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1、板式精馏塔实验报告学院：广州大学生命科学学院班级：生物工程121班分组：第一组 姓名：其他组员：学号：指导老师：尚小琴吴俊荣实验时间2014.11.15摘要：此次实验是对筛板精馏塔的性能进行全面的测试，实验主要对乙醇正丙醇精馏过程中的研究不同条件下改变参量时的实验结果，根据实验数据计算得出塔釜浓度、回流比、 进料位置等与全塔效率的关系，确定该筛板精塔的最优实验操作条件。关键词:精馏；回流比；全塔效率；塔釜浓度:The sieve plate distillation column performance comprehensive testing, mainly on ethanol isop
2、ropyl alcohol distillation process in the different experimental conditions were discussed, the reactor concentration, reflux ratio, feed loca tion and the entire to werThe rela tio nship bet ween the efficiency of sieve plate tower, determine the optimal experimental conditions of fine.Key words： D
3、istillation; reflux ratio; the tower efficiency弓I言：精馏是利用混合液中两种液体的沸点差异来分离两种液体的过程。精馏装 置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜 输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介 质将余热带走。精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。精馏操作是化工生产中应 用非常广泛的一种单元操作，也是化工原理课程的重要章节讥分析运行中的精馏塔，当某 一操作条件改变时的分离效果变化，属于精馏的操作型问题。本研究从塔釜浓度、回流比、 进料位置、全回流和部分回
4、流等操作因素对数字型筛板精馏塔进行全面考察1,得出一系列 可靠直观的结果，加深对精馏操作中一些工程概念的理解，对工业生产有一定的指导意义通 过本实验我们得出了大量的实验数据，由计算机绘图找出最优一组实验参数在这组参数下 进行提纯将会节约大量能源，同时为今后开出的设计型、综合型、研究型的实验项目，为学 生的创新性科研项目具有重要的教改意义。1.实验部分1.1实验目的1. 学会对精馏过程多实验方案进行设计，并通过实验验证设计方案，得出实验结论，以 掌握实验研究的方法。2. 掌握单板效率和全塔效率的测定方法。3了解板式精馏塔结构及塔内的传质传热状况，掌握板式塔内温度，浓度及分布规律。4. 了解实验条
5、件与板式精馏塔分离效率的关系，确定影响分离效率的因素，并掌握其影响 效率。1.2实验内容1.研究在全回流条件下，开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。2测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布，研究其分布情况 及规律。3测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。4.测定精馏塔在某一回流比时全塔理论塔板数、总板效率。5测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。6测定在部分回流时总板效率随进料位置的变化情况。1.3实验材料与装置物系：乙醇-一正丙醇(1) 纯度：分析纯或化学纯(2) 料液浓度：1525% (乙醇的质量百分数)(3) 浓度测量：阿贝折射仪实验前准备
6、:1.4.11.4实Lt液位电磁阀采出阀冷 谨口阀 料料0*1塔让样用的注射器和擦镜头纸是否准备好（2）用阿贝折光仪测出原料液的折射率；（3）检查旋塞开关是否处于关闭，电表示数是否都为零。（4）将原料装入原料槽中，打开进料阀，让液料（乙醇-正丙醇）从原料槽用泵输送, 经过进入塔釜内，根据磁翻转液面计，当液面到达塔釜的2/3后，关闭进料阀门 和流量计阀门。1.4.2全回流下操作实验.研究在全回流条件下，开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。1打开塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大（约8L/h）2记下室温值，接上电源闸（220V），按下装置上电源总开关。3调节加热电压为75V左右，待塔
7、板上建立液层时，缓慢加大电压至100V，使塔内维 持正常操作4.确认塔顶出料阀门和各取样处于关闭状态，使全塔处于全回流状态5从操作稳定加热时起每隔3min记录一次塔顶温度、回流液温度和塔釜温度，待示数 稍稳定后可隔较长时间读数。至电表示数稳定为止。数据记录于表1中。实验：测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布，研究其分 布情况及规律。方法：在实验基础上，当稳定操作时，记录每块板上塔内的温度实验：测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。方法：在实验基础上，等各塔板上鼓泡均匀后，保持加热釜电压不变，在全回流情况下稳 定20min左右，期间仔细观察全塔传质情况，带情况稳定
8、后分别在塔顶、塔釜和原料 液取样口用注射器同时取样，用阿贝折射仪分析样品浓度。1.4.3部分回流下操作实验：测定精馏塔在回流比为4,塔层为8时全塔理论塔板数、总板效率。1.打开塔釜冷却水阀门，冷却水流量以保证釜镏液温度接近常温为准；2将物料入量分别以以1.5，1. 8, 2.4 （L/h）的流量加入塔内，用回流比控制调节器调节回流比R=43. 馏出液收集在塔顶容量管中，塔釜产品经冷却后由溢流管流出，收集在容器内。4等操作稳定后，观察板上传质状况，记下加热电压、电流、塔顶温度等有关数据，整个操作中维持进料流量计读数不变，用注射器取下塔顶、塔釜和进料三处样品，用折光 仪分析，并记录进原料液的温度（
9、室温）。实验测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。方法：在实验步骤基础上，（物料入量都为2.0L/h）调节回流比R为2和3和4，重复实验步骤2.实验数据记录及处理表全回流讨塔釜，塔顶討塔层附回流涵箜随也浪变优、温度您分钟/min塔顶塔鑒塔层3塔层4塔层5塔层6塔层T塔层忌塔层9023. 126, 823223. 2瓯523. 523.1喙g22.63：23.140, &22.-923. Z23. 523. 5瘗.122. 922. &：23.160.123曲.223. &2&. 623. 2-2322.7923.184. 5232g. 223. 623. 6瘢址22-. 9宓.71223
10、.186.523滋.2-23. 623.6.2.2.浪22.71:5:23.188.12323. 223. 623. 6S3. 725. 2-47.5坯：33.288. 3零.323. 7.61. 876. 480. 781. 8,2123.288.4刃.恳57. 9.72178.5瓯4S0. 58324&9. 488.578.577. 779. 9-80.61. 232. 483.2：2778. 488. &79. 479SQ. 4S1. 2B1. 682. 3喊5动.T9.288.879.779. 430. &81J81. 5畝68B. 433旳巒88.879. &79.鉄80. 480.
11、 9：81.182.182.936.79. 488.979. 679.SB0. 330. SB181. 982.7也488.979； 679. K8 0 380. 7：80； 931. 382.742.79. 488.79.：679. ZS0. 330. 7.80.981. 982.7图表1全回流时塔釜，塔顶各塔层的回流温度随时间变化顶釜流塔塔回21I21根据图1各塔板、塔顶、塔釜稳定时的温度为:塔层 /层3456789塔顶塔釜温度/c79.679.380.380.780.981.982.779.488.9表2：全回流原始数据记录及数据处理表序号折射率nD塔顶样品样品质量分数WD摩尔分数XD1
12、1.36400.72000.770321.36350.74130.788931.36250.78390.8255平均1.36330.74840.7949塔釜液体序号折射率nD样品质量分数Ww摩尔分数Xw11.37400.29390.351821.37650.18730.231231.37750.14470.1808平均1.37600.20860.2546原料液序号折射率nD样品质量分数Ww摩尔分数Xf11.37420.28530.342421.37610.20440.251031.37420.28530.3424平均1.37480.25840.3120表3常压101.33kpa下乙醇-正丙醇混
13、合液的气液平衡组成T/C97.693.8592.6691.688.3286.2584.9884.1383.0680.578.38x/摩尔分数00.1260.1880.210.3580.4610.5460.60.6630.8841y/摩尔分数00.240.3180.3490.550.650.7110.760.7990.91411.0 -尔y(y)0.8 -0.6 -0.4 -0.2 -0.60.20.4Xw=0.25460.0 -0.00.8 1.0XD=0.7703根据表2的数据作图计算出全回流的理论板数2.1,总板效率为2.1/9X100%=23.33%序号样品折射率nD样品质量分数W摩尔分数X理论板数效率塔顶1.36330.72000.77032.123.33%原料1.37480.25840.3120塔釜1.37600.20860.2546液相乙醇液相乙醇摩尔分数(x)表4：部分回流时仅改变回流比时原始数据记录及数据处理表(进料流量为2kmol/h)回流比折射率nD塔顶样品样品质量分数WD摩尔分数XD21.36470.69010.743931.36350.74130.
