实验四精馏乙醇-水实验.doc

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1、实验四精馏（乙醇-水）实验一、基本原理：1、在板式蒸馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，气液两相在塔板上接触，实现传质、传热过程而达到分离的目的。如果在每层塔板上，上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态，则该塔板称之为理论塔板。然而在实际操做过程中由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。因此，完成一定的分离任务，精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。   对于双组分混合液的蒸馏，若已知汽液平衡数据，测得塔顶流出液组成Xd、釜残液组成Xw，液料组成Xf及回流比R和进料状态，就可用图解法在y-x图上，或用其他方法求

2、出理论塔板数Nt。精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比，既：                   Et=Nt/N影响塔板效率的因素很多，大致可归结为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）、塔板结构以及塔的操作条件等。由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前塔板效率仍以实验测定给出。2、精馏塔的单板效率Em可以根据气相（或液相）通过测定塔板的浓度变化进行计算。  若以液相浓度变化计算，则为：                     Eml=(Xn-1-Xn)/(Xn-1-Xn*) 若以气相浓度变化计算，则为：                 

3、   Emv=(Yn-Yn+1)/(Yn*-Yn-1) 式中：Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成，摩尔分率；        Xn-------第n块板下降的液体组成，摩尔分率；        Xn*------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成，摩尔分率；        Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成，摩尔分率；        Yn-------第n块板上升蒸汽组成，摩尔分率；        Yn*------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成，摩尔分率。在实验过程中，只要测得相邻两块板的液相（或气相）组成，依据相平衡关系，按上述两式即

4、可求得单板效率Em.二、设备参数：（1）精馏塔——精馏塔采用筛板结构，塔身用直径Φ57X3.5mm的不锈钢管制成，共15块塔板，塔板用板厚1mm的不锈钢板；板间距为10mm；板上开孔率为4%，孔径是2mm，孔数为21个，孔按三角形排列；降液管为直径Φ14X2mm的不锈钢管，堰高是10mm；在塔顶和塔釜中装有铜电阻感温计，并由仪表柜的温度指示仪加以显示。他有两个进料口，分别在第11、13块塔板，一般采用第11块塔板进料。（2）蒸馏釜为直径Φ250X340X3mm不锈钢材质立式结构，用二支1kW的SRY-2-1型电热棒进行加热，其中一支为恒温加热，另一支则用自耦变压器调节

5、控制，并由仪表柜上的电压、电流表加以显示。釜上有压力计，以测量釜内的压力。（3）冷凝器——采用不锈钢蛇管式冷凝器，蛇管为直径Φ14X2mm，长是2500mm,用自来水作冷却剂，冷凝器上方装有排气悬塞。（4）原料——酒精摩尔比为0.2，温度30℃三、计算方法、原理、公式：（1）精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比，既：                           Et=Nt/N（2）精馏塔的单板效率Em可以根据气相（或液相）通过测定塔板的浓度变化进行计算。  若以液相浓度变化计算，则为：                           Eml=

6、(Xn-1-Xn)/(Xn-1-Xn*)若以气相浓度变化计算，则为：                           Emv=(Yn-Yn+1)/(Yn*-Yn-1) 式中：Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成，摩尔分率       Xn-------第n块板下降的液体组成，摩尔分率       Xn*------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成，摩尔分率       Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成，摩尔分率       Yn-------第n块板上升蒸汽组成，摩尔分率       Yn*------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组

7、成，摩尔分率在实验过程中，只要测得相邻两块板的液相（或气相）组成，依据相平衡关系，按上述两式即可求得单板效率Em。四、实验步骤1、全回流进料（1）打开泵开关。在控制台上用鼠标左键点击泵电源开关的上端（带白点的一端），打开泵电源开关。（2）打通进料的管线，依次打开阀门1、2、3，向塔釜进料，进料至液位计的红点（正常液位标志）位置，完成进料。2、加热全回流进料完成后，开始加热，如图所示：首先点击加热电源开关上端，打开加热电源开关。用鼠标点击加热电压调节手柄，左键增加电压，每点击一次加5伏，右键减少电压，每点击一次减5伏。或者在电压显示栏内用左键点击一下，