阀，以排除系统内的空气，排完空气后即关闭此阀；（3）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；（4）打开冷却水阀门往冷凝器内通冷却水。

5．通过可控硅把塔釜调节到约94-98o C左右，控制塔釜内的压力比大气压稍大一些。

6．进行全回流操作，7-10分钟。

7．全回流结束后，调整回流比在1.9-4之间。

8．接着打开进料泵，并调节适当的进料流量。

精馏操作要调节的参数较多，对于初次使用本设备的学生来说，难度较大，为了学生实验顺利，给出以下参数供操作时参考：塔釜：温度控制在94-98o C左右，压力控制比大气压稍大一些；中间塔板温度：控制在80～82℃；塔顶蒸气温度：控制在78～79℃左右；回流流量：3-5 L/h；产品流量：1-2 L/h；进料流量：4-8 L/h。

9．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2/3）。

10．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）。

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。

北京化工大学学生实验报告学院：化学工程学院姓名：王敬尧学号：专业：化学工程与工艺班级：化工1012班同组人员：雍维、雷雄飞课程名称：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。