2022年共沸精馏实验报告.doc

2021年共沸精馏实验报告
2021年共沸精馏实验报告
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2021年共沸精馏实验报告
化工专业试验汇报
试验名称: 共沸精馏
试验人员: 江成林 同组人: 母晓群、 黄菲
试验地点: 天大化工技术试验中心 624 室
试验时间: 4月19日
班级/学号: 级 化工1 班 3 组 号
指导老师: 陈艳英
试验成绩:
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共沸精馏
试验目
经过试验加深对共沸精馏过程了解;
熟悉精馏设备结构, 掌握精馏操作方法;
能够对精馏过程做全塔物料衡算;
学会使用气相色谱分析气、 液两相组成。
试验原理
精馏是利用不一样组份在气-液两相间分配, 经过数次气液两相间传质和传热来达成分离目。对于不一样分离对象, 精馏方法也会有所差异。比如, 分离乙醇和水二元物系。因为乙醇和水能够形成共沸物, 而且常压下共沸温度和乙醇沸点温度极为相近, 所以采取一般精馏方法只能得到乙醇和水混合物, 而无法得到无水乙醇。为此, 在乙醇-水系统中加入第三种物质, 该物质被称为共沸剂。共沸剂含有能和被分离系统中一个或多个物质形成最低共沸物特征。在精馏过程中共沸剂将以共沸物形式从塔顶蒸出, 塔釜则得到无水乙醇。这种方法就称作共沸精馏。
乙醇-水系统加入共沸剂苯以后能够形成四种共沸物。现将它们在常压下共沸温度、 共沸组成列于表1。
为了便于比较, 再将乙醇、 水、 苯三种纯物质常压下沸点列于表2。
表1 乙醇水-苯三元共沸物性质
共沸物（简记）
共沸点/℃
共沸物组成, t%
乙醇
水
苯
乙醇-水-苯（T）




乙醇-苯（ABZ）




苯-水（BWZ）




乙醇-水（AWZ）




表2 乙醇、 水、 苯常压沸点
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物质名称（简记）
乙醇（A）
水（W）
苯（B）
沸点温度（℃）

100

从表1和表2列出沸点看, 除乙醇-水二元共沸物共沸物与乙醇沸点相近之外, 其它三种共沸物沸点与乙醇沸点都有10℃左右温度差。所以, 能够设法使水和苯以共沸物方法从塔顶分离出来, 塔釜则得到无水乙醇。
整个精馏过程能够用图1来说明。图中A、 B、 W分别为乙醇、 苯和水英文字头; ABZ,AWZ,BWZ代表三个二元共沸物, T表示三元共沸物。图中曲线为25℃下乙醇、 水、 苯三元共沸物溶解度曲线。该曲线下方为两相区, 上方为均相区。图中标出三元共沸组成点T是处于两相区内。
以T为中心, 连接三种纯物质A、 B、 W及三个二元共沸点组成点ABZ、 AWZ、 BWZ, 将该图分为六个小三角形。假如原料液组成点落在某个小三角形内。当塔顶采取混相回流时精馏最终止果只能得到这个小三角形三个顶点所代表物质。故要想得到无水乙醇, 就应该确保原料液组成落在包含顶点A小三角形内, 即在ΔATABZ或ΔATAWZ内。从沸点看, 乙醇-℃, 就本试验技术条件无法将其分开。而乙醇-℃, 很轻易将它们分离开来。所以分析最终止果是将原料液组成控制在ΔATABZ中。
图1中F代表未加共沸剂时原料乙醇、 水混合物组成。伴随共沸剂苯加入, 原料液总组成将沿着FB连线改变, 并与AT线交于H点, 这时共沸剂苯加入量称作理论共沸剂用量, 它是达成分离目所需最少共沸剂量。
上述分析只限于混相回流情况, 即回流液组成等于塔顶上升蒸汽组成情况。而塔顶采取分相回流时, 因为富苯相中苯含量很高, 能够循环使用, 所以苯用量能够低于理论共沸剂用量。分相回流也是实际生产中普遍采取方法。它突出优点是共沸剂用量少, 共沸剂提纯费用低。
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装置、 步骤