筛板式精馏塔实验

一、实验目的

1．了解筛板精溜塔和附属设备的大体结构。 2．把握精溜进程的大体操作方式。

3．测定塔顶、塔底及塔板上的液相组成，据此求取全回流工况下的理论塔板数全塔效 率和单板效率。

4．调剂精溜塔的进、出料量和塔釜加热功率，使精溜塔稳固达到所需回流比下的部份 回流工况。

5．测定塔顶、塔底液相组成，据此求取回流比下的理论塔板数和全塔效率。 6．调剂精流塔使其稳固操作于不同的回流比工况，求取相应的全塔效率。 7．分析实验结果，归纳总结回流比对精流塔分离效率的阻碍

二、大体原理

在板式精流塔的精溜进程中，每一层塔板的汽、液相间进行着热、质传递，。通经常使

用塔的塔板效率表示塔板上传质的完善程度。最经常使用的有单板效率和全塔效率。单板效率直接反映单唯一层塔板上传质的好坏，经常使用于塔板研究中，而全塔效率是反映整个塔的平均传质成效，经常使用于板式塔的设计中。 1．全回流操作时的单板效率和全塔效率。 单板效率

单板效率指气相（或液相）通过实际塔板的组成转变值与通过理论板所达到的组成转变值之比，单板效率统称由实验测的。 汽相单板效率：

Emv=(yn-yn+1)/(yn’-yn+1) 液相单板效率：

Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn’) 式中： yn， yn+1 ---------离开第块塔板的蒸汽组成，摩尔分数

xn-1,xn------离开第块塔板的液体组成,摩尔分数

y*n--------与成平稳的气相组成,摩尔分数x xn*------与T成平稳的液相组成,摩尔分数 考虑到全回流操作时的操作线方程:则5-1式能够写成:

Emv = (xn-1-xn)/(yn*-xn) 全塔效率

ET = (NT-1)/NP ×100% 式中：NT----必然分离任务所需要的理论塔板数，包括蒸馏釜 NP-----完成必然分离任务所需要的实际塔板数，本装置NP=8

在精流塔中全回流操作时，操作曲线在图上为对角线，依照塔底的组成在操作线和平稳线见作梯级，即可取得理论塔板数。 2、部份回流操作是全塔效率的测定 精馏段操作线方程

yn+1 =Rxn/（R+1） + XD/（R+1） 提馏段操作线方程

ym+1 =L’xm/（L’-W）-Wxw/(L’-W) 线方程

y = qx/（q-1） -XF/（q-1） 回流比R的确信

R = L/D 理论塔板数

依照以上计算取得的精馏段操作向方程和q线方程，和取样取得的馏出液组成Xd，塔釜组成XW和进料液组成XF，在y--x图上用图解法即可取得理论塔板数NT。 全塔效率

ET` = （NT -1）/NP ×100% 3、精馏进程稳固持续操作条件

物料衡算: F=W+D (1)总物料不平稳时 ,进料量大于出料量,回引发淹塔,相反会引发干塔,最终会致使破坏精馏塔的正常操作.

(2)各物料的平稳:FXF=WXW+DXD 当进料量F,进料组成XF和产品的分离要求XW,XD必然的情形下,应严格保证馏出液

D和釜液W的采出率. 分离能力

正常的汽、液负荷量

精馏塔操作时,应有正常的气、液负荷量，幸免发生以下不正常的操作。 （1）液末夹带 （2）漏夜 （3）溢流液泛

三、实验装置及流程

本塔为精馏筛板塔，全塔共有八块塔板，全塔高度为2.5米，塔身的尺寸结构为：塔径φ57×3.5mm,塔板间距为80mm，溢流管截面积为80mm2，溢流堰高度为10mm，塔板间距为4mm，每块塔板上开有直径为1.5mm的小孔，正三角形排列，空间距为6mm.蒸馏釜尺寸为：φ108×4×400mm.冷凝器为溢蛇管式换热器，换热面积为0.06m2，管外走蒸汽，管内走冷却水，原料液槽为一#300×3×350mm不锈钢容器，顶部有放空管及与泵相连得入口管，下部有向塔供料得出口管.本实验采纳的旋涡式水泵，型号为20W—20，流量为0.72m3/h，扬程为

冷凝器 回流分配器 T1 精馏塔 T2 T3 料泵 P 贮槽 蒸馏釜 料箱

精馏装置流程示用意

四、实验方式及注意事项

熟悉本实验装置的设备结构，流程和测量仪表，了解各部件的作用和仪表的利用方式。 预见配制15%乙醇-丙醇于料液槽内，启动旋涡泵，将料液打入高位槽。

启动总电源开关，启动塔釜加热及塔身伴热，观看塔釜、塔身、塔顶温度及塔板上的气液接触状况，发觉塔顶温度开始上升时，打开塔顶冷凝装置。

测定全回流条件下的单板效率及塔板效率：在 必然回流量下，全回流一段时刻，待该塔操作参数稳固后，即可杂塔顶、塔釜及塔板山个取样，用阿贝折光仪进行分析。 测定部份回流条件下的全塔板效率。建议进料量维持在3L/h，回流比2-4。 实验完毕，停止加热，关闭塔釜加热及塔身伴热，待无下降液时，关闭冷凝装置。 注意：（1）塔釜液位应在250-300毫米之间，不要太低，以避免加热时烧坏电加热器。 （2）做实验时，要开启塔顶防空阀，以保证精馏塔的常压操作。

（3）正常操作事塔板压降小于180mmH2O假设操作时塔板压降太高，请及时增加冷却

水量，并对塔釜加热量进行调剂。

五、报告要求

一、直角坐标纸上绘制X-Y图，用图解法求出理论塔板数。 二、求出全塔效率和单板效率。

六、试探题

一、试分析产品不合格的缘故及调剂方式。

二、如何的鼓泡状况才算正常，正常是塔内气液两相流动的特点是什么？ 3、分析阻碍精馏塔操作稳固的因素有那些？如何判定已达到稳固？ 4、改变回流比对塔的操作有何阻碍？ 五、阻碍全塔效率的要紧因素有那些？

六、精馏塔操作中，塔釜压力什么缘故是一个重要操作参数？塔釜压力与哪些因数有关？ 7、板式塔汽液两相的流动特点是什么？

八、操作中增加回流比的方式是什么？可否采纳减少塔顶出料量D的方式？

九、精馏塔在操作进程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格，恢复正常的最快、最有

效的方式是什么？

10、本实验中，进料状况为冷态进料，当进料量太大时，什么缘故会显现精馏段干板，乃至

显现塔顶既没有回流又没有出料的现象？应如何调剂？

1一、在部份回流操作时，你是如何依照全回流的数据，选择一个适合的回流比和进料口位

置的？若是在精馏操作中，回流比等于或小于最小回流比，是不是表示精馏操作无法进行？

1二、若是增加本塔的塔板数，在相同的操作条件下是不是能够取得纯乙醇？什么缘故？ 13、总板效率、单板效率、点效率有何不同？假设测定部份回流时的效率需要测定哪些组成？ 14、什么缘故一样能够把塔釜当做一块理论板处置？

附录：技术参数和指标

（一）乙醇-丙醇平稳数据（摩尔分率） 序 号 T℃ X Y 序 号 T℃ X Y 1 0 0 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 以上平稳数据摘自：

, Vapor-Liquid Equilbrium Data Collection-Organic Hydroxy Compounds:Alcohol

（二）乙醇-丙醇折光率与溶液浓度的关系（以乙醇的浓度为基准） 序号 X（w） X（w） 25℃ 1 0 0 2 3 4 5 6 40℃ 序号 X(w) X(w) 25℃ 40℃ 序号 X(w) X(w) 25℃ 40℃

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 折光率与质量分率间的关系可按以下回归式计算：

25 ℃ W=40℃ W=其中：W为乙醇的质量分率： nd为折光率读数。 （以上数据均由实验测得）