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化工原理精馏实验

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北 京 化 工 大 学 化 工 原 理 实 验 精 馏 实 验 报 告

院 系： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 化工0808 指导老师： 曹仲义 姓 名： 唐剑 学 号： 200811234 同组人员： 居学明、郑召平 课程名称： 化工原理实验 实验名称： 精馏实验 实验日期： 2011.4.18 实验六 精馏实验 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。

（2-44） 式中： ET——总板效率 NT——理论板数 NP——实际板数

全回流操作时理论板数可通过逐板计算或利用汽液平衡数据通过图解法求出。 （1）逐板计算法求理论板数

据芬斯克方程式1lg)]xx1)(x1xlg[(NminmwwDD（不包括再沸器） 式中：xD——塔顶液相组成，摩尔分率； xW——塔底液相组成，摩尔分率 αm——塔内平均相对挥发度，可取塔顶与塔釜间的几何平均值。 αm=釜顶、 （2）图解法求理论板数 利用相平衡数据作出平衡线，根据测出的xD、xW，在对角线和平衡线间交替作梯级，即可求出全回流时的理论板数。

b. 单板效率，反映单独的一块板上传质的效果，是评价塔板式性能优劣的重要数

据，常有于塔板的研究。

（2-45） 式中：——以液相浓度表示的单板效率； xn，xn-1——第n块板和第n-1块板液相浓度；

——与离开第n块板的气体相平衡的液相浓度 总板效率与单板效率的数值常由实验测定。单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因数。当物系与板型确定后，可通过改变汽液符合达到最高的板效率；对于不同的板型，可以在保持相同的物系及操作条件下，测定其单板效率，以评价其性能优劣。总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果，常用于板式塔设计中。

三、实验装置及流程 1. 精馏塔 精馏塔为筛板塔，全塔共8块塔板，塔身的结构尺寸为塔径（573.5）mm，塔板间距80mm；溢流管截面积78.5mm，溢流堰高12mm，底隙高度6mm；每块塔板开有43个直径为1.5mm的小孔，正三角形排列，孔间距为6mm。为了便于观察塔板上的汽~液接触情况，塔身设有一节玻璃视盅，在第1~6块塔板上均有液相取样口。

蒸馏釜尺寸为108mm4mm400mm。塔釜装有液位计、电加热器（1.5KW）、控温电加热器（200W）、温度计接口、测压口和取样口，分别用于观测釜内液面高度，加热料液，控制电加热器，测量塔釜温度，测量塔顶与塔釜的压差和塔釜液取样。由于本实验所取试样为塔釜液相物料，故塔釜可视为一块理论板。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器，换热面积

0.062m，管外走蒸汽，管内走冷却水。 精馏装置流程示意图（1） 1、塔顶冷凝器2、塔身3、视盅4、塔釜5、控温棒6、支座7、加热棒 8、塔釜液冷却器9、转子流量计10、回流分配器11、原料液罐 12、原料泵13、缓冲罐

2. 回流分配装置 回流分配装置由回流分配器与控制器组成。控制器由控制仪表和电磁线圈构成。回流分配器由玻璃制成，它由一个入口管、两个出口管及引流棒组成。两个出口管分别用于回流和采出。引流棒为一根?4mm的玻璃棒，内部装有铁芯，塔顶冷凝器中的冷凝液顺着引流棒流下，在控制器的控制下实现塔顶冷凝器的回流或采出操作。即当控制器电路接通后，电磁线圈将引流棒吸起，操作处于采出状态。当控制器电路断路时，电磁线圈不工作，引流棒自然下垂，操作处于回流状态。此回流分配器既可通过控制器实现手动控制，也可通过计算机实现自动控制。 3. 测控系统 在本实验中，利用人工智能仪表分别测定塔定温度、塔釜温度、塔身伴热温度、塔釜加热温度、全塔压降、加热电压、进料温度及回流比等参数，该系统的引入，不仅使实验更为简便、快捷，又可实现计算机在线数据采集与控制。 4物料浓度分析 本实验所用的体系为乙醇-正丙醇，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（使用方法详见第六章）分析料液的折射率，从而得到浓度。这种测定方法的特点是方便快捷、操作简单，但精度稍低；若要实现高精度的测量，可利用气相色谱进行浓度分析。 混合料也的折射率与质量分数（以乙醇计）的关系如下。 40℃ m=58.2068—42.1941nD

式中 m——料液的质量分数；

nD——料液的折射率（以上数据为由实验测得）。 四、操作要点 ① 对照流程图，先熟悉精馏过程中的流程，并搞清仪表上的按钮与各仪表相对应的设备与测控点。 ② 全回流操作时，在原料贮罐中配置乙醇含量20%～25%（摩尔分数）左右的乙醇-正丙醇料液，启动进料泵，向塔中供料至塔釜液面达250～300mm。 ③ 启动塔釜加热及塔身伴热，观察塔釜、塔身、塔顶温度及塔板上的气液接触状况（观察视镜），发现塔板上有料液时，打开塔顶冷凝器的水控制阀。 ④ 测定全回流情况下的单板效率及全塔效率，在一定的回流量下，全回流一段时间，待该塔操作参数稳定后，即可在塔顶、塔釜及相邻两块塔板上取样，用阿贝折光仪进行分析，测取数据（重复2～3次），并记录各操作参数。 ⑤ 实验完毕后，停止加料，关闭塔釜加热及塔身伴热，待一段时间后（视镜内无料液时），切断塔顶冷凝器及釜液冷却器的供水，切断电源，清理现场。

五、报告要求 ① 在直角坐标系中绘制x-y图，用图解法求出理论板数。 ② 求出全塔效率和单板效率。 ③ 结合精馏操作对实验结果进行分析。

六、数据处理 （1）原始数据 操作系数： 加热电压 103.7V；塔釜温度88.2℃；塔顶温度78.5℃；全塔压降0.82kpa; 实验数据： ① 塔顶nd1=1.3561;nd2=1.3561; 塔釜nd1=1.3712;nd2=1.3719; ② 第五块板nd1=1.3590;nd2=1.3588; 第六块板nd1=1.3604;nd2=1.3596; （2）数据处理 a. 始数据处理：

原始数据记录处理如下： 测量位置 折射率nD 平均折光率nD 乙醇质量分m 乙醇摩尔分数X 1 2 3

塔顶 1.3561 1.3561 1.3561 0.9874 0.990

塔釜 1.3712 1.3719 1.3716 0.3355 0.397

第五块板 1.3590 1.3588 1.3589 0.8692 0.897

第六块板 1.3604 1.3596 1.3600 0.8228 0.858

以第一组塔顶数据为例计算： 平均折光率 121.35611.3561n1.356122DDD

nn



乙醇质量分数 58.206842.194158.206842.19411.35610.9874Dmn

乙醇摩尔分数 0.987446==0.9901-m0.98741-0.9874++4660mMxmMM乙醇乙醇正丙醇

b. 在直角坐标系中绘制x-y图，用图解法求出理论板数。

图1.乙醇-丙醇相平衡关系图00.20.40.60.81

00.20.40.60.81x

y平衡线操作线

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化工原理筛板塔精馏实验报告

化工原理筛板塔精馏实验报告

化工原理筛板塔精馏实验报告实验目的：掌握化工原理筛板塔精馏的基本原理及操作方法，了解精馏过程中的塔板效应以及回流比对塔板效应的影响。

实验仪器：化工原理筛板塔精馏实验装置、温度计、电子天平、试管架等。

实验原理：化工原理筛板塔精馏是通过液体在塔板上的气液两相接触、汽化和冷凝来实现分离纯液体的方法。

在塔中，通过加热器将进料液加热并汽化，然后进入塔板上的塔板上，并与从塔底部向上流动的回流液进行冷凝接触。

冷凝液中的较轻组分被汽化出来，而较重组分则降温并沉积在塔板上。

这样，通过多次的汽化和冷凝，逐渐将较轻组分从较重组分中分离出来。

实验步骤：1.首先将堆积在试管架上的塔板组装完成，确保塔板之间无泄漏。

2.将所需的混合液体注入塔底的进料罐中，并打开加热器将混合液体升温至沸腾。

3.根据实验要求，调节回流比，通过调节回流比来改变塔板效应。

4.使用温度计测量不同塔板中的温度，记录各个塔板的温度分布情况。

5.在实验过程中，定时收集和测量塔底收集器中的溶液，并测量其组分浓度。

6.根据实验数据计算纯液体的回流比、摩尔分数和回收率。

实验结果：根据实验数据计算得到不同塔板的温度分布情况。

根据计算得到的纯液体的回流比、摩尔分数和回收率，可以分析不同条件下塔板效应的影响。

实验结论：通过化工原理筛板塔精馏实验，我们得到了不同条件下的塔板效应的实验数据，分析了回流比对塔板效应的影响。

在实验过程中，我们发现回流比的增加可以提高塔板效应，进而提高纯液体的回收率。

这为进一步优化化工生产中的精馏工艺提供了重要依据。

实验中的注意事项：1.操作时要严格遵循实验操作规程，注意个人安全。

2.在进行实验操作过程中，遵循安全操作规范，确保设备正常运行。

3.注意实验装置的密封性，以避免气体泄漏。

4.在进行实验数据记录时，要认真准确地记录实验数据，以保证实验结果的可靠性。

1.曹建国，张玉芬，梁中美.化工原理与工业催化[M].化学工业出版社。

化工原理含实验报告(3篇)

化工原理含实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。

2. 通过实验验证理论知识，提高实验技能。

3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法，培养动手能力。

4. 学会运用实验数据进行分析，提高数据处理能力。

二、实验内容本次实验共分为三个部分：流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。

1. 流体流动阻力实验实验目的：测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系，将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较；测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。

实验原理：流体在管道内流动时，由于摩擦作用，会产生阻力损失。

阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。

实验中通过测量不同流量下的压差，计算出摩擦系数和局部阻力系数。

实验步骤：1. 将水从高位水槽引入光滑管，调节流量，记录压差。

2. 将水从高位水槽引入粗糙管，调节流量，记录压差。

3. 改变流量，重复步骤1和2，得到一系列数据。

4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。

实验结果与分析：通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线，与理论公式进行比较，验证了流体流动阻力实验原理的正确性。

2. 精馏实验实验目的：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板效率。

4. 测定部分回流时的全塔效率。

5. 测定全塔的浓度分布。

6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。

实验原理：精馏是利用混合物中各组分沸点不同，通过加热使混合物汽化，然后冷凝分离各组分的方法。

精馏塔是精馏操作的核心设备，其结构对精馏效率有很大影响。

实验步骤：1. 将混合物加入精馏塔，开启加热器，调节回流比。

2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。

3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。

4. 绘制浓度分布曲线。

实验结果与分析：通过实验数据，计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标，并与理论值进行了比较。

精馏实验报告

精馏实验报告

北京化工大学化工原理实验报告实验名称：精馏实验班级：姓名：学号：序号：同组人：设备型号：板式精馏塔实验日期：一、实验摘要本次实验采用板式精馏塔，通过全回流和部分回流的操作模式，分离乙醇—正丙醇混合物。

全回流时，x F=0.1177，x D=0.9017，x w=0.0942，通过画梯级图得到的理论板数为6.1，全塔效率为63.75%，单板效率E mL,N=73.25%，E mV,N=69.66%。

部分回流时，x F=0.316,x D=0.8341，x W=0.0877，通过画梯级图得到的理论板数N T=7.5，全塔效率：E T=81.25%， D=10.91 ml/min，W=24.72 ml/min。

二、实验目的1、了解板式精馏塔的结构特点和测控系统2、测量全回流时的全塔效率和单板效率3、测量部分回流时的全塔效率4、测量精馏塔操作弹性、负荷性能等5、观察冷模板式塔的气液（鼓泡、泡沫、喷射）接触状态6、观察冷模板式塔的漏液、雾沫夹带或液泛等情况三、实验原理精馏是根据液体混合物组分的挥发度不同，经塔底供热产生蒸汽向上回流，塔顶移走热量产生液体向下回流，塔内发生气液逆流接触和物质传递，最后轻组分富集于塔顶，重组分富集于塔底，将混合物分开的单元操作。

精馏塔的操作参数有：板效率、板压降、持液量、塔板温度等。

其中，板效率是体现塔板性能及操作条件好坏的主要参数，包括：1、全塔效率E T=N T−1NN T—理论塔板数（包括塔釜1块理论板） N—实际塔板数理论塔板数N T可通过画梯级图（如图5-1）求得，还可以通过逐板计算得到。

图5-1 全回流和部分回流操作的理论板梯级对于全回流操作，以作图法为例:首先画出乙醇—正丙醇溶液在101.3kPa下的y-x相平衡曲线(平衡数据见附录)，对角线即是操作线.然后以塔顶组成x D和塔釜组成x W为始、终点，在平衡线和操作线之间画梯级，梯级数(含小数部分)等于理论板数N T。

化工原理精馏塔实验报告

化工原理精馏塔实验报告

化工原理精馏塔实验报告嘿，大家好，今天咱们聊聊化工原理里的精馏塔实验，这个东西可不是一锅煮完就完事的简单玩意儿。

其实啊，精馏塔就像一个聪明的筛子，它能够把混合液体中的不同成分通过蒸发和冷凝的方式分开。

想象一下，一个小小的精馏塔就像是一个精灵，忙着把不同的气味和味道从一锅汤里挑出来，感觉是不是特别神奇？实验开始之前，咱们得先准备好一切。

首先是原料，这就像做饭之前要备齐食材，没材料可是搞不成大事的。

我们用的液体混合物是乙醇和水的混合液，两个好朋友，虽然平时在一起没啥问题，但在精馏塔里，它们就得分道扬镳了。

然后，是各种仪器，蒸汽发生器、冷凝器、分馏塔等等，听起来高大上，其实就像厨房里的锅碗瓢盆，缺一不可。

实验开始了，大家都兴奋得像小孩子似的，纷纷围上来，期待着看这场“化学秀”。

一开始，混合液体在锅炉里加热，随着温度逐渐升高，液体变成了气体，气泡冒得欢。

这里有个小秘密，乙醇的沸点比水低，所以它们先跑出来，偷偷溜了出去。

就像跑步时，快的那个人总是领先，慢的跟在后面，心里暗暗着急。

然后，蒸汽一路朝着冷凝器奔去，这里有个小曲折。

冷凝器就像一座冰山，蒸汽遇冷瞬间变成液体，哗啦一下又流回塔里。

这个过程重复进行，就像打怪升级，每次都能把乙醇和水分得更清楚。

我们能看到液体一层层上升，颜色逐渐变得清澈透亮，简直让人眼前一亮。

在这个过程中，咱们还得观察温度和压力的变化，这就像是给精灵做健康检查，看看它今天状态如何。

仪器上跳动的数字就像音乐的节拍，时而快，时而慢，真是让人紧张又期待。

这时候，实验室里充满了浓郁的酒精味，简直像是个小酒吧，大家都忍不住想喝一口。

不过，别急，咱们可不能这样糟蹋实验成果。

随着实验的深入，塔顶的液体越来越纯，乙醇的浓度逐渐提高，大家的脸上都挂着期待的笑容。

可以说，这个过程就像是在挑选珠宝，越往上走，越是闪亮。

而当最终产品流出来的时候，大家齐声欢呼，仿佛在庆祝一场胜利。

那一刻，所有的努力和等待都值得了。