水与乙醇精馏实验 数据处理示范

《水与乙醇精馏实验 数据处理示范》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水与乙醇精馏实验数据处理示范江西科技师范大学化工CQ二、实验目的1、了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程；2、掌握精馏过程的基本操作及调节方法；3、掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法；4、掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素；5、掌握用图解法求取理论板数的方法；6、通过如何寻找连续精馏分离适宜的操作条件，培养分析解决化工生产中实际问题的能力、组织能力、实验能力和创新能力。三、实验原理1.1.1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,

2、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xn,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(不包括塔釜)后,即可用下式确定:HETP=Z/NT1.1.2图解法求理论塔板数NT精馏段的操作线方程为:式中，yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数.；xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数；xD——塔顶馏出液的液体组成，摩尔分数；R——泡点回流下的回流比。提馏段的操作线方程为:qxFy=x−加料

3、线(q线)方程可表示为：q−1q−1c(t−t)pFSFq=1+r其中F式中,q----进料热状况参数；rF----进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；(参照附表4)tS----进料液的泡点温度，℃；tf----进料液温度，℃；cpF----进料液在平均温度（tS+tf）/2下的比热容，kJ/(kmol℃)；(参1照附表3)xF----进料液组成，摩尔分数。实际回流比R的确定：R=L/D[1+cp(t1L-tR)/r]式中，R----实际回流比；L----回流液量，kmol/s；D----馏出液量，kmol/s；t1L---

4、-塔顶温度，℃；tR----回流温度，℃；cp----回流液在平均温度（t1L+tR）/2的比热容，kJ/(kmol℃)；(参照附表3)r----回流液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；(参照附表4)四、实验内容1、研究开车过程中精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况；2、测定全回流和部分回流条件下的理论塔板数和全塔效率；3、研究不同回流比对操作条件和分离能力的影响。五、实验装置与与流程示意图：2惰性气体出口冷却水进冷却水出98107t11612xD13514t154t1617193xW182211xF20图1填料

5、塔精馏过程示意图1－塔釜排液口；2－电加热器；3－塔釜；4－塔釜液位计；5－填料；6－窥视节；7－冷却水流量计；8－盘管冷凝器；9－塔顶平衡管；10－回流液流量计；11－塔顶出料流量计；12－产品取样口；13－进料管路；14－塔釜平衡管；15－盘管换热器；16－塔釜出料流量计；17－进料流量计；18－进料泵；19－产品储槽；20－残液储槽；21－料液取样口。六、实验操作步骤及注意事项1.3.1全回流操作1.3.1.1配料：在料液桶中配制浓度10％～30％（酒精的体积百分比）的料液。把料液装入原料罐中。1.3.1.2进料：常开所有

6、料罐放空阀，打开泵出口的旁路阀D，打开进料C和阀A，关闭阀B，启动泵，把料液打入塔釜中。当液位至釜容积的2/3处时，停泵，关闭阀A。从塔釜取样口取样测其浓度。31.3.1.3加热：关闭进料阀C、塔釜出料流量计阀门、塔顶出料流量计阀门，全开回流液流量计阀门，启动电加热管电源。1.3.1.4调节冷却水流量，建立全回流：当塔釜温度缓慢上升至窥视节内有液体回流，即可观察到窥视节中液体下流，开冷却水水源，打开冷却水3进出口阀门，调节冷却水流量为60-80m/h左右。1.3.1.5塔顶温度等参数随时间的变化：从加热时起每隔2min记录一次塔

7、顶温度、回流量和塔釜温度，待示数稍稳定后可隔较长时间读数。至电表示数稳定为止。数据记录于表1中。1.3.1.6读数、取样分析：当塔顶温度、回流量和塔釜温度稳定后，记录加热电压、电流、冷凝水流量、回流量、塔顶温度和塔釜温度，并分别把塔顶样品、塔底样品送分析仪分析其塔顶浓度XD和塔釜浓度XW。数据记录于表2、表3中。1.3.2部分回流操作1.3.2.1检查原料储罐中的料液是否够用。1.3.2.2待塔全回流操作稳定时，打开进料阀C，在旁路阀D开通状态下，启动泵。再慢慢打开进料阀B，调节进料量至5－9L/h左右，然后打开塔釜出料流量计至

8、某一个流量，此时仍然关闭塔顶产品流量计的阀门，待系统稳定以后，打开塔顶产品流量计的阀门，调节某一回流比(R=1~4),进行部分回流操作。操作中要使进料、出料量基本平衡，釜液残液出料量的调节要维持釜内液位不变。1.3.2.3当塔顶、塔釜温度稳定，各转子流量计读数稳