浙大化工原理实验筛板塔精馏操作及效率测定

专业：专业：化学工程与工艺姓名：_学号：日期：地点：教十2204实验报告课程名称：过程工程原理实验（乙）指导老师：金伟光成绩：__________________实验名称：筛板塔精馏操作及效率测实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得筛板塔精馏操作及效率测定1实验目的1.1了解板式塔的结构和流程，并掌握其操作方法；1.2测定筛板塔在全回流和部分回流时的全塔效率。2实验装置2.1精馏塔装置由塔釜、塔体、全凝器、加料系统、回流系统、贮槽（原料、产品、釜液）以及测量、控制仪表等组成。装置流程如图1所示。2.2装置规格介绍：筛板精馏塔内径68mm，共7块塔板，其中精馏段5块，提馏段2块；精馏段塔板间距150mm，提馏段塔板间距180mm；筛孔孔径1.5m，正三角形排列，孔间距4.5mm，开孔数104个。装置采用电加热，塔釜内有3支额定功率为3kW的螺旋管加热器。3实验原理3.1在板式精馏塔中，偏离平衡的汽液两相在塔板上进行传质、传热，当离开该板的汽、液两相组成平衡、温度相同时，则此板称为理论板。实际操作中，由于塔板上的汽、液两相接触时间有限及相间返混等因素影响，使汽、液两相尚未达到平衡即离开塔板。即一块实际塔板的分离效果达不到一块理论板的作用，因此精馏塔所需的实际板数比理论板数多。3.2全回流操作时的全塔效率ET的测定全塔效率（总板效率）ETET=NT-1NPNP—为完成一定分离任务所需的实际板数，本装置NP在全回流操作中，操作线在x-y图上为对角线。根据实验中所测定的塔顶组成xD、塔底组成xW（均为摩尔百分数）在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论板数NT图1.实验装置图xWxxWxD图2.全回流时理论塔板数计算5.2.2部分回流时全塔效率ET′5.2.2.1精馏段操作线方程平均温度tD+查表并有插补法求得：CpD=3.184kJ/kg·K，rDR=5.2.2.2q线方程：同理可得：tq=1+y=根据精馏段操作线方程和q线方程，以及取样得到的馏出液组成xD，塔釜组成xw和进料液组成xF，在x-y图中用图解法即可得到理论塔板数NT，见图3：XWXXWXD图3.部分回流时理论塔板数计算由图可知，NT=6.73E6实验分析及讨论1.影响精馏操作稳定的因素是哪些？维持塔稳定操作应注意哪些操作？如何判断塔的操作已经达到稳定？答：影响精馏操作稳定的因素有：回流比、进料状态、进料量、进料组成、进料温度、塔顶冷剂量、塔顶采出量、塔底采出量等。为了维持塔操作的稳定，需要在操作中不断调节回流比，使之基本固定在3~5之间，并维持塔底采出量不变。全回流操作时判断操作是否达到稳定的依据是灵敏板的温度是否稳定，部分回流时，则通过釜液液面是否恒定和灵敏板温度是否稳定判断。2.在全回流条件下，改变加热功率对塔的分离效果有何影响？答：如果提高加热功率，塔内气液量增大，会使塔板分离负荷增大，导致分离效果变差。3.塔顶冷回流对塔内回流流量有何影响？如何校正？塔顶冷回流时，回流液的温度与塔顶的蒸气之间有温差，将一部分热量传递给回流液后蒸气自身凝结成液体，即内回流的部分，从而增大了回流液的流量。应作以下的校正L=L04.用转子流量计来测定乙醇水溶液流量，计算时应怎样校正？答：校