精馏实验37.ppt

精 馏 实 验 ;目录;一、实验简介;1、实验目的;２、基本原理;(点击画面动画表演);实验原理 ;1．回流比 从塔顶回流的液体量与塔顶产品采出量之比称为回流比，；回流比是精馏操作的一个主要控制参数，其数值大小影响着精馏操作的分离效果与能耗。当料液组成和分离要求一定时，增加回流比R，精馏段操作线斜率增大，精馏段和提馏段操作线均向对角线移动。它们与平衡线的距离增大，所需理论塔板数减少，能耗增大。回流比存在着两种极限状态。;（1）最小回流比Rm 当回流比减至某一数值时两操作线的交点e落在平衡线上，此时，即使理论塔板数无穷多，混合物组成也不能跨过e 点，此回流比为该条件下的最小回流比，。最小回流比的数值还与平衡线的形状有关，当回流比减小时，如果精馏段操作线或提馏段操作线与平衡线相切于e点，则此时的回流比为该条件下的最小回流比。 （2）全回流 精馏过程既无加料也无采出，操作线与对角线重合，为达到指定分离程度，所需的理论板数最少。 ;2．总板效率 总板效率反映的是全塔各板总的分离效果。 总板效率： 式中：N—理论板数；Ne—实际板数。 实验中用气相色谱仪测定全回流条件下塔 顶、塔釜产品的质量浓度，并应用芬斯克方程 求出理论板数N 。 式中：xA、xB — 产品中乙醇、水的摩尔分数； αD、αW — 塔顶、塔釜产品的相对挥 发度。;3．空塔气速 （1）依据恒摩尔流假定，上升蒸汽流量可由塔顶蒸汽流量测定： 式中：Vs — 塔顶蒸汽流量，m3/s；qn — 塔顶蒸汽摩尔流量，mol/s； T — 塔顶温度，K；p — 塔顶压强，Pa； （2）塔顶蒸汽摩尔流量可由回流液的体积流量得出 式中：qv — 塔顶产品流量，m3/s；ρD — 塔顶产品密度，kg/ m3； mAD、mBD — 分别为塔顶产品中乙醇、水的质量百分浓度； ρA — 乙醇的密度，kg/ m3；ρB — 水的密度，kg/ m3 。 ;（3）空塔气速 式中：D — 精馏塔的内径，m 。;4．全塔压降 气体通过塔板孔及板上液层势必有阻力损失，由此造成塔板上、???相应位置上的压强差，各板压强差的总和表现为全塔压降。塔板阻力包括干板阻力及液层阻力。气体通过干板与通过孔板的流动情况极为相似，阻力大小与孔速成正比；液层阻力包括克服板上泡沫层的静压、形成气液界面的能量消耗和通过液层的摩擦阻力损失三个因素，其中克服板上泡沫层的静压所造成的阻力损失占主要部分，由于溢流管的存在，气速增大时，泡沫层高度变化不大，但含气率增大，因此，气体通过泡沫层的阻力损失反而有所降低。当然，总阻力损失还是随气速增大而增大。;三、实验装置与流程; ;流程描述 实验物系为5%~8%的乙醇—水溶液，经五组电热棒组合加热，加热产生的上升蒸汽在塔板与回流液进行两相接触。塔顶产品水冷后得到冷凝液，冷凝液通过流量计，由塔顶全部回流进塔中。该塔流程的特点是既无进料也无采出。 全塔压降的测量采用U型压差计，指示液为水；塔顶、塔釜温度的测量采用热电偶，读数采用智能仪表；塔釜加热功率由五组电热棒的不同组合来控制；塔顶、塔釜样品分析采用气相色谱仪。;2．设备规格与尺寸 精馏塔：D=102mm， H=1m， Ne=10 加热棒：1KW, 2KW, 3KW, 4KW, 4KW,五组 ;A 精馏 1、实验步骤 ２、注意事项 B 塔顶、塔釜样品浓度测定 1、实验步骤 ２、注意事项;A 精馏 1、实验步骤 （1）打开塔顶冷却水阀门； （2）接通电源加热； （3）待塔板有回流液后，调节加热功率到需要的值，调节塔体保温电压到100V; （4）观察塔内气液两相接触情况； （5）调节回流比至全回流，待回流量稳定后，可分别对塔顶、塔釜取样，并记录回流液流量、全塔压降、塔釜温度，从小到大改变加热功率，改变空塔气速测定五组数据。 （6）实验结束，关闭加热开关，待塔釜温度降至80℃以下，关闭塔顶冷凝水。;２、注意事项 （１）待过程稳定后再取样； （２）取样时注意排尽管内的滞留液； （３）注意保持再沸器中液面不得低于液位计１／２处，避免电热棒干烧断裂； （４）应掌握好保温电压的调节，避免过高和过低。;B 塔顶、塔釜样品浓度的测定 １、实验步骤 （1）用分析天平配制已知质量浓度的乙醇—水混合液标样，在0~8.0%的质量浓度范围内均匀取四—五个点，在7