文档介绍：本科实验报告
课程名称：
过程工程原理实验（乙）
实验名称：
筛板塔精馏操作及效率测定
姓名:
学院（系）:
学号: 指导教师: 同组同学：
一、 实验目的和要求
1、 了解板式塔的结构和流程，并掌握其操作方法；
2、 测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率及全回流时的单板效率；
3、 改变操作条件（回流比、加热功率等）观察塔内温度变化，从而了解回流的作用和 操作条件对精馏分离效果的影响。
要求：已知原料液中乙醇的质量浓度为 15~20%，要求产品中乙醇的质量浓度在 85%以上。
二、 实验内容和原理
板式精馏塔的塔板是气液两相接触的场所， 塔釜产生的上升蒸汽与从塔顶下降的下降液
逐级接触进行传热和传质， 下降液经过多次部分气化， 重组分含量逐渐增加， 上升蒸汽经多
次部分冷凝，轻组分含量逐渐增加，从而使混合物达到一定程度的分离。
（一）全回流操作时的全塔效率 Et和单板效率EmV（4）的测定
1、全塔效率（总板效率） Et
Nt" 100%
式中： Nt — 为完成一定分离任务所需的理论板数，包括蒸馏釜；
Np — 为完成一定分离任务所需的实际板数，本装置 =7块。
在全回流操作中，操作线在 R-R图上为对角线。根据实验中所测定的塔顶组成 Rd、塔
底组成Rw （均为摩尔百分数）在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论板数 Nt。
fl ,Q
2、部分回流时全塔效率 Er的测定
:
式中：Rn+1-----精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；
Rn-----精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数；
R——回流比R=L/D
Rd----塔顶产品液相组成，摩尔分数；
实验中回流量由回流转子流量计 8测量，但实验操作中一般作冷液回流，故实际回流量
rD
,ml/min
需进行校正
式中：L。-----回流转子流量计上的读数值
L——实际回流量，ml/min
tD-----塔顶液相温度，C
tR-----回流液温度，C
塔顶回流液在平均温度
（t D+t r）/2 下的比热，KJ/kg • K
r D-----塔顶回流液组成下的汽化潜热， KJ/kg
产品量D可由产品转子流量计测量，由于产品量
D和回流量L的组成和温度相同，故回流
比R可直接用两者的比值来得到:
式中：D-----产品转子流量计上的读数值，ml/min
实验中根据塔顶取样分析可得 Rd,并测量回流和产品转子流量计读数 L0和D以及回流温度
tR和塔顶液相温度tD,再查附表可得CPd，rD，由式（3） （4）可求得回流比R,
代入式（2）
即可得精馏段操作线方程。
（q线）方程
Xf
x -
q 一1（ 5）
式中:q------进料的液相分率；
Rf------进料液的组成，摩尔百分数
q进料变为饱和蒸汽所需热量
1kmol进料液的汽化潜热
=1 CpF（tS 一“）（6）
式中:ts-——进料液的泡点温度,
c；
tF------液的温度，C；
CPe----进料液在平均温度
（t S+t f）/2 下的比热，KJ/kg • K
r F_----进料液组成下的汽化潜热，
取样分析得到的馏出液组成 Rd,塔釜组成Rw和进料液组成Rf,再查附表可得
KJ/kg
ts, CPf, rF,
代入式（6）即可得q线方程。
根据上述得到的精馏段操作线方程和 q线方程，以及测得的塔顶组成
Rd,
塔底组成Rw
和进料组成Rf,即可在R-R图上作出精馏段操作线，q线和提馏段操作线， 然后用R-R图解
法即可得理论塔板数 Nt。
根据上述求得的理论板数 Nt，由式（1）便可得到部分回流时的全塔效率 Et'
Nt -1
Et T 100%（ 7）
Np
式中nt------完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；
Np------完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置 Np=7。
三、实验装置与流程
精馏塔装置由筛板精馏塔塔釜、塔
体（板数7 ）、全凝器、加料系统、回流
系统、贮槽（原料、产品、釜液）产品出
料管路、残液出料管路、冷却水转子流量
计、离心泵以及测量、控制仪表等组成。
实验装置流程图如下图 1所示。
筛板精馏塔内径？ 68mm ,共7块塔 板，其中精馏段5块，提馏段2块；精馏 段板间距为150mm，提馏段板间距为
180mm ;筛孔孔径？ ，正三角形排 列，空间距4