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精馏实验实验报告
实验目的
学会识别精馏塔出现的几种操作状态,并分析这些操作状态对塔性能的影响;
学会精馏塔性能参数的测量方法,并掌握其影响因素;
测定精馏过程的动态特性,提高学生每一块塔板上的温度,并收集塔顶馏出液与塔底釜液,使用阿贝折光仪测量两液体的温度与折光率;
调节电位器使加热电压分别为90V和110V,待精馏塔稳定后,重复步骤(5);
检查数据合理后,关闭电源及加热开关,并在停止加热10分钟后,关闭冷却水,一切复原。
实验数据及实验结果
在全回流条件下,塔顶温度随时间的变化情况
调节电位器使加热电压为70V,调节回流控制器至全回流状态,记录在不同时刻下的塔顶温度
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。并以开车时间为横坐标,以塔顶温度为纵坐标绘图,如下图所示。
从图中我们可以得到,在精馏塔开始工作的前35分钟里,由于没有蒸汽经过塔顶,因此塔顶温度与室温接近,并保持不变。从30分钟至40分钟,蒸汽上升至塔顶,使塔顶温度在短时间快速升高。从40分钟至42分钟,精馏塔趋于稳定,塔顶蒸汽中轻组分(乙醇)的组成比例逐渐提高,塔顶温度有小幅地下降。42分钟之后,精馏塔达到稳定状态,塔顶温度保持不变。
在全回流、稳定操作的条件下,塔体温度随塔高的分布
分别测量在加热电压为70V、90V和110V时,全回流、稳定操作的条件下,精馏塔各塔板的温度,并得到在不同加热电压下塔体温度随塔高的分布,数据如下表所示。
塔板数
1
3
4
5
6
7
8
9
高度(m)








塔体温度(ºC)
70V








90V








110V








以高度为横坐标,以塔体高度为纵坐标绘图,如下图所示。
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从图中可以观察得到,在同一加热电压下,塔体温度沿塔从下到上逐步降低。这是由于沿塔从下到上重组分的摩尔分数在逐渐减小,轻组分的摩尔分数在逐渐增大,气液两相达平衡时的温度在逐渐降低。在不同加热电压下,加热电压越高,相同高度处塔体的温度越高,而塔顶温度基本保持不变。
在全回流和稳定操作的条件下的理论塔板数和总板效率
(1) 绘出平衡线与操作线
根据已有的乙醇-正丙醇气液平衡数据,可以绘出精馏的平衡线。乙醇-正丙醇气液平衡数据如下表所示。
x
y
x
y
在全回流状态下的操作线方程为:y=x。
(2) 测量塔顶馏出液与塔底釜液的组成
测量在不同加热电压下塔顶馏出液与塔底釜液的折光率,并计算出液体的组成。实验与计算数据如下表所示。
加热电压(V)
70