2022年化工原理实验精馏实验报告.doc

2021年化工原理实验精馏实验报告
2021年化工原理实验精馏实验报告
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2021年化工原理实验精馏实验报告
北 京 化 工 大 学
学生试验汇报

学 院: 化学工程学院
姓 名: 王敬尧
学 号: 016068
专 业: 化学工程与工艺
班 级: 化工1012班
同组人员: 雍维、 雷雄飞
课程名称: 化工原理试验
试验名称: 精馏试验
试验日期 .
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北 京 化 工 大 学
试验五 精馏试验
摘要: 本试验经过测定稳定工作状态下塔顶、 塔釜及任意两块塔板液相折光度, 得到该处液相浓度, 依据数据绘出x-y图并用图解法求出理论塔板数, 从而得到全回流时全塔效率及单板效率。经过试验, 了解精馏塔工作原理。
关键词: 精馏, 图解法, 理论板数, 全塔效率, 单板效率。
一、 目及任务
①熟悉精馏工艺步骤, 掌握精馏试验操作方法。
②了解板式塔结构, 观察塔板上汽-液接触情况。
③测定全回流时全塔效率及单塔效率。
④测定部分回流时全塔效率。
⑤测定全塔浓度（或温度）分布。
⑥测定塔釜再沸器沸腾给热系数。
二、 基础原理
在板式精馏塔中, 由塔釜产生蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降回流液, 在塔板上实现数次接触, 进行传热与传质, 使混合液达成一定程度分离。
回流是精馏操作得以实现基础。塔顶回流量与采出量之比, 称为回流比。回流比是精馏操作关键参数之一, 其大小影响着精馏操作分离效果和能耗。
回流比存在两种极限情况: 最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作, 要完成份离任务, 则需要无穷多塔板精馏塔。当然, 这不符合工业实际, 所以最小回流比只是一个操作程度。若操作处于全回流时, 既无任何产品采出, 也无原料加入, 塔顶冷凝液全部返回塔中, 这在生产中午实际意义。不过因为此时所需理论板数最少, 又易于达成稳定, 故常在工业装置开停车、 排除故障及科学研究时采取。
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～。在精馏操作中, 若回流系统出现故障, 操作情况会急剧恶化, 分离效果也将变坏。
板效率是表现塔板性能及操作情况关键参数, 有以下两种定义方法。
总板效率E
E=N/Ne
式中 E——总板效率; N——理论板数（不包含塔釜）;
Ne——实际板数。
(2)单板效率Eml
Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn*)
式中 Eml——以液相浓度表示单板效率;
xn , xn-1——第n块板和第n-1块板液相浓度;
xn*——与第n块板气相浓度相平衡液相浓度。
总板效率与单板效率数值通常由试验测定。单板效率是评价塔板性能优劣关键数据。物系性质、 板型及操作负荷是影响单板效率关键因数。当物系与板型确定后, 可经过改变气液负荷达成最高板效率; 对于不一样板型, 能够保持相同物系及操作条件下, 测定其单板效率, 以评价其性能优劣。总板效率反应全塔各塔板平均分离效果, 常见于板式塔设计中。
若改变塔釜再沸器中加热器电压, 塔内上升蒸汽量将会改变, 同时, 塔釜再沸器电加热器表面温度将发生改变, 其沸腾给热系数也将发生改变, 从而能够得到沸腾给热系数与加热量关系。由牛顿冷却定律, 可知
Q=αA△tm
式中 Q——加热量, kw;
α——沸腾给热系数, kw/(m2*K);
A——传热面积, m2;
△tm——加热器表面与主体温度之差, ℃。
若加热器壁面温度为ts ,塔釜内液体主体温度为tw ,则上式可改写为
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