文档介绍：批式蒸馏试验方法
Batch Distillation Tower
一、 试验目标
决定蒸馏塔之总效率。
探讨回流比对产物回收之影响。
二、 原理
蒸馏塔之总效率(overall efficiency)
蒸馏塔之总效率(E), 其定义为:
(1)
若蒸馏塔无再沸器, 则总效率修正如式(2):
(2)
若已知蒸馏塔顶及塔底之组成, 以相对挥发度, 即可推算出蒸馏塔总效率。
定义相对挥发度
其中xA: 混合液中高挥发性成份之莫耳分率
xB: 混合液中低挥发性成份之莫耳分率
yA: 蒸汽中高挥发性成份之莫耳分率
yB: 蒸汽中低挥发性成份之莫耳分率
蒸馏塔于全回流情况下, 可依范士祺方程式(Fenske equation)计算得最少之理论板数
n, 式中D、 W表示塔顶及塔底产物:
(3)
回流比对精馏段操作线之影响
假设每一层板为理想级(离开板层之液气达平衡状态), 连续蒸馏之操作方程式, 可藉由质量平衡而得, 式中F为进料流率, xF、 xD和xW各为进料、 塔顶、 塔底成份莫耳分率:
F = D + W (4)
F xF = D xD + W xW (5)
对第n块板精馏段之质量平衡式为:
Vn+1 = Ln + D (6)
Vn yn = Ln+1 xn+1 + D xD (7)
假设恒分子溢流之理想状态
Ln+1 = Ln (8)
Vn+1 = Vn (9)
所以, 精馏段之操作线方程式为:
(10)
同理, 汽提段之操作线方程式为:
(11)
回流比定义为:
则精馏段操作线之斜率为:
(12)
将(12)式代入(10)式得
(13)
在批式蒸馏, Vm = Lm - W
若无塔底产物回收, 则汽提段之操作为: y = x
综合以上公式可得悉, 改变回流比, 操作线之斜率会随之改变。 所以试验操作过程中, 即可比较回流比对蒸馏塔之总效率影响。
三、 设备装置
图1 批式蒸馏塔装置图
1进料槽
1-1进料漏斗
1-2进料预备桶
2蒸馏塔管柱
3蒸馏塔柱头
4冷凝器
5冷凝液暂存槽
6馏出物搜集槽
6-1馏出物搜集桶
H加热器
P冷凝液输送帮浦
RV系统释压阀
SV3馏出物出料电磁阀
V1-1~2进料/出料手动阀
V2-1-G塔柱第一板气体取样阀
V2-1-L塔柱第一板液体取样阀
V3冷却水手动阀
V5-1~2冷凝液槽放气/取样手动阀
V6-1~2馏出液槽放气/取样手动阀
L1进料槽液位指示管
L2馏出物槽液位指示管
L3冷凝液槽液位控制计
P1系统压力监视表
F1冷却水流量计
SV1冷却水进水电磁阀
SV2冷凝液回流电磁阀
T1进料槽底温度
T2-1~6塔柱第1~6板温度
T3塔顶温度
T4冷凝液温度
T5回流液温度
T6冷却水入口温度
T7冷却水出口温度
图2 批式蒸馏塔装置设备代号图
图3 触控屏幕程序设定图
(可聚焦)
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