化工原理筛板塔精馏实验报告.doc

筛板塔精馏实验

,掌握精馏过程的基本操作方法。
,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。


全塔效率又称总板效率,是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值:
ET=NT-1NP
NT——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜;
NP——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置NP=10。

以回流比R写成的精馏段操作线方程如下:
yn+1=RR+1xn+1R+1xD
yn+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数;
xn——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数;
xD——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数;
R——泡点回流下的回流比。
提馏段操作线方程如下:
ym+1=L'L'-Wxm-WL'-WxW
ym+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数;
xm——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数;
xW-塔底釜液的液体组成,摩尔分数;
L'-提馏段内下流的液体量,kmol/s;
W-釜液流量,kmol/s。
加料线(q线)方程可表示为:
y=qq-1x-xFq-1
其中,
q=1+cpF(tS-tF)rF
q——进料热状况参数;
rF——进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol;
tS——进料液的泡点温度,℃;
tF——进料液温度,℃;
cpF——进料液在平均温度(tS − tF ) /2 下的比热容,kJ/(kmol℃);
xF——进料液组成,摩尔分数。
(1)全回流操作
在精馏全回流操作时,操作线在y-x图上为对角线,如图1所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板数。
图1 全回流时理论塔板数确定
(2)部分回流操作
部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为:
,并画出对角线作为辅助线;
(xD,xD)、f点(xF,xF)和b点(xW,xW);
=xD/(R+1)的点c,连接a、c作出精馏段操作线;
,过点f作出斜率为q/(q-1)的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作线;
,当梯级跨过点d时,就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯,直至梯级跨过点b为止;
(包含再沸器),跨过点d的那块板就是加料板,其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
图2 部分回流时理论板数的确定
本实验料液为乙醇水溶液,釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升,经与各板上的液体传质后,进入盘管式换热器壳程,冷凝成液体后再从集液器流出,一部分作为回流液从塔顶流入塔内,另一部分作为产品馏出,进入产品贮罐;残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。

实验主要操作步骤如下:

(1)在贮罐中配制浓度21%(体积百分比)的料液,以泵混合均匀。打开进料管路上的阀门,由进料泵将料液打入塔釜,观察塔