精馏塔实验.doc

_精馏塔实验1、 实验目的1. 了解板式精馏塔的结构和操作；2. 学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。2、 实验内容1. 测定精馏塔在全回流条件下，稳定操作后的全塔板数和总板效率；2. 测定精馏塔在部分回流条件下，稳定操作后的全塔板数和总板效率。3、 实验原理对于二元物系，如已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数NT。按照式（5-1）可以得到总板效率ET，其中NP为实际塔板数。部分回流时，进料热状况参数的计算式为式中：tF进料温度，。tBP进料的泡点温度，。Cpm进料液体在平均温度（tF + tP）/2下的比热，kJ/（kmol）。rm进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol。Cpm=Cp1M1x1+Cp2M2x2，kJ/（kmol）rm=r1M1x1+r2M2x2，kJ/kmol式中：Cp1，Cp2分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg）。r1，r2分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg。M1，M2分别为纯组份1和组份2的质量，kg/kmol。x1，x2分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。4、 实验方法及步骤1. 前期准备工作，根据要求调整好各数值；2. 全回流操作（1） 打开塔顶冷凝器进水阀门，保证冷却水足量；（2） 记录室温。接通总电源开关；（3） 调节加热电压约为130V，待塔板上建立液层后再适当加大电压，使塔内维持正常操作；（4） 鼓泡均匀，电压不变，全回流下稳定20分钟左右。然后分别在塔顶、塔釜、进料处取样，通过阿贝折光仪分析样品浓度并记录下各处温度。3. 部分回流操作（1） 以2 L/h 的流量加料，控制回流比R=4，馏出液收集在塔顶液回收罐中；（2） 待操作稳定后，分别在塔顶、塔釜、进料处取样，通过阿贝折光仪分析样品浓度并记录下进塔原料液的温度。（1） 实验结束：停止加热，关闭回流比开关，10分钟后再关闭冷却水；（2）数据处理。5、 数据处理 实际塔板数：10 实验物系：乙醇正丙醇 折光分析温度：30全回流：R=部分回流：R=4 进料量：2L/h进料温度：30.4塔顶组成塔釜组成塔顶组成塔釜组成进料组成折光指数n1.36431.38491.36231.38911.3875全回流下温度与时间的关系t/s0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.0T/18.218.218.318.418.518.620.831.345.663.971.375.476.77878.87979.279.279.21. 全回流（1）塔顶样品折光指数nD = 1.3643乙醇质量分率：W=58.844116-42.61325nD =58.844116-42.613251.3643=0.707摩尔分率：Xd =(0.707/46）/0.707/46+（1-0.707）/60=0.759（2）塔釜样品折光指数nD = 1.3849乙醇质量分率：W=58.844116-42.61325nD =58.844116-42.613251.3849=0.171摩尔分率：Xd =（0.171/46）/0.171/46+（1-0.171）/60=0.212在平衡线和操作线之间图解理论板：全塔效率=Nt/=2. 部分回流塔顶折光指数nD = 1.3623 塔釜光指数nD = 1.3891 进料折光指数nD = 1.3875由全回流计算出质量、摩尔浓度 Xd=0.832 XW=0.413 Xf=0.339进料温度tr=30.4，在Xf=0.339下泡点温度59 t泡= 9.1389Xf2 - 27.861Xf + 97.359 = 88.96乙醇在59.68下的比热Cp1=3.08（kJ/kg.）正丙醇在59.68下的比热Cp2=2.89（kJ/kg.）乙醇在88.96下的汽化潜热r1=821（kJ/kg）正丙醇在59.68下的汽化潜热r2=684（kJ/kg）混合液体比热Cpm=460.3393.08+60（1-0.339）2.89 = 162.65（kJ/kmol.）混合液体汽化潜热rpm=460.339821+60（1-0.339）684=39930.11（kJ/kmol）q=Cpm（tB-tF）+ rm/rm=162.65(88.96-30.4)+39930.11/39930.11=1.24q线斜率=q/（q-1）=5.17根据课本及实验说明得出以下线性方程：（1） Xf: y=5.17x-1.41 （2） XD: y=0.8x+0