板式精馏塔设计系实验报告
- 格式:docx
- 大小:376.84 KB
- 文档页数:10
筛板式精馏设计性实验摘要:在常压操作条件下,利用筛板塔对乙醇-正丙醇体系进行了实验研究,采用间歇精馏与连续精馏结合的方法,通过实验用工程模拟的方法通过模拟测定精馏塔中测定乙醇-正丙醇体系混合液在全回流状态下和部分回流比的状况下的操作状况,考察这些参数对精馏过程的影响,从而计算塔板效率和总板效率,最终得以提高塔板效率,并根据实验提出了创新性建议。
关键词:筛板式精馏塔;乙醇-正丙醇体系;全回流;理论塔板数;全塔效率;Abstract:The experiment was carried out in ethanol-n-propanol system at normal pressure by using sieve-tray. When adopt the method of combination of continuous distillation and batchdistillation , this experiment with engineering simulation method through the simulation of the column was ethanol-n-propanol system mixture in all the backflow state of the operation status, then calculates tower board efficiency and general board efficiency, and analyzes the main factors of influence veneer efficiency, finally able to improve the efficiency of the tray.Also, some innovative proposals were presented for the experiment.Keywords: Sieve-tray; Ethanol-n-propanol System ; Total reflux; Theoretical tower number plate; The tower efficiency;前言精馏是实现液相混合物液液分离的重要方法,而精馏塔是化工生产中进行分离或称的主要单元,板式精馏塔为主要形式。
板式塔精馏实验一、实验目的1. 观察板式塔汽、液两相流动状态。
2. 了解回流比对精馏操作的影响。
3. 测定板式塔总板效率与空塔汽速的关系4. 了解精馏流程安排及操作二、基本原理塔板是板式精馏塔的主要构件,是汽液两相接触传热、传质的媒介。
通过塔底的再沸器对塔釜液体加热使之沸腾汽化,上升的蒸汽穿过塔板上的孔道和板上的液体接触进行传质。
塔顶的蒸汽经冷凝器冷凝后,一部分作为塔顶产品流出,其余则作为回流液返回塔内。
来自塔顶的液体自上而下经过降液管流至下层塔板口,再横向流过整个塔板,经另一侧降液管流下。
气、液两相在塔内整体呈逆流,板上呈错流,这是板式塔内气、液两相的流动特征。
汽液两相在塔板上进行相际传质,使液相中易挥发组分进入汽相、汽相中难挥发组分转入液相。
精馏塔所以能使液体混合物得到较完全的分离,关键在于回流的运用。
从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比,它是精馏操作的一个重要控制参数,回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果与能耗。
回流比可分为全回流,最小回流比和实际操作时采用的适宜回流比。
全回流是一种极限情况,它不加料也不出产品。
塔顶冷凝量全部从塔顶回到塔内,这在生产上没有意义。
但是这种操作容易达到稳定,故在装置开工和科学研究中常常采用。
全回流时由于回流比为无穷大,当分离要求相同时比其它回流比所需理论板要少,故称全回流时所需理论板为最少理论板数。
通常计算最少理论板用芬斯克方程。
对于一定的分离要求,减少回流比,所需的理论板数增加,当减到某一回流比时,需要无穷多个理论板才能达到分离要求,这一回流比称为最小回流比R m。
最小回流比是操作另一极限,因为实际上精馏塔不可能安装无限块板,因此亦就不能选择R m来操作。
实际选用的回流比R应为R m的一个倍数,这个倍数根据经验取1.2~2。
当体系的分离要求、进料组成和状态确定后,可以根据平衡线的形状由作图求出最小回流比。
在精馏塔正常操作时,如果回流装置出现毛病,中断了回流,此时操作情况会发生明显变化。
一、实验目的1. 了解板式精馏塔的结构和工作原理。
2. 掌握板式精馏塔的操作方法。
3. 研究回流比对精馏效果的影响。
4. 测定精馏塔的效率。
二、实验原理板式精馏塔是一种常用的化工分离设备,用于将混合物中的不同组分分离出来。
其工作原理是利用混合物中各组分的沸点差异,在塔内进行多次汽液相平衡,使易挥发组分逐渐富集在塔顶,难挥发组分逐渐富集在塔底。
在板式精馏塔中,气液两相在塔板上的接触和分离是关键。
气相从塔底进入,在上升过程中与塔板上的液相接触,发生传质和传热过程。
易挥发组分从液相进入气相,难挥发组分从气相进入液相。
经过多次汽液相平衡,最终实现混合物的分离。
三、实验装置与流程1. 实验装置:本实验采用板式精馏塔,塔体材料为不锈钢,塔板采用筛孔塔板。
2. 实验流程:将原料液加入蒸馏釜,加热汽化后进入精馏塔。
在塔内,气液两相在塔板上进行接触和分离。
塔顶的气相经冷凝器冷凝后收集,塔底的液相经回流罐回流至塔顶。
四、实验步骤1. 装置准备:检查装置是否完好,调整塔板间距,确保气液两相在塔板上充分接触。
2. 加热:打开加热器,将原料液加热至沸点,开始汽化。
3. 测量:在塔顶和塔底分别安装温度计和流量计,实时监测塔顶温度和塔底流量。
4. 调节:根据实验要求,调节加热器和回流泵,控制塔顶温度和回流比。
5. 收集:在实验过程中,收集塔顶和塔底的产物,分析其组成。
五、实验结果与分析1. 回流比对精馏效果的影响:实验结果表明,回流比对精馏效果有显著影响。
回流比越大,塔顶产物纯度越高,但塔底产物纯度越低。
这是因为在高回流比下,塔顶气相中易挥发组分浓度增加,有利于分离;而塔底液相中难挥发组分浓度增加,不利于分离。
2. 精馏塔效率:通过测定塔顶和塔底产物的组成,可以计算出精馏塔的效率。
实验结果表明,本实验精馏塔的效率较高,说明装置设计合理,操作方法得当。
六、实验结论1. 板式精馏塔是一种有效的化工分离设备,适用于分离沸点差异较大的混合物。
精馏实验报告【最新4篇】(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的经典范文,如总结报告、心得体会、策划方案、合同协议、条据文书、竞聘演讲、心得体会、教学资料、作文大全、其他范文等等,想了解不同范文格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!Moreover, our store provides various types of classic sample essays, such as summary reports, insights, planning plans, contract agreements, documentary evidence, competitive speeches, insights, teaching materials, complete essays, and other sample essays. If you want to learn about different sample formats and writing methods, please stay tuned!精馏实验报告【最新4篇】精馏实验报告篇一精馏实验报告一、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。
板式塔精馏实验报告板式塔精馏实验报告一、引言板式塔精馏是一种常用的分离技术,广泛应用于石油化工、化学工程、制药等领域。
本实验旨在通过对板式塔精馏的实验研究,探索其分离原理和操作特点。
二、实验目的1. 了解板式塔精馏的基本原理;2. 掌握板式塔精馏实验的操作方法;3. 分析实验结果,验证板式塔精馏的分离效果。
三、实验原理板式塔精馏是利用不同组分的汽液平衡差异,通过塔板上的传质传热过程,实现对混合物的分离。
在板式塔内,通过塔板上的塔板孔和塔板上方的汽液两相接触,使得易挥发组分从液相转移到汽相,随后在塔板孔上的液相和汽相的接触中,发生传质传热过程,使得挥发性组分逐渐富集在上部塔板上,并最终蒸发出塔顶。
四、实验步骤1. 准备实验所需的设备和试剂,确保实验条件的稳定;2. 将混合物加入板式塔的进料口,控制进料速度;3. 调节塔底加热器的温度,使得混合物开始汽化;4. 在塔板上设置冷凝器,将蒸发出的挥发性组分冷凝为液体;5. 收集塔顶的蒸馏液,记录其组分和流量;6. 根据实验结果,分析板式塔精馏的分离效果。
五、实验结果与分析根据实验数据,我们可以得到板式塔精馏的分离效果。
通过对蒸馏液的组分和流量的分析,可以判断出塔顶的蒸馏液中挥发性组分的富集程度。
同时,通过比较塔底和塔顶的温度差异,可以了解塔内的传热效果。
六、实验总结与展望本次实验通过对板式塔精馏的实验研究,加深了我们对该技术的理解。
通过对实验结果的分析,我们可以得出结论:板式塔精馏是一种有效的分离方法,可以实现对混合物的高效分离。
然而,实验中也发现了一些问题,比如塔板上的传质传热效果不理想等。
因此,我们希望在今后的研究中,能够进一步改进板式塔的结构和操作方法,提高其分离效率。
七、参考文献[1] 陈XX, 李XX. 板式塔精馏技术及其应用[M]. 北京:化学工业出版社,2010.[2] 张XX, 王XX. 化工分离技术原理与应用[M]. 上海:上海科学技术出版社,2015.以上为本次板式塔精馏实验的报告,通过实验的研究,我们对该技术有了更深入的了解,并对其未来的应用和改进提出了一些展望。
板式精馏塔实验报告学院:广州大学生命科学学院班级:生物工程121班分组:第一组姓名:其他组员:学号:指导老师:尚小琴吴俊荣实验时间2014.11.15摘要:此次实验是对筛板精馏塔的性能进行全面的测试,实验主要对乙醇正丙醇精馏过程中的研究不同条件下改变参量时的实验结果,根据实验数据计算得出塔釜浓度、回流比、进料位置等与全塔效率的关系,确定该筛板精塔的最优实验操作条件。
关键词:精馏;回流比;全塔效率;塔釜浓度Abstract:The sieve plate distillation column performance comprehensive testing, mainly on ethanol isopropyl alcohol distillation process in the different experimental conditions were discussed, the reactor concentration, reflux ratio, feed location and the entire towerThe relationship between the efficiency of sieve plate tower, determine the optimal experimental conditions of fine.Key words: Distillation;reflux ratio;the tower efficiency引言:精馏是利用混合液中两种液体的沸点差异来分离两种液体的过程。
精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。
精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作,也是化工原理课程的重要章节[2]。
筛板塔精馏实验一.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et 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:nt——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜; np——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置np=10。
2.图解法求理论塔板数nt 以回流比r写成的精馏段操作线方程如下:yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数; xd——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数; r——泡点回流下的回流比。
提馏段操作线方程如下:ym+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; xm——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数; xw-塔底釜液的液体组成,摩尔分数; l-提馏段内下流的液体量,kmol/s;w-釜液流量,kmol/s。
加料线(q线)方程可表示为:其中,q——进料热状况参数;rf——进料液组成下的汽化潜热,kj/kmol; ts——进料液的泡点温度,℃; tf——进料液温度,℃;cpf——进料液在平均温度 (ts ? tf ) /2 下的比热容,kj/(kmol℃); xf——进料液组成,摩尔分数。
(1)全回流操作在精馏全回流操作时,操作线在y-x图上为对角线,如图1所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板数。
图1 全回流时理论塔板数确定(2)部分回流操作部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为:a.根据物系和操作压力画出相平衡曲线,并画出对角线作为辅助线;b.在对角线上定出a点(xd,xd)、f点(xf,xf)和b点(xw,xw);c.在y轴上定出yc=xd/(r+1)的点c,连接a、c作出精馏段操作线;d.由进料热状况求出q,过点f作出斜率为q/(q-1)的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作线;e.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯,当梯级跨过点d时,就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯,直至梯级跨过点b为止;g.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数(包含再沸器),跨过点d的那块板就是加料板,其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
第1篇一、实验目的1. 理解筛板塔的结构和工作原理,掌握其操作方法。
2. 学习精馏过程中气液两相的传质和传热过程,了解精馏塔的分离性能。
3. 通过实验,测定精馏塔的全塔效率、单板效率及回流比对分离效果的影响。
4. 掌握精馏塔的调试和操作技巧,为实际生产中的精馏操作提供理论依据。
二、实验原理精馏是一种利用混合物中各组分沸点差异进行分离的单元操作。
在精馏塔中,原料液在塔釜加热沸腾产生蒸汽,蒸汽上升至塔顶与冷凝液接触,轻组分进入冷凝液,重组分则留在蒸汽中。
冷凝液回流至塔釜,与原料液一起加热沸腾,从而实现混合物的分离。
筛板塔是一种常见的精馏设备,其主要结构包括塔体、塔板、塔釜、冷凝器、再沸器等。
塔板上的孔洞使蒸汽和液体在板上进行充分接触,实现传质和传热。
三、实验仪器与材料1. 筛板塔精馏装置2. 乙醇-水混合物3. 温度计4. 压力计5. 精密天平6. 折光仪7. 计算器四、实验步骤1. 按照实验装置图组装筛板塔,检查各连接部位是否牢固。
2. 将乙醇-水混合物加入塔釜,加热至沸腾。
3. 调整塔顶冷凝器温度,控制塔顶温度在设定范围内。
4. 调整塔底再沸器加热功率,控制塔底温度在设定范围内。
5. 记录塔顶和塔底温度、压力、流量等数据。
6. 使用折光仪测定塔顶冷凝液和塔底釜液的折光率,计算其组成。
7. 重复实验步骤,改变回流比和加热功率,观察分离效果的变化。
五、实验结果与分析1. 全塔效率实验测得全塔效率与理论塔板数的关系如下:E_T = (N_T / N_P) × 100%其中,N_T为理论塔板数,N_P为实际塔板数。
实验结果显示,全塔效率随着理论塔板数的增加而提高,但随着实际塔板数的增加,全塔效率提高幅度逐渐减小。
2. 单板效率实验测得单板效率与回流比的关系如下:E_m = (y_D / y_T) × 100%其中,y_D为塔顶冷凝液的组成,y_T为理论塔板上的液相组成。
实验结果显示,单板效率随着回流比的提高而提高,但提高幅度逐渐减小。
1224板式精馏塔实训(二)
姓名同组人实验日期成绩
【学生实训守则】
1.学生在实训期间必须听从指导教师的指导,按照实训实施计划的规定进行实训学习。
2.实训期间严格遵守实训室的各项规章制度、操作规程、劳动纪律和安全要求。
未经许可不得擅自操作机器设备、进入与实训无关的部位。
3.学生不得无故不参加实训,原则上不得请假,遇特殊情况要经班主任及任课老师批准,否则按旷课处理。
4.实训时注意资料收集,并按要求写好实训报告。
一、实训目的
1.熟练掌握精馏装置的开停车方法
2.能进行全回流操作,通过观测仪表对全回流操作的稳定性做出正确的判断
3.能及时掌握设备的运行情况,随时发现、正确判断、及时处理各种异常现象;
4.能正确使用设备,及时进行设备、仪器、仪表的维护与保养。
二、实训内容:对板式精馏塔进行全回流操作
三、实训注意事项:
1.塔釜料液一定要加到塔釜设定液位2/3处方可打开电加热电源,否则塔釜液位过低会使电加热丝露出干烧致坏;
2.节约用水,冷却水用量要适宜。
但也要注意因冷却水量过大,回流温度太低,而使蒸汽在常压精馏操作时从精馏塔定放气管喷出。
3.塔釜液位应在250—300mm之间,不要过低,以免加热是烧坏电加热器。
4.做实训时,要开启塔顶放空阀,以保证精馏塔的常压操作;
四、实验步骤:
1.开车前的准备及检查
2.开车与全回流操作
3.停车操作
五、实验数据记录:(数据每三分钟记录一次)。
板式精馏塔实验报告一、实验目的1.了解和掌握板式精馏塔的结构和特点。
2.熟悉馏分的测量方法。
3.学习利用实验数据确定馏分温度、成分和流量的方法。
二、实验原理板式精馏塔是利用馏程中液体蒸发、汽化、冷凝和重新液化等过程以及多级板塞的回流作用,对混合液进行分离和纯化的一种设备。
塔板式精馏塔由塔体、塔盘、填料层、鼓风板、除液器、上升管和下降管组成。
各塔板间隔一定距离,中间装有塞形填料,使液体与气体在填料层中混合、分散、再结合,达到增大表面积和接触时间的目的。
鼓风板产生均匀气流,使气液混合均匀。
在液体从上一个塔板流到下一个塔板的过程中,一部分液体被蒸发成汽体上升到高位,另一部分液体被重复液化,由下一个塔板回流到上一个塔板。
根据馏程过程的实际情况,精馏塔可以采用不同配置的鼓风板、填料、塔盘和塔体,如板式塔、圆柱体塔、节数分布塔等。
实验中通过多级分馏的方法从混合液中得到所需馏分,馏分的产量、温度和成分可以通过对逐级馏分实验数据的分析计算得到。
三、实验器材板式精馏塔装置、电磁加热器、串联套筒温度计、气、液流量计等。
四、实验步骤1.将实验装置接通电源,开启气源和液源开关。
2.调节塔底加热设备,使塔筒的温度稳定在所需的温度区间内。
3.向塔筒中加入所需混合物,并开始进行加热。
4.在温度逐渐升高的过程中,使用串联套筒温度计测量塔顶温度和塔底温度,并记录下来。
5.在馏分采集瓶与馏分收集器之间连接一个液流量计和一个气流量计,用于检测馏分的流量和成分。
6.随着温度升高,馏分产生并经过液流量计和气流量计进入馏分采集瓶。
7.记录下采集的馏分单位时间内的流量和温度,并将所采集的馏分同样加入馏分收集器中进行保存。
8.等到温度稳定后,记录最后的馏分数据,并关闭所有的开关。
五、实验结果与分析实验结果如下表所示:| 馏分 | 温度/℃ | 流量(L/min) | 浓度 ||----|----|----|----|| A | 25 | 0 | 0.002 || B | 29 | 0.028 | 0.004 || C | 35 | 0.052 | 0.010 || D | 39 | 0.078 | 0.020 || E | 43 | 0.104 | 0.040 || F | 47 | 0.130 | 0.080 || G | 51 | 0.156 | 0.160 || H | 55 | 0.182 | 0.320 || I | 59 | 0.208 | 0.640 || J | 63 | 0.234 | 1.280 || K | 67 | 0.260 | 2.560 || L | 71 | 0.286 | 5.120 || M | 75 | 0.312 | 10.240 |根据实验结果,可以得到混合物的初始浓度为0.002kg/L,所得的各项分馏数据如下:1. 第一个馏分A在混合物开始升温时就得到,其温度和浓度都较低,说明为混合物主要的轻组分。
板式精馏塔设计系实验报告Prepared on 24 November 2020板式精馏塔实验报告学院:广州大学化学化工学院班级:10精工分组:第七组姓名:其他组员:指导老师:摘要:本文对筛板精馏塔的性能进行全面的测试,主要对乙醇正丙醇精馏过程中的不同实验操作条件进行探讨,得出了塔釜浓度、回流比、进料位置等与全塔效率的关系,确定了该筛板精塔的最优实验操作条件。
关键词:精馏;回流比;全塔效率Abstract:The sieve plate distillation column performance comprehensive testing, mainly on ethanol isopropyl alcohol distillation process in the different experimental conditions were discussed, the reactor concentration, reflux ratio, feed location and the entire towerThe relationship between the efficiency of sieve plate tower, determine the optimal experimental conditions of fine.Key words: Distillation;reflux ratio;the tower efficiency引言:精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。
精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作,也是化工原理课程的重要章节[2]。
分析运行中的精馏塔,当某一操作条件改变时的分离效果变化,属于精馏的操作型问题[4]。
这类问题取材于工程实践,是培养工程观念、提高学生解决实际问题能力的好方法,但同时也成为学习的难点。
在工业生产中,充分掌握操作条件各类因素的影响,对提高产品的质量稳定生产,提高效益有重要的意义。
本研究从塔釜浓度、回流比、进料位置、全回流和部分回流等操作因素对数字型筛板精馏塔进行全面考察[1],得出一系列可靠直观的结果,加深对精馏操作中一些工程概念的理解,对工业生产有一定的指导意义通过本实验我们得出了大量的实验数据,由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源,同时为今后开出的设计型、综合型、研究型的实验项目,为学生的创新性科研项目具有重要的教改意义[3]。
1.实验部分实验目的1. 充分利用化工原理知识,对精馏过程多实验方案进行设计,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;实验内容1.研究在全回流条件下,开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。
2.测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布,研究其分布情况及规律。
3.测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。
4.测定精馏塔在某一回流比时全塔理论塔板数、总板效率。
5.测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。
6.测定在部分回流时总板效率随进料位置的变化情况。
实验材料与装置物系:乙醇---正丙醇(1)、纯度:分析纯或化学纯(2)、料液浓度:15—25%(乙醇的质量百分数)精馏塔数据采集和过程控制实验装置(1)装置总高度为1500mm,塔径为80mm,共有10块塔板(2)分离物系:乙醇-正丙醇(3)浓度测量:阿贝折射仪料液浓度:15~25%(乙醇质量百分数实验步骤实验前准备:(1)将阿贝折光仪配套的超级恒温水浴调节运行所需温度(30℃),记录温度,检查取样用的注射器和擦镜头纸是否准备好(2)用阿贝折光仪测出原料液的折射率;(3)检查旋塞开关是否处于关闭,电表示数是否都为零。
(4)将原料装入原料槽中,打开进料阀,让液料(乙醇-正丙醇)从原料槽用泵输送,经过进入塔釜内,根据磁翻转液面计,当液面到达塔釜的2/3后,关闭进料阀门和流量计阀门。
全回流下操作实验①.研究在全回流条件下,开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。
Ⅰ打开塔顶冷凝器的冷却水,冷却水量要足够大(约8L/h)Ⅱ记下室温值,接上电源闸(220V),按下装置上电源总开关。
Ⅲ调节加热电压为75V左右,待塔板上建立液层时,缓慢加大电压至100V,使塔内维持正常操作Ⅳ确认塔顶出料阀门和各取样处于关闭状态,使全塔处于全回流状态Ⅴ从操作稳定加热时起每隔1min记录一次塔顶温度、回流液温度和塔釜温度,待示数稍稳定后可隔较长时间读数。
至电表示数稳定为止。
数据记录于表1中。
实验②:测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布,研究其分布情况及规律。
方法:在实验①基础上,当稳定操作时,记录每块板上塔内的温度,并在每块板上取样,用阿贝折射仪测量浓度实验③:测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。
方法:在实验①基础上,等各塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变,在全回流情况下稳定20min左右,期间仔细观察全塔传质情况,带情况稳定后分别在塔顶、塔釜取样口用注射器同时取样,用阿贝折射仪分析样品浓度。
部分回流下操作实验④:测定精馏塔在某一回流比时全塔理论塔板数、总板效率。
Ⅰ打开塔釜冷却水阀门,冷却水流量以保证釜镏液温度接近常温为准;Ⅱ将物料入量以(L/h)的流量加入塔内,用回流比控制调节器调节回流比R=4Ⅲ馏出液收集在塔顶容量管中,塔釜产品经冷却后由溢流管流出,收集在容器内。
Ⅳ等操作稳定后,观察板上传质状况,记下加热电压、电流、塔顶温度等有关数据,整个操作中维持进料流量计读数不变,用注射器取下塔顶、塔釜和进料三处样品,用折光仪分析,并记录进原料液的温度(室温)。
实验⑤测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。
方法:在实验步骤④基础上,(物料入量都为h)调节回流比R为2和6,重复④实验步骤实验⑥:测定在部分回流时总板效率随进料位置的变化情况。
方法:在实验D的基础上,改变进料板的位置,分别使进料从上中下进料口进料,重复实验D的步骤。
实验数据记录及处理序号样品折射率n D进料口/塔顶/塔底样品质量分数W A 摩尔分数X F/D/w 理论塔板数/块 总板效率Ep进料口 回流比r 流量(L/h)表184%中42表296% 中 4 3表340% 中 4 4表448% 中 3 2表555% 中 2 2表670% 上 4 3表773% 下 4 3序号 k bq(计算见下)q 线方程 表1y=表2 y=表3表4 y=表5 y=表6y=表7y=表1846 46. 60 表2 846 46. 60 表3 846 46. 60 表4 846 46. 60 表5 846 46. 60 表6 846 46. 60 表784646. 60rmCpmq表1 表2 表3 表4 表5 表6 表7数据处理演算{以第一组数据为例} 全回流下q 线方程求解:由图1可知, 进料温度t=28℃ 在F x =的进料热状况下,混合液体的泡点温度为:℃。
乙醇在平均温度:℃,在此温度下 乙醇的比热容Cp= KJ/(Kg*k );正丙醇比热容Cp=(Kg*k )(查化工原理上册附图4 液体比热融共线图), ℃下乙醇在的汽化热r1=770KJ/Kg ,正丙醇的汽化热r2=505KJ/Kg 。
(查化工原理上册附图6 汽化热共线图) 所以:混合液体比热容:460.1850 2.03600.815 2.21125.344/()p C kJ kmol k =⨯⨯+⨯⨯=⋅;混合液体汽化热:因此:q= m mr b pm r r t t c +-)(=2.312472.31247)0.285.94(344.125+-⨯=故q 线方程为:⑵、已知R =∞,X D = ,则精馏段操作方程为: ⑶、作图求理论板数 由图可知,理论板数,则:%100N 1N E PT T ⨯-==31% 部分回流下{以第一组数据为例}①由折射率求出质量分数A ω()式中,A ω——乙醇的质量分数; D n ——折光率。
ωf= ωd= ωw=②由质量分数A ω()求摩尔分数A x ()③物料衡算Χf= χd= χw=式中,F ——原料液流量,kmol/h;D ——塔顶产品(馏出物)流量,kmol/h ; W ——塔底产品(釜残液)流量,kmol/h ;F x ——原料液中易挥发组分的摩尔分数; F x ——馏出液中易挥发组分的摩尔分数; W x ——釜残液中易挥发组分的摩尔分数。
④求出操作线方程精馏段:1111n n DR y x x R R +=+++提馏段:'''1''m m WL W y x x L W L W +=---回流比:L R D =R=4 D=50mm式中,'L ——提馏段下降液体流量,kmol/h 。
⑤求出q 线方程式中,F T ——进料温度,℃;B T ——进料泡点温度,℃; ,p mC ——进料液体在平均温度(F T +B T )/2下的比热容,KJ/(kmol ·℃); ,p AC ,,p BC ——分别为纯组分A 和B 在平均温度(F T +B T )/2下的比热容,KJ/(kmol ·℃);m r ——进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热。
KJ/kmol; A r ,B r ——分别为纯组分A 和B 在泡点温度下的汽化潜热。
KJ/kmol; A M ,B M ——分别为纯组分A 和B 的摩尔质量,Kg/kmol;A x ,B x ——分别为纯组分A 和 表-1 常压下乙醇—正丙醇汽液平衡数据 X 0 1 Y1根据数据,用chemCAD 软件模拟常压下乙醇—正丙醇t-x-y 图如下 图一 常压下乙醇—正丙醇t-x-y 图 q 线方程求解: 由图1可知,进料温度t=28℃ 在F x =的进料热状况下, 混合液体的泡点温度为:℃。
乙醇在平均温度:℃,在此温度下乙醇的比热容Cp= KJ/(Kg*k );正丙醇比热容Cp=(Kg*k )(查化工原理上册附图4 液体比热融共线图),℃下乙醇在的汽化热r1=Kg ,正丙醇的汽化热r2=Kg 。
(查化工原理上册附图6 汽化热共线图) 所以:混合液体比热容:,,,p m p A A A p B B BC C M x C M x =+ =m A A A B B Br r M x r M x =+=因此:q= m mr b pm r r t t c +-)(=故q 线方程为:y=全塔效率tp pN E N ==10=84% 实验结果分析结论1在全回流条件下稳定操作时,塔内的温度随塔高的增加而降低。