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

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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；