填料精馏实验指导书

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1、基本型填料精馏塔（TJ100B）——实验指导书基本型填料精馏塔实验指导书第9页共9页浙江中控科教仪器设备有限公司基本型填料精馏塔（TJ100B）——实验指导书填料塔精馏过程实验一、实验目的1．了解填料精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。2．学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。3．掌握保持其他条件不变下调节回流比的方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。4．掌握用图解法求取理论板数的方法，并计算等板高度（HETP）。二、基本原理填料塔属连续接触式传质设备，填料精馏塔与板式精馏塔的不同之处在于塔内气液相浓度前者呈

2、连续变化，后者层逐级变化。等板高度（HETP）是衡量填料精馏塔分离效果的一个关键参数，等板高度越小，填料层的传质分离效果就越好。1．等板高度（HETP）HETP是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小，不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响。对于双组分体系，根据其物料关系，通过实验测得塔顶组成xD、塔釜组成xW、进料组成xF及进料热状况q、回流比R和填料层高度Z等有关参数，用图解法求得其理论板NT后，即可用下式确定：HETP＝Z/NT（9－1）2．图解法求理论塔板数图解法又称麦卡勃－蒂列（McCabe－Thi

3、ele）法，简称M－T法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y－x图上直观地表示出来。精馏段的操作线方程为：（9－2）式中，－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；－精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数；－塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；第9页共9页浙江中控科教仪器设备有限公司基本型填料精馏塔（TJ100B）——实验指导书－泡点回流下的回流比。提馏段的操作线方程为：（9－3）式中，－提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；－提馏段第m块塔板下流的液体组成，摩尔分数；－塔底釜液的液体组成，摩尔分数；－提馏段内下流的液体量，kmol

4、/s；－釜液流量，kmol/s。加料线（q线）方程可表示为：（9－4）其中，（9－5）式中，－进料热状况参数；－进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；－进料液的泡点温度，℃；－进料液温度，℃；－进料液在平均温度/2下的比热容，kJ/（kmol℃）；－进料液组成，摩尔分数。回流比R的确定：（9－6）式中，－回流液量，kmol/s；－馏出液量，kmol/s。第9页共9页浙江中控科教仪器设备有限公司基本型填料精馏塔（TJ100B）——实验指导书式（9－6）只适用于泡点下回流时的情况，而实际操作时为了保证上升气流能完全冷凝，冷却水量一般都比较大，回流液温度往往低于泡

5、点温度，即冷液回流。如图9－1所示，从全凝器出来的温度为、流量为的液体回流进入塔顶第一块板，由于回流温度低于第一块塔板上的液相温度，离开第一块塔板的一部分上升蒸汽将被冷凝成液体，这样，塔内的实际流量将大于塔外回流量。图9-1塔顶回流示意图对第一块板作物料、热量衡算：（9－7）（9－8）对式（9－7）、式（9－8）整理、化简后，近似可得：（9－9）即实际回流比：（9－10）（9－11）式中，、－离开第1、2块板的气相摩尔流量，kmol/s；－塔内实际液流量，kmol/s；、、、－指对应、、、下的焓值，kJ/kmol；－回流液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；－回

6、流液在与平均温度下的平均比热容，kJ/（kmol℃）。第9页共9页浙江中控科教仪器设备有限公司基本型填料精馏塔（TJ100B）——实验指导书（1）全回流操作在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，如图9－1所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。图9－2全回流时理论板数的确定（2）部分回流操作部分回流操作时，如图9－2，图解法的主要步骤为：A.根据物系和操作压力在y－x图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；B.在x轴上定出x＝xD、xF、xW三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点a、f、b；C.在y轴上定出yC

7、＝xD/(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线；D.由进料热状况求出q线的斜率q/（q-1），过点f作出q线交精馏段操作线于点d；E.连接点d、b作出提馏段操作线；F.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。第9页共9页浙江中控科教仪器设备有限公司基本型填料精馏塔（TJ100B）——实验指导书图9－3部分回流时理论板数的确定三、实验装置与流程本实验装置的主

8、体设备是填料精馏塔，配套的有加料系统、