筛板式精馏塔实验

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1、实验九筛板式精馏塔实验一、实验目的1．了解筛板精溜塔和附属设备的基本结构。2．掌握精溜过程的基本操作方法。3．测定塔顶、塔底及塔板上的液相组成，据此求取全回流工况下的理论塔板数全塔效率和单板效率。4．调节精溜塔的进、出料量和塔釜加热功率，使精溜塔稳定达到所需回流比下的部分回流工况。5．测定塔顶、塔底液相组成，据此求取回流比下的理论塔板数和全塔效率。6．调节精流塔使其稳定操作于不同的回流比工况，求取相应的全塔效率。7．分析实验结果，归纳总结回流比对精流塔分离效率的影响二、基本原理在板式精流塔的精溜过程中，每一层塔板的汽、液相间进行着热、质传递，。通常用塔的塔板效率表示塔板上传质的完

2、善程度。最常用的有单板效率和全塔效率。单板效率直接反映单独一层塔板上传质的优劣，常用于塔板研究中，而全塔效率是反映整个塔的平均传质效果，常用于板式塔的设计中。1．全回流操作时的单板效率和全塔效率。1.1单板效率单板效率指气相（或液相）经过实际塔板的组成变化值与经过理论板所达到的组成变化值之比，单板效率统称由实验测的。汽相单板效率：Emv=(yn-yn+1)/(yn’-yn+1)液相单板效率：Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn’)式中：yn，yn+1---------离开第块塔板的蒸汽组成，摩尔分数xn-1,xn------离开第块塔板的液体组成,摩尔分数y*n-----

3、---与成平衡的气相组成,摩尔分数xxn*------与T成平衡的液相组成,摩尔分数考虑到全回流操作时的操作线方程:则5-1式可以写成:Emv=(xn-1-xn)/(yn*-xn)1.2全塔效率ET=(NT-1)/NP×100%式中：NT----一定分离任务所需要的理论塔板数，包括蒸馏釜NP-----完成一定分离任务所需要的实际塔板数，本装置NP=8在精流塔中全回流操作时，操作曲线在图上为对角线，根据塔底的组成在操作线和平衡线见作梯级，即可得到理论塔板数。2、部分回流操作是全塔效率的测定2.1精馏段操作线方程yn+1=Rxn/（R+1）+XD/（R+1）2.2提馏段操作线方程ym

4、+1=L’xm/（L’-W）-Wxw/(L’-W)2.3线方程y=qx/（q-1）-XF/（q-1）2.4回流比R的确定R=L/D2.5理论塔板数根据以上计算得到的精馏段操作向方程和q线方程，以及取样得到的馏出液组成Xd，塔釜组成XW和进料液组成XF，在y--x图上用图解法即可得到理论塔板数NT。2.6全塔效率ET`=（NT-1）/NP×100%3、精馏过程稳定连续操作条件3.1物料衡算:F=W+D(1)总物料不平衡时,进料量大于出料量,回引起淹塔,相反会引起干塔,最终会导致破坏精馏塔的正常操作.(2)各物料的平衡:FXF=WXW+DXD当进料量F,进料组成XF以及产品的分离要求

5、XW,XD一定的情况下,应严格保证馏出液D和釜液W的采出率.3.2分离能力3.3正常的汽、液负荷量精馏塔操作时,应有正常的气、液负荷量，避免发生以下不正常的操作。（1）液末夹带（2）漏夜（3）溢流液泛三、实验装置及流程本塔为精馏筛板塔，全塔共有八块塔板，全塔高度为2.5米，塔身的尺寸结构为：塔径φ57×3.5mm,塔板间距为80mm，溢流管截面积为80mm2，溢流堰高度为10mm，塔板间距为4mm，每块塔板上开有直径为1.5mm的小孔，正三角形排列，空间距为6mm.蒸馏釜尺寸为：φ108×4×400mm.冷凝器为溢蛇管式换热器，换热面积为0.06m2，管外走蒸汽，管内走冷却水，原

6、料液槽为一#300×3×350mm不锈钢容器，顶部有放空管及与泵相连得入口管，下部有向塔供料得出口管.本实验采用的旋涡式水泵，型号为20W—20，流量为0.72m3/h，扬程为料箱料泵冷凝器精馏塔蒸馏釜回流分配器贮槽PT1T2T3精馏装置流程示意图四、实验方法及注意事项熟悉本实验装置的设备结构，流程和测量仪表，了解各部件的作用和仪表的使用方法。预见配制15%乙醇-丙醇于料液槽内，启动旋涡泵，将料液打入高位槽。启动总电源开关，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，发现塔顶温度开始上升时，打开塔顶冷凝装置。测定全回流条件下的单板效率及塔板效率：在一定

7、回流量下，全回流一段时间，待该塔操作参数稳定后，即可杂塔顶、塔釜及塔板山个取样，用阿贝折光仪进行分析。测定部分回流条件下的全塔板效率。建议进料量维持在3L/h，回流比2-4。实验完毕，停止加热，关闭塔釜加热及塔身伴热，待无下降液时，关闭冷凝装置。注意：（1）塔釜液位应在250-300毫米之间，不要过低，以免加热时烧坏电加热器。（2）做实验时，要开启塔顶防空阀，以保证精馏塔的常压操作。（3）正常操作事塔板压降小于180mmH2O若操作时塔板压降过高，请及时增加冷却水量，并对塔釜加热