文档介绍：实验 6 :精馏实验(流程一) 一、实验原理 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、传热过程而达到一定程度分离的目的。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,则该塔板称为理论塔板。然而在实际操作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。 2、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 *) 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 E m. 二、实验设备及流程简介(1 )精馏塔----- 精馏塔采用筛板结构,塔身用直径Φ 的不锈钢管制成,设有两个进料口,共 15 块塔板,塔板用厚度 1mm 的不锈钢板,板间距为 10cm ;板上开孔率为 4% ,孔径是 2mm ,孔数为 21; 孔按正三角形排列; 降液管为Φ 14X2mm 的不锈钢管; 堰高是 10mm ; 在塔顶和灵敏板的塔段中装有 WZG-001 微型铜电阻感温计各一支,并由仪表柜的 XCZ-102 温度指示仪加以显示。(2 )蒸馏釜为Φ 250X340X3mm 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控制, 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。(3 )冷凝器----- 采用不锈钢蛇管式冷凝器,蛇管规格为Φ 14X2mm 、长 2500mm, 用自来水作冷却剂,冷凝器上方装有排气悬塞。(4) 产品贮槽--- 产品贮槽规格为Φ 250X340X3mm , 不锈钢材料制造, 贮槽上方设有观察罩,以观察产品流动情况。本实验进料的溶液为乙醇—水体系, 其中乙醇占 20% ( 摩尔百分比)。溶