板式塔精馏实验装置实验指导书.doc

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1、板式塔精馏实验装置实验指导书天津大学化工基础实验中心2015.01一、实验目的：1.了解板式精馏塔的结构和操作。2.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。二、实验内容:1.测定精馏塔在全回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。2.测定精馏塔在部分回流条件下,稳定操作后的全塔理论塔板数和总板效率。三、实验原理：对于二元物系，如已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数NT.按照式1可以得到总板效率ET,其中

2、NP为实际塔板数。ET（1）部分回流时，进料热状况参数的计算式为（2）式中：tF—进料温度，℃。tBP—进料的泡点温度，℃。Cpm—进料液体在平均温度（tF+tP）/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/kmolKJ/（kmol.℃）（3）KJ/kmol（4）式中：CP1，CP2—分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，KJ/（kg.℃）。r1,r2—分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，，KJ/kg。M1，M2—分别为纯组份1和组份2的摩尔质

3、量，KJ/kmol。x1,x2—分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。四、实验装置基本情况:1．实验设备流程图（如图1所示）：图1精馏实验装置流程图2.实验设备主要技术参数：精馏塔实验装置结构参数见表1表1精馏塔结构参数名称直径（mm）高度（mm）板间距（mm）板数(块)板型、孔径（mm）降液管材质塔体Φ57×3.51001009筛板2.0Φ8×1.5不锈钢塔釜Φ100×2300不锈钢塔顶冷凝器Φ57×3.5300不锈钢塔釜冷凝器Φ57×3.5300不锈钢表2乙醇─正丙醇t-x-y关系(以乙醇摩尔

4、分率表示，x-液相，y-气相)t97.6093.8592.6691.6088.3286.2584.9884.1383.0680.5078.38x00.126.1880.2100.3580.4610.5460.6000.6630.8841.0y00.2400.3180.3490.5500.6500.7110.7600.7990.9141.0乙醇沸点:78.3℃;正丙醇沸点:97.2℃.3．实验仪器及试剂：（1）实验物系：乙醇─正丙醇；（2）实验物系纯度要求:化学纯或分析纯；（3）实验物系平衡关系见表2；

5、（4）实验物系浓度要求:15-25％(乙醇质量百分数)，浓度分析使用阿贝折光仪(用户自备)，折光指数与溶液浓度的关系见表3。表3温度─折光指数─液相组成之间的关系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℃1.37901.37751.37621.37

6、401.37191.36921.36701.3650(续表3)0.64450.71010.79830.84420.90640.95091.00025℃1.36071.36581.36401.36281.36181.36061.358930℃1.36571.36401.36201.36071.35931.35841.357435℃1.36341.36201.36001.35901.35731.36531.355130OC下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算:Ｗ＝58.－42.61325

7、×nD其中：W为乙醇的质量分率；nD为折光仪读数(折光指数)；通过质量分率求出摩尔分率(XＡ)，公式如下:乙醇分子量ＭＡ＝46;正丙醇分子量ＭB＝603.实验设备面板图（如图2所示）：图2精馏设备仪表面板图五、实验方法及步骤：1.实验前检查准备工作：(1)将与阿贝折光仪配套使用的超级恒温水浴(阿贝折光仪和超级恒温水浴用户自备)调整运行到所需的温度，并记录这个温度。将取样用注射器和镜头纸备好。（2）检查实验装置上的各个旋塞、阀门均应处于关闭状态。（3）配制一定浓度(质量浓度20％左右)的乙醇─正丙醇混合

8、液(总容量15升左右),倒入储料罐。（4）打开直接进料阀门和进料泵开关,向精馏釜内加料到指定高度(冷液面在塔釜总高2／3处),而后关闭进料阀门和进料泵。2.实验操作：　(1)全回流操作：①打开塔顶冷凝器进水阀门,保证冷却水足量（60L/h即可）。②记录室温。接通总电源开关。③调节加热电压约为130伏,待塔板上建立液层后再适当加大电压，使塔内维持正常操作。④当各块塔板上鼓泡均匀后,保持加热釜电压不变,在全回流情况下稳定20分钟左右。期间要随时观察塔内传质情