板式塔精馏实验

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1、板式塔精馏实验毕啸天分02010011811实验时间：2012年11月28日同组实验者：张亚清、程慧慧、钟典、徐皓指导老师：彭勇地点：精馏实验室一、实验目的1.观察板式精馏塔进行精馏过程中的气、液流动现象；2.测定板式塔总效率；3.测定回流比对精馏操作的影响；4.熟悉精馏操作的基本规律与特点；5.学习使用气相色谱仪，分析塔顶和塔釜的产品组成；6.观察新型斜孔多溢流塔板的结构与工况。二、实验原理精馏是双组分混合液的分离最简单的操作。典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使

2、蒸气得到部分冷凝，部分凝液作为回流液返回塔顶,其余馏出液是塔顶产品。位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。进料加在塔的中部，进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取

3、易挥发组分，称为提馏段。两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。本实验利用精馏装置分离乙醇与水。乙醇与水为非理想体系，存在恒沸点。即使完全分离也只能在塔顶得到恒沸液，而塔釜可以得到高纯的水。板式塔是使用量大、运用范围广的重要气液传质设备，评价塔板好坏一般根据处理量、板效率、阻力降、操作弹性和结构等因素。目前出现的多种塔板中鼓泡式塔板（筛板、浮阀板）和喷射式塔板（舌形、斜孔、网孔）在工业上使

4、用较多，板式塔作为气、液传质设备，既可用于吸收，也可用于精馏。用得多的是精馏操作。在精馏装置中，塔板是汽、液两相的接触场所。在板式精馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，汽液两相在塔板上层接触，实现传质、传热过程，从而达到分离目的。精馏塔之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。从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比，它是精馏操作的一个重要控制参数，回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果与能耗。回流比可分为全回流，最小回流比和实际操作时采用的适宜回流比。全回流是一种极限情况，此时精馏塔不加料也不出产品，塔

5、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流比所需理论板要少，故称全回流时所需的理论板为最少理论板数。通常计算最少理论板数用芬斯克方程。对于一定的分离要求，减少回流比，所需的理论塔板数增加，当减到某一回流比时，需要无穷多个理论板才能达到分离要求，这一回流比称为最小回流比Rm。最小回流比是操作的另一极限，因为实际上不可能安装无限多块的塔板，因此亦不能选择Rm来操作，实际选择回流比R应为Rm的一个倍数，这个倍数根据经验取为1.2

6、～2。当体系分离要求、进料组成和状态确定后，可以根据平衡线形状由作图求出最小回流比。在精馏塔正常操作时，如果回流装置出现毛病，中断了回流，此时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。板效率是反映塔板性能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，塔板上的气液流量是影响板效率的主要因素，若塔的上升蒸气量不够，塔板上建立不了液层，则两相接触欠充分，分离效果差；若上升气速太大，又会产生严重夹带甚至于液泛，这时塔的分离效果同样大大下降。总板效率，N。一、实验装置与流程3.1实验装置本装

7、置由精馏塔、塔板、冷凝器、再沸器、温度计、转子流量计、U形压差计等组成。主要设备规格如下：（1）精馏塔简体为硬质玻璃，内径102mm，高1m，内装有9块塔板，板间距为100mm。筒体外表面镀有导电薄膜，通电后既可以保温又保持透明度，以便观察气、液流动现象。（2）塔顶温度计和塔釜温度计（可选电阻或玻璃管温度计）。（3）U形压差计，长600mm。（4）转子流量计规格：LZB-6（测液体流量）用以测定塔顶产量和回流量。（5）电热棒共分五组，每组功率分别为4，4，3，2，1kW。加热时可以开启一组或多组，以调节上升蒸气量。3.2实验流程1.开塔釜加

8、热，功率调至10kW，使釜液汽化；2.待塔底开始有回流后，打开冷却水装置，调节适当流量，使得出水口不太烫；3.待塔顶开始回流后，将加热功率调至需要值，同时打开保温装置；4.持续加