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1、连续精馏填料性能评比实验一实验目的1. 掌握影响连续精馏中填料塔分离能力的因素和精馏操作条件的测定与控 制方法。2. 在一定实验条件下，对比e形不锈钢压延孔环填料和瓷拉西环填料的分离 能力。3. 培养设计、组织、安排实验的能力。 二实验原理 精馏塔分为填料塔和板式塔两大类。实验室的精密蒸馏多采用填料塔，填料的型式、 规格以及填充方法等都对分离能力及效率有很大的影响。填料塔的分离能力常以 1m 高的填料层内所相当的理论塔板数（也叫理论级数）来表示，或者以相当于一 块理论塔板的填料层高度，即等板高度（HETP）来表示。根据分离要求以及填料的 等板高度可以设计确定整个填料层高度。 影响分离的因素大致
2、分为三个方面：物料的物性因素、设备因素、操作因素。 评价精馏柱和填料性能的方法，通常采用在全回流下，测定填料层相当的理论塔板 数。在全回流操作下，达到给定分离目标所需理论塔板数最少，即设备分离能力达 到最大，对填料的分离能力有放大作用，同时全回流操作简便，易于实现。 在全回流操作下，达到给定分离目标所需理论塔板数一般采用解析计算法，文献上 称之为芬斯克（Fenske）方程：r xd- J-xd 八Y 1 - x )Wx丿W 丿JI x ）仃一x lg d WT olg ama = amd w（2）xx式中， d、 W 分别为塔顶馏出液组成和塔釜釜残液组成，均为摩尔分率；aaad、 w、 m分别
3、为塔顶温度、塔釜温度下相对挥发度及塔顶塔釜的平均相对 挥发度；N 为全回流操作下，达到给定分离目标所需理论塔板数，或者一定条件下精 T,o馏设备相当的理论塔板数，块。填料层的等板高度（理论塔板当量高度）HETP （简写为h ）为：e,ohe,oNT,o式中，h为填料层的总高度，mm。 本实验为综合设计性试验，拟采用一定初始组成的乙醇正丙醇二元混合液，在全 回流操作条件下，评比0形不锈钢压延孔环填料和瓷拉西环填料的分离能力。 预习要点：1. 精馏原理、影响填料塔分离能力的因素、分离能评价方法及参数2. 阿贝折射仪的使用。三仪器与试剂仪器：瓷拉西环填料精馏装置， 0 不锈钢压延环填料精馏装置，阿贝
4、折射仪。 本实验装置由连续填料精馏柱和精馏塔控制仪两部分组成，实验装置流程及其控制 线路如图 1 所示。连续填料精馏柱由精馏柱、分馏头、再沸器、原料液预热器和进、 出料装置四部分组成。填料型号有0形不锈钢压延孔环填料和瓷拉西环两种，填充 方式均为乱堆。精馏塔控制仪由四部分组成。通过调节再沸器的加热功率用以控制 蒸发量和蒸汽速度;回流比调节器用以调节控制回流比;温度数字显示仪通过选择开 关，测量各点温度（包括柱、蒸汽、入塔料液、回流液和釜残液的温度）;预热器 温度调节器调节进料温度。柱顶冷凝器用水冷却，冷却水流量恒定。试剂： 无水乙醇，正丙醇，丙酮，甘油。四实验步骤 实验中可采用采用无水乙醇和正
5、丙醇物系（体积比1:3），根据给定实验装置比较一 定高度的0形不锈钢压延孔环填料和瓷拉西环填料的分离能力。可根据实验目的、内容，参照连续填料精馏柱分离能力测定实验进行。注意事项：1. 在采集分析试样前，一定要有足够的稳定时间。只有当观察到各点温度和压差 恒定后，才能取样分析，并已分析数据恒定为准。2. 为保证上升蒸汽全部冷凝，冷却水的流量要控制适当，并维持恒定。3. 预液泛不要过于猛烈，以免影响填料层的填充密度，更须切忌将填料冲出塔体4. 再沸器液位始终要保持在加热器以上，以防设备烧裂。5. 实验完毕后，应先关掉加热电源，待物料冷却后，再停冷却水。rjjj制、图1填料塔连续 注：本实验装置图参照清华教精馏装置仪许续精馏装置2.转子流量计;3.原料液预 制仪;7.单管压差计；1.原料液咼立瓶=n fp 热器4.馏釜液受器;10.回头;112 冷却水高立槽填料分馏柱;9馏出;5流比:调釜液受器;6.控 尅节器;11.分馏五. 数据处理| I1. 根据测定一2. 参照连续填料精馏柱分离能力测定实验进行数据处理。六. 思考题1. 为评价两种填料的分离能力，实验中应测定那些参数？这些参数的控制有何特点？2. 如何评价实验中两种填料的分离性能？
