精馏塔原理及操作11-2

——精馏操作实训装置三、精馏操作实训操作报表一、常压精馏——精馏操作实训装置二、真空精馏缓冲罐压力：实训操作之前，请仔细阅读实验装置操作规程，以便完成实训操作。

注：开车前应检查所有设备、阀门、仪表所处状态。

4.1开车前准备4.1.1由相关操作人员组成装置检查小组，对本装置所有设备、管道、阀门、仪表、电气、分析、保温等按工艺流程图要求和专业技术要求进行检查。

4.1.2检查所有仪表是否处于正常状态。

4.1.3检查所有设备是否处于正常状态。

4.1.4试电1.检查外部供电系统，确保控制柜上所有开关均处于关闭状态。

2.开启外部供电系统总电源开关。

3.打开控制柜上空气开关33（1QF）。

4.打开装置仪表电源总开关(2QF)，打开仪表电源开关SA1,查看所有仪表是否上电，指示是否正常。

5.将各阀门顺时针旋转操作到关的状态。

4.1.5 准备原料配制质量比为～20%的乙醇溶液60L，通过原料槽进料阀(VA01), 加入到原料槽，到其容积的1/2～2/3。

4.1.6开启公用系统将冷却水管进水总管和自来水龙头相连、冷却水出水总管接软管到下水道，已备用。

4.2开车4.2.1常压精馏操作1、确认关闭原料槽、原料加热器和再沸器排污阀（VA05、VA11、VA18)、再沸器至塔底换热器连接阀门(VA17)、塔釜出料阀VA15、冷凝液槽出口阀VA32、与真空系统的连接阀（VA04、VA24、VA30、VA37）。

2、开启控制台、仪表盘电源。

3、将配置好的原料液，加到原料槽。

4、开启原料泵进出口阀门(VA08、VA09)，精馏塔原料液进口阀(VA12、VA13、VA14）中的任一阀门（根据具体操作选择）。

5、开启塔顶冷凝液槽放空阀(VA29)。

6、确认关闭预热器和再沸器排污阀(VA13和VA15)、再沸器至塔底冷却器连接阀门(VA14)、塔顶冷凝液槽出口阀(VA29)。

7、启动原料泵通过旁路快速进料，当观察到原料加热器上的视盅中有一定的料液后，可缓慢开启原料加热器加热系统，同时继续向精馏塔塔釜内进料,调节好再沸器液位，并酌情停原料泵。

精馏操作基本知识50问答目录1、何为相和相平衡： (3)2、何为饱和蒸汽压？ (3)3、何为精馏，精馏的原理是什么？ (3)4、什么是露点？ (4)5、什么是泡点？ (4)6、什么是沸点？ (4)7什么是潜热？ (4)8、什么是显热？ (4)9什么是回流比 (4)10、什么是最小回流比？ (5)11、什么是全回流？ (5)12、最适宜回流比是怎样确定的？ (5)13、什么是精馏塔的压力降？ (5)14、什么是空塔速度？它与孔速有什么关系？ (5)15、什么是塔的开孔面积?开孔率是怎样确定的? (6)16、什么是液泛？ (6)18、什么是液体泄漏？ (6)19、什么是操作弹性？ (6)20、什么是返混现象？ (7)21、什么是物料平衡?物料平衡在精馏操作中的意义是什么? (7)22、什么是最适宜的进料板位置? (7)23、什么是塔板效率? (7)24、什么是填料的当量高度? (8)25、什么是填料的喷淋密度? (8)26、什么是填料层的持液量? (8)27、什么是填料塔？有什么优、缺点？ (8)28、在使用填料时都有哪些要求？ (8)29、浮阀塔板的结构是怎样的？是怎样工作的？ (8)30、浮阀塔板有哪些优缺点? (8)31、塔高、塔径对产量和质量有什么影响? (9)32、精馏操作的影响因素有哪些? (9)33、精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响? (9)34、进料状态对精馏操作有什么影响? (10)35、进料量的大小对精馏操作有什么影响? (10)36、进料组成的变化对精馏操作有什么影响? (11)37、进料温度的变化对精馏操作有什么影响？ (11)38、塔内上升蒸汽的速度和蒸发釜加热量的波动对精馏操作有什么影响？ (11)39、回流比的大小对精馏操作有什么影响？ (11)40、塔顶冷剂量的大小对精馏操作有什么影响？ (11)41、塔顶采出量的大小对精馏操作有什么影响？ (12)42、塔底采出量的大小对精馏操作有什么影响？ (12)43、塔的安装对精馏操作有什么影响？ (12)44、填料塔在操作上有什么要求? (13)45、精馏塔的操作应该掌握好哪三个平衡? (13)46、精馏操作中影响塔压变化的因素有哪些?该如何调节? (14)47、在精馏操作中如何调整进料口的位置？ (14)48、对采用强制回流的精馏塔，回流突然中断是什么原因？怎样处理？ (14)49、精馏操作中出现液泛现象如何处理？ (14)50、控制精馏塔的釜液面有什么意义？ (15)1、何为相和相平衡：答：相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，不同相之间往往有一个相界面，把不同的相分别开。

精馏塔和蒸馏塔的优缺点
精馏塔和蒸馏塔是化工领域常见的分离设备。

两者都是利用物质在不同温度下汽液相平衡的原理进行分离的。

下面将分别介绍精馏塔和蒸馏塔的优缺点。

精馏塔的优点
1.高效分离：精馏塔能够通过多级馏分来实现高效的分离过程，可以
得到高纯度的产品。

2.适用范围广：精馏塔适用于液体和气体的分离，适用于多种不同的
工艺和物料。

3.操作稳定：精馏塔在工业生产中有成熟的操作技术和经验，操作相
对稳定可靠。

4.节能环保：精馏塔可以通过优化设计和操作来实现能源的节约，对
环境友好。

精馏塔的缺点
1.能耗较高：精馏塔需要消耗大量的能源来维持分馏过程，存在一定
的能耗问题。

2.设备成本高：精馏塔设备复杂，安装维护成本较高，投资大。

3.对原料要求高：精馏塔对原料的质量要求较高，需要较纯净的原料
才能实现高效的分离。

蒸馏塔的优点
1.适用性强：蒸馏塔适用于各种溶剂和多种物质的分离，应用范围广
泛。

2.制备简单：蒸馏塔结构相对简单，制备过程也较简单。

3.维护方便：蒸馏塔的维护比较方便，易于清洗和维护，减少停机时
间。

蒸馏塔的缺点
1.分离效率较低：部分情况下，蒸馏塔的分离效率不如精馏塔，无法
获得高纯度的产品。

2.对操作要求高：蒸馏塔在操作过程中需要细致的控制温度和压力，
操作复杂。

3.产率较低：蒸馏塔在部分情况下产率不如精馏塔，无法快速得到大
批产品。

综上所述，精馏塔和蒸馏塔各有其优缺点，在实际应用中需要根据具体情况来选择合适的分离设备，以满足生产需求和经济效益。

第六章 精馏§1 传质过程概述 6-1 传质过程的定义传质过程的定义——物质以扩散的方式，从一相转移到另一相的相界面的转移过程，称为物质的传递过程，简称传质过程。

日常生活中的冰糖溶解于水，樟脑丸挥发到空气中，都有相界面上物质的转移过程。

例如某焦化厂里，用水吸收焦炉气中的氨。

OH NH O H NH 423→+。

如图6-1所示。

图6-1 吸收传质示意图再如某酒精厂里，酒精的增浓与提纯。

即利用乙醇与水的沸点不同，或挥发度不同，使乙醇与水分离的过程。

如图6-2所示。

图6-2 精馏传质示意图这两个例子说明，有物质()O H OH H C NH 2523 , , 在相界面的转移过程，都称为传质过程。

6-2 传质过程举例焦化厂的例子，是吸收操作。

——利用组成混合气体的各组分在溶剂中溶解度不同来分离气体混合物的操作，称为吸收操作。

焦炉气中不仅含有3NH ，还有242 , , , H CH CO CO 等气体，利用3NH 易溶于水，以水为吸收剂，使3NH 从焦炉气中分离出来。

吸收主要用来分离气体混合物，所以有的教材称吸收为气体吸收。

如图6-3所示。

图6-3 吸收局部示意图水称为溶剂，3NH 称为溶质，炉气中其他气体称为惰性组分。

用水吸收氯化氢气体)(HCl ，制备盐酸，也是一种吸收操作。

酒精厂的例子，是精馏操作。

——利用液体混合物各组分沸点（或挥发度）的不同，将物质多次部分汽化与部分冷凝，从而使液体混合物分离与提纯的过程，称为精馏操作。

精馏主要用来分离液体混合物，所以有的教材称精馏为液体精馏。

传质过程还有，萃取——利用混合物各组分对某溶剂具有不同的溶解度，从而使混合物各组分得到分离与提纯的操作过程。

例如用醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸。

如图6-4所示。

图6-4 萃取示意图此例中醋酸乙酯称为萃取剂)(S ，醋酸称为溶质)(A ，水称为稀释剂)(B 。

萃取操作能够进行的必要条件是：溶质在萃取剂中有较大的溶解度，萃取剂与稀释剂要有密度差。

分离乙醇水精馏塔设计含工艺流程图和塔设备图集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员：所在班级：化学工程与工艺成绩：指导老师：日期：化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。

（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）e）单板压降 kPa。

三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、设计内容：1、设计说明书的内容1）精馏塔的物料衡算；2）塔板数的确定；3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5）塔板主要工艺尺寸的计算；6）塔板的流体力学验算；7）塔板负荷性能图；8）精馏塔接管尺寸计算；9）对设计过程的评述和有关问题的讨论；2、设计图纸要求；1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）；2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）；五、设计基础数据：1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。

塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤。

三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成 xF＝＝原料乙醇组成塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D2）塔板数的确定：甲醇—水属非理想体系，但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。

化工原理实验指导书化学与化学工程系化学工程教研室2012.09目录实验一雷诺实验.................................................. 错误！未定义书签。

实验二柏努利实验 ............................................. 错误！未定义书签。

实验三流体流动阻力测定 ................................. 错误！未定义书签。

实验四离心泵特性曲线测定 ............................. 错误！未定义书签。

实验五对流给热系数测定 ................................. 错误！未定义书签。

实验六填料吸收塔传质系数测定实验 ............. 错误！未定义书签。

实验七筛板精馏塔系统实验 ............................. 错误！未定义书签。

实验八干燥速率曲线的测定实验 ..................... 错误！未定义书签。

实验九转盘萃取塔实验 ..................................... 错误！未定义书签。

实验十膜分离实验装置 ..................................... 错误！未定义书签。

实验一 雷诺实验一、实验目的1．观察流体在管内流动的两种不同流型。

2．测定临界雷诺数。

二、基本原理流体流动有两种不同型态，即层流(滞流)和湍流(紊流)。

流体作层流流动时，其流体质点作直线运动，且互相干行；湍流时质点紊乱地向各个方向作不规则的运动，但流体的主体向某一方向流动。

雷诺准数是判断流动型态的准数，若流体在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示：μρdu =Re式中，Re ——雷诺准数，无因次； d ——管子内径，mm ； u ——流体流速，m ／s ； ρ——流体密度，kg ／m3； μ——流体粘度；Pa·s 。

1. 流程简述物料经过前处理进入进料储罐V201，由进料泵P201打入精馏塔T201；塔顶馏出物在塔顶冷凝器中被冷凝，在回流比控制的控制下，一部分液体回流到精馏塔，另一部分流入塔顶产品储罐；塔底釜液一部分流入塔底产品储罐，另一部分进入热虹吸再沸器被加热为蒸汽回到精馏塔；在侧线采出口采出侧线产品，经过侧线冷却器冷却流入侧线产品储罐。

2. 仪表、阀门说明模拟试车可看阀门开度于流量的对应关系。

3. 开、停车步骤说明1.接通所有管路,所有阀门呈关闭状态，将塔底液位控制LIC－01设置为手动状态；2.打开V1、V4、V6，启动进料泵，对精馏塔充液到最大液位，关闭进料泵；3.预热再沸器：打开加热蒸汽调节阀V7和冷凝液管线上的阀门，引蒸汽缓慢加热，当有冷凝液馏出时，4.打开塔顶冷凝器上的循环水进出口阀门V9和V10；5.加大加热蒸汽调节阀V7开度，控制他的升温速率；6.启动回流比控制器，调至全回流;7.塔底液位LIC－01设置为自动，调节V15到物料平衡；8.打开进料泵P201，调节V2，缓慢将进料量调至正常值；9.缓慢调节加热蒸汽V7和回流比到正常值。

注：其间每小时采一次样；记录温度、压力、流量、和液位数据；塔底液位正常时为1000㎜，高液位为1400㎜，低液位为㎜注意：✧✧✧✧1.关闭2.关闭3.打开性能测试1.2.打开V1、V4、V6，启动进料泵P201，对精馏塔充液到最大液位，关闭进料泵；3.预热再沸器：打开加热蒸汽调节阀V7和冷凝液管线上的阀门V8，引蒸汽缓慢升温，当有冷凝液流出时，打开再沸器排放阀排放惰性气体；4.打开塔顶冷凝器上的循环水进出口阀门V9和V10；5.加大加热蒸汽调节阀V7开度，控制他的升温速率；6.启动回流比控制器，设置一较大的回流比；7.塔底液位LIC－01设置为自动，调节V15保持物料平衡；8.打开进料泵P201；9.打开侧线采出开关阀门V20；10.缓慢调节进料管线上阀门V2、加热蒸汽管线上阀门V7和回流比到设定值；11.调节V11和V22使侧线采出和塔顶采出到设定值；12.稳定一段时间，达到正常生产能力，开车结束注：其间每 1 小时采一次样，记录温度、压力、流量、和液位数据；塔底液位正常时为1000㎜，高液位为1400㎜，低液位为400 ㎜停车步骤：1.关闭进料管线上的阀门V3；2.关闭加热蒸汽管线上阀门V7，将LIC－01调为手动；3.4.5.6.。

化工原理课程设计：苯与甲苯精馏塔简介本文主要探讨化工原理课程设计中的苯与甲苯精馏塔。

通过对苯和甲苯进行精馏分离，我们可以获得纯度较高的苯和甲苯产品。

在本文中，我们将从以下几个方面展开讨论：1.背景和目的2.设计流程3.塔设计4.精馏原理5.实验操作6.结果和讨论背景和目的苯和甲苯是常用的工业化学品，广泛应用于加工、涂料、塑料等行业。

苯和甲苯在某些工艺中需要纯度较高，因此需要进行精馏分离。

本课程设计旨在设计一个能有效分离苯和甲苯的精馏塔。

设计流程为了设计一个合适的苯与甲苯精馏塔，我们需要进行以下几个步骤：1.确定原料2.确定塔的类型和结构3.进行塔的热力学计算4.进行实验验证塔设计塔是精馏过程中最关键的组件之一，它可以通过蒸汽冷凝回收馏分。

在苯和甲苯的精馏中，一般采用板式塔。

塔类型在板式塔中，我们可以选择不同的塔类型，如：•始料塔•落料塔•浓差塔•强化塔塔结构塔的结构包括：1.塔筒：用于装载填料或板2.助塔装置：用于改善塔内气液分布精馏原理精馏是利用不同物质的沸点差异进行分离的过程。

在苯与甲苯的精馏过程中，由于苯和甲苯的沸点差异较大，可以有效地进行分离。

实验操作进行苯与甲苯精馏的实验时，我们需要注意以下几个操作步骤：1.准备好实验所需设备和试剂2.开启冷却水，确保设备冷却3.将苯和甲苯加入精馏塔中4.开启加热源，控制温度5.收集馏出的苯和甲苯样品结果和讨论通过实验操作，我们可以得到苯和甲苯的纯度和收率。

根据实验结果，我们可以评估精馏塔的效果，并对塔的设计进行改进。

在进行课程设计时，我们要求学生深入了解苯与甲苯的精馏原理，并通过实验进行验证。

此外，在设计塔的结构和操作过程时，也需要考虑到实际工业生产的要求。

通过本次课程设计，学生不仅能够更好地理解化工原理，还能够培养实验操作和实际问题解决能力。

这对于他们将来的工作和研究具有重要意义。

总结起来，本文对苯与甲苯精馏塔的设计和实验操作进行了详细的讨论。

从背景和目的到实验结果和讨论，我们提供了一个全面的指导，希望能对读者有所帮助。

化工原理实验精馏实验报告班级：化工1104姓名：吕游学号： 2011011105同组人员：刘晓林，许馨予，张少林实验日期：2011.4.18一、实验目的1、了解筛板式精馏塔的结构，学习数字显示仪表的原理及使用。

2、学习筛板式精馏塔的操作方法，观察汽液两相接触状况的变化。

3、测定在全回流时精馏塔总板效率，分析汽液接触状况对总板效率的影响。

4*、测定在全回流时精馏塔的单板效率。

分析汽液接触状况对单板效率的影响。

5*、测定部分回流时的总板效率，分析气液接触状况对总板效率的影响。

6*、测定精馏塔在全回流下塔体浓度（温度）分布。

带*项为教学大纲要求之外项目。

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。

回流是精馏操作的必要条件，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主要参数，它的大小直接影响精馏操作的分离效果和能耗。

若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要无穷多块塔板，在工业上是不可行的。

若在全回流下操作，既无任何产品的采出，也无任何原料的加入，塔顶的冷凝液全部返回到塔中，这在生产中无任何意义。

但是，由于此时所需理论板数最少，易于达到稳定，故常在科学研究及工业装置的开停车及排除故障时采用。

通常回流比取最小回流比的1.2～2.0倍。

1．塔板效率板式精馏塔中汽液两相在各塔板上相互接触而发生传质作用，由于接触时间短暂和不够充分，并且汽相上升也有一些雾沫夹带，因此其传质效率总不会达到理论板效果。

通常用塔板效率来表示塔板上传质的完善程度。

塔板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数。

影响塔板效率的因素很多，大致归纳为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）塔板结构以及操作条件等，由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前仍以实验的方法测定。

a. 总板效率（或全塔的效率）：反映全塔中各层塔板的平均分离效果，常用于板式塔的设计。