实验四精馏（乙醇-水）实验.doc

实验四精馏(乙醇-水)实验一、基本原理:1、在板式蒸馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,气液两相在塔板上接触,实现传质、传热过程而达到分离的目的。如果在每层塔板上,上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态,则该塔板称之为理论塔板。然而在实际操做过程中由于接触时间有限,气液两相不可能达到平衡,即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。因此,完成一定的分离任务,精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。   对于双组分混合液的蒸馏,若已知汽液平衡数据,测得塔顶流出液组成Xd、釜残液组成Xw,液料组成Xf及回流比R和进料状态,就可用图解法在y-x图上,或用其他方法求出理论塔板数Nt。精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比,既:                   Et=Nt/N影响塔板效率的因素很多,大致可归结为:流体的物理性质(如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等)、塔板结构以及塔的操作条件等。由于影响塔板效率的因素相当复杂,目前塔板效率仍以实验测定给出。2、精馏塔的单板效率Em可以根据气相(或液相)通过测定塔板的浓度变化进行计算。  若以液相浓度变化计算,则为:                     Eml=(Xn-1-Xn)/(Xn-1-Xn*) 若以气相浓度变化计算,则为:                    Emv=(Yn-Yn+1)/(Yn*-Yn-1) 式中:Xn-1-----第n-1块板下降的液体组成,摩尔分率;        Xn-------第n块板下降的液体组成,摩尔分率;        Xn*------第n块板上与升蒸汽Yn相平衡的液相组成,摩尔分率;        Yn+1-----第n+1块板上升蒸汽组成,摩尔分率;        Yn-------第n块板上升蒸汽组成,摩尔分率;        Yn*------第n块板上与下降液体Xn相平衡的气相组成,摩尔分率。在实验过程中,只要测得相邻两块板的液相(或气相)组成,依据相平衡关系,、设备参数:(1)精馏塔——精馏塔采用筛板结构,,共15块塔板,塔板用板厚1mm的不锈钢板;板间距为10mm;板上开孔率为4%,孔径是2mm,孔数为21个,孔按三角形排列;降液管为直径Φ14X2mm的不锈钢管,堰高是10mm;在塔顶和塔釜中装有铜电阻感温计,并由仪表柜的温度指示仪加以显示。他有两个进料口,分别在第11、13块塔板,一般采用第11块塔板进料。(2)蒸馏釜为直径Φ250X340X3mm不锈钢材质立式结构,用二支1kW的SRY-2-1型电热棒进行加热,其中一支为恒温加热,另一支则用自耦变压器调节控制,并由仪表柜上的电压、电流表加以显示。釜上有压力计,以测量釜内的压力。(3)冷凝器——采用不锈钢蛇管式冷凝器,蛇管为直径Φ14X2mm,长是2500mm,用自来水作冷却剂,冷凝器上方装有排气悬塞。(4)原料——,温度30℃三、计算方法、原理、公式:(1)精馏塔的全塔效率Et为理论塔板数与实际塔板数N之比,既:                           Et=Nt/N(2)精馏塔的单板效率Em可以根据气相(或液相)通过测定塔板的浓度变化进行计算。  若以液相浓度变化计算