板式精馏塔效率测定.doc

序号：33化 工 原 理 实 验 报 告实 验 名 称： 板式精馏塔效率测定 学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 精化081班 姓 名： 占叶勇 学 号 08402010433 同 组 者 姓 名： 王欢 蒋琦辉 指 导 教 师： 贾志舰 日 期： 2010年9月28日 一、实验目的1 了解连续精馏塔的基本结构及流程2 掌握连续精馏塔的操作方法3 学会板式精馏塔全塔效率的测定方法二、实验原理精馏塔是分离均相混合物的重要设备。衡量板式精馏塔分离性能，一般用总板效率表示：式中：E总板效率；NT理论板层数；NP实际板层数。理论板层数NT的求法可用M-T图解法。本实验是使用乙醇水二元物系在全回流条件下操作，只需测定塔顶流出液组成xD和釜液组成xw，即可用图解法求得NT，实际板层数Np为已知，所以利用式(4-30)可求得塔效率E.若相邻两块塔板设有液体取样口，则可通过测定液相组成xn-1和xn求得第n块板在全回流下的单板效率EmL。 而全回流时，ynxn-1式中：xn-1离开上块板的液相中易挥发组分摩尔分率； xn离开下块板的液相中易挥发组分摩尔分率；yn离开下块板的气相中易挥发组分摩尔分率；xn*与yn成平衡的液相组成摩尔分率，以xn-1作为气相组成在平衡线上查得。三、实验设备精 馏 装 置 流 程 示 意 图1、塔顶冷凝器 2、塔身 3、视盅 4、塔釜 5、控温棒釜液冷却器 7、塔釜加热棒 8、回流分配器 9、转子流量计 10、原料罐 11、稳压罐 12、原料泵 全回流精馏塔图1塔釜取样口；2蒸馏釜；3料液指示计；4塔体；5冷凝器；6流量计；7塔顶取样口；8不凝气排放口；9温度计四、实验步骤1. 配制乙醇质量浓度为1619的乙醇水料液,。启动原料泵，向塔中供料至塔釜液面的2/3以上。2. 启动塔釜加热及塔身伴热，观察塔釜、塔身、塔顶温度及塔板上的气液接触状况（观察视盅），发现塔顶温度开始上升时，打开塔顶冷凝器的冷却水控制阀。3. 测定全回流条件下的单板效率及全塔效率：在不采出的情况下，全回流一段时间，待该塔操作参数稳定后，即可在塔顶、塔釜及相邻的塔板上取样，用折光仪进行分析，记录数据及相关的操作参数，之后测定部分回流条件下的全塔效率。4. 实验完毕后，停止加料，关闭塔釜加热及塔身伴热，待一段时间后（视盅内无下降料液时），切断塔顶冷凝器及塔釜液冷却器的供水。五、注意事项 1实验前，必须手动（电压为100V）给釜中缓缓升温，30min后再进行塔釜温度手/自动控制，否者会因受热不均而导致玻璃视盅炸裂。2塔顶放空阀一定要打开。3料液一定要加到设定液位2/3处方可打开加热管电源，否则塔釜液位过低会使电加热丝露出干烧致坏。六、数据记录1 折光率的测定塔顶 折光率：1.3618 XD=0.850塔釜 折光率：1.3490 XW=0.1382塔釜第9层第8层第7层第6层90.089.989.989.987.9第5层第4层第3层第2层第1层82.979.679.278.878.5七、数据处理根据化工原理下册P.37数据，画出x-y平衡线方程，再根据XD 和XW，用图解法求理论板数NT 常压下乙醇水溶液的X-Y图根据图解法得理论板层数位8（不包括再沸器）总板效率=8/9=88.89%八、思考题1测量全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数？答：全回流：塔顶，塔底取样，用折光仪测得其组成。 部分回流：各板取样，用折光仪测得其组成。2冷料进料对精馏塔操作有什么影响？答：冷进料肯定会造成塔内的温度、压力的变化。对于冷液进料，提镏段内回流液量包括三部分，1精馏段的回流量，2原料液流量，3为将原料液加热到板上温度，必然会有一部分自提馏段上升的蒸汽被冷凝下来，冷凝液也成为回流液的一部分，由于这部分的冷凝故上升到精馏段的蒸汽量比提留段少，费蒸汽。3 查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值？答：水和乙醇的最低恒沸温度。4 若测得单板效率超过100%，做何解释？答：在精馏操作中，液体沿精馏塔板面流动时，易挥发组分浓度逐渐降低，对n板而言，其上液相组成由Xn-1的高浓度降为Xn的低浓度，尤其塔板直径较大、液体流径较长时，液体在板上的浓度差异更加明显，这就使得穿过板上液层而上升的气相有机会与浓度高于Xn的液体相接触，从而得到较大程度的增浓。Yn为离开第n板上各处液面的气相平均浓度，而yn*是与离开第n板的最终液相浓度Xn成平衡的气相浓度，yn有可能大于yn*，致使ynyn+1，此时，单板效率EMV就超过100%5 试分析实验结果成功或失败的原因，提出改进意见。答：总的来说，实验还是比较成功的。主要是因为老师上课前细心的