萃取精馏试验报告.doc

萃取精馏实验报告 篇一：精馏实验报告 采用乙醇—水溶液的精馏实验研究 学校：漳州师范学院 系别：化学与环境科学系 班级： 姓名： 学号： 采用乙醇—水溶液的精馏实验研究 摘要：本文介绍了精馏实验的基本原理以及填料精馏塔的基本结构，研究了精馏塔在全回流条件下，塔顶温度等参数随时间的变化情况，测定了全回流和部分回流条件下的理论板数，分析了不同回流比对操作条件和分离能力的影响。 关键词：精馏；全回流；部分回流；等板高度；理论塔板数 1.引言 欲将复杂混合物提纯为单一组分，采用精馏技术是最常用的方法。尽管现在已发展了柱色谱法、吸附分离法、膜分离法、萃取法和结晶法等分离技术，但只有在分离一些特殊物资或通过精馏法不易达到的目的时才采用。从技术和经济上考虑，精馏法也是最有价值的方法。在实验室进行化工开发过程时，精馏技术的主要作用有：(1)进行精馏理论和设备方面的研究。(2)确定物质分离的工艺流程和工艺条件。(3)制备高纯物质，提供产品或中间产品的纯样，供分析评价使用。 (4)分析工业塔的故障。(5)在食品工业、香料工业的生产中，通过精馏方法可以保留或除去某些微量杂质。 2.精馏实验部分 2.1实验目的 (1)了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程。 (2)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。 (3)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。 (4)掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素。 (5)掌握用图解法求取理论板数的方法。 (6)通过如何寻找连续精馏分离适宜的操作条件，培养分析解决化工生产中实际问题的能力、组织能力、实验能力和创新能力。 2.2实验原理 精馏塔一般分为两大类：填料塔和板式塔。实验室精密分馏多采用填料塔。填料塔属连续接触式传质设备，塔内气液相浓度呈连续变化。常以等板高度(HETP)来表示精馏设备的分离能力，等板高度越小，填料层的传质分离效果就越好。 (1)等板高度(HETP) HETP是指与一层理论塔板的传质作用相当的填料层高度。它的大小，不仅取决于填料的类型、材质与尺寸，而且受系统物性、操作条件及塔设备尺寸的影 响。对于双组分体系，根据其物料关系xn，通过实验测得塔顶组成xD、塔釜组成xW、进料组成xF及进料热状况q、回流比R和填料层高度Z等有关参数，用图解法求得其理论板NT后，即可用下式确定：HETP=Z/NT (2)图解法求理论塔板数NT 精馏段的操作线方程为：yn+1= Rxn+xD R?1R?1 上式中, yn+1---精馏段第n+1块塔板伤身的蒸汽组成,摩尔分数； xn---精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数； xD---塔顶馏出液的液体组成,摩尔分数； R---泡点回流下的回流比； L#39;提馏段的操作线方程为：ym+1=xm-Wxw L#39;?WL#39;-W 上式中, ym+1---提镏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数； xm---提镏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数； xW---塔釜的液体组成，摩尔分数； L′--提镏段内下流的液体量,kmol/s； W----釜液流量, kmol/s； cpF(ts?tF)qxF加料线(q线)方程为：y=x-，其中q=1+ q?1q?1rF 上式中，q---进料热状况参数； rF---进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol； ts---进料液的泡点温度, ℃； tF---进料温度,℃； ---进料液组成,摩尔分数； L回流比R为：R= DFcxpF---进料液在平均温度(tS-tF)/2的比热容,kJ/(kmol.℃)； 上式中, L---回流流量,kmol/s; D---馏出流量,kmol/s ① 全回流操作 在精馏全回流操作时，操作线在y-x图上为对角线，如下图1所示，根据塔 顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。 图1.全回流时理论板数的确定 图2.部分回流时理论板数的确定 ② 部分回流操作 部分回流操作时，如上图2，图解法的主要步骤为： A.根据物系和操作压力在y-x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x=xD、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.在y轴上定出yC= xD /(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踏板数(包含再沸器)，跨过点