物理化学实验b-精馏预习报告

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1、化工基础预习报告实验名称板式塔精憾实验，联机精憾实验，填料塔精憾实验班级化82姓名张宁远学号2008011918成绩实验时间2011・3・18同组成员MS一.实验预习1・1•实验目的1.观察填料和板式精镭塔进行精镭过程中的气、液流动现彖。2.掌握实验测定填料等板高度的方法。3.测定板式塔总板效率与空塔气速的关系。4•研究回流比对精徭操作的影响。5.熟悉精馆操作的基本规律与特点。6.学习使用数字阿贝折射仪和气相色谱仪，分析塔顶和塔釜的产品组成。1・2•实验原理1・2・1•板式塔精馆实验原理板式塔是使用

2、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、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，也可用于精镭。用得多的是精镭操作。在精镭装置中，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。使液相中易挥发组分进入汽相、汽相中难挥发组分转入液相。精镭塔所以能使液体混合物得到较完全的分离，关键在

3、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，它是精镭操作的一个重要控制参数，回流比数值的大小影响着精镭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，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。全回流吋由于回流比为无穷大，当分离要求相同吋比其它回流比所需理论板要少，故称全回流吋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。对于一

4、定的分离要求，减少回流比，所需的理论板数增加，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Rim最小回流比是操作另一极限，因为实际上不可能安装无限多块板的精镭塔，因此亦就不能选择Rm来操作。实际选用的回流比R应为Rm的一个倍数，这个倍数根据经验取为1.2〜2。当体系的分离要求、进料组成和状态确定后，可以根据平衡线的形状由作图求出最小回流比。在精镭塔正常操作时，如果回流装置出现毛病，中断了回流，此吋操作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

5、升，分离情况变坏。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、液流量是板效率的主要影响因素，当塔的上升蒸气量不够，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于液泛，这时塔的分离效果大大下降。表示板效率的方法常用的有两种:（1）总板效率E3=—式中：E总板效率；N——理论板数；Ne——实际板数。（2）单板效率Emv（气相默弗里效率）式中：yn、yn+1第n块和第（n+1）块气相组成；yn*——与第口块板下降液体相平衡的气相组成。总板效率的

6、数值在设计中应用得很广泛，它常由实验测定。单板效率是评价塔板好坏的重要数据，针对不同板型，在实验吋保持相同的体系和操作条件，对比它们的单板效率就可以确定其优劣，因此在科研中常常运用。1・2・2•联机精憾实验原理1•精馆塔操作控制的基本目标及被控变量精镭塔控制系统的基本目标如下：A、产品质量符合要求；B、保持塔操作正常和稳定；C、力争实现产品收率最大和能耗最小的统一，即塔的优化操作。由基本目标出发，精憎过程应该控制的变量主要有五个，即塔顶产品浓度、塔釜产品浓度、塔内压力、塔顶储罐和塔釜液位（图一）。控

7、制塔内压力恒定以避免蒸汽积累，控制塔顶储罐和塔釜液位以避免物料积累，二者使整个塔的操作保持物料、能量平衡。实际上，压力和液位的设定值仅仅是出于稳定操作的考虑，与产品质量无关；而塔顶、塔釜产品浓度与前者不同，它们是反映产品质量的变量，其设定值要从产品的规定纯度去考虑。产品浓度控制方案有直接和I'可接两种。直接成分控制采用在线工业色谱作为检测手段，以所测成分为被控变量，构成闭环控制回路。其优点是直接测出并控制产品成分，缺点是在线检测的纯滞后吋间长,不利于提高控制品质。近年来比较普遍采用的是软测量技术，克

8、服了上述问题，同时采用计算机进行控制。I'可接控制是指利用产品代表组分的物性，如折射率、密度、蒸汽压等，间接控制产品质量的控制方式。最常用的是塔板的平衡温度。根据相律，二元物系在恒定压力下，气液两相的平衡温度与组分存在着一一对应得关系（拉乌尔定律），因此用温度代表产品成分不失为一种快捷简便的方法。(J©图i控变駅图FEED-ilHM.kmohL-冋淹fit.MtV~«M上升1K汽*kaohPC-压力整制：LC-液位控制：QC-ifcft控制2、操纵变量与干扰变量操纵变