改后的实验6板式塔精馏实验.docx

板式塔精馏实验一、实验目的 、液两相流动状态。 。 、基本原理塔板是板式精馏塔的主要构件,是汽液两相接触传热、传质的媒介。通过塔底的再沸器对塔釜液体加热使之沸腾汽化,上升的蒸汽穿过塔板上的孔道和板上的液体接触进行传质。塔顶的蒸汽经冷凝器冷凝后,一部分作为塔顶产品流出, 其余则作为回流液返回塔内。来自塔顶的液体自上而下经过降液管流至下层塔板口,再横向流过整个塔板,经另一侧降液管流下。气、液两相在塔内整体呈逆流, 板上呈错流,这是板式塔内气、液两相的流动特征。汽液两相在塔板上进行相际传质,使液相中易挥发组分进入汽相、汽相中难挥发组分转入液相。精馏塔所以能使液体混合物得到较完全的分离,关键在于回流的运用。从塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比,它是精馏操作的一个重要控制参数,回流比数值的大小影响着精馏操作的分离效果与能耗。回流比可分为全回流,最小回流比和实际操作时采用的适宜回流比。全回流是一种极限情况,它不加料也不出产品。塔顶冷凝量全部从塔顶回到塔内,这在生产上没有意义。但是这种操作容易达到稳定,故在装置开工和科学研究中常常采用。全回流时由于回流比为无穷大,当分离要求相同时比其它回流比所需理论板要少,故称全回流时所需理论板为最少理论板数。通常计算最少理论板用芬斯克方程。对于一定的分离要求,减少回流比,所需的理论板数增加, 当减到某一回流比时,需要无穷多个理论板才能达到分离要求,这一回流比称为最小回流比 R m 。最小回流比是操作另一极限,因为实际上精馏塔不可能安装无限块板,因此亦就不能选择 R m 来操作。实际选用的回流比 R 应为 R m 的一个倍数,这个倍数根据经验取 ~ 2。当体系的分离要求、进料组成和状态确定后, 可以根据平衡线的形状由作图求出最小回流比。在精馏塔正常操作时,如果回流装置出现毛病,中断了回流,此时操作情况会发生明显变化。塔顶易挥发物组成下降,塔釜易挥发物组成随之上升,分离情况变坏。板效率是反映塔板及操作好坏的重要指标,影响板效率的因素很多,当板型、体系决定以后,塔板上的汽、液流量是板效率的主要影响因素,当塔的上升蒸汽量不够,塔板上建立不了液层;若上升汽速太大,又会产生严重夹带甚至于液泛, 这时塔的分离效果大大下降。表示板效率的方法常用的有两种: ( 1)总板效率 E 式中: E——总板效率; N——理论板数; N e——实际板数。( 2)单板效率 E ml 式中: E ml——以液相浓度表示的单板效率; x n, x n-1——第 n块板和第 n-1 块板液相浓度; x n *——与离开第 n块板的汽体相平衡的液相浓度。总板效率的数值在设计中应用得很广泛,它常由实验测定。单板效率是评价塔板好坏的重要数据,针对不同板型,在实验时保持相同的体系和操作条件,对比它们的单板效率就可以确定其优劣,因此在科研中常常运用。在一定回流比下,连续精馏塔的理论塔板数可采用逐板计算法(Lewis--Matheson 法) 或图解计算法(McCabe-Thiele 法) 。逐板计算法或图解法的依据,都是汽液平衡关系式和操作方程,后者只是采用绘图方法代替前者的逐板解析计算,但对于相对挥发度小的物系,采用逐板计算法更为精确,采用计