实验八透明膜精馏塔操作和塔效率测定.doc

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1、实验八透明膜精馏塔的操作与塔效率的测定实验八透明膜精馏塔的操作与塔效率的测定一、实验目的:1、了解精馏塔系统的结构和操作方法。2、学会识别精馏塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔性能的影响。3、学习精馏塔性能参数的测量方法。二、实验内容:1、观察冷模塔内各种正常和不正常的操作状况。2、在全回流的实验条件下，测定塔的总板效率。3、在一定回流比的实验条件下，测定塔的总板效率。三、实验原理:对于二元物系，如已知其气液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状态，操作回流比及塔顶馏出液的组成，塔底釜液组成可以求的该塔的理论板层数NT)那么，板式塔的总板效率E

2、T(又称全塔效率)，是指达到指定分离效果所需理论板层数NT与实际板层数NP的比值。(1)精馏塔理论板数的确定在本实验中采用图解法中的直角梯级法。该法是在直角坐标纸上给出待分离的双组分混合物的Y一X平衡曲线，并作出对角法，然后再作出精馏段的操作线和提馏段的操作线，最后在操作线和平衡线之间作直角梯级，每一个直角梯级代表一个理论板。精馏塔精馏段的操作线方程为，(2)R代表回流比，XD代表塔顶馏出液组成。在全回流条件下，R=∞，则操作线方程变为Y=X(3)精馏塔提馏段的操作线由精馏塔q线方程(或称进料方程)来确定。其q线方程为:(4)XF代表进料液组成q代表进料热状况参

3、数，当进料为冷液体时，q的计算式可写成:134化工原理实验指导实验八透明膜精馏塔的操作与塔效率的测定（5）式中，tF----进料温度℃t----进料的泡点温度℃Cpm----进料液体在平均温度(tF十tBP)/2下的比热，KJ/(Kmol·℃)Rm----进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热KJ/Kmol(6)(7)式中:CP1、CP2-----分别为纯组分1和纯组分2在平均温度(tF十tBP)/2下的比热,KJ/(Kg·℃)r1、r2-----分别为纯组分1和纯组分2在泡点温度下的汽化潜热，KJ/kgM1、M2-----分别为纯组分1和纯组分2的kmol质量

4、，kg/KmolX1、X2-----分别为组分1和组分2在进料中的mol分率。四、实验装置及物料流量计冷凝器温度计加热釜精馏塔取样口塔底产品接受器冷凝器回流比电磁控制器温度计高位瓶1、透明膜精馏实验流程示意图134化工原理实验指导实验八透明膜精馏塔的操作与塔效率的测定2、设备结构及尺寸1)主体设备：再沸器和塔体是由透明膜加热管制成，塔体直径中Ф50X2mm，高度800mm，板间距64mm，板数7块，筛板型孔径1.6mn，降液管Ф8XI.5圆形管，塔釜直径Ф100X2，高度300m，不锈钢制，塔顶冷凝器直径Ф70X2,高度300mm，玻璃制。2）设备操作参数(仅供

5、参考)序号名称数据范围说明1塔釜加热电压（V）90～110用调压器调压，指示的功率约为实际功率的1/2～2/3电流（A）3.0～3.52塔身保温电压(V)40左右电流(A)0.2～0.43回流比R全回流∞R值可以任意调节部分回流44塔顶温度（℃）78～825操作稳定时间（min）25～30正常操作稳定时间各操作参数值维持不变3、物系是乙醇一正丙醇(要求化学或分析纯)乙醇----正丙醇与温度的t—x—y关系t℃97.6093.8592.6691.6088.3286.2584.9884.1386.0680.5978.38X00.1260.1880.2100.3580

6、.4610.5460.6000.6630.8441.0Y00.2400.3180.3490.5500.6500.7110.7600.7990.9141.0(均以乙醇摩尔分率表示，X---液相，Y---气相)料液浓度：15--25%(乙醇质量百分数)其浓度分析用阿贝折光仪，其折光指数与溶液浓度的关系见下表，见下页。对30℃下质量分率与析光计读数之间关系也可按下列回归式计算:W=58.844116一42.61325nD其中W为乙醇的质量分率，nD为析光计读数(折光指数)由质量分率求摩尔分率(XA):134化工原理实验指导实验八透明膜精馏塔的操作与塔效率的测定其中,乙

7、醇分子量MA=46，正丙醇分子量MB=6015--25%(乙醇质量百分数)其浓度分析用阿贝折光仪，其折光指数与溶液浓度的关系表乙醇质量浓度00.050520.099850.19740.29500.39770.49700.599025℃1.38271.38151.37971.37701.37501.37301.37051.368030℃1.38091.37961.37841.37591.37551.37121.36901.366835℃1.37901.37751.37621.37401.37191.36921.36701.3650浓度0.64450.71010.7

8、9830.84420.9