最新天津大学—反应精馏实验报告.docx

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目录
一、 实验目的 1
二、 实验原理 1
三、实验仪器和药品 1
四、 实验流程图 2
五、 实验步骤 3
六、 实验数据记录 3
七、 实验数据处理 5
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对
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目录
一、 实验目的 1
二、 实验原理 1
三、实验仪器和药品 1
四、 实验流程图 2
五、 实验步骤 3
六、 实验数据记录 3
七、 实验数据处理 5
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对乙醇进行物料衡算 7
乙酸进行物料衡算 7
计算反响收率及转化率 7
八、 结果分析及讨论 8
九、 思考题 8
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实验目的
1>了解反响精馏是既服从质量作用定律又服从相平衡规律的复杂过程;
2>掌握反响精馏的操作;
3>能进行全塔物料衡算和塔操作的过程分析;
4>了解反响精馏与常规精馏的区别;
5>学会分析塔内物料组成;
实验原理
反响精馏是精馏技术中的一个特殊领域。在操作过程中,化学反响与别离同时进行,故能显著提高总体转化率,降低能耗。
反响精馏过程不同于一般精馏,它既有精馏的物理相变之传递现象,又有物质变性的化学反响现象。二者同时存在,相互影响,使过程更加复杂。醇酸酯化反响是可逆平衡反响。一般情况下,反响受平衡影响,转化率只能维护在平衡转化的水平;但是,假设生成物中有低沸点或高沸点物质存在,那么精馏过程可使其连续地从系统中排出,结果超过平衡转化率,大大提高了效率,此时,可使用反响精馏法。但该反响假设无催化剂存在,单独采用反响精馏存在也达不到高效别离的目的,这是因为反响速度非常缓慢,故一般都用催化反响方式。酸是有效的催化剂,常用硫酸。反响随酸浓度增高而加快,~%(wt)。反响精馏的催化剂用硫酸,是由于其催化作用不受塔内温度限制,在全塔内都能进行催化反响,而应用固体催化剂那么由于存在一个最适宜的温度,精馏塔本身难以到达此条件,故很难实现最正确化操作。本实验是以乙酸和乙醇为原料,在催化剂作用下生成乙酸乙酯的可逆反响。反响的方程式为:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
实验的进料采用直接从塔釜进料,为间歇式操作,反响只在塔釜内进行。由于乙酸的沸点较高,不能进入到塔体,故塔体内共有3组分,即水、乙醇、乙酸乙酯。
全过程可用物料衡算式描述:
对第j块理论板上的i组分进行物料衡算如下(如图1所示):
2≤j≤n,i=1,2,3,4
三、实验仪器和药品
反响精馏塔用玻璃制成。直径20mm,塔高1500mm,塔内填装φ3×3mm
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不锈钢填料(316L)。塔外壁镀有金属膜,通电流使塔身加热保温。塔釜为一玻璃容器,并有电加热器加热。采用XCT-191,ZK-50可控硅电压控制釜温。塔顶冷凝液体的回流采用摆动式回流比控制器操作。此控制系统由塔头上摆锤、电磁铁线圈、回流比计数拨码电子仪表组成。
所用的试剂有乙醇、乙酸、浓硫酸。
实验流程图
测温热电阻2—冷却水3—摆锤4—电磁铁5—塔头6—馏出液收集瓶
7—回流比控制器8—取样口9—塔体10—数字是温度显示器11—控温仪
12—加料口13—塔釜14—电加热器15—卸料口
图2反响精馏流程及装置
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实验步骤
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