筛板精馏操作及效率测定.doc

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1、装订线专业：姓名：学号：日期：地点：实验报告课程名称：过程工程原理实验（乙）指导老师：成绩：________________实验名称：筛板塔精馏操作及效率测定同组学生姓名：实验类型：传质实验一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一．实验目的1.了解板式塔的结构和流程，并掌握其操作方法；2.测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率；二．实验原理在板式精馏塔中，偏离平衡的汽液两相在塔板上进行传质、传热，当离开该板的汽

2、、液两相组成平衡、温度相同时，则此板称为理论板。然而在实际操作中，由于塔板上的汽、液两相接触时间有限及相间返混等因素影响，使汽、液两相尚未达到平衡即离开塔板。即一块实际塔板的分离效果达不到一块理论板的作用，因此精馏塔所需的实际板数比理论板数多。（一）全回流操作时的全塔效率ET的测定全塔效率（总板效率）ET···························（1）式中：NT——为完成一定分离任务所需的理论板数，包括蒸馏釜；NP——为完成一定分离任务所需的实际板数，本装置NP=7块。在全回流操作中，操作线在x-y图上为对角线。根据实验中所测定的塔顶组成xD、塔底组成xW

3、（均为摩尔百分数）在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论板数NT。（二）部分回流时全塔效率ET’的测定装订线1.精馏段操作线方程为：··························（2）式中：R——回流比；xD——塔顶产品的组成，摩尔百分数。实验中回流量由回流转自流量计测量，但由于实验操作中一般作冷液回流，所以实际操作回流量L应作如下修正：·························（3）式中：L0——回流转子流量计上的读数值，ml/min；L——实际回流量，ml/min；tD——塔顶液相温度，℃；tR——回流液温度，℃；CpD——塔顶回流液在平均温度下的比

4、热，kJ/kg·K；rD——塔顶回流液组成下的汽化潜热，kJ/kg。产品量D可由产品转子流量计测量。由于产品量D与回流量L的组成和温度相同，故回流比R可直接用两者的比值来得到。·································（4）式中：D——产品转子流量计上的读数值，ml/min。实验中根据塔顶取样可得塔顶组成xD，并测量回流和产品转子流量计读数L0和D以及回流温度tR和塔顶液相温度tD，再查附表可得CPD、rD，由式（3）、（4）可求得回流比R，代入式（2）即可以得到精馏段操作线方程。2.进料q线方程为：······················

5、·······（5）装订线式中：q——进料的液相分率；xF——进料液的组成，摩尔百分数；···········（6）式中：ts——进料液的泡点温度，℃；tF——进料液的温度，℃；CpF——进料液在平均温度(ts+tF)/2下的比热，kJ/kg·K；rF——进料液组成下的汽化潜热，kJ/kg。实验中根据进料液取样可得到xF，并测量其进料温度tF，再查附表得到ts、rF、CpF，由式（6）即可得到q，代入式（5）即可得到q线方程。3.理论板数的求取：根据上述得到的精馏段操作线方程和q线方程，以及测量得到的塔顶组成xD、塔底组成xW和进料组成xF，就可以在x-y图上作出精馏

6、段操作线、q线和提馏段操作线，然后用x-y图解法即可得到理论板数NT。根据上述求得的理论板数NT，由式(1)便可得到部分回流时的全塔效率ET。一．实验仪器精馏塔装置由塔釜、塔体、全凝器、加料系统、回流系统、贮槽（原料、产品、釜液）以及测量、控制仪表等组成。装置流程如图所示。筛板精馏塔内径φ68mm，共7块塔板，其中精馏段5块，提馏段2块；精馏段塔板间距150mm，提馏段塔板间距180mm；筛孔孔径为φ1.5mm，正三角形排列，孔间距4.5mm，开孔数104个。本装置采用电加热方式，塔釜内有3支额定功率为3kW的螺旋管加热器。在由塔顶往下数的第4和第5块板上的进口堰处设

7、有液相取样口（图中的D、E处），可测取第3、第4块板上下降的液相样品，另外在装置上分别设有料液、产品和釜液的取样口（图中的A、B、C处）。注：由于本实验的实验条件限制，不能测量出板上料液的浓度，故不进行测量单板效率的实验。装订线一．实验步骤1.根据浓度要求进行配料（一般xF=0.1）并加约9升料于塔釜内至玻璃液面计顶端。若实验前料液已配好，则测定料液组成；2.关闭进、出料阀，关闭采样阀，全开冷凝器顶部排气阀，稍开冷凝冷却水阀门，全开回转转子流量计阀门，进行全回流操作；3.开启仪表柜总电源开关，将电压调节旋钮调节到所需要的加热电压并保持恒定；4.待釜液