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时间:2020-06-03
《化工单元操作技术电子教案 技能训练一 精馏塔操作训练.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、技能训练一精馏塔操作训练●训练目标1.了解筛板精馏塔的结构及流程。2.熟悉筛板精馏塔的操作方法。3.掌握筛板精馏塔的全塔效率的测定方法。4.理解灵敏板温度,回流比,蒸汽速度对精馏过程的影响。●训练准备1.理解和掌握精馏操作的基本原理,熟悉精馏装置。2.理解理论板的概念,掌握全塔效率和单板效率的概念及计算。3.掌握回流比对精馏操作的影响。4.精馏装置流程本装置流程如图3-33所示。主要由精馏塔、回流分配装置及测控系统组成。精馏塔为筛板塔,塔体采用ф57×3.5mm的不锈钢管制成,下部与蒸馏釜相连。蒸馏釜为ф108mm×4mm×
2、300mm不锈钢材质的立式结构,塔釜装有液位计、电加热器(1.5kW)、控温电加热器(200W)、温度计接口、测压口和取样口,分别用于观测釜内液面高度,加热料液,控制电加热量,测量塔釜温度,测量塔顶与塔釜的压差和塔釜液取样。由于本实验所取试样为塔釜液相物料,故塔釜可视为一块理论板。塔顶冷凝器为一蛇管式换热器,换热面积0.06m2,管外走蒸汽,管内走冷却水。塔身共有八块塔板。塔主要参数为:塔板:厚δ=1mm,不锈钢板,孔径d0=1.5mm,孔数n=43,排列方式为正三角形;板间距:HT=80mm;溢流管:截面积78.5mm2,
3、堰高12mm,底隙高度6mm。回流分配装置由回流分配器与控制器组成。控制器由控制仪表和电磁线圈构成。回流分配器由玻璃制成,它由一个入口管、两个出口管及引流棒组成。两个出口管分别用于回流和采出。引流棒为一根ф108mm的玻璃棒,内部装有铁芯,塔顶冷凝器中的冷凝液顺着引流棒流下,在控制器的控制下实现塔顶冷凝器的回流或采出操作。当控制器电路接通后,电磁线圈将引流棒吸起,操作处于采出状态;当控制器电路断路时,电磁线圈不工作,引流棒自然下垂,操作处于回流状态。此回流分配器既可通过控制器实现手动控制,也可通过计算机实现自动控制。在本实训
4、中,利用人工智能仪表分别测定塔顶温度、塔釜温度、塔身伴热温度、塔釜加热温度、全塔压降、加热电压、进料温度及回流比等参数,该系统的引入,不仅使实验更为简便、快捷,又可实现计算机在线数据采集与控制。本实训所选用的体系为乙醇-水,采用锥瓶取样,取样前应先取少量试样冲洗一、二次。取样后用塞子塞严锥瓶,待其冷却后(至室温),再用比重天平称出比重,测取液体的温度,换算出料液的浓度。这种测定方法的特点是方便快捷、操作简单,但精度稍低;若要实现高精度的测量,可利用气相色谱进行浓度分析。图3-33筛板塔精馏流程●训练步骤(要领)1.熟悉精馏过
5、程的流程,搞清仪表柜上按钮与各仪表相对应的设备与测控点。2.全回流操作时,配制浓度为4~5%(质)的乙醇-水溶液,启动进料泵,向塔中供料至塔釜液面达250~300mm。3.启动塔釜加热及塔身伴热,观察塔釜、塔身、塔顶温度及塔板上的气液接触状况(观察视镜),发现塔板上有料液时,打开塔顶冷凝器的冷却水控制阀。4.测定全回流情况下的单板效率及全塔效率。控制蒸发量,回流液浓度,在一定回流量下,全回流一段时间,待塔操作参数稳定后,即可在塔顶、塔釜及相邻两块塔板上取样,用比重天平进行分析,测取数据(重复2~3次),并记录各操作参数。5.
6、待全回流操作稳定后,根据进料板上的浓度,调整进料液的浓度(在原料贮罐中配置乙醇质量分数为15~20%左右的乙醇-水料液,其数量按获取0.5kg质量分数为92%的塔顶产品计算),开启进料泵,注意控制加料量(建议进料量维持在30~50mL/min),调整回流,使塔顶产品浓度达到92%(质)。6.控制釜底排料量与残液浓度(要求含乙醇质量分数不超过3%),维持釜内液位基本稳定。7.操作基本稳定后(蒸馏釜蒸汽压力及塔顶温度不变),开始取样分析,测定塔顶、塔底产品浓度,约10~15分钟一次,直至到产品和残液的浓度不变为止。记下合格产品量
7、。切记在排釜液前,一定要打开釜液冷却器的冷却水控制阀。取样时,打开取样旋塞要缓慢,以免烫伤。8.实训完毕后,停止加料,关闭塔釜加热及塔身伴热,待一段时间后(视镜内无料液时),切断塔顶冷凝器及釜液冷却器的供水,切断电源,清理现场。●思考与分析1.其他条件都不变,只改变回流比,对塔性能会产生什么影响?2.其他条件都不变,只改变釜内二次蒸汽压,对塔性能会产生什么影响?3.进料板位置是否可以任意选择,它对塔的性能有何影响?4.为什么酒精蒸馏塔采用常压操作而不采用加压精馏或真空蒸馏?5.将本塔适当加高,是否可以得到无水乙醇?为什么?9
8、.根据操作情况与实验数据分析影响精馏塔性能的因素;
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