筛板精馏数据处理

1、筛板精馏实验数据处理编程说明通过本实验可测定精馏塔全塔效率和单板效率，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。装置参数为：塔内径，D，m精馏段塔板数，N1，m提馏段塔板数，N2，m。实验过程中测定的参数为：塔顶产品浓度，aD塔底产品浓度，aW进料液浓度，aF塔顶回流液温度，tR，进料温度，tF，塔顶回流液流量，L，l/h塔顶产品液流量，D，l/h进料液流量，F，l/h各块板的温度，tn，第n块板上、下汽液相浓度，。上述a表示液相的质量百分率，A表示汽相的质量百分率。计算过程如下：实验数据处理方法如下（1） 精馏段塔板数N1、提馏段塔板数N2和塔径D（由实验装置确定）；（2） 塔顶回流液温度，tR，（

2、3） 进料温度，tF，（4） 进料量F，l/h（5） 回流量L，l/h（6） 产品量D，l/h（7） 进料浓度xF（8） 塔顶产品浓度xD摩尔百分率与质量百分率间的换算式： 或 （1）即， （9） 塔底残液浓度xW（由式1换算）（10） 第n块板上、下汽液相浓度，（由式1换算），（11） 乙醇水汽液平衡关系表1 乙醇水汽液平衡关系温度，液相，x汽相，y99.795.891.689.086.285.484.383.382.582.081.681.381.080.680.380.079.7279.579.178.678.378.278.150.000550.01610.03730.06460.10

3、480.12080.15550.20.23510.27320.30610.33240.36980.42090.46550.50160.55340.61020.67270.75990.81830.85970.89410.00770.12750.26210.35830.44610.4690.50270.53090.5480.56440.5770.58780.60290.62220.63910.65430.67420.70290.73610.79260.83260.8640.89411.全回流数据处理将汽液平衡数据在xy图中标出，并画出对角线，如下图。图1 全回流时理论板数的确定根据测定所得的xD和

4、xW在横坐标上标出，并垂直向上作直线分别与对角线相交于a、b两点，在a、b两点范围内，在平衡线和对角线间作梯级，如图中共得4.6个梯级，此数就是全塔的理论板数。 全塔塔板效率为： （2）第n块板汽相莫弗里单板效率为： （3）式中，根据，由表1查取的汽相平衡浓度。第n块板液相莫弗里单板效率为： （4）式中，根据，由表1查取的液相平衡浓度。上述的图1、全塔塔板效率E0和单板效率作为实验结果显示出来。从塔底到塔顶将塔板编号，并作为纵坐标，以板上的温度作横坐标作图，得到精馏塔的温度分布图。2部分回流实验数据处理1）.回流比R计算实际回流比： （5）式中： L回流液流量， l/h； D产品液流量， l/

5、h； 回流液泡点温度，根据x=xD由表1查取； 即塔顶回流液温度，t1，回流液的汽化潜热，230kcal/kg； 回流液在与平均温度下的比热容，0.75kcal/（kg）2). 图解法求理论塔板数图解法又称麦卡勃蒂列（McCabeThiele）法，简称MT法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在yx图上直观地表示出来。精馏段的操作线方程为： （6） 式中： 精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数； 精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数； 塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数； 回流比。提馏段的操作线方程为： （7）式中： 提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；提馏段第m

6、块塔板下流的液体组成，摩尔分数；塔底釜液的液体组成，摩尔分数；提馏段内下流的液体量，kmol/s；釜液流量，kmol/s。加料线（q线）方程可表示为： （8）其中， （9）式中：进料热状况参数；进料液的汽化潜热，482kcal/kg；进料液的泡点温度，根据x=xF由表1查取；进料液温度，即进料温度t2，；进料液在平均温度/2下的比热容，1.03kcal/（kg）；进料液组成，摩尔分数。部分回流操作时，如图2，图解法的主要步骤为：A. 根据物系和操作压力在yx图上作出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；B. 在x轴上定出xxD、xF、xW三点，依次通过这三点作垂线分别交对角线于点a、f、b；C.

7、 在y轴上定出yCxD/(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线；D. 由进料热状况求出q线的斜率q/（q-1），过点f作出q线交精馏段操作线于点d；E. 连接点d、b作出提馏段操作线；F. 从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；G. 所画的总阶梯数就是全塔所需的理论塔板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。 图2 部分回流时理论板数的确定由图中可读取全塔理论板数为N，则全塔板效率为： （10）第n块板汽相莫弗里单板效率为： （11）式中，根据，由表1查取的汽相平衡