筛板精馏塔全塔效率的测定

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1、筛板精馏塔全塔效率的测定实验报告院（系）生物与化学工程系年级2011级专业化学工程与工艺姓名吕志超学号课程名称专业实验实验日期2013年4月13日实验地点3L216指导老师胡建明一、实验目的1、观察板式塔气、液流动状态。2、测定筛板塔总板效率与空塔气速（或压力、回流液量）的关系。3、了解精馏流程安装及操作。二、实验原理板式塔是使用量大、运用范围广的重要气（汽）液传质设备，评价塔板好坏一般根据处理量、板效率、阻力降、弹性和结构等因素。目前出现的多种塔板中鼓泡式塔板（以筛板塔、浮阀塔为代表）和喷射式

2、塔板（以舌形、斜孔、网孔为代表）在工业上使用较多，板式塔作为气、液传质设备，既可用于吸收，也可用于精镏，用得最多的是精镏。在精镏装置中，塔板是汽、液两相接触的场所。气相从塔底进入，回流从塔顶进入，气液两相逆流接触在塔板上进行相际传质。精馏塔所以能使液体混合物得到较完全的分离，关键在于回流的运用。全回流是一种极限情况，它不加料也不出产品。塔顶冷凝量全部从塔顶回到塔内，这在生产上没有意义。但是这种操作容易达到稳定，故在装置开工和科学研究中常常采用。全回流时由于回流比为无穷大，当分离要求相同时比其它回

3、流比所需理论板要少，故称全回流时所需理论板为最少理论板数。通常计算最少理论板用芬斯克方程。板效率是反映塔板及操作好坏的重要指标。影响板效率的因素很多，当板型、体系决定以后，塔板上的气、液量是板效率的主要影响因素，表示全塔效率的方法有总板效率η：全塔效率的数值在设计中应用得广泛，它常由实验测定。三、实验装置流程与试剂1、实验装置筛板精馏塔一套，塔内径50mm，板间距50mm，筛孔3mm；折光仪一台；N实为15块。2、原料：50%乙醇水溶液。四、实验步骤1、检查设备是否完好，各处阀门是否处于相应位置

4、，电器部分是否正常，并向釜内加入乙醇—水二元混合溶液，加入量约为釜体积的2/3。2、打开电源，启动加热系统，缓慢加热（切不可加热太快），控制加热电流约在5～5.5A之间。3、当塔釜沸腾后，向冷凝器内通入冷却水，调节加热系统，塔顶实行全回流，仔细观察塔板上气液接触情况。4、全回流一个小时，待操作稳定后，取塔顶、塔釜样品用折光率仪检测其浓度。调节适宜的回流比，开启进料，进料量约为采出量的两倍，半小时后同时取塔顶、塔底液体样品用折光仪测定含量，并按要求作好记录。5、改变回流比，调节进料量，稳定半小时后

5、，同时取塔顶、塔底液体样品用折光仪测定含量，并按要求作好记录（取三至四组数据）。6、数据取完后，停止精馏，首先停进料，停加热，塔顶物料全部采出。待塔顶冷至40℃以下，关冷却水。打扫好室内卫生后方可离开。五、实验数据记录与处理1、按下表作好实验记录实验序号操作条件回流量ml/min塔顶采出量ml/min回流液温度℃塔顶釜液加热电流塔顶温度塔釜温度折光率组成折光率组成17.2A86.095.345076.01.365587.099991.334001.6427.5A78.094.84010.075.

6、51.365283.741.33381.3137.3A76.395.63812.575.51.365182.751.33350.82其中原料液的折光率：F1=1.3443，F2=1.3457，F3=1.3511∴组成为：24.322、数据处理将测定含量转化为摩尔分数，根据操作条件计算回流比、q值，用CAD作图得出平衡级数N，计算总板效率η。I.在乙醇水溶液浓度折光率对照图上求釜液、塔顶组成：II.各操作条件下的回流比、q值如下表：实验序号回流量ml/min塔顶采出ml/min回流比Rq值1450

7、∞1.042240104.001.04233812.53.041.042全回流时，通过CAD制图画梯级得：N=5.4回流比R=4时，通过CAD制图画梯级得：N=5.6回流比R=3.04时，通过CAD制图画梯级得：N=6.8各操作回流比下总板效率如下：回流比R∞43.04总板效率η36.0%37.3%46.7%其中:η=3、作出R～η曲线。六、实验结论及分析讨论（根据实验结果分析回流量对精馏操作的影响）。操作中以改变回流比的大小来保证产品的质量。当塔顶馏分中重组份含量增加时，常采用加大回流比的方法

8、将重组份压下去，以使产品质量合格。当精馏段的轻组份下到提馏段造成塔下部温度降低时，可以用适当减少回流比的办法以使塔下部温度提起来。增加回流比，对从塔顶得到产品的精馏塔来说，可以提高产品质量，但是却要降低塔的生产能力，增加水、电、汽的消耗。回流比过大，将会造成塔内物料的循环量过大，甚至能导致液泛，破坏塔的正常操作。七、思考题1、在精馏塔正常操作时，如果回流装置出现故障，中断了回流，此时操作情况会发生什么变化？答：情况会发生明显变化，塔顶易挥发物组成下降，塔釜易挥发物组成随之上升，分离情况变坏。2、