文档介绍：筛板塔精馏实验
(一) 实验目的
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(二) 实验原理

将双组分溶液加热,使其部分气化,则气相中的易挥发组分的浓度高于原物系的浓度(即在气相中提浓)。对于沸点相近的双组分溶液,可以将液相再次部分气化,气相部分液化。在板式塔内进行多级的上述过程,易挥发组分在气相中不断提浓,并在塔顶馏出;难挥发组分在液相中不断提浓,并在塔底采出,从而使两组分得到纯化。
精馏的必要条件是建立气液两相的逆流接触(上升蒸气和回流液)。

(1) 单板效率
式中:,——分别为第n块板和第(n+1)块板上升的平均气相组成(摩尔分数);——与第n块流下的液相成平衡的平均气相组成(摩尔分数)。
塔板效率表征塔板上气液接触传质和提浓的充分程度,即接近平衡的程度。在分离体系组分一定,塔板结构做定的条件下,它将取决于气液两相流动状况,实验中要注意控制加热速度。
(2) 总板效率
实际操作时,各板效率是不相同的,总板效率实际上代表全塔中各单板效率的平均值,为简便,常以达到同样分离效果所需的理论板数与实际塔板数的比值定义总板效率或称全塔效率

对于二元物系(乙醇—正丙醇),由已知气—液平衡数据,作—相图,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和塔底釜液组成,画出操作线。(参见有关教科书),在两者间画阶梯,求得该塔的理论板数。
(1) 在全回流条件下(R→∞)
在此条件下,—图上的对角线即为操作线。根据实验测出的塔顶、塔釜的浓度和,在两者间做阶梯,求理论板数。
(2) 在部分回流条件下
进料热状况参数的计算
进料为冷液时,的计算式如下:

式中:——冷液进料的温度,℃;——进料的泡点温度,℃,由进料组成,查物系的t——图确定;——进料液体在平均温度(+)/2下的热容,kJ•kmol-1•℃-1;——进料液体在和泡点温度下的汽化潜热,kJ•kmol-1:
,kJ•kmol-1·℃-1
,kJ•kmol-1
式中:、——分别为组分1和组分2在平均温度(+)/2下的比热,kJ•kg-1·℃-1,请查附录液体比热共线图;、——分别为组分1和组分2在进料的泡点温度下的气化潜热,kJ•kg-1,请查附录液体气化热共线图;、——分别为组分1和组分2的摩尔质量,kg•kmol-1;、——分别为组分1和组分2在进料中的摩尔分数。
(三) 实验装置
实验装置如图所示:
图 -1 小型透明膜精馏塔实验装置示意图
1 塔底溢流管 2 塔底冷却器 3 塔釜取样管 4 塔釜 5 塔体 6 塔顶产品接受器
7 回流比控制调节器 8 控制回流比的线圈 9 控制回流比的铁芯 10 塔顶冷凝器 11 塔顶温度计12 热电保温接线柱 13 高位瓶 14 进料转子流量计 15 塔釜加热接柱 16 塔底排液旋塞
(四) 实验方法与步骤
1. 实验前准备工作
(1) 调整与阿贝折光仪配套的超级恒温水浴的温度,使阿贝折光仪样品室的温度30℃。
(2) 检查玻璃设备表面均应干净无尘,流程上各个旋塞阀门均应处于关闭状态,电压表、电流表指示均应为零。
(3) 配制一定浓度(质量分数20%左右)的乙醇—正丙醇混合