文档介绍：系别:化学与环境科学系班级: 09 应用化学( 1 )班姓名:赖雪梅学号: 090604118 采用乙醇—水溶液的精馏实验赖雪梅摘要: 双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。在整个精馏塔中,汽液两相逆流接触, 进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相, 汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系, 只要设计和操作得当, 馏出液将是高纯度的易挥发组分, 塔底产物将是高纯度的难挥发组分。进料口以上的塔段, 把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓,称为精馏段;进料口以下的塔段,从下降液体中提取易挥发组分,称为提馏段。两段操作的结合, 使液体混合物中的两个组分较完全地分离, 生产出所需纯度的两种产品。本文介绍了精馏实验的基本原理以及填料精馏塔的基本结构, 研究了精馏塔在全回流条件下,塔顶温度等参数随时间的变化情况,测定了全回流和部分回流条件下的理论板数,分析了不同回流比对操作条件和分离能力的影响。关键词:精馏;精馏段;提馏段;全回流;部分回流;等板高度;理论塔板数 ,采用精馏技术是最常用的方法。尽管现在已发展了柱色谱法、吸附分离法、膜分离法、萃取法和结晶法等分离技术,但只有在分离一些特殊物资或通过精馏法不易达到的目的时才采用。从技术和经济上考虑,精馏法也是最有价值的方法。在实验室进行化工开发过程时,精馏技术的主要作用有:(1) 进行精馏理论和设备方面的研究。(2) 确定物质分离的工艺流程和工艺条件。(3) 制备高纯物质,提供产品或中间产品的纯样,供分析评价使用。(4) 分析工业塔的故障。(5) 在食品工业、香料工业的生产中,通过精馏方法可以保留或除去某些微量杂质。 2. 精馏实验部分实验目的(1) 了解填料精馏塔的基本结构,熟悉精馏的工艺流程。(2) 掌握精馏过程的基本操作及调节方法。(3) 掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。(4) 掌握精馏塔性能参数的测定方法,并掌握其影响因素。(5) 掌握用图解法求取理论板数的方法。(6) 通过如何寻找连续精馏分离适宜的操作条件,培养分析解决化工生产中实际问题的能力、组织能力、实验能力和创新能力。实验原理精馏塔一般分为两大类:填料塔和板式塔。实验室精密分馏多采用填料塔。填料塔属连续接触式传质设备,塔内气液相浓度呈连续变化。常以等板高度(HETP) 来表示精馏设备的分离能力,等板高度越小,填料层的传质分离效果就越好。(1) 等板高度(HETP) HETP 是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小,不仅取决于填料的类型、材质与尺寸,而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影响。对于双组分体系,根据其物料关系 x n,通过实验测得塔顶组成 x D、塔釜组成x W、进料组成 x F及进料热状况 q、回流比 R和填料层高度 Z等有关参数,用图解法求得其理论板 N T后,即可用下式确定: HETP=Z/N T (2) 图解法求理论塔板数 N T精馏段的操作线方程为: y n+ 1=1?R R x n+1 Dx ?R 上式中,y n+ 1--- 精馏段第 n+1 块塔板伤身的蒸汽组成,摩尔分数; x n--- 精馏段第 n块塔板下流的液体组成,摩尔分数; x D--- 塔顶馏出液的液体组成,摩尔分数; R--- 泡点回流下的回流比; 提馏段的操作线方程为: y m+1=WL L?' ' x m- L'-W wx W 上式中,y m+1 --- 提镏段第 m+1 块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数; x m--- 提镏段第 m块塔板下流的液体组成,摩尔分数; x W--- 塔釜的液体组成,摩尔分数; L ′--提镏段内下流的液体量,kmol/s ; W---- 釜液流量,kmol/s ; 加料线(q线)方程为: y =1q q? x -1qx ? F,其中 q=1+ F FFr tt)(c sp?上式中, q--- 进料热状况参数; Fr --- 进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol ; st --- 进料液的泡点温度,℃; Ft --- 进料温度,℃; Fpc --- 进料液在平均温度( St - Ft )/2 的比热容,kJ/(kmol. ℃); Fx --- 进料液组成,摩尔分数; 回流比 R为: R=D L 上式中,L--- 回流流量,kmol/s; D--- 馏出流量,kmol/s 1全回流操作在精馏全回流操作时,操作线在 y-x 图上为对角线,如下图1所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板数。图 1. 全回流时理论板数的确定图 2. 部分回流时理论板数的确定 2部分回流操作部分回流操作时,如上图2,图解法的主要步骤为: y-x 图上作出相平衡曲线,并画出对角线作为辅助线; B.