文档介绍：中北大学化工原理课程组实验五精馏实验实验五精馏实验一、一、实验目的实验目的二、二、基本原理基本原理三、三、设备参数设备参数和和工作原理工作原理四、四、实验步骤实验步骤五、五、实验报告要求实验报告要求六、六、思考题思考题中北大学化工原理课程组实验目的实验目的 1、熟悉板式塔的结构及精馏流程; 2、掌握精馏塔的操作,学会精馏塔全塔效率的测定方法; 3、对 15%~20% (体积)的乙醇—水混合液进行分离,获得塔顶馏出液乙醇的浓度大于 93% (体积),塔釜残液乙醇浓度小于 3% (体积) 的合格产品。中北大学化工原理课程组基本原理基本原理在板式蒸馏塔中,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 X d、釜残液组成 X w,液料组成 X f及回流比 R 和进料状态,就可用图解法在 y-x图上,或用其他方法求出中北大学化工原理课程组基本原理基本原理理论塔板数 N t 。精馏塔的全塔效率 E t 为理论塔板数与实际塔板数 N之比,即: E t=N t/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。 精馏塔的单板效率 E m 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: E ml =(X n -1-X n ) / ( X n -1 - X n*) 中北大学化工原理课程组若以气相浓度变化计算,则为: E mv =(Y n-Y n +1 ) / ( Y n*-Y n -1) 式中: X n -1——第n -1块板下降的液体组成,摩尔分率; X n——第n块板下降的液体组成,摩尔分率; X n*——第n块板上与升蒸汽 Y n相平衡的液相组成, 摩尔分率; Y n +1 ——第n +1 块板上升蒸汽组成,摩尔分率; Y n——第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率; Y n*——第n块板上与下降液体 X n相平衡的气相组成,摩尔分率。 在实验中,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 E m。中北大学化工原理课程组设备参数设备参数(1 )精馏塔——精馏塔采用筛板结构,塔身用直径Φ 57× 3mm 的不锈钢管制成,设有一个进料口,共 8 块塔板,其中第 2~6 块塔板设有样品采出口;塔板用厚度 1mm 的不锈钢板,板间距为 80mm ;板上开孔率为 4% ,孔径是 ,孔数为 43 ,孔间距为 6mm ;孔按正三角形排列; 降液管为Φ14× 2mm 的不锈钢管;堰高是 10mm ,底隙高度为 4mm 。(2 )蒸馏釜为Φ108 ×4× 400mm 不锈钢材质立式结构,用一支 1kW 的 SRY-2-1 型电热棒进行加热,一支 300W 的电热棒恒温加热,并由仪表柜上的电压、电流表加以显示。釜上有温度计和压力计,以测量釜内的温度和压力。中北大学化工原理课程组(3)冷凝器——采用不锈钢蛇管式冷凝器, 2。管内走物料,管外走冷却。(4)原料液罐——规格为Φ300 ×350 × 3mm ,不锈钢材料制造,装有液面计,以便观察槽内料液量。(5)高位贮槽——为Φ300 ×350 × 3mm 不锈钢材料容器,顶部有放空管及与泵相连的入口管,下部有向塔供料的出口管。(6)原料泵——旋涡式水泵,型号为 20W —20,流量为 72m 3 /h,扬程为 20m 。设备参数设备参数中北大学化工原理课程组板式塔结构板式塔结构中北大学化工原理课程组板式塔工作流程板式塔工作流程中北大学化工原理课程组实验步骤实验步骤 1、首先在控制台打开泵的电源开关。开始全回流进料当塔釜液位到达塔釜高度的 2/3 时,关闭进料阀,灌塔完成。注意: 注意: 由于灌塔时有延迟效应,所以在接近 2/3 是就应停止,然后液面会稍有上升。 2、进料完成后,开始加热,调节加热电压调节手柄, 控制塔釜温度到 80℃。 3、回流开始前,应注意塔釜温度和塔顶压力的变化。当塔顶压力超过一个大气压很多时(例如 以上),应打开衡压排气阀进行排气降压。此时应密切注视塔顶压力, 当降到一个大气压时,应马上关闭。注意: 注意: 回流开始以后就不能在打开衡压排气阀,否则会影响结果,塔顶的冷却水默