板式精馏塔设计性实验

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1、板式精馏塔设计性实验实验目的1、学会对精馏过程的实验方案进行设计，并通过是实验验证设计方案，得出实验结论，以掌握实验研究方法。2、掌握单板效率和全塔效率的测定方法。3、了解板式精馏塔结构及塔内的传质传热状况，掌握板式塔内温度、浓度分布规律。4、了解实验条件与板式精馏塔分离效率的关系，确定影响分离效率的因素，并掌握其影响规律。实验内容及要求本实验是设计性实验，根据所选用的实验设备，查阅相关文献，参考以下内容和要求，自行设计方案，并自主实施。实验方案经老师同意后方可进行实验。要求自行设计实验数据记录

2、表格。1、考察全回流条件下，开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。2、测定全回流条件下稳定操作时塔内温度的浓度沿塔高的分布数据。3、测定全回流是全塔理论板数、总板效率和单板效率。实验装置及流程实验原理精馏是利用液体混合物中各组分的挥发度不同而实现分离单元操作。在精馏塔中，塔釜加热，液体沸腾，在塔内产生蒸汽逐板上升，塔顶回流逐板下降，汽液两相在塔板上多次接触，实现传质。传热过程而达到两相一定程度的分离。精馏塔之所以能使液体混合物得到较完全分离，关键在于回流的运用。回流比的大小直接影响着精

3、馏操作的分离效果与能耗。所谓回流比，就是指塔顶回流量与采出量得比值。可分为全回流，最小回流比和实际操作中的适宜回流比。全回流，即不加料也不出产物，塔顶冷凝量全部从塔顶回流，这在生产上没有意义。但这种操作容易达到稳定，故装置开工和科学研究中常常采用。这时需要的理论板数称为最小理论板数。当回流比不断减少，减到一定程度，需要无限多个理论板才能达到分离要求，这时的回流称为最小回流比Rm。实际操作中最适回流比R是Rm的倍数，通常去为（1.2~2）Rm。板效率是反映塔板及操作好坏的重要指标。如果离开塔板的汽

4、液两相处于平衡状态，则该塔板称为理论板。实际操作中由于汽液接触时间有限，一般不可能达到“平衡效率”这一概念。板效率常用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，常用与塔板研究中，而全塔效率反映整个塔的平均传质效果，常用于板式塔的设计中。本实验只要测取二元物的全塔效率Ep：Ep=Nt/Np式中Nt——理论塔板数；Np——实际塔板数。板式塔内各层塔板的传质效果并不相同，全塔效率只是反映了整个塔板的平均效率。影响全塔效率的因素很多，概括地讲，全塔效率与塔的结构、操作条件、物质性质、

5、组成等有关，但当板型、体系决定以后，塔板上的汽、液流量是板效率的主要影响因素，当塔的上升蒸汽量不够，塔板上建立不了液层；若上升气速太大，又会产生严重夹带甚至液泛，这时塔板的分离效果大大下降。实验中实验板数是已知的，只要测取有关数据而得到需要的理论板数即可得全塔效率，本实验可测取部分回流和全回流两种情况下的全塔效率，当测取塔顶浓度、塔底浓度、进料浓度以及回流比，并找出进料状态，即可通过作图法画出平衡线、精馏段操作线、提馏段操作线，并在平衡线与操作线之间画梯级即可得出理论板数如果在全回流情况下，操作

6、线与对角线重合，此时用作图法求取理论板数更为简单。改变操作回流比、进料流量、进料位置，进料热状态等实验条件，研究影响精馏塔操作过程及分离效率的因素，研究影响规律并分析原因。操作步骤1.准备工作（1）将与阿贝折光仪配套的超级恒温水浴调整到所需的温度，并记下此温度（例如30℃）。检查取样用的注射器和擦镜纸是否准备好。（2）检查实验装置上的各个旋塞，阀门均处于关闭状态，电流电压及电位器位置均应为零。（3）配置一定浓度（质量分数15%~25%左右）的乙醇-正丙醇混合液（总容量6000mL左右），然后倒入

7、原料罐（或由指导老师事前做好这一步）。（4）打开进料泵以及转子流量计的阀门，向精馏釜内加料到指定的高度（冷液面在塔釜总高2/3处），而后关闭进料泵和流量计阀门。2.全回流操作（1）打开塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大（约8L/min）（2）记下室内值，接上电源闸（220V），按下装置上总电源开关。（3）调解电位器使加热电压为75V左右，待塔板上建立液层时，可适当加大电压（如100V），使塔内维持正常操作。（4）等各块塔板上鼓泡均匀后，保持加热釜电压不变，在全回流情况下稳定20min左右，期间

8、仔细观察全塔传质情况，待操作稳定后分别在塔顶、塔釜取样口用注射器同时取样，用阿贝折射仪分析样品浓度。3.部分回流操作（1）打开塔釜冷却水阀门，冷却水流量以保证釜馏液温度接近常温为准。（2）调节进料转子流量计阀，以1.5~2.0L/h的流量向塔内加料，用回流比控制调节器调节回流比R=4，馏出液收集在塔顶容量管中。（3）塔釜产品经冷却后由溢流管流出，收集在容器内。（4）操作稳定后，观察板上传质状况，记下加热电压、电流、塔顶温度等有关数据，整个操作中维持进料流量计读数不变，用注射器取下塔顶、塔釜和进料