实验八、精馏实验二
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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。
实验六精馏实验一、实验目的1.熟悉精馏装置的流程及筛板精馏塔的结构。
2.熟悉精馏塔的操作方法,通过操作掌握影响精馏操作的各因素之间的关系。
3.掌握测定筛板精馏塔的全塔效率和单板效率的方法。
二、实验内容对15%~20%(v)的乙醇—水溶液进行分离,掌握连续精馏装置的开车和停车操作程序和调节方法,并在不同操作工况下测定精馏塔的全塔效率和全回流下的单板效率。
三、基本原理1.精馏塔的操作精馏塔的性能与操作有关,实验中应严格维持物料平衡,正确选择回流比和塔釜加热量(塔的蒸气速度)。
(1)根据进料量及组成、产品的分离要求,维持物料平衡a总物料衡算在精馏塔的操作中,物料的总进料量应恒等于总出料量,即F=W+D (6—1)当总物料不平衡时,最终将导致破坏精馏塔的正常操作,如进料量大于出料量,将引起淹塔;而出料量大于进料量时,将引起塔釜干料。
b 各个组分的物料衡算在满足总物料平衡的条件下,还应满足各个组成的物料平衡,即F x=D x Di+W x Wi(6—2)Fi由上两式联立求解可知,当进料量F,进料组成x Fi,以及产品的分离要求x,x Wi一定的情况下,必须严格保证馏出液D和釜液W的采出率为:Di(6—3)和(6—4)由上可知,如果塔顶采出率D/F过大,即使精馏塔有足够的分离能力,在塔顶也得不到规定的合格产品。
(2)选择适宜的回流比,保证精馏塔的分离能力回流比的大小对精馏塔的尺寸有很大影响,但对已有的精馏塔而言,塔径和塔板数已定,回流比的改变主要影响产品的浓度、产量、塔效率及塔釜需要的加热量等。
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,获得合格产品。
一般应根据设计的回流比严格控制回流量和馏出液量。
(3)维持正常的气液负荷量,避免发生以下不正常的操作状况:a 液泛塔内气相靠压差自下而上逐板流动,液相靠重力自上而后下通过降液管而逐板流动。
显然,液体是自低压空间流至高压空间,因此,塔板正常工作时,降液管中的液面必须有足够的高度,才能克服塔板两侧的压降而向下流动。
一、实验目的1. 理解精馏操作的基本原理和过程;2. 掌握精馏部分回流的操作方法;3. 研究不同回流比对精馏操作的影响;4. 了解精馏设备的基本构造和工作原理。
二、实验原理精馏是一种利用液体混合物中各组分沸点差异进行分离的技术。
在精馏过程中,塔釜加热使混合液沸腾产生蒸汽,蒸汽在塔内上升与塔顶冷凝液(回流液)进行多次接触,实现各组分之间的传质和分离。
回流液在塔顶冷凝后部分作为产品采出,其余部分返回塔内,形成部分回流。
部分回流是精馏操作中常用的一种方式,可以提高分离效果,降低能耗。
本实验通过研究不同回流比对精馏操作的影响,分析部分回流对分离效果和能耗的影响。
三、实验设备与材料1. 精馏塔:填料塔,塔径100mm,塔高1000mm;2. 加热装置:电加热器;3. 冷凝器:水冷冷凝器;4. 搅拌装置:磁力搅拌器;5. 量筒:100mL;6. 实验试剂:乙醇-水混合液;7. 计时器。
四、实验步骤1. 将精馏塔安装好,确保连接良好;2. 向精馏塔中加入一定量的乙醇-水混合液,启动搅拌装置;3. 打开加热装置,加热混合液至沸腾;4. 调节冷凝器出口温度,控制塔顶冷凝液的温度;5. 改变回流比,分别进行1:1、1:2、1:3、1:4、1:5的回流操作;6. 在稳定工作状态下,记录塔顶、塔釜及任意两块塔板的液相浓度;7. 计算理论塔板数,分析不同回流比对分离效果的影响;8. 计算能耗,分析不同回流比对能耗的影响。
五、实验结果与分析1. 不同回流比对分离效果的影响根据实验数据,绘制不同回流比下的理论塔板数曲线,如图1所示。
从图中可以看出,随着回流比的增大,理论塔板数逐渐增加,分离效果逐渐提高。
当回流比达到一定值后,理论塔板数趋于稳定。
2. 不同回流比对能耗的影响根据实验数据,绘制不同回流比下的能耗曲线,如图2所示。
从图中可以看出,随着回流比的增大,能耗逐渐增加。
这是因为回流比的增加会导致冷凝器负荷增大,从而增加能耗。