南京工业大学实验之精馏实验
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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。
实验一1.以水做介质所测得的λ~ Re 关系能否适用于其它流体 ? 如何应用可以用于牛顿流体的类比,牛顿流体的本构关系一致。
应该是类似平行的曲线,但雷诺数本身并不是十分准确,建议取中间段曲线,不要用两边端数据。
雷诺数本身只与速度,粘度和管径一次相关,不同流体的粘度可以查表.2在不同设备上 ( 包括不同管径 ) ,不同水温下测定的λ~ Re 数据能否关联同一条曲线?.一次改变一个变量,是可以关联出曲线的,一次改变多个变量时不可以的。
3流体流动阻力测定实验中,如何检验测试系统内的空气是否已经被排除干净?将阀2、3、4、5、6打开,观察管路出口的水是否均匀流出,如果出口处水流均匀且没有突突声,则空气已排尽。
4对装置作排气工作时,是否一定要关闭流程尾部的流量调节阀看你要测定的是什么啊,不关闭就会产生一定的背压力,对前面而言就是有一定的阻力啊5如果测压口,孔边缘有毛刺或安装不垂直,对静压的测量有何影响?没有影响.静压是流体内部分子运动造成的.表现的形式是流体的位能.是上液面和下液面的垂直高度差.只要静压一定.高度差就一定.如果用弹簧压力表测量压力是一样的.所以没有影响.实验二1测定离心泵特性曲线的意义有哪些?2.试从所测实验数据分析离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门?3.启动离心泵之前为什么要引水灌泵?如果灌泵后依然启动不起来,你认为可能的原因是什么?4.为什么用泵的出口阀门调节流量?这种方法有什么优缺点?是否还有其他方法调节流量?5.泵启动后,出口阀如果不开,压力表和真空表读数如何变化?为什么?6.正常工作的离心泵,在其进口管路上安装阀门是否合理?为什么?7.试分析,用清水泵输送密度为1200Kg/m^3的盐水,在相同流量下你认为泵的压力是否变化?轴功率是否变化?1、特性曲线主要是用于选泵使用,不同曲线会极大影响泵的效率,泵并联运行也需要性能曲线,合理配备水泵的台数。
2、关闭阀门的原因从试验数据上分析:开阀门意味着扬程极小,这意味着电机功率极大,会烧坏电机。
精馏实验实验报告一、实验目的这次精馏实验的目的呢,就是让咱们深入了解精馏的原理和操作过程,学会怎么把混合物中的不同成分给分离开来,就像咱们在生活中把乱七八糟的东西整理得井井有条一样。
二、实验原理说起来,精馏的原理其实也不难理解。
简单点说,就是利用混合物中各组分的沸点不同,通过加热让它们变成气体,然后再冷却凝结,这样就能把不同沸点的组分给分开啦。
就好比是一群小伙伴,有的跑得快,有的跑得慢,咱们在终点设个关卡,就能把他们一个一个地给区分开。
我记得有一次去菜市场买菜,看到卖鱼的摊位那儿,老板在处理一堆各种各样的鱼。
他先把大鱼和小鱼分开,然后又把不同种类的鱼分类摆放,这不就有点像咱们的精馏嘛!不同的鱼就像是混合物中的不同组分,老板通过他的方法把它们给区分开来,方便顾客挑选。
三、实验仪器与试剂咱们这次实验用到的仪器可不少,有精馏塔、冷凝器、再沸器、温度计、流量计等等。
试剂呢,就是一些常见的混合物,比如乙醇和水的混合物。
四、实验步骤1、首先,咱们得把实验装置搭建好,就像搭积木一样,每个部件都要安装得稳稳当当的。
这可不能马虎,要是有个地方没装好,那实验可就没法顺利进行啦。
2、然后,往再沸器里加入适量的混合物,打开加热装置,让混合物开始沸腾。
这时候,就能看到热气腾腾的景象,就像家里煮饺子时锅里冒出来的热气一样。
3、随着温度的升高,混合物中的组分开始变成气体,顺着精馏塔往上跑。
这时候,冷凝器就发挥作用了,把这些气体冷却变成液体。
4、咱们要时刻关注温度计和流量计的读数,记录下不同时刻的数据。
这就像是在跑步比赛中,记录运动员的速度和时间一样重要。
5、最后,等实验进行一段时间后,从塔顶和塔底分别取出样品,进行分析,看看咱们的分离效果怎么样。
五、实验数据记录与处理在实验过程中,我们可是认认真真地记录了各种数据,比如温度、流量、组成等等。
然后,根据这些数据,我们可以计算出精馏塔的理论塔板数、实际塔板效率等参数。
这就好比是做完作业后,要检查对错,看看自己掌握得怎么样。
化工原理实验精馏实验报告This manuscript was revised on November 28, 2020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~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。
精馏实验的实验报告精馏实验的实验报告引言:精馏实验是化学实验中常见的一种分离技术,通过利用液体混合物的不同沸点,将其分离为不同组分。
本实验旨在通过对乙醇-水混合物的精馏实验,了解精馏原理及操作方法,并探究影响精馏效果的因素。
实验目的:1. 掌握精馏实验的基本原理和操作方法;2. 了解乙醇-水混合物的沸点与浓度之间的关系;3. 探究不同因素对精馏效果的影响。
实验原理:精馏是利用液体混合物中不同组分的沸点差异进行分离的一种方法。
在精馏过程中,混合物被加热,沸点较低的组分首先汽化,然后在冷凝管中冷却凝结,最后收集。
通过连续蒸馏,可以实现对液体混合物的分离。
实验步骤:1. 准备实验装置:将精馏装置搭建好,包括加热设备、冷凝管、收集瓶等。
2. 准备乙醇-水混合物:按照预定比例混合乙醇和水,制备不同浓度的混合液。
3. 装液:将混合液倒入精馏瓶中,注意不要超过瓶口。
4. 开始加热:将加热设备加热至适当温度,使混合液开始汽化。
5. 收集馏出液:通过冷凝管将馏出液冷却凝结,收集于收集瓶中。
6. 记录数据:记录每次收集的馏出液的体积和温度。
实验结果与分析:在实验过程中,我们制备了不同浓度的乙醇-水混合液进行精馏实验。
随着浓度的增加,馏出液的沸点逐渐升高。
这是因为乙醇和水的沸点不同,乙醇的沸点较低,水的沸点较高。
通过精馏,我们可以将乙醇从水中分离出来。
此外,我们还探究了不同因素对精馏效果的影响。
首先是加热温度的影响。
实验中,我们发现加热温度的升高可以提高精馏效果,即加快馏出液的产出速度。
然而,过高的温度可能导致混合液的剧烈沸腾,使得分离效果下降。
其次是冷凝管的冷却效果。
冷凝管的冷却效果直接影响着馏出液的凝结速度。
如果冷凝管冷却不充分,会导致液滴回流,影响分离效果。
因此,保持冷凝管的良好冷却是保证精馏效果的关键。
实验结论:通过精馏实验,我们成功地分离了乙醇和水混合液。
实验结果表明,乙醇和水的沸点差异使得精馏成为一种有效的分离方法。
填料精馏塔实验一、实验目的1.观察填料精馏塔精馏过程中气、液两相流动状况;2.掌握测定填料等板高度的方法;3.研究回流比对精馏操作的影响。
二、实验原理精馏塔是实现液体混合物分离操作的气液传质设备,精馏塔可分为板式塔和填料塔。
板式塔为气液两相在塔内逐板逆流接触,而填料塔气液两相在塔内沿填料层高度连续微分逆流接触。
填料是填料塔的主要构件,填料可分为散装填料和规整填料,散装填料如:拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍形填料、矩鞍形填料、θ网环等;规整填料有板波纹填料、金属丝网波纹填料等。
由于填料塔内气液两相传质过程十分复杂,影响因素很多,包括填料特性、气液两相接触状况及两相的物性等。
在完成一定分离任务条件下确定填料塔内的填料层高度时,往往需要直接的实验数据或选用填料种类、操作条件及分离体系相近的经验公式进行填料层高度的计算。
确定填料层高度有两种方法:1.传质单元法填料层高度=传质单元高度×传质单元数(2—50)或:(2—51)由于填料塔按其传质机理是气液两相的组成沿填料层呈连续变化,而不是阶梯式变化,用传质单元法计算填料层高度最为合适,广泛应用于吸收、解吸、萃取等填料塔的设计计算。
2.等板高度法在精馏过程计算中,一般都用理论板数来表达分离的效果,因此习惯用等板高度法计算填料精馏塔的填料层高度。
(2—52)式中:Z——填料层高度,m;N T ——理论塔板数;HETP——等板高度,m。
等板高度HETP,表示分离效果相当于一块理论板的填料层高度,又称为当量高度,单位为m。
进行填料塔设计时,若选定填料的HETP无从查找,可通过实验直接测定。
对于二元组分的混合液,在全回流操作条件下,待精馏过程达到稳定后,从塔顶、塔釜分别取样测得样品的组成,用芬斯克(Fenske)方程或在x~y图上作全回流时的理论板数。
芬斯克方程:(2—53)式中:——全回流时的理论板数;——塔顶易挥发组分与难挥发组分的摩尔比;——塔底难挥发组分与易挥发组分的摩尔比;——全塔的平均相对挥发度,当α变化不大时,在部分回流的精馏操作中,可由芬斯克方程和吉利兰图,或在x~y图上作梯级求出理论板数。
化工原理实验报告精馏实验
化工原理实验报告:精馏实验
实验目的:
本次实验旨在通过精馏实验,掌握精馏过程的基本原理,了解精馏技术在化工
生产中的应用,并掌握精馏实验的操作技能。
实验原理:
精馏是一种利用液体混合物中不同成分的沸点差异进行分离的物理方法。
在精
馏过程中,液体混合物首先被加热至沸点,然后蒸气被冷凝成液体,最终得到
不同成分的纯净产物。
实验步骤:
1. 准备实验装置:将精馏瓶、冷凝管、加热设备等装置搭建好,并连接好管道。
2. 将待分离的液体混合物倒入精馏瓶中。
3. 加热液体混合物,使其达到沸点,产生蒸气。
4. 蒸气通过冷凝管冷却成液体,分别收集不同成分的产物。
实验结果:
经过精馏实验,我们成功地将液体混合物分离成了不同成分的产物。
通过实验,我们观察到不同成分的沸点差异导致了它们在精馏过程中的分离。
这表明精馏
技术在化工生产中具有重要的应用价值。
实验结论:
通过本次精馏实验,我们深入了解了精馏技术的原理和操作方法,掌握了精馏
实验的操作技能。
精馏技术在化工生产中具有广泛的应用,能够有效地分离液
体混合物中的不同成分,提高产品的纯度和质量,具有重要的经济意义和社会
价值。
总结:
精馏实验是化工原理课程中的重要实验之一,通过本次实验,我们对精馏技术有了更深入的了解,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习,我们能够更加熟练地掌握精馏技术,为将来的化工生产做出更大的贡献。
精馏实验的实验报告精馏实验的实验报告引言:精馏实验是一种常见的分离和纯化混合物的方法,它基于不同组分在不同温度下的汽化和冷凝特性。
本实验旨在通过对乙醇和水混合物的精馏实验,探究其分离纯化的原理和过程,并通过实验数据分析和结果讨论,加深对精馏技术的理解。
实验原理:精馏实验基于液体组分在不同温度下的汽化和冷凝特性。
在精馏塔内,混合物被加热至沸腾,液体组分蒸发成气体,然后在塔内冷凝成液体,最终通过收集器收集纯净的组分。
这是因为不同组分的沸点不同,通过控制温度和塔内压力,可以实现对混合物的分离。
实验步骤:1. 准备实验装置:将精馏塔、加热器、冷凝器、收集器等装置按照实验要求连接好。
2. 准备混合物:准备一定比例的乙醇和水混合物,确保混合均匀。
3. 开始实验:将混合物倒入精馏塔,打开加热器,控制加热温度逐渐升高。
4. 收集组分:通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体,分别收集纯净的乙醇和水。
实验数据:在实验过程中,记录了不同温度下乙醇和水的蒸馏量,并绘制了温度-蒸馏量曲线。
实验结果分析:根据实验数据和温度-蒸馏量曲线,可以得出以下结论:1. 乙醇和水的沸点不同,乙醇的沸点较低,水的沸点较高。
通过控制温度,可以使乙醇先蒸发,然后通过冷凝器收集纯净的乙醇。
2. 随着温度的升高,乙醇的蒸馏量逐渐增加,而水的蒸馏量逐渐减少。
这是因为乙醇的沸点较低,容易蒸发,而水的沸点较高,需要较高温度才能蒸发。
3. 在实验过程中,需要控制温度和塔内压力,以确保乙醇和水的分离效果。
如果温度过高或压力不合适,可能导致组分混合,无法实现分离。
实验讨论:1. 实验中使用的乙醇和水混合物比例对分离效果有影响。
如果混合物比例接近共沸点,分离效果可能不理想。
因此,在实际应用中,需要根据混合物的组成和性质进行调整。
2. 实验中使用的精馏塔和冷凝器的设计和性能也会影响分离效果。
较高效率的精馏塔和冷凝器可以提高分离效果,减少组分之间的混合。
结论:通过精馏实验,成功地分离了乙醇和水混合物。
一:实验目的:
1).了解连续精馏塔的基本结构及流程。
2).掌握连续精馏塔的操作方法。
3).学会板式精馏塔全塔效率、单板效率和填料精馏塔等板高度的测定方法。
4).确定部分回流时不同回流比对精馏塔效率的影响。
5).了解气相色谱仪的使用方法。
6).了解LMI 电磁微量计量泵、塔釜液位自动控制、回流比和电加热自动控制的工作原理和操作方法。
7).学会化工原理实验软件库(组态软件MCGS 和VB 实验数据处理软件系统)的使用。
二:基本原理:
1)全塔效率E T
全塔效率E T =N T /N P ,其中N T 为塔内所需理论板数,N P 为塔内实际板数。
板式塔内各层塔板上的气液相
接触效率并不相同,全塔效率简单反映了塔内塔板的平均效率,它反映了塔板结构、物系性质、操作状况对塔分离能力的影响,一般由实验测定。
式中N T 由已知的双组分物系平衡关系,通过实验测得塔顶产品组成X D 、料液组成X F 、热状态q 、残液
组成X W 、回流比R 等,即能用图解法求得。
2)单板效率E M
是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化与经过一层理论塔板前后的组成变化的比值。
3)等板高度(HETP )
等板高度(HETP )是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。
它的大小取决于填料的类型、材质与尺寸,受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响,一般由实验测定。
对于双组分物系,根据平衡关系,通过实验测得塔顶产品组成X D 、料液组成X F 、热状态q 、残液组成X W 、回流比R 和填料层高度Z 等
有关参数,用图解法求得理论板数后,即可确定:
HETP =Z/N T
三:实验装置与流程:
本实验装置有筛板塔和填料塔两种类型,它们的特征数据如下:
1.不锈钢筛板塔
塔内径D 内=66mm ,塔板数N P =16块,板间距H T =71mm 。
塔板孔径1.0mm ,孔数72个,开孔率4.5%。
塔釜液体加热采用电加热,塔顶冷凝器为列管换热器。
供料采用LMI 电磁微量计量泵进
料。
筛板精馏塔实验装置如图所示:
筛板精馏塔流程图
.不锈钢填料塔
塔内径D
=68mm,塔内填料层高度Z=1.0m(乱堆),填料为不锈钢σ环散装填料,
内
尺寸6mm×6mm,比表面积440m2/m3,空隙率0.7 m3/m3,堆积密度 700kg/m3,填料因子1500 m-1,填料层支承栅板开孔率75%。
塔底电加热,加热功率2.5kw。
塔顶冷凝器为盘管换热器。
供料采用LMI电磁微量计量泵进料。
3.仪表控制板
四:实验步骤与注意事项:
1). 实验步骤:
一)全回流
1)配制浓度16%~19%(用酒精比重计测)的料液加入釜中,至釜容积的2/3处。
2)检查各阀门位置,启动仪表电源,再启动电加热管电源,先用手动(电压为150V)给釜中缓缓升温,10min后再转向自控档(电压为220V),若发现液沫夹带过量时,可拨至手动档,电压调至150—180V。
3)打开冷凝器的冷却水,调至400l/h左右,使其全回流。
4)当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后,分别取塔顶浓度X
D 和塔釜浓度X
W
,送色谱分析。
二)部分回流
1)在储料罐中配制一定浓度的酒精-水溶液(约10~20%)。
2)待塔全回流操作稳定时,打开进料阀,开启进料泵电源,调节进料量至适当的流量。
3)启动回流比控制电源,调节回流比R(R=1~4)
4)当塔顶、塔内温度读数稳定后即可取样。
三)取样与分析
1)进料、塔顶、塔釜从各相应的取样阀放出。
2)塔板取样用注射器从所测定的塔板中缓缓抽出,取1ml左右注入事先洗净烘干的针剂瓶中,并给该瓶盖标号以免出错,各个样品尽可能同时取样。
3)将样品进行色谱分析。
4)LMI电磁微量计量泵的使用
打开操作面板上进料泵电源开关,打开进料阀,打开泵开关键。
按向上或向下键可增大或降低速度。
2). 注意事项:
1).塔顶放空阀一定要打开。
2).料液一定要加到设定液位2/3处方可打开加热管电源,否则塔釜液位过低会使电加热丝露出干烧致坏。
3).部分回流时,进料泵电源开启前务必打开进料阀,否则会损害进料泵。