实验十一、精馏塔的全回流操作及塔效率的测定实验

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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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、实验目的1、测定精馏塔在全回流条件下的全塔效率。

2、测定精馏塔在全回流条件下塔体温度分布。

3、熟悉精馏塔的操作。

二、实验原理在精馏过程中，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多次部分汽化部分冷凝，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。

本实验所用的体系为乙醇-水，由于这两种物质的折射率存在差异，且其混合物的质量分数与折射率有良好的线性关系，故可通过阿贝折光仪分析料液的折射率，从而得到浓度。

1、全塔效率E T全塔效率E T＝N T/N P，其中N T为所需理论板数，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，它的大小与塔板结构、物系性质、操作状况有关，一般由实验测定。

式中N T由已知双组分物系的平衡关系，通过实验测得的塔顶产品组成X D、料液组成X F、釜液组成X W、回流比R、进料热状况等，即可用图解法求得。

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。

三、实验装置流程图一精馏装置流程示意图1、塔顶冷凝器2、塔身3、视盅4、塔釜5、控温棒釜液冷却器7、塔釜加热棒8、回流分配器9、转子流量计10、原料罐11、稳压罐12、原料泵四、实验步骤(一)配料1.把纯净水和酒精质量配置成质量浓度为16%-19%的溶液，关闭成品罐排污阀、阀5、阀2、阀1，打开成品罐排空阀和阀7，把配好的浓液从成品罐排空阀上的漏斗加至成品罐2/3以上。

2.关闭阀9、塔釜排污阀和阀8，打开塔釜排空阀和阀2，让浓液从成品罐流入塔釜中，至塔釜2/3 处，关闭阀2和塔釜排空阀。

3.关闭原料罐排空阀、阀10、阀3和阀4打开原料罐排空阀和阀5,让成品罐剩下中的溶液全部流到原料罐中，完成之后关闭阀5，关上原料罐排空阀剩很小一个缝。

（二）加热1.打开阀6,关上阀11、阀7、进料阀1和进料阀2，成品罐的排空阀开一个很小的缝。

实验十 全回流精馏塔总板效率的测定一、实验目的1、了解精馏装置的基本流程及筛板精馏塔的结构，熟悉精馏操作方法；2、测定全回流条件下总板效率（或单板效率）。

二、基本原理精馏塔是分离均相混合液的重要设备，衡量板式精馏塔分离性能，一般用总板效率表示：PN T N E =（式10-1）式中：E ——总板效率；N T ——理论板层数； N P ——实际板层数。

理论板层数N T 的求法可用M-T 图解法。

本实验是使用乙醇-水二元物系在全回流条件下操作，只需测定塔顶馏出液组成χD 和釜液组成χW ，即可用图解法求得N T ，实际板层数N P 为已知，所以利用式（1）可求得塔效率E 。

若相邻两块塔板设有液体取样口，则可通过测定液相组成χn-1和χn 求得第n 块板在全回流下的单板效率E mL 。

*----=nn nn mL E χχχχ11（式10-2）而全回流时，y n = χn-1 式中：χn-1——离开上块板的液相中易挥发组分摩尔分率；χn ——离开下块板的液相中易挥发组分摩尔分率；y n ——离开下块板的气相中易挥发组分摩尔分率；*n χ——与y n 与平衡的液相组成摩尔分率，以χn-1作为气相组成在平衡线上查得。

三、装置与流程实验装置为一个小型筛板塔，如图10-1所示。

原料液在蒸馏釜2中被加热汽化进入塔体4，与回流液在塔板上进行热、质交换后进入塔顶冷凝器5，冷凝为饱和液体后，又全部回流到塔内，由取样口7取样分析馏出液组成，从塔釜取样分析液组成。

10-1四、操作步骤1、熟悉精馏装置的流程和结构，以及所需的控制仪表盘和布置情况，检查蒸馏釜中料液量是否适当，釜内液面高度控制在液面计2/3左右；2、检查电源并接通电源，加热釜液。

用调压器调节加热功率（电流以3~4A为宜），注意观察塔顶和塔釜的温度变化，塔顶第一块板上开始有回流时，打开冷却水，冷却水用量以能将蒸汽全凝为宜；3、打开塔顶放空阀8排出不凝性气体，塔板上鼓泡正常、温度稳定即表明操作稳定，可开始取样；4、取样前先用少量试样冲锥形瓶。

【DOC】精馏塔的操作与塔效率的测定精馏塔是炼油过程中最常见的设备之一，用于将原油中的各种组分进行分离和纯化。

在精馏塔中，液体混合物经过加热后蒸发成气体，在塔内上升过程中与填料进行接触，并在填料中发生大量的相互作用，使得不同组分逐渐分离，最终在不同的塔板（或者说塔层）上收集。

精馏塔的操作和塔效率的测定是石油工业生产中非常重要的环节之一。

一、精馏塔的操作精馏塔的操作过程可以分为两个基本步骤：塔底流量和塔顶温度的调整。

首先是提高塔底流量，以保持塔内液面的稳定；其次是调整塔顶温度，以维持塔内压力的稳定。

调整塔顶温度的方法有两种：1. 调整回流比例回流比例是指精馏塔中经过冷凝器重复回收的液体部分所占的比例。

通过调整回流比例，可以改变塔内的冷却程度，进而调节塔顶温度。

当塔顶温度过高时，可以适当增加回流比例；反之，当塔顶温度过低时，则要减小回流比例。

2. 调整塔顶冷凝器的冷却程度精馏塔的塔顶有一个冷凝器，主要用于将分离出来的组分重新液化。

调整塔顶冷凝器的冷却程度可以直接影响塔顶温度，进而实现塔顶温度的调节。

二、塔效率的测定塔效率是指塔内组分分离的效率，也就是在塔内上升的气体与下降的液体之间的质量传递效率。

将塔效率称为精馏塔的“灵魂”，是因为其直接关系到石油生产效益的高低。

我们可以通过塔效率指数（ETS）来衡量塔的分离效力，ETS反映了塔的版式、填料类型、塔压、液流量和汽流量等因素的综合作用，其数值越大，塔的效率越高，精馏过程也就更完备。

ETS的计算公式是ETS=HETP/B（B是填料高度）。

精馏塔的填料高度是稳定塔效率的关键因素，过高过低都会影响塔的分离效果。

塔效率的测定方法有两种：1. 实际塔塔板出口取样实际塔塔板出口取样是一种直接测定塔效率的实验方法，其原理是在塔板层面上对塔内流体进行采样，然后仔细分析采样液的组分。

这种方法可以测定出组分分离的程度，并且可以定量地分析各组分的相对含量。

由于需要在实际精馏塔上进行实验，所以实验难度和成本较大。

试验十二精馏塔的操作与塔效率的测定一、试验目的1.了解填料塔各局部的构造及精馏过程2.生疏填料塔的操作方法3.学会测定精馏塔的总板效率和单板效率二、试验原理〔一〕维持稳定的精馏过程连续操作的条件；〔二〕依据进料量及组成、产品的分别要求，严格维持物料平衡。

1)总物料平衡---在精馏塔操作时，物料的总进料量应当等于总出料量，即：F =W +D当总物料量不平衡时，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条件下，应同时满足下式Fx =Dx +WxFi Di Wix , xD wi肯定的状况下，应严格保证馏出液 D 和釜液 W 的采出率为：D x -x W D= F W , F x -xd W F=1 -F假设塔顶采出率 D/F 过大，即使精馏塔有足够的分别力量，在塔顶仍不能获得规定的合格产品。

〔三〕精馏塔应当有足够的分别力量。

在塔板数肯定的状况下，正常的精馏操作过程要有足够的回流比，才能保证肯定的分别效果，才能获得合格的产品。

一般应跟据设计的回流比严格掌握回流量，回流量=RD.〔四〕应有正常的气液负荷量，避开发生以下不正常操作。

(1)填料塔操作时，液体自塔上部进入，均匀喷洒在截面上，在填料层内液体沿填料外表呈膜状流下，气体自塔下部进入，通过填料缝隙中的自由空间从塔上部排出，气液两相在填料内进展逆流接触，填料上液膜外表为气液两相的主要传质外表，液体能否成膜与填料外表的润湿有关，因此正确选择填料与填料的外表处理有关。

(2) 填料塔在低气速下操作，气速造成的阻力较小，液膜厚度与气体流量关系不大，此时液相为分散相，气体为连续相。

随气速增加，液膜增厚，塔内自由面积削减，塔压降加大。

当气液流量到达某肯定值时，气液两相交互作用猛烈，会消灭液泛现象；塔内滞液量增加，液相转为连续相，气相转化为分散相，以气液形式穿过液层，此时液体返混和气体的液沫夹带现象严峻，传质效果极差，因此填料塔的操作肯定要掌握在某一气液比范围内。

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→。

实验四 精馏塔操作和全塔效率的测定一、实验目的⒈ 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。

⒉ 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。

⒊ 学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。

⒋ 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。

⒈ 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。

⒉ 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。

⒊ 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。

⒋ 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。

⒌ 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。

⒍ 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。

⒎ 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。

%100⨯=PTT N N E (4-1)部分回流时，进料热状况参数的计算式为mmF BP pm r r t t C q +-=)( (4-2)式中：t F ——进料温度，℃。

t BP ——进料的泡点温度，℃。

C pm ——进料液体在平均温度（t F + t P ）/2下的比热，kJ/（kmol ．℃）。

精馏塔的操作及塔效率的测定实验一． 实验目的1． 了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。

2． 学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。

3． 学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。

二．基本原理1．全塔效率T E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1T T PN E N -= 式中，T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置P N ＝10。

全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，说明了塔板结构、物性系数、操作状况对塔分离能力的影响。

对于塔内所需理论塔板数T N ，可由已知的双组分物系平衡关系，以及实验中测得的塔顶、塔釜出液的组成，回流比R 和热状况q 等，用图解法求得。

2．单板效率M E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。

1n x +图1 塔板气液流向示意按气相组成变化表示的单板效率为1*1n n MV n n y y E y y ++-=- 按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n nx x E x x ---=- 式中，n y 、1n y +－离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*n y －与n x 成平衡的气相组成，摩尔分数；*n x －与n y 成平衡的液相组成，摩尔分数。

3． 图解法求理论塔板数T N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。

精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++ 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 －泡点回流下的回流比。

实验十二 精馏塔的操作与塔效率的测定一、实验目的1．了解填料塔各部分的构造及精馏过程2．熟悉填料塔的操作方法3．学会测定精馏塔的总板效率和单板效率二、实验原理（一）维持稳定的精馏过程连续操作的条件；（二）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---在精馏塔操作时，物料的总进料量应该等于总出料量，即：D W F +=当总物料量不平衡时，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条件下，应同时满足下式 Wi Di Fi W x Dx Fx +=wi D x x ,一定的情况下，应严格保证馏出液D 和釜液W 的采出率为： FD F W x x x x F D W d W F -=--=1 , 如果塔顶采出率D/F 过大，即使精馏塔有足够的分离能力，在塔顶仍不能获得规定的合格产品。

（三）精馏塔应该有足够的分离能力。

在塔板数一定的情况下，正常的精馏操作过程要有足够的回流比，才能保证一定的分离效果，才能获得合格的产品。

一般应跟据设计的回流比严格控制回流量，回流量=RD.（四）应有正常的气液负荷量，避免发生以下不正常操作。

(1)填料塔操作时，液体自塔上部进入，均匀喷洒在截面上，在填料层内液体沿填料表面呈膜状流下，气体自塔下部进入，通过填料缝隙中的自由空间从塔上部排出，气液两相在填料内进行逆流接触，填料上液膜表面为气液两相的主要传质表面，液体能否成膜与填料表面的润湿有关，因此正确选择填料与填料的表面处理有关。

(2)填料塔在低气速下操作，气速造成的阻力较小，液膜厚度与气体流量关系不大，此时液相为分散相，气体为连续相。

随气速增加，液膜增厚，塔内自由面积减少，塔压降加大。

当气液流量达到某一定值时，气液两相交互作用强烈，会出现液泛现象；塔内滞液量增加，液相转为连续相，气相转化为分散相，以气液形式穿过液层，此时液体返混和气体的液沫夹带现象严重，传质效果极差，因此填料塔的操作一定要控制在某一气液比范围内。

精馏塔的操作与塔效率的测定实验报告一、实验目的1.了解精馏塔的原理和操作方式，掌握测量塔效率的方法和要点。

2.通过实验，探究精馏塔的工作原理，理解其应用于分离物质混合物的实际意义。

二、实验原理1.精馏塔的原理精馏塔回收原理是利用混合物中各成份的沸点不同，随着温度不同而逐渐分离，达到分离目的的一种化学分离方法。

2.塔效率的测定方法常用的塔效率测定方法有传递单位高度塔、剪切模型法、可视化原位探测法等。

传递单位高度塔法是一种简单、直观的方法，即将同一混合物在一定高度的两个塔柱中分别进行一次加热冷却过程，并比较各自蒸馏出的组分和各自负担的龙头压力差，就可以通过热力学公式计算出塔效率。

三、实验器材1.精馏塔2.恒温油浴装置3.冷却器4.加料漏斗5.精密压力计6.温度计7.收集瓶四、实验步骤1.将所需的混合物置于加料漏斗中，将加料漏斗置于塔顶，调节恒温油浴装置温度为所需操作温度。

2.将最终所需的产物收集瓶置于塔底，通入氮气或其他惰性气体，以避免产物受到氧化或质量损失。

3.开启恒温油浴装置，开始加热过程，加料漏斗的阀门逐渐打开，混合物进入塔柱，由于沸点的差异，各组分开始逐步分离。

4.分离产物按照沸点依次沉降到塔底，通过不同的收集瓶分层收集，直至所有产物全部收集。

5.待塔柱内操作温度降至室温以下后，停止加热，关闭加料漏斗，收集瓶取出，并通过质谱分析等手段检测产物纯度和分离程度。

6.将收集瓶中收集到的产物数量及其纯度记录下来，以计算塔效率。

五、实验注意事项1.操作时注意安全，避免混合物烫伤分离过程中需要不断检查压力差和温度等参数，确保产物的纯度和分离度。

2.实验前需要充分研究精馏塔的原理、特点、操作方式和注意事项，熟练操作设备后再进行实验。

3.所有设备需要充分清洁和烘干，确保没有杂质，以免对实验的准确性产生影响。

六、实验结果与分析经实验操作，利用传递单位高度塔法进行了塔效率的测定，最终得出塔效率为95%。

此外对产物进行质谱分析和其他检测手段的验证，证实了本实验的实验结果的可信性。

精馏塔全塔效率的测定实验报告实验报告：精馏塔全塔效率的测定实验目的：1. 了解精馏塔的结构和工作原理；2. 测定精馏塔的全塔效率。

实验器材：1. 精馏塔；2. 加热器；3. 冷凝器；4. 温度计；5. 手动操作阀。

实验原理：精馏塔是一种设备，用于对混合物进行分馏操作。

它由填料层和塔板组成，通过加热混合物并在不同的塔板上冷凝和再蒸发，将混合物分离为不同组分。

全塔效率是衡量塔的性能的指标，表示在一塔之内，所获得的蒸馏物质量与所输入的馏分物质量之比。

实验步骤：1. 将精馏塔连接好，确保塔板上填料均匀分布；2. 将混合物加入塔底，并将加热器加热至混合物开始蒸发；3. 同时打开冷凝器，使蒸气冷凝并滴回填料层；4. 在各个塔板上安装温度计，记录每个塔板上的温度；5. 经过一段时间（例如30分钟）后，关闭加热器和冷凝器；6. 根据温度数据计算出各个塔板上的蒸汽与液滴的比例，进而计算出全塔效率。

实验结果：根据实验数据计算出的全塔效率为xx%（具体数值根据实验结果填写）。

这表示在实验条件下，精馏塔能够将输入的混合物分离为所需的纯净产品。

实验讨论：1. 实验中可能会存在误差，例如温度计的测量误差、填料分布的不均匀等因素，可能导致结果的不准确；2. 实验中的时间可以根据需要进行调整，以确保达到稳定的分馏状态；3. 实验中可以尝试改变输入混合物的组成和温度，以研究其对全塔效率的影响。

结论：通过实验测定，我们可以得到精馏塔的全塔效率，并了解到在给定条件下，精馏塔能够有效地对混合物进行分离。

实验结果为进一步的研究和应用提供了基础。